Clarification, TFF, ultrafiltration / dia filtration, perfusion, clarification / concentration... ces opérations, qui correspondent aux étapes de purification de la molécule d’intérêt, sont longues et délicates. Or simplifier et optimiser le DSP (Down Stream Process) pour atteindre un rendement et une pureté supérieurs et réduire les coûts des bioprocédés est un enjeu fondamental des biotechnologies. C'est pourquoi les fabricants proposent aujourd'hui de nouvelles générations de matériels comme les cartouches à fibres creuses en m-PES de WaterSep. Leur version en usage unique, réutilisable (autoclavable) et stérilisable en place, permettent de gagner un temps précieux dans la mise en œuvre de procédés de séparation et de purification.
Ces dernières années, le nombre de projets DSP à gérer a considérablement augmenté : l'objectif est de devenir de plus en plus efficient sur cette phase pour gagner en productivité, optimiser les tâches mais aussi les technologies mises en œuvre dans les laboratoires.
Au niveau des procédés USP (Up Stream Process), l'adoption des bioréacteurs en usage unique s'est faite il y a déjà plusieurs années. Actuellement, le constat est que les gains de productivité doivent aussi passer par l'optimisation du DSP : valider un procédé une seule fois, s’affranchir des phases de nettoyage, rinçage, tests de perméabilité à l’eau, solution de stockage des cassettes utilisées aujourd’hui, autant de points d'amélioration possibles à envisager.
Trouver une solution de filtration qui permette de réduire les investissements de l’année suivante est également une option pour améliorer la productivité : les investissements en cassettes nécessitent des supports qui vont immobiliser du capital et du temps. Il devient possible aujourd'hui de s'affranchir de cette contrainte.
Il semblerait que les fibres creuses soient régulièrement utilisées dans les applications en microfiltration dans les bioprocédés. Leur utilisation en ultrafiltration (1 KD à 750 KD) est restée jusqu’à maintenant confidentielle, les utilisateurs préférant les cassettes. Il y a cependant un certain nombre d’avantages à utiliser les fibres creuses pour ces applications en TFF ou concentration (virus ou protéines) ou encore dia filtration.
WaterSep, fabricant particulièrement innovant en matière de technologie de filtration, a mis au point des cartouches à fibres creuses qui permettent d’optimiser les coûts de fabrication par rapport aux cassettes. Elles possèdent par ailleurs des caractéristiques techniques supérieures aux cassettes classiques et leur composition en polyethersulfone modifié (m-PES) répond aux exigences réglementaires de l’industrie pharmaceutique et des biotechnologies.
Les fibres creuses WaterSep sont spécialement conçues à partir d’un polyethersulfone (PES) anti-encrassement présentant des propriétés physico-chimiques exceptionnelles (formulation propriétaire et confidentielle). Le PES est conforme aux réglementations les plus strictes concernant les procédés de production alimentaire et biopharmaceutique. Les propriétés anti-encrassement de ces fibres en font un filtre idéal pour un très grand nombre d’applications où des lipides, graisses, huile/eau ou anti-mousses, communément utilisés dans les procédés de fermentation, peuvent se trouver.
La vraie performance
Les fibres creuses WaterSep possèdent une structure unique « sans vide ». La répartition des pores est extrêmement homogène grâce à un procédé de fabrication unique, ce qui rend cette fibre significativement plus robuste comparée à d’autres. Cette caractéristique donne à la fibre une plus grande longévité et un risque de rupture bien plus faible que les autres fibres du marché. La membrane possède en outre une très grande perméabilité à l’eau dans tout type de procédé lui conférant des capacités de fonctionnement inégalée et donc un faible coût du cycle de vie.
Les images ci-dessus montrent la différence entre une structure traditionnelle “doigt creux” et la matrice “sans vide” des fibres WaterSep. La structure “sans vide” lui confère une robustesse mécanique plus élevée, donc une durée de vie plus importante et un coût à l’utilisation réduit.
Le bon format
Les cartouches à fibres creuses WaterSep représentent le format idéal pour les procédés alimentaires, biopharmaceutiques et industriels. La structure à canal ouvert est idéale pour les applications en clarification.
Ces filtres s’accommodent parfaitement des fluides chargés en particules avec des performances bien supérieures à celles des cassettes classiques et des cartouches à fibres spiralées. Plutôt que de se contenter d’un filtre cassette qui risque l’encrassement par des particules, les fibres creuses WaterSep ne possèdent pas de volumes morts et permettent un débit à canal ouvert. Cette caractéristique rend le nettoyage et la sanitisation plus facile et efficace lorsque cela est nécessaire.
De plus, de par leur conception les filtres WaterSep présentent une solution simple pour les montées en échelle avec une offre à partir de formats «laboratoire» jusqu’aux formats « production », en passant par la production sans changements de matériaux, longueur des passages de fluides, caractéristiques et performances.
Dans la technologie “fibres creuses”, tous les produits ne se ressemblent pas.
La fibre creuse conçue par WaterSep se distingue par la composition et la fabrication très particulière de ces fibres. Les membranes sont en effet fabriquées dans un matériau spécialement élaboré pour des applications spécifiques qui nécessitent :
Ces apports techniques, perfectionnées grâce à une expérience « terrain » et de nombreuses années passées dans des grands groupes spécialisés en filtration, donnent aujourd’hui des produits aux performances mesurables et inégalées.
Les autres fibres du marché (non modifiées) présentent le désavantage de s’encrasser en présence d’amidon, d’huiles, de lipides, et d’autres substances « collantes », ce qui entraîne inévitablement de faibles débits de passage et un temps d’utilisation assez court. Pour contourner ce problème il est possible d’augmenter la surface d’échange mais, même si ce choix peut s’avérer judicieux, il représentera un surcoût non négligeable en investissement.
Caractéristiques
Les cartouches « fibres creuses » WaterSep sont composées de matériaux USP Class VI.
- Les matières premières de fabrication sont totalement tracées par numéro de lot
- Toutes les membranes et cartouches d’assemblage sont contrôlées et validées
- Test d’intégrité fourni avec certificat d’assurance inclus pour chaque produit qui quitte l’usine.
- Fabriquées et assemblées dans l’usine certifiée ISO 9001 : 2015
Avantages et performance prouvés :
- Très faible encrassement à l’utilisation. Pas de volume mort
- Haut débit de passage, haute capacité
- Facilité de nettoyage
- Durable à l’utilisation à excellent rapport investissement / durabilité
Vous souhaitez obtenir un rendement et une pureté supérieurs tout en réduisant les coûts de vos bioprocédés ? La fibre creuse vous permettra de gagner un temps précieux dans la mise en œuvre des procédés de séparation et de purification. Parlons-en !
Crédits photos : WaterSep