Pompa Peristaltik dan Masa Depan Pemindahan Larutan dalam Proses Produksi Industri Biofarmasi
Pompa peristlatik atau pompa roler merupakan pompa perpindahan positif yang digunakan untuk memindahkan berbagai jenis larutan. Pompa ini mengandalkan kompresi dan pelepasan selang atau tabung yang terbuat dari material fleksibel berkualitas tinggi (Gambar 1). Proses kerja pompa ini meniru gerakan peristaltic alami yang terjadi dalam banyak system biologis tubuh manusia, seperti otot, pembuluh darah, dan sistem pencernaan. Dengan tehnik pemompaan ini, larutan hanya akan berinteraksi dengan tubing atau selang saja, tanpa berinteraksi dengan komponen pompa, sehingga sangat minin terjadinya kontaminasi. Selain itu, jenis pompa ini juga cocok untuk memindahkan larutan yang lebih berat dan kental. Perawatannya sangat mudah, karena hanya perlu mengganti tubingnya saja secara berkala.
Gambar 1 . Prinsip kerja pompa peristaltik dalam memindahkan larutan
Baca juga : TIANamp Genomic DNA: Kit Isolasi DNA untuk berbagai Matrix Sampel
Apa saja komponen dalam pompa peristaltik ?
Satu paket pompa peristaltik terdiri dari drive, pump head, dan tubing (Gambar 2). Drive merupakan mesing penggerak inti yang berfungsi mengatur semua protokol pempompaan, kalibrasi, dan setting parameter. Jenis drive biasanya dikelompokan berdasarkan kemampuan pemompaanya (flow rate maksimal yang dapat dicapai). Bahan cover penyusun drive biasanya terbuat dari ABS plastic, aluminium, dan stainless steel. Pemilihan bahan ini tergantung untuk aplikasi apa dan akan disimpan di mana. Biasanya dalam industri biofarmasi mengharuskan drive yang berbahan stainless steel dengan IP rating minimal 33.
Komponen selanjutnya adalah pump head, yang berisi roller untuk proses kompresi dan pelepasan selang atau tubing, sehingga larutan bisa mengalir. Jumlah roller biasanya antara 2 sampai dengan 8 roller. Desain dan jumlah roller akan menentukan nilai flow rate dan juga proses kompresi. Beberapa pump head didesain khusus agar menjaga sel tetap untuh tanpa mengalami lysis. Selain jumlah roller, pump head juga biasanya bisa disambung (stackable) sehingga bisa running untuk beberapa channel. Biasanya antara 2 sampai 4 pump head yang dapat disambung/disusun.
Gambar 2. Komponen pompa peristaltic (drive, pump head, and tubing)
Komponen terakhir adalah tubing/selang, jenis, ukuran, dan kulitas tubing akan menentukan flow rate yang dihasilkan oleh pompa peristaltik. Ada banyak jenis tubing yang dapat digunakan pada pompa peristaltic, paling banyak biasanya menggunakan yang berbahan silicon. Berikut adalah beberap jenis tubing yang biasa digunakan dari brand Masterflex : Platinum-cured silicone, Peroxide-cured silicone, Biopharm plus silicone, Puri-flex, C-flex, Pharmed BPT Tubing, Pharma pure, Chem-durance, PTFE, Tygon, Viton, Norprene, dan Gore Sta-pure (Gambar 3).
Gambar 3. Contoh tubing pompa peristaltic dari Masterflex : A) PharMed® BPT, B) Versilon™ A-60-N, C) BioPharm Platinum-Cured Silicone, dan D) GORE® STA-PURE.
Apa keuntungan menggunakan pompa peristaltik ?
Penggunakan pompa peristaltic memiliki banyak keuntungan dibandingkan pompa biasa, hal yang paling menonjol adalah tidak diperlukannya proses CIP atau clean in place pada pompa, biasanya proses ini memerlukan banyak waktu, sehingga bisa mengganggu proses produksi. Berikut adalah keuntungan menggunakan pompa peristaltik :
1. Seal-less design, tidak diperlukan proses penyegelan/sealing, sehingga tidak akan terjadi kebocoran yang dapat merusak pompa atau tempat produksi karena bahan kimia yang korosif.
2. Low maintenance costs, perawatan sangat murah, hanya tinggal mengganti tubing saja secara berkala.
3. Dry running and self-priming, tidak memerlukan penambahan larutan sebelumnya untuk menjalankan pompa, biasa langsung jalan sekitika setelah dihidupkan dan bisa melakukan proses priming mandiri.
4. Gentle pumping action, proses pemompaan yang lembut dan tidak terlalu kuat, sehingga cocok untuk pemompaan produk yang sensitive terhadap getaran seperti flokulan dan broth.
5. Abrasion resistant, resisten terhadap abrasi pada saluran dan pompa, jika mengalirkan bahan kimia berbahaya, tinggal pilih tubing yang tahan terhadap bahan kimia tersebut.
6. Reversible, arah pemompaan bisa bolak balik, dapat digunakan untuk mengeluarkan sisa larutan di dalam tubing
7. Accurate dosing, akurasi dosingnya tinggi, dengan repeatability ±1% dan metering capabilities ±5%.
8. Simple maintenance, jika salah satu komponen rusak, tidak perlu membongkar semua line, hanya perlu mengganti bagian yang rusak saja, misalnya pump head, drive, atau tubingnya.
Baca juga : Cegah Kanker Serviks Dengan Tes HPV DNA Genotyping Berbasis Real-Time PCR
Aplikasi dalam proses produksi industri biofarmasi
Industri biofarmasi telah tumbuh secara konsisten karena terapi baru dikembangkan untuk mengobati penyakit di seluruh dunia. Tren ini memerlukan peningkatan metode produksi untuk berbagai obat dengan menjaga kualitas bersamaan dengan sistem bioproses yang ringkas untuk memenuhi permintaan pasar yang terus berubah. Tuntutan yang meningkat untuk skalabilitas dan sterilitas biofarmasi, telah membuka peluang untuk digunakannya system transfer larutan yang aseptik dan sekali pakai, di mana ini dapat dicapi dengan menggunakan teknologi pompa peristaltik. Beberapa industry telah menerapkan penggunaan single-use plastic, tubing, dan kebutuhan lainnya untuk memenuhi sertifikasi FDA dan EU cGMP.
Tahapan utama dalam proses produksi di industri biofarmasi meliputi penyiapan media, fermentasi, pemanenan, purifikasi, dan pengepakan (Gambar 3). Beberapa tekonologi pompa metering sudah diganti dengan pompa peristaltik, yang lebih fleksibel dan mudah dalam proses pemindahal larutan. Produk obat biofarmasi diproduksi dengan cara fermentasi dalam bioreactor, tidak dilakukan dengan cara sintesis kimia seperti obat farmasi lainnya. Obat ini dinilai lebih efektif dan specific untuk pengobatan pasien. Obat biofarmasi lebih sensitive terhadap kontaminasi dan agitasi mekanik. Di sini pompa peristaltic diunggulkan.
Untuk menumbuhkan produk biologi dalam bioreaktor, kondisi khusus harus selalu dipertahankan dan media harus disuntikkan dan disirkulasi ulang. Pompa peristaltik juga bekerja dengan baik dalam hal ini, pompa peristaltic dapat memindahkan cairan dalam jumlah tetap per revolusi motor untuk menghasilkan takaran yang tepat dan dapat direproduksi. Titer produk (disebut kepadatan biologis target) meningkat dari waktu ke waktu, sehingga kemungkinan besar sel akan pecah selama resirkulasi. Tindakan kompresi yang lembut dari pompa peristaltik menghasilkan lebih sedikit kesrusakan sel dibandingkan jenis pompa lainnya.
Selama panen dan pemurnian, mengurangi risiko kontaminasi silang sangat penting. Pompa peristaltik ideal di sini karena selang fleksibelnya dapat diganti dengan cepat daripada disterilkan, sehingga tidak ada metode pembersihan yang perlu divalidasi. Dan, karena fluida hanya bersentuhan dengan pipa, validasi material menjadi terbatas. Sebagian besar pabrikan juga akan menawarkan paket validasi untuk memverifikasi bahwa komponen mereka aman untuk produksi biologis. Langkah terakhir adalah pengepakan. Ini bisa memakan waktu berminggu-minggu dan bahan yang mahal. Saat produk bergerak ke hilir, pengisian/penyelesaian adalah tempat produk paling berharga dan berisiko. Pompa peristaltik menunjukkan nilai sebenarnya pada tahap ini. Mereka dapat menerima berbagai ukuran tubing, memungkinkan skalabilitas proses.
Sumber :
https://us.vwr.com/store/category/peristaltic-pumps/594515
https://www.fishersci.ca/ca/en/publications/lab-reporter/2020/issue-4/peristaltic-pumps-meet-the-demands-of-biopharma-processes.html
Penulis : Kurdianto M.Si
Editor : Agung Nurfaizal
Mari Terhubung dengan Kami
Phone : 021 5366 7591
Email : [email protected]
WhatsApp : 0855 1288 801
Kunjungi media sosial kami dan blog Offical Sciencewerke:
Instagram: https://www.instagram.com/sciencewerke_id/
Linkedin: https://www.linkedin.com/company/pt-sciencewerke/