深層過濾器
深層過濾器(Depthfilter)的特點是高載量、低截流率，主要用于產品料液的澄清，可以去除污濁料液中的大部分雜質。它的過濾原理是大小排除和吸附相結合，但主要基于吸附原理。深層過濾器通過復雜的纖維結構將雜質顆粒捕獲和截留在過濾材質的表面或內部，截留率一般小于95%。用于深層過濾器的濾膜材質有聚丙烯、微玻璃纖維和硅藻土等。圖2.53是顯微鏡下深層過濾器的濾膜結構。
圖2.53深層過濾器的濾膜結構
目前，深層過濾器的發展趨勢是采用多種過濾材質與帶電材料相結合的方式，如采用帶正電荷的樹脂材料有助于藥液中熱原的吸附與去除。過濾器的形式也越來越趨向于緊湊型結構，以免過多的死體積導致產品回收率下降(圖2.54)。
圖2.54深層過濾器
表面過濾器
與深層過濾器相比，表面過濾器(Surfacefilter)載量較小，但其截流率很高，主要應用于產品料液的預過濾，
起到保護下游除菌過濾設備的作用。表面過濾器一般采用聚丙烯、混合纖維素酯等材料，主要基于大小排除的原理將大顆粒的雜質截留，截留率在95%?99.9%之間。表面過濾器不能做完整性測試，圖2.55是顯微鏡下表面過濾器的濾膜結構。例如，為保證更高的截留率，部分企業常選擇0.45μm或0.3μm孔徑的聚丙烯膜過濾器作為除菌過濾的預過濾器，當料液雜質成分較多時其過濾速率和通量往往很有限，因此，在工藝允許的情況下，采用0.3?1μm的表面過濾器進行預過濾效果會更好。
圖2.55表面過濾器的濾膜結構
膜過濾
膜過濾是三種過濾結構中截流率最高的一種，其截流率可達到99.99999%以上，除菌級過濾器都屬于膜過濾器。圖2.56(a)為過濾器在顯微鏡下的表面結構，膜過濾器的孔道分布均勻、結構堅固、具有良好的耐高壓性且易于進行完整性測試，通常，膜過濾器可以耐受5bar以上的工作壓力。圖2.56(b)為膜過濾器在顯微鏡下的側切面結構，其厚度一般在100?260μm，過濾器內部彎曲復雜的孔道可以有效提高其截留細菌的能力。制藥級膜過濾器的材質有聚偏二氟乙烯、聚醚砜、尼龍、纖維素酯和改良纖維素等。
圖2.56膜過濾器的濾膜結構
三種過濾結構比較
圖2.57是深層過濾、表面過濾與膜過濾在截留率、成本與載量方面的比較。從圖中可以看出，深層過濾器在載量和成本控制方面均很優秀，但其截留率表現一般;膜過濾在截留率方面表現非常出色，但在成本控制與載量方面表現一般。作為最終除菌過濾的膜過濾器使用成本非常昂貴，高剪切乳化機小編認為企業應結合深層過濾和表面過濾來提高膜過濾的載量。
圖2.57三種過濾模式的比較
