Estudo de Caso de Filtração: Filtração de Líquidos Intermediários Farmacêuticos com o INDRO FilterWorkshop
Visão geral do cliente
Uma empresa farmacêutica necessitava de uma solução de filtração confiável para o processamento de intermediários químicos utilizados na síntese de
Ingredientes Farmacêuticos Ativos (IFAs) . O principal objetivo era a remoção de pós não dissolvidos e impurezas particuladas finas para proteger os equipamentos subsequentes e garantir a pureza do produto final.
Desafio
O líquido intermediário continha uma alta concentração de partículas finas que poderiam obstruir os filtros de membrana caros na etapa final. O cliente precisava de um sistema
de pré-filtração que oferecesse alta capacidade de retenção de impurezas, resistência química a diversos solventes e conformidade com os padrões de pureza farmacêutica.
Solução
A INDRO Filterworkshop forneceu um sistema completo de filtração por mangas, composto por um recipiente de filtro em aço inoxidável e mangas filtrantes de alta precisão para líquidos.
- Vaso filtrante : Um vaso filtrante de saco único (aço inoxidável 316L) foi instalado para garantir máxima resistência à corrosão e compatibilidade com agentes de limpeza de grau farmacêutico.
- Tamanho do saco filtrante : Tamanho 2# (7" x 32" / 180 x 810 mm) . Este tamanho foi selecionado para suportar altas vazões (até 36 m³/h) e proporcionar uma grande área de superfície para alta retenção de sujeira.
- Classificação em mícrons : 1,0 mícron (µm) . Uma classificação de 1 mícron é o padrão para pré-filtração fina em processos farmacêuticos, para capturar partículas subvisíveis e sedimentos finos antes que o líquido siga para o estágio final de filtração estéril.
- Material : Feltro de polipropileno (PP) com costura soldada e flange de plástico. O polipropileno foi escolhido por sua excelente compatibilidade química e a construção totalmente soldada eliminou o risco de vazamento através de orifícios de agulha.
Resultados
- Pureza aprimorada : Os sacos de 1,0 mícron removeram com sucesso mais de 95% dos contaminantes finos alvo do líquido intermediário.
- Proteção do equipamento : A vida útil dos filtros de membrana estéreis a jusante foi prolongada em 300%.
- Eficiência operacional : Os sacos tamanho 2# e o design de abertura rápida do recipiente da Indro reduziram o tempo de inatividade durante a troca de sacos para menos de 5 minutos.
Na filtração de intermediários farmacêuticos, a seleção do material correto para o saco filtrante é crucial para manter a integridade química e evitar desvios. Abaixo, encontra-se a análise de compatibilidade técnica dos materiais padrão fornecidos pela
INDRO Filterworkshop .
1. Feltro de polipropileno (PP)
Essa é a opção mais comum para intermediários farmacêuticos devido à sua ampla resistência química e baixo custo.
- Ideal para : Soluções à base de água, a maioria dos ácidos orgânicos (como o ácido acético ), álcalis e álcoois (como o álcool isopropílico ou o etanol ).
- Limitações : Não deve ser usado com oxidantes fortes ou em temperaturas superiores a 90°C (194°F) para filtração contínua de líquidos.
- Aviso sobre solventes : Em altas temperaturas, o PP pode ser afetado por solventes apolares como xileno ou tolueno .
2. Feltro de poliéster (PE)
O poliéster é o material preferido quando o processo envolve temperaturas mais elevadas ou requisitos específicos de resistência mecânica.
- Ideal para : Líquidos em temperaturas mais elevadas (até 135°C / 275°F ), solventes à base de petróleo e certos hidrocarbonetos graxos.
- Limitações : Baixa resistência a álcalis fortes e altas concentrações de ácidos minerais. Também é suscetível à hidrólise (degradação em água quente ou vapor).
3. Monofilamento de náilon (NMO)
O náilon é normalmente usado como filtro de superfície para filtração precisa e grosseira ou onde é necessária alta resistência à tração.
- Ideal para : Ésteres (como o acetato de etila ), cetonas (como a acetona ) e álcalis fortes. Possui excelente resistência à abrasão para o manuseio de intermediários cristalinos "afiados".
- Limitações : Geralmente não é recomendado o uso com ácidos concentrados ou fenóis.
4. Sacos de PTFE (Teflon)
Para as aplicações mais agressivas da química farmacêutica,
os sacos filtrantes de PTFE oferecem inércia química praticamente universal.
- Ideal para : Líquidos altamente corrosivos, ácidos nítrico ou sulfúrico concentrados e processos com temperaturas extremas (até 260°C / 500°F ).
- Alta pureza : O PTFE é frequentemente escolhido para as etapas finais de IFA (Ingrediente Farmacêutico Ativo) porque não libera substâncias extraíveis no produto.
Resumo rápido de compatibilidade
| Material |
Ácidos |
Álcalis |
Solventes |
Temperatura máxima (líquido) |
| Polipropileno |
Excelente |
Excelente |
Bom |
90°C |
| Poliéster |
Bom |
Pobre |
Excelente |
135°C |
| Nylon |
Pobre |
Excelente |
Excelente |
110°C |
| PTFE |
Excelente |
Excelente |
Excelente |
260°C |
Para filtração farmacêutica, garantir que tanto o saco filtrante quanto as vedações do recipiente sejam compatíveis com o solvente específico evita contaminação e falhas mecânicas. Abaixo, você encontrará a descrição técnica para sua consulta e seleção.
1. Consulta de resistência química a solventes
A escolha do meio filtrante adequado depende da polaridade e da acidez do solvente.
- Álcoois (ex.: etanol, metanol, isopropanol) :
- Melhor opção : Polipropileno (PP) ou Nylon . Ambos oferecem excelente resistência.
- Evite : O poliéster pode ser usado, mas pode apresentar leve inchaço ou hidrólise em misturas prolongadas de água quente e álcool.
- Cetonas e ésteres (ex.: acetona, MEK, acetato de etila) :
- Melhor opção : Nylon ou PTFE .
- Evite : O polipropileno e o poliéster podem sofrer inchaço significativo ou amolecimento estrutural quando expostos a altas concentrações de cetonas.
- Hidrocarbonetos aromáticos (ex.: tolueno, xileno) :
- Melhor opção : poliéster ou nylon .
- Evite : O polipropileno não é recomendado, pois pode se dissolver ou perder a integridade em solventes aromáticos, especialmente em temperaturas elevadas.
- Ácidos agressivos (ex.: sulfúrico, nítrico) :
- Melhor opção : PTFE (o mais inerte) ou polipropileno (para concentrações moderadas).
- Evite : Nylon e Poliéster (o nylon se degrada rapidamente mesmo em ácidos fracos).
2. Opções de anel de vedação para recipiente de filtro
A junta (anel de vedação) deve ser tão resistente quanto o saco filtrante para evitar vazamentos por desvio na tampa do recipiente.
- EPDM (Etileno Propileno) :
- Utilização : Processos à base de água, cetonas e álcoois.
- Prós : Excelente relação custo-benefício.
- Desvantagem : Falha rapidamente se exposto a óleos, combustíveis ou solventes de hidrocarbonetos.
- FKM / Viton® :
- Uso : Para a maioria dos solventes, óleos e hidrocarbonetos aromáticos.
- Prós : Resistência a altas temperaturas e ampla gama de produtos químicos.
- Contras : Não é compatível com certas cetonas (como a acetona) ou ácidos orgânicos.
- Silicone :
- Utilização : Água farmacêutica de alta pureza ou aplicações de grau alimentício.
- Prós : Excelente estabilidade térmica e fisiologicamente neutro.
- Contras : Baixa resistência a muitos solventes industriais e óleos minerais.
- Anéis de vedação encapsulados em PTFE :
- Utilização : Solventes extremamente agressivos onde nenhum elastômero funciona.
- Prós : Resistência química quase universal.
- Desvantagem : Menos flexível que a borracha; geralmente requer um núcleo de FKM ou silicone (encapsulado) para fornecer a "compressão" necessária para uma vedação à prova de vazamentos.
Tabela de comparação
| Recurso |
EPDM |
FKM (Viton) |
Silicone |
PTFE (encapsulado) |
| Resistência ao álcool |
Excelente |
Bom |
Excelente |
Excelente |
| Resistência à cetona |
Excelente |
Pobre |
Pobre |
Excelente |
| Óleo/Hidrocarboneto |
Pobre |
Excelente |
Pobre |
Excelente |
| Grau farmacêutico |
Comum |
Comum |
Preferido |
Preferido |