Wykład 8. Dyfuzyjne techniki membranowe (część 3) Opracowała dr Elżbieta Megiel

Transkrypt

1 Wykład 8 Dyfuzyjne techniki membranowe (część 3) Opracowała dr Elżbieta Megiel

2 Dializa

3 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

4 Dializa dyfuzyjna Metoda odzyskiwania kwasów z roztworów odpadowych zawierających mieszaniny kwasów i soli z użyciem membran jonowymiennych.

5 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.

6 Dializa Donnana (DD) Usuwanie anionów z wody: NO 3-, SO 4 2-, HCO 3-, F -, Cl - Koncentrat roztwór elektrolitu (sól/kwas o stężeniu od 0,1 do 1 mol/dm 3, roztwór zasilający zawiera aniony o stężeniu od 0,001 do 0,1 mol/dm 3 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.

7 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 Dializa Donnana (DD) Rodzaj anionu ma wpływ na szybkość i skuteczność usuwania 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 m 2 Roztwór zasilający: roztwór odbierający 10 dm 3 : 2,5 dm 3 Szybkość przenoszenia NO 3 - > SO 4 2- > HCO 3 - Skuteczność usuwania SO 4 2- > NO 3 - >HCO 3 -

8 Dializa Donnana (DD) Wpływ stężenia koncentratu 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

9 Dializa Donnana (DD) 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%. 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

10 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

11 Hemodializa

12 Hemodializa

13 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 ml/min; e) odpowiednio uzdatnioną wodą do produkcji płynu dializacyjnego f) koncentratem; stężonym wieloelektrolitowym roztworem, z którego maszyna sporządza roztwór płynu dializacyjnego

14 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

15 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.