Способ калибровки мембран Советский патент 1990 года по МПК B01D61/00 

Изобретение относится к методам паспортизации полупроницаемых мембран и может использоваться при их изготовлении.

Цель изобретения - упрощение способа за счет сокращения стадии анализа пермеата.

Мембраны одной серии описываются кривыми задержания (КЗ), характеризующимися постоянными наклонами, не зависящими от размера пор (номинальных молекулярных масс задержания). Математически это означает,что параметр дисперсии (Ј,) КЗ мембран одной серии постоянен.

На фиг.1 и 2 приведены графики кривых задержания.

Способ базируется на факте постоянства наклона КЗ (фиг.1,2) и постоянства их параметра дисперсии, а также на универсальности описания

КЗ мембран кривой типа интеграла вероятности Пуассона в координатах

l/(M) i/(Z)« - dZ, (1)

, In M/MW6

z -2- ,

ел

со ел

G&

l5 Ml/iS H.i

int ify -int fr

где М, и М a if(M,) и if CM,)

int i/

молекулярные массы компонентов;

коэффициенты задержания компонентов молекулярных масс М , и

М,:

обратный интеграл вероятности.

Для кривой задержания, построенной в координатах V lg M, параметр дисперсии находится как

а -УЗТг

(2)

где а - тангенс угла наклона касательной в точке перегиба КЗ (,5).

Калибровка осуществляется следующим образом.

Ограниченное число мембран данной серии с различными номинальными массами задержания (М ) калибруется в соответствии с прототипом индивидуальными веществами, и на основании фиг.1, определяют единый для данной серии мембран параметр дисперсии 6. Для обеспечения 5%-ной погрешности в определении 6 достаточно прокалибровать до десяти образцов мембран. Далее, на основании установленной величины Ј формулы (1) и молекуляр- но-массового состава (ММС) реперного полидисперсного вещества рассчитывают зависимость КЗ этого вещества от Мц мембран исследуемой серии. Зависимость (/ ЧЧМН) представляется в виде таблицы или номограммы. В качестве Мн можно использовать молекулярные массы, задерживаемые мембраной на 10-90%, однако наибольшая точность достигается при использовании в качестве молекулярно-массовой характеристики КЗ молекулярной массы компонентов, коэффициенты задержания которых лежат в области линейности КЗ (if 0,4-0,6). Оптимально использовать величину М

- молекулярную

массу, соответствующую перегибу КЗ.

Через калибруемую мембрану фильтруют раствор вещества установленного ММС и определяют его интегральный коэффициент задержания по ранее установленной зависимости if Ч (М Ор5) Всю КЗ строят по Формуле (1) на основе известных 6 и М 0|5 .

Таким образом, для получения КЗ мембран данной серии через нее фильтруют раствор реперного полидисперсного вещества и по величине его коэффициента задержания с использованием таблиц или номограмм находят величину М н и тем самым полностью определяют КЗ исследуемой мембраны.

Вся процедура калибровки сводится к одноразовому фильтрационному эксперименту с раствором дешевого полидисперсного вещества (неочищенные белки, декстраны, ПЭГи, поливинил- пирролидоны и др.), что позволяет применять предлагаемый метод в широких промышленных масштабах. Одно и то же полидисперсное вещество может испопьзоваться для калибровки широкого спектра мембран, различающихся как по Мн, так и по б .

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что калибровка сводится к проведению одного фильтра5 ционного эксперимента, значительно сокращаются затраты времени, допускается использование дешевых полидисперсных полимеров.

Пример. Проанализированы

0 как литературные, так и собственные данные по КЗ различных отечественных и импортных мембран КЗ всех мембран описываются интегралом вероятности в координатах Z (формула (1 У). Кроме

5 того, практически все промышленные серии мембран характеризуются постоянством внутри серии параметра дисперсии.

Обработка КЗ показала, что мембраны УДМ образуют серию с 6 0,63+0,06.

Через свежую мембрану типа УАМ фильтруют 0,2%-ный раствор бычьего сывороточного альбумина (БСА), содержащего 4Г% примесей (ММС БСА был определен гель-хроматографией на колонне с ультрагелем АсА-54 фирмы ЛКБ, Швеция). По коэффициенту задержания БСА находят М а5 , равный 26 тыс.а.е.м., и строят КЗ.

Через указанную мембрану фильтруют раствор фермента химотрипсина, коэффициент задержания которого 0,41-tO, 04 .

Результат свидетельствует о достаточно высокой степени точности оп ределения КЗ предлагаемым методом. 5

Формула изобретения

Способ калибровки мембран, включающий подготовку калибровочной смеси с известным по молекулярной массе составом компонентов, продавливание смеси через каждую калибруемую мембрану с образованием пермеата, анализ пермеата и построение кривой задер- 5 жания, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа за счет сокращения стадии анализа пермеата, перед стадией анализа уста0

5

0

0

навливают величину параметра дисперсии не более десяти образцов из серии калибруемых мембран, характеризующую наклон кривой задержания, определяют зависимость задерживающей способности этих образцов по сумме компонентов калибровочной смеси от молекулярной массы компонента, задерживаемого мембранами на 40-60%, пер- меат каждой калибруемой мембраны аиа- лизируют на сумму компонентов с определением задерживающей способности мембраны по сумме компонентов, а кривую задержания строят по величине задерживающей способности каждой мем- и величине параметра дисперсии.

Изобретение относится к производству мембран и их использованию. Цель изобретения - упрощение способа калибровки мембран за счет сокращения стадии анализа пермеата. Для этого калибровку осуществляют по раствору вещества установленного молекулярно-массового состава. Предварительно для исследуемой серии мембран устанавливают параметр дисперсии, характеризующий наклон кривой задержания, затем определяют задерживающую способность мембран по раствору смеси компонентов, не разделяя их на индивидуальные вещества. 2 ил.

lTTs