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Filtration à usage unique dès l’échelle R&D : une solution flexible, une mise en œuvre simple, des coûts maîtrisés

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Comme lors des étapes amont de cultures, le passage à l’usage unique dans les étapes de purification avales est de plus en plus observé pour des raisons évidentes de simplicité d’utilisation et de gain de productivité.

Ce choix technologique, dès l’échelle R&D, est un choix stratégique fort permettant de simplifier ensuite la montée en production avec des volumes de traitement croissants et donc des contraintes potentielles de rinçage et de temps croissantes également !

Cette transition vers une solution usage unique ne nécessite pas forcément d’investir dans un équipement spécifique, qui, chez de nombreux fournisseurs est automatisé ou semi-automatisé et pour lesquels le manifold est souvent associé.

Aujourd’hui, des solutions existent sur le marché permettant de créer sur mesure son propre système de filtration à usage unique.

Les principales composantes de cette solution personnalisée sont :

  • le filtre,
  • les capteurs et actionneurs,
  • le système d’acquisition et de contrôle.

1. Le filtre

Les différents fournisseurs de fibres creuses ou cassettes ont développé leurs gammes de filtres à usage unique. Les avantages sont multiples :

  • gain de temps : suppression des procédures de nettoyages nécessaires entre 2 runs,
  • économie des produits de rinçage et nettoyage,
  • sérénité : pas de risque de contaminations croisées d’un lot à un autre,
  • simplicité d’utilisation.

Il reste cependant une petite ombre au tableau. Afin de pouvoir conserver l’intégrité de la membrane, garantir ses propriétés et éviter une altération des pores, les fabricants utilisent de la soude ou de la glycérine pour maintenir un certain degré d’humidité au sein de celle-ci. Ce protocole de stockage nécessite un rinçage obligatoire avant utilisation pouvant s’avérer compliqué et fastidieux. En effet, éliminer le produit demande du temps, parfois beaucoup de temps, consomme de l’eau purifiée ou du tampon. Les gains initiaux attendus en passant à l’usage unique sont alors revus à la baisse…

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Heureusement de nouvelles avancées technologiques - des fibres creuses non stockées dans la glycérine - permettent de s’affranchir totalement de ce rinçage. Les propriétés chimiques de ces fibres permettent le maintien de la stabilité de la membrane et de ses performances sans humectant. Aucun rinçage, ni aucune préparation en amont n’est nécessaire, les fibres creuses sont prêtes à l’emploi dès leur réception.

Les bénéfices de l’usage unique prennent alors tout leur sens : simplicité, rapidité et économie.

Télécharger la fiche technique WaterSep Green Line

2. Les capteurs et pompes

Autour du filtre se construit le manifold souhaité pour le procédé de filtration. Celui-ci se compose généralement de différents capteurs et pompes. De plus en plus de technologies sont aujourd’hui disponibles sur le marché de l’usage unique.

Les capteurs

De nombreux capteurs existent en version usage unique ou non-intrusif. Leur mise en place permet la caractérisation du procédé, de ses paramètres et attributs critiques et ainsi l’inscription du procédé dans une démarche PAT. Quelques exemples de capteurs possibles :

  • pression usage unique,
  • conductivité usage unique,
  • température usage unique,
  • UV, absorbance usage unique,
  • débit usage unique ou non-intrusif, etc…

Pour un même capteur, différentes connectiques ou tailles sont proposées. De même, pour un même type de mesure, différentes technologies sont disponibles permettant de choisir la plus compatible avec le procédé en cours.

Par exemple, le débitmètre peut être à turbine, Coriolis, à ultrasons ou encore électromagnétique.

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Les pompes

Les produits pharmaceutiques et biotechnologiques sont très souvent sensibles et les procédés critiques. Pour pouvoir répondre à ces exigences, les fournisseurs ont également développé une offre de pompes à usage unique dont les forces de cisaillement et les pulsations sont minimisées. Les têtes sont jetables après chaque utilisation. Différentes technologies sont disponibles : à lévitation magnétique, à membrane, péristaltique à cartouche brevetée…

Ainsi, pour l’établissement de son manifold, l’utilisateur a le choix entre plusieurs technologies.

Il s’agit d’une solution à la carte, personnalisée. Le montage du manifold, in fine, peut être fait manuellement ou bien celui-ci peut être livré assemblé, gamma-irradié et prêt à l’usage. Les options sont donc nombreuses, la solution totalement flexible, adaptée et adaptable à tous les procédés.

Découvrez quels capteurs peuvent être intégrés dans vos manifolds  !

Télécharger le feuillet technique des capteurs à usage unique

3. Le système d’acquisition et de contrôle

Il reste une dernière composante à ce trio gagnant : le système d’acquisition et de contrôle.

Là encore, plusieurs options sont possibles en fonction des besoins du procédé.

Option 1 : affichage uniquement

L’utilisateur contrôle visuellement les paramètres et effectue un relevé manuel. Pour cela, nombreux des capteurs évoqués ci-dessus possèdent directement un afficheur ou sont reliés à un transmetteur avec afficheur.

Capteur debit Sonoflow

Option 2 : acquisition avec visualisation et enregistrement des valeurs

Cette option est possible,

  • sans centralisation : chaque capteur est relié à son propre logiciel et système d’acquisition,
  • avec centralisation : tous les capteurs sont reliés à un même transmetteur ou automate centralisant les différentes informations collectées.

Option 3 : acquisition et pilotage centralisés

Les capteurs et actionneurs du procédé (pompes, vanne de contre-pression, etc…) sont centralisés sur un même système. Des actions peuvent alors être commandées directement en fonction des valeurs remontées.

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Ainsi, pour chacune des 3 composantes détaillées, plusieurs options sont disponibles sur le marché permettant de construire une offre sur mesure en correspondance avec le procédé, en fonction de vos contraintes, vos objectifs sans oublier le temps et le budget dont vous disposez.

L’usage unique dans son ensemble permet de créer une véritable solution personnalisée et ce dès la R&D !

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