Caso práctico de filtración: Filtración de líquidos intermedios farmacéuticos con INDRO FilterWorkshop
Descripción general del cliente
Un fabricante farmacéutico necesitaba una solución de filtración fiable para el procesamiento de los intermedios químicos utilizados en la síntesis de
principios activos farmacéuticos (API) . El objetivo principal era la eliminación de polvos no disueltos e impurezas de partículas finas para proteger los equipos posteriores y garantizar la pureza del producto final.
Desafío
El líquido intermedio contenía una alta concentración de partículas finas que podían obstruir los costosos filtros de membrana en la etapa final. El cliente necesitaba un sistema
de prefiltración con alta capacidad de retención de suciedad, resistencia química a diversos disolventes y cumplimiento de las normas de pureza farmacéutica.
Solución
INDRO Filterworkshop suministró un sistema completo de filtración por bolsas, compuesto por un recipiente filtrante de acero inoxidable y bolsas filtrantes de líquidos de alta precisión.
- Recipiente filtrante : Se instaló un recipiente filtrante de bolsa simple (acero inoxidable 316L) para garantizar la máxima resistencia a la corrosión y la compatibilidad con agentes de limpieza de grado farmacéutico.
- Tamaño de la bolsa filtrante : Tamaño n.° 2 (180 x 810 mm) . Este tamaño se seleccionó para manejar caudales elevados (hasta 36 m³/h) y proporcionar una gran superficie para una alta acumulación de suciedad.
- Clasificación en micras : 1,0 micra (µm) . Una clasificación de 1 micra es el estándar para la prefiltración fina en procesos farmacéuticos para capturar partículas subvisibles y sedimentos finos antes de que el líquido pase a la etapa final de filtración estéril.
- Material : Fieltro de polipropileno (PP) con costura soldada y brida de plástico. Se eligió el polipropileno por su excelente compatibilidad química y la construcción totalmente soldada eliminó el riesgo de fugas a través de los orificios de la aguja.
Resultados
- Pureza mejorada : Las bolsas de 1,0 micras eliminaron con éxito más del 95 % de los contaminantes finos objetivo del líquido intermedio.
- Protección de los equipos : La vida útil de los filtros de membrana estériles posteriores se prolongó en un 300 %.
- Eficiencia operativa : Las bolsas de tamaño 2# y el diseño de apertura rápida del recipiente de Indro redujeron el tiempo de inactividad durante el cambio de bolsas a menos de 5 minutos.
En la filtración intermedia farmacéutica, seleccionar el material adecuado para la bolsa filtrante es fundamental para mantener la integridad química y evitar fugas. A continuación, se muestra el desglose de compatibilidad técnica de los materiales estándar proporcionados por
INDRO Filterworkshop .
1. Fieltro de polipropileno (PP)
Esta es la opción más común para los intermedios farmacéuticos debido a su amplia resistencia química y bajo costo.
- Ideal para : Soluciones a base de agua, la mayoría de los ácidos orgánicos (como el ácido acético ), álcalis y alcoholes (como el alcohol isopropílico o el etanol ).
- Limitaciones : No debe utilizarse con oxidantes fuertes ni a temperaturas superiores a 90 °C (194 °F) para la filtración continua de líquidos.
- Advertencia sobre disolventes : A altas temperaturas, el PP puede verse afectado por disolventes no polares como el xileno o el tolueno .
2. Fieltro de poliéster (PE)
Se prefiere el poliéster cuando el proceso implica temperaturas elevadas o requisitos específicos de resistencia mecánica.
- Ideal para : líquidos a temperaturas elevadas (hasta 135 °C / 275 °F ), disolventes derivados del petróleo y ciertos hidrocarburos grasos.
- Limitaciones : Baja resistencia a álcalis fuertes y altas concentraciones de ácidos minerales. También es susceptible a la hidrólisis (degradación en agua caliente o vapor).
3. Monofilamento de nailon (NMO)
El nailon se utiliza normalmente como filtro de superficie para una filtración gruesa y precisa o cuando se necesita una alta resistencia a la tracción.
- Ideal para : ésteres (como el acetato de etilo ), cetonas (como la acetona ) y álcalis fuertes. Posee una excelente resistencia a la abrasión para el manejo de intermedios cristalinos afilados.
- Limitaciones : Generalmente no se recomienda su uso con ácidos concentrados o fenoles.
4. Bolsas de PTFE (Teflón)
Para los procesos químicos farmacéuticos más agresivos,
las bolsas de filtro de PTFE ofrecen una inercia química prácticamente universal.
- Ideal para : líquidos altamente corrosivos, ácidos nítricos o sulfúricos concentrados y procesos a temperaturas extremas (hasta 260 °C / 500 °F ).
- Alta pureza : El PTFE se suele elegir para las etapas finales de la elaboración de principios activos farmacéuticos (API) porque no libera sustancias extraíbles en el producto.
Resumen rápido de compatibilidad
| Material |
Ácidos |
Álcalis |
disolventes |
Temperatura máxima (líquido) |
| Polipropileno |
Excelente |
Excelente |
Bien |
90°C |
| Poliéster |
Bien |
Pobre |
Excelente |
135°C |
| Nylon |
Pobre |
Excelente |
Excelente |
110°C |
| PTFE |
Excelente |
Excelente |
Excelente |
260°C |
Para la filtración farmacéutica, es fundamental que tanto la bolsa filtrante como las juntas del recipiente sean compatibles con el disolvente específico, lo que previene la contaminación y las fallas mecánicas. A continuación, encontrará la información técnica para su consulta y selección.
1. Búsqueda de resistencia química a disolventes
La elección del material filtrante adecuado depende de la polaridad y la acidez del disolvente.
- Alcoholes (por ejemplo, etanol, metanol, isopropanol) :
- Mejor opción : Polipropileno (PP) o Nylon . Ambos ofrecen una excelente resistencia.
- Evitar : Se puede utilizar poliéster , pero puede ser propenso a una ligera hinchazón o hidrólisis en mezclas de agua caliente y alcohol a largo plazo.
- Cetonas y ésteres (por ejemplo, acetona, MEK, acetato de etilo) :
- Mejor opción : Nylon o PTFE .
- Evitar : El polipropileno y el poliéster pueden sufrir una hinchazón significativa o un ablandamiento estructural cuando se exponen a altas concentraciones de cetonas.
- Hidrocarburos aromáticos (por ejemplo, tolueno, xileno) :
- Mejor combinación : Poliéster o nailon .
- Evitar : No se recomienda el uso de polipropileno , ya que puede disolverse o perder su integridad en disolventes aromáticos, especialmente a temperaturas elevadas.
- Ácidos agresivos (por ejemplo, sulfúrico, nítrico) :
- Mejor opción : PTFE (el más inerte) o polipropileno (para concentraciones moderadas).
- Evitar : Nylon y poliéster (el nylon se degrada rápidamente incluso en ácidos suaves).
2. Opciones de anillos de sellado para el recipiente del filtro
La junta (anillo tórico) debe ser tan resistente como la bolsa del filtro para evitar fugas por derivación en la tapa del recipiente.
- EPDM (etileno propileno) :
- Usos : Procesos acuosos, cetonas y alcoholes.
- Ventaja : Muy rentable.
- Desventaja : Falla rápidamente si se expone a aceites, combustibles o disolventes de hidrocarburos.
- FKM / Viton® :
- Usos : La mayoría de disolventes, aceites e hidrocarburos aromáticos.
- Pro : Resistencia a altas temperaturas y amplio rango químico.
- Desventaja : No es compatible con ciertas cetonas (como la acetona) o ácidos orgánicos.
- Silicona :
- Usos : Agua farmacéutica de alta pureza o aplicaciones alimentarias.
- Pro : Excelente estabilidad térmica y fisiológicamente neutro.
- Desventaja : Baja resistencia a muchos disolventes industriales y aceites minerales.
- Juntas tóricas de PTFE / encapsuladas :
- Uso : Para disolventes extremadamente agresivos donde ningún elastómero funciona.
- Ventaja : Resistencia química casi universal.
- Desventaja : Menos flexible que el caucho; a menudo requiere un núcleo de FKM o silicona (encapsulado) para proporcionar la "compresión" necesaria para un sellado hermético.
Tabla comparativa
| Característica |
EPDM |
FKM (Viton) |
Silicona |
PTFE (encapsulado) |
| Resistencia al alcohol |
Excelente |
Bien |
Excelente |
Excelente |
| Resistencia a las cetonas |
Excelente |
Pobre |
Pobre |
Excelente |
| Petróleo/Hidrocarburo |
Pobre |
Excelente |
Pobre |
Excelente |
| Grado farmacéutico |
Común |
Común |
Privilegiado |
Privilegiado |