Wykład 8 Dyfuzyjne techniki membranowe (część...
Transcript of Wykład 8 Dyfuzyjne techniki membranowe (część...
-
Dyfuzyjne techniki membranowe (część 3)
Wykład 8
Opracowała dr Elżbieta Megiel
-
Dializa
-
Dializa dla roztworów elektrolitów
• Równowaga Donnana, 1911 W warunkach równowagowych iloczyn jonowy każdego elektrolitu po obydwu stronach membrany półprzepuszczalnej jest równy.
W przypadku membran jonowymiennych rozdzielających roztwory elektrolitów wykluczanie donnanowskie.
I. Miesiąc, Dializa dyfuzyjna - rozdział soli i kwasów , Fragment skryptu do przedmiotu membranowe techniki separacji
-
Dializa dyfuzyjna
Metoda odzyskiwania kwasów z roztworów odpadowych zawierających mieszaniny kwasów i soli z użyciem membran jonowymiennych.
-
Dializa Donnana (DD)
Sprzężony transport jonów (przeciwtransoport) przez membranę jonowymienną inaczej interdyfuzja. W 1967 Wallace nazwał ze względu na stan końcowy opisywany równowagą Donnana nazwał ten rodzaj transportu dializą Donnana.
-
• Usuwanie anionów z wody: NO3-, SO4
2-, HCO3-,
F-, Cl-
Dializa Donnana (DD)
Koncentrat roztwór elektrolitu (sól/kwas o stężeniu od 0,1 do 1 mol/dm3, roztwór zasilający zawiera aniony o stężeniu od 0,001 do 0,1 mol/dm3
Aniony z roztworu odbierającego dyfundują do zasilającego (różnica potencjałów chemicznych), a aniony z roztworu zasilającego dyfundują do koncentratu (zachowanie elektroneutralności roztworów) Proces trwa do ustalenia się równowagi Donanna.
-
Dializa Donnana (DD) Rodzaj anionu ma wpływ na szybkość i skuteczność usuwania
Sylwia Kliber, Jacek A. Wiśniewski, Politechnika Wrocławska, Membranowy proces wymiany anionów jako metoda zmiany składu jonowego wody, Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, Tom 11. Rok 2009
Laboratoryjna instalacja do dializy (Goemasep 136) złożona z 20 par komór z membranami anionowymiennymi typu Selemion AMV firmy Asahi Glass. Całkowita powierzchnia membran 0,1404 m2
Roztwór zasilający: roztwór odbierający 10 dm3 : 2,5 dm3
Szybkość przenoszenia NO3
- > SO42- > HCO3
-
Skuteczność usuwania SO42- > NO3
- >HCO3-
-
• Wpływ stężenia koncentratu
Dializa Donnana (DD)
Sylwia Kliber, Jacek A. Wiśniewski, Politechnika Wrocławska, Membranowy proces wymiany anionów jako metoda zmiany składu jonowego wody, Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, Tom 11. Rok 2009
-
• Wpływ temperatury
Dializa Donnana (DD)
Sylwia Kliber, Jacek A. Wiśniewski, Politechnika Wrocławska, Membranowy proces wymiany anionów jako metoda zmiany składu jonowego wody, Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, Tom 11. Rok 2009
Im wyższa jest temperatura roztworów, tym wymiana jonów jest szybsza. Przy zmianie temperatury z 17 do 37°C, średni strumień wodorowęglanów rośnie o ponad 90%, zaś skuteczność usuwania tego jonu wzrasta z 37 do 46%.
-
Hemodializa
• 1889 B.W. Richardson opisał dializę krwi psa przez błonę kolodionową
• 1913 Abel i wsp. skonstruowali I aparat do dializy krwi i wykazali, że za jej pomocą można usunąć salicylany z krwi psa
• 1928 G. Hass pierwsze hemodializy człowieka i z użyciem heparyny w celu usuwania toksyn egzogennych
• 1944 W. Kolff pierwsza sztuczna nerka
-
Hemodializa
-
Hemodializa
-
Do przeprowadzenia skutecznego zabiegu hemodializy musimy dysponować: a) urządzeniem nazywanym sztuczną nerką, tj. maszyną hemodializacyjną wyposażoną w odpowiedni wymiennik masowy, czyli dializator; b) liniami krwi umożliwiającymi pobór krwi od pacjenta i jej zwrot po oczyszczeniu; d) dostępem naczyniowym u chorego, zapewniającym podaż i przyjęcie krwi w zakresie przepływów od 30-300 ml/min; e) odpowiednio uzdatnioną wodą do produkcji płynu dializacyjnego f) koncentratem; stężonym wieloelektrolitowym roztworem, z którego maszyna sporządza roztwór płynu dializacyjnego
Hemodializa
-
Hemodializa
Schemat układu krążenia pozaustrojowego (dializatora). A – tętniczy zbiornik wyrównawczy, B – pompa krwi (rolkowa), C- dializator, D- żylny zbiornik wyrównawczy, E – ultradźwiękowy detektor powietrza , F – zamek z zaciskiem detektora, G – porty z okienkiem do pobierania krwi, H – pompa infuzyjna heparynowa, I-porty infuzyjne
-
Hemodializa
Moduły kapilarne (hollow fiber), znacznie rzadziej dializatory płytowe (flat plate). Błonę półprzepuszczalną stanowią pochodne celulozy (kuprofan), regenerowana celuloza, octan celulozy. Błony syntetyczne: polisulfonowe (PS), poliamidowe (PA), poliakrylonitrylowe (PAN) Grubość od 5-60 μm
Klirens dializatora - objętość krwi oczyszczona w jednostce czasu.