Szrs Dr Aigner Zoltn SZTE Gygyszertechnolgiai Intzet A

Szűrés Dr. Aigner Zoltán SZTE Gyógyszertechnológiai Intézet

A szűrés művelettani besorolása n n n Műszaki kémiai jellege: hidrodinamikai művelet Célja, energiafelhasználása: szétválasztás mechanikai energiával Gyógyszertechnológiai feladata: anyagelválasztás, tisztítás

A szűrés fogalma n Szűrés az a művelet, melynek során szilárd halmazállapotú anyagot folyékony vagy légnemű közegtől szétválasztunk. Cél: n n n szilárd anyag kinyerése (pl. kristályosítás után) folyékony közeg felhasználásra alkalmassá tétele levegő szűrése (aszeptikus munkahely, “tiszta” tér)

A szűrés elméleti mechanizmusai felületi szűrés mélyszűrés

A szűrés művelete SZŰRŐBERENDEZÉS betáplálás szűrés szűredék (szűrlet) elvezetés

A szűrési technológiák csoportosítási lehetőségei n Alkalmazott nyomás szerint: n n A eltávolított részecskék méreének nagységrendje szerint: n n n közönséges nyomáson túlnyomáson csökkentett nyomáson egyszerű szűrés ultraszűrés Eredményesség szempontjából: n n n durva vagy előszűrés finom szűrés csíramentesítő szűrés (“steril” szűrés)

A felületi szűrés matematikai modelljei Hagen-Poiseuille törvény: r = a pórus sugara = a folyadék viszkozitása h = a pórus (kapilláris) hossza Darcy egyenlet: A = szűrőfelület p = nyomáskülönbség = a folyadék viszkozitása R = a szűrő ellenállása V = szűrendő térfogat C = anyagi állandó

A szűrési technológiák csoportosítási lehetőségei n A szűrő anyaga szerint: n rosotos (szálas) anyag n n n n merev test n n papír cellulóz vatta többrétegű mull + vatta szűrővászon szűrőkereten (tenaculum) azbeszt üvegszűrők (zsugorított üveg) diatomaföld (Berkefeld szűrő) kaolin (Chamberlend gyertya) membrán

Szűrőpapír Különböző minőségű cellulóz rostok, a rostok között kapillárisok n Jellemző adatok: n n n négyzetméter súly szűrőképesség szűrőteljesítmény szűrési idő szakítószilárdság folyadékvisszatartás (rostok duzzadása, kapillárisok) oldott anyagok adszorpciója

Azbeszt szűrők n n n ásványi eredetű magnézium-alumínium-szilikát Seitz szűrők: azbeszt + cellulóz lemezekké préselve adszorpción alapuló mélyszűrő pirogénmentesítés Hátrányok: n n n az azbesztszálak a vérbe kerülve rákot okozhatnak idegen ionokkal szennyezhetik az oldatot a pirogéneknél erősebben adszorbeálódó anyagok a korábban megkötött pirogéneket “felszabadítják” utólagos szálmentesítő szűrés kell Azbeszt tilalom!

Membránszűrők anyaga n Műanyag n n n Cellulóz-származék n n n poliamid polikarbonát poliészter kevert észter cellulóz-acetát cellulóz-nitrát cellulóz-kevert-észter regenerált cellulóz Teflon-származék n poli-tetrafluoro-etilén (PTFE) (hidrofób)

Membránszűrők előnyei n kémiailag egységes anyagokból készülnek n számos szerves oldószerrel, savval, lúggal szemben rezisztensek n szűrési veszteség kicsi n oldott anyagot nem adszorbeál n konstans pórusméret biztosítható n számos szűrési cél kivitelezésére alkalmazhatók n analitikai minták, oldatok tisztítása n oldatok szálmentesítő szűrése n oldatok steril szűrése n biológiai anyagok koncentrálása, tisztítása n levegő/gáz szűrése

Membránszűrők hátrányai n n a szűréshez túlnyomás vagy vákuum szükséges mechanikai sérülékenység esetlegesen változó pórus-sűrűség esetlegesen változó pórusméret Pórusméret az alkalmazás szerint n n szálmentesítés – 0, 45 - 0, 8 m mikroorganizmus mentesítés – 0, 2 m, vagy kisebb

Membránszűrők vizsgálata n Nem destruktív vizsgálatok ( a vizsgálat után a szűrő alkalmazható) n Integritás-vizsgálat n n n buborépont meghatározás nyomástartási teszt diffúziós teszt átáramoltatási teszt (Bubble Point Test) (Pressure Hold Method) (Diffusion Test, Diffusive Air-Flow Test) (Forward Flow Test) Destruktív vizsgálatok (a vizsgálat után a szűrő nem alkalmazható) n steril szűrők mikroorganizmus-terhelés vizsgálata

Üvegszűrők I. n n Megfelelő szemcsenagyságú üvegporból részleges olvasztással állítják elő a szűrőlapot. Alkalmazásuk légritkítással történik. Folyadék-megkötésük és adszorpciójuk kicsi. Idegen ionokkal, szálakkal nem szennyezik a szűredéket. n n n n G 00 G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 200 -300 m 150 -200 m 90 -150 m 40 -90 m 15 -40 m 3 -13 m 1, 0 -1, 5 m

Üvegszűrők II. n n n Alkalmazásuk: Főzet, forrázat, növényi kivonatok, zsíros olajok: G 1 - G 2 Szirupok: G 2 - G 3 Szeszes és vizes oldatok: G 3 - G 4 Szemcseppek: G 4 Injekciós oldatok: G 4 - G 5

Centrifugálás Nehezen ülepedő anyagok elkülönítése a centrifugális erő felhasználásával n Felhasználási területek: n n nehezen ülepedő szilárd részecskék elkülönítése nem elegyedő folyadékok szétválasztása felesleges folyadék eltávolítása szilárd anyagból gyorsított stabilitási vizsgálatok (emulziók, szuszpenziók)

Centrifugák felépítése és üzemeltetése n Részei n n motor forgó rész (rotor) n n n irányító / ellenőrző berendezés n n hőmérséklet, fordulatszám, idő, kikapcsolás, fékezés, ezek automatizálása Típusai n n n kilendülő poharas szögfejes folyamatos szakaszos Fokozott hatóképességű veszélyforrás!