Filtration en Pharmacie

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Questions and Answers

Quel est le terme utilisé pour désigner le fluide après filtration ?

Préfiltrat

Résidu

Sédiment

Filtrat (correct)

Quel type de filtration est principalement utilisé pour éliminer les micro-organismes ?

Filtration stérilisante (correct)

Filtration clarifiante

Osmose inverse

Microfiltration

Quel mécanisme permet de retenir les particules en fonction de leur taille par rapport aux pores du filtre ?

Évaporation

Absorption

Criblage (correct)

Diffusion

Quel est un des intérêts de la filtration en pharmacie ?

Obtenir une solution parfaitement limpide Signup and view all the answers

Quelle technique de filtration est caractérisée par un colmatage rapide du filtre ?

Filtration clarifiante Signup and view all the answers

Quelle filtration utilise la pression du fluide pour traverser le filtre ?

Filtration tangentielle Signup and view all the answers

Quel phénomène contribue à la rétention des particules de taille inférieure à celle des pores ?

Adsorption Signup and view all the answers

Quelle est la principale différence entre la filtration clarifiante et l'ultrafiltration ?

La seconde utilise des pores plus petits que ceux de la première. Signup and view all the answers

Quel est le phénomène par lequel les particules de taille inférieure à celle des pores sont retenues à l'intérieur des canaux du filtre?

Adsorption Signup and view all the answers

Quel type de filtre est caractérisé par une très faible épaisseur et une grande porosité?

Filtre à membrane Signup and view all the answers

Quelle est la formule générale pour exprimer le débit dans une situation de filtration?

D = N.r⁴ΔP/8ηL Signup and view all the answers

Quelle caractéristique physique détermine le diamètre de la plus grande particule solide capable de passer à travers un filtre?

Capacité de rétention Signup and view all the answers

Quelles fibres sont les plus couramment utilisées pour la fabrication de filtres?

Fibres de cellulose Signup and view all the answers

Quel paramètre n'influence pas directement la capacité de rétention d'un filtre?

Longueur du filtre Signup and view all the answers

Quelle est la méthode principale par laquelle le débit est mesuré dans la pratique?

Volume traversé par unité de temps Signup and view all the answers

Quelle affirmation est correcte concernant les filtres de cellulose?

Ils sont stérilisables par la vapeur d'eau. Signup and view all the answers

Quel type de filtre est caractérisé par une grande surface filtrante et utilisé en industrie?

Filtres presses Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale d'une essoreuse dans le processus de filtration?

Accélérer l'opération par force centrifuge Signup and view all the answers

Quel est le but du test de diffusion lors du contrôle de filtration?

Mesurer le débit d'air en fonction de la pression appliquée Signup and view all the answers

Quelle caractéristique définit un filtre de type Büchner?

En porcelaine et de forme cylindrique Signup and view all the answers

Quelles informations le colmatage d'un filtre indique-t-il pendant la filtration?

Une augmentation de la pression différentielle (ΔP) Signup and view all the answers

Quelle méthode permet de vérifier l'intégrité d'un filtre avant son utilisation?

Le point de bulle Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui est vérifié après la filtration pour assurer son efficacité?

La non adsorption du PA par le filtre Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de la filtration dans les procédés industriels?

Éliminer tous les types de contaminants Signup and view all the answers

Quel est l'avantage principal des filtres de matière plastique par rapport aux autres types de filtres?

Ils sont faciles à confectionner et très résistants. Signup and view all the answers

Quelles sont les caractéristiques des membranes organiques utilisées pour la filtration?

Elles ont une porosité qui peut atteindre 80%. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise le verre fritté en tant que matériau filtrant?

Il possède une charge électrique négative. Signup and view all the answers

Quel est l'inconvénient des adjuvants de filtration tels que la terre d'infusoire?

Ils présentent des risques de rétention des principes actifs dissous. Signup and view all the answers

Comment fonctionne la filtration par gravité?

Le liquide passe simplement par le filtre sous l'effet de la gravité. Signup and view all the answers

Quel est le principal mode de filtration pour le verre fritté?

Filtration sous pression. Signup and view all the answers

Quelles substances sont utilisées pour améliorer la filtration et éviter le colmatage des fibres?

Différentes poudres filtrantes comme le charbon ou le kaolin. Signup and view all the answers

Quelle méthode de filtration est caractérisée par une pression aidée par un gaz comprimé?

Filtration sous pression. Signup and view all the answers

Study Notes

Opérations Pharmaceutiques : Filtration des liquides

La filtration est une technique pour retenir des contaminants (particules et/ou micro-organismes) en suspension dans un liquide ou un gaz, à l'aide d'un réseau poreux ou d'une surface filtrante.
Le liquide filtré est appelé filtrat.

Plan du cours

Définition
Intérêts
Principe
Types (filtration clarifiante, microfiltration, ultrafiltration, osmose inverse)
Mécanismes de rétention (criblage, adsorption, impact inertiel)
- Importance de la conception et de la sélection du filtre en fonction du type de contaminant.
Les filtres
Substances filtrantes (cellulose, laine, matière plastique, membranes organiques, verre fritté)
Montage de filtration (gravitationnel, sous pression, par dépression)
Contrôle de filtration (avant, pendant et après la filtration)
Conclusion

I- Définition

La filtration retient les contaminants particulaires et/ou microbiens en suspension dans un liquide ou un gaz grâce à un support poreux ou une surface filtrante adaptée.
Le fluide filtré est désigné comme le filtrat.

II- Intérêts

Obtenir une solution limpide (sans particules en suspension) après des dissolutions.
Récupérer un précipité par filtration.
Vérifier la bonne dissolution d'un principe actif (PA) en s'assurant de l'absence de particules sur le filtre.
Assurer la stérilité de certaines préparations pharmaceutiques.

III- Principe

La filtration est basée sur la rétention des particules, de taille supérieure aux pores du support filtrant, par criblage (tamisage).
Les particules plus petites peuvent être retenues par des forces d'adsorption dans les canaux/capillaires du filtre.

III- Types

Différents types de filtration existent, distingués par la taille des particules cibles (particules à séparer), notamment : filtration clarifiante, microfiltration, ultrafiltration et osmose inverse.
- La filtration est stérilisante lorsque l'objectif est l'élimination de micro-organismes.

IV- Mécanismes de rétention

Criblage/processus mécanique : la taille des pores du filtre détermine la taille des particules retenues. Un risque de colmatage existe, ce qui nécessite des surfaces filtrantes importantes ou l'utilisation de pré-filtres.
Adsorption/phénomène physique : rétention dans les canaux/capillaires du filtre par des interactions physiques entre le contaminant et les matériaux qui composent le filtre. Ceci dépend du débit et de la pression. Des compétitions entre différents contaminants sont possibles.
Impact inertiel : les particules quittent le flux du fluide en raison de leur inertie et sont retenues dans les recoins de la substance poreuse.

V- Filtres

Les filtres sont composés d'un support poreux et d'un substrat d'appui. Ils existent en divers formes (membranes, feuille, plaques, cartouches).
Filtres en profondeur : épaisseur importante, obtenus par compactage de matériaux fibreux ou pulvérulents. La rétention se fait principalement par adsorption.
Filtres écrans (membranes) : très faible épaisseur (100-150µm), rétention par criblage. Ils sont caractérisés par une grande porosité.

2-Caractéristiques physiques des filtres

Capacité de rétention : correspond au diamètre de la plus grande particule qui peut passer à travers le filtre. Pour le criblage, c'est le diamètre moyen des pores. Pour l'adsorption, c'est le seuil de rétention.
Diamètre moyen des pores : la porosité est mesurée par une formule basée sur la pression, où d représente le diamètre des pores et K une constante liée aux conditions opératoires et α la tension superficielle.

2-Débit

En théorie, le débit est exprimé par la loi de Poiseuille (D = N.r⁴∆P/ 8ηL). N est le nombre de canaux, r le rayon moyen des pores, η la viscosité du fluide et ∆P la différence de pression.
En pratique, le débit est mesuré par la durée que prend un volume donné de liquide pour traverser le filtre.

VI- Substances filtrantes

Fibres de cellulose, les plus utilisées, issues du coton, des textiles ou de végétaux. Présentées sous différentes formes (fibres, tissus, plaques, disques, papiers filtrants) Ces filtres peuvent être secs ou imprégnés d'eau et stérilisables à la vapeur.
Fibres de laine : créent des réseaux moins serrés, convenant aux filtrations à grand débit.
Filtres de matière plastique : polyamides, polyuréthannes, polyesters - très résistants, faciles à confectionner, et cèdent peu de fibres par entraînement
Membranes organiques : issues de dérivés de cellulose (principalement l'ester de cellulose). Très utilisées pour la filtration stérilisante et clarifiante. Elles ont des pores bien définis et un débit élevé. Stérilisables à la chaleur humide. (Assez minces, assez fragiles, nécessitent un support rigide).
Verre fritté : inertes chimiquement. Possédant un réseau rigide et poreux, de charge électrique négative, constitué par soudure de particules de verre.

VII- Montage de filtration

Filtration par gravité : le liquide traverse le filtre par gravité (entonnoir, papier filtre). La pression est liée à la hauteur du liquide au-dessus du filtre.
Filtration sous pression : le liquide est poussé à travers le filtre à l'aide d'air ou de gaz inerte comprimé. Utilisée avec des filtres cartouches ou membranes.
Essoreuses : utilisent la force centrifuge pour accélérer le processus.

VIII- Montage de filtration

Filtres presses : utilisés en industrie pour traiter de grands volumes avec une grande surface filtrante. Constitués par la superposition de plateaux et réseaux filtrants fixés par un système de serrage.

VIII- Contrôle de filtration

Avant : Essais d'intégrité du filtre par le "point de bulle". Appliquer une pression d'air sur le filtre pour évacuer les éventuels liquides coincés. L'apparition de bulles indique si le filtre est propre et fonctionnel. Un test de diffusion peut être effectué pour vérifier la capacité filtrante du filtre avec une pression constante plus faible que le point de bulle.
Pendant : Mesure du débit du liquide pour identifier un éventuel colmatage du filtre (l'augmentation de la pression ∆P) ou une dégradation du filtre (chute de la pression ∆P).
Après : Vitesse de filtration , vérification que le filtrat est sans particules en suspension et du PA d'origine et vérifie l'absence d'adsorption du PA par le filtre.. Recherche d'éventuels impuretés solubles pouvant être apportées par les filtres.

Conclusion

La filtration est une technique qui a fortement évolué grâce aux avancées technologiques et à la découverte de nouveaux matériaux filtrants.
Les fabricants proposent des gammes de filtres permettant de répondre à des besoins multiples de purification de fluides, en particulier dans la recherche et la production pharmaceutique.

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Description

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