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-


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



• Wpływ temperatury



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

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.

Wykład 8 Dyfuzyjne techniki membranowe (część...

Documents

Transcript of Wykład 8 Dyfuzyjne techniki membranowe (część...