5. DĚLENÍ LÁTEK MEMBRÁNOU Podle V – centrifugace, GPC, membránové techniky: DIALÝZA – dc/dx FILTRACE – dp/dx

5.1. Materiály membrán Mikroporézní hmoty: keramika, sklo, slitiny, papír náhodné póry 1 -103 nm zkoncentrování Homogenní (difúzní) hmoty: pružné blány, střeva, měchýře, vaječná blanka. celofán, polyethylen, polyvinylchlorid póry jednotné filtrace i difúze

Materiály membrán pro UF +RO Anizotropní (“skin”) gel 0.1 – 0.5 μm destička 50 – 250 μm disky účinné a odolné

Materiály pro kontinuální UF +RO

5.2. Dialýza Frakční difúze nízkomolekulárních látek semipermeabilní membránou z koncentrovaného roztoku do zředěného Způsoby: Dialyzační trubice Sendvičový dialyzátor Sendvičový dialyzátor spirálový Urychlení difúze – míchání, výměna kapaliny

Sendvičový dialyzátor spirálový

Dialýza – použití Odsolování Odstranění nízkomolekulárních látek – AA, maltosa Zahušťování – PEG, proud vzduchu Umělá ledvina Pěstování monokrystalů

Dialýza - příklad

5.3. Filtrace p MPa ≤ 0.1 > 0.1 0.1 - 1 1 – 10 Velikost č.> µm < 1 µm m.hm. 102 – 105 < 500

5.3.a. Filtrace klasická

5.3.b. + c. Mikro- + ultrafiltrace protlačování membránou s definovanou velikostí pórů „Cut-Off“ – m.hm. zadržovaná z 90% na membráně p–urychlení, 0.1 -1 MPa Materiál: kruhové, dutá vlákna, spirálové membrány

Použití mikro- + ultrafiltrace Moderní, účinná, šetrná a levná metoda. Mikropreparace Koncentrování Odsolování Frakcionace Δ m.hm. > 10 (NK, bílkoviny, enzymy, antigeny) Sterilizace Izolace buněk, virů

Statický koncentrátor Příprava vzorků pro klinickou biochemii: protilátky, titry antigenů, enzymy, izoenz. Odsolování a koncentrování: moč, sliny, mozkomíšní mok, mléko.. 5ml moče 50x v 80 min. Rychlé, levné, bezpečné, bez přístrojů

5.3.d. Reverzní osmóza Osmóza- samovolné zřeďování koncentrovanějšího roztoku pronikáním rozpouštědla polopropustnou membránou

Osmotický tlak, Van’t Hoff 1877 ¶ 1M roztoku, 273,1 K= 0,24 mPa Fyziologický roztok: 0,9% NaCl ¶ = 0,6 mPa

Reverzní osmóza RO stejný princip jako UF x p (1 – 10 mPa), V (<10Å, m.hm.< 500) Podmínka: p > ¶

RO - spirálová membrána Kation Zadržení % cmax % Na+ 94 - 96 5 - 10 Al+3 99 10 - 20 NH4 + 88 - 96 3 – 8 Cd+2 96 - 98 Anion Cl- 94 -95 5 - 8 SO4 -2 5 - 15 PO4-3 CrO4-2 90 - 98 8 - 12 CN- 90 -95 4 - 12

RO - výhody Jednoduché – stavebnicový systém Náhrada redestilace Levné – pouze E motoru pumpy Dlouhá životnost membrán – 3 roky

RO- použití Odsolování Koncentrování (potr. průmysl: šťávy, mléko..) Vinařství (odstraňování AcOH, příchutí.) Zpracování odpadních vod: regenerace vzácných kovů oddělování olejů Výroba čisté vody

RO -Výroba ultračisté vody 18 Megaohm.cm <1% částic, mikroorganizmů, rozpuštěných org. i anorg. látek Součásti přístroje: Mechanický filtr Aktivní uhlí Ionex RO UV sterilizátor

RO -Výroba ultračisté vody výkon: 1.5 l/hod – 100l/hod 6 l/hod 90 l/hod

RO - použití ultračisté vody Medicina, farmacie – umělá ledvina Biotechnologie Výroba polovodičů Voda pro HPLC Oplachování laboratorního skla i aut Odsolování mořské vody

RO – odsolování mořské vody Pumpy: 1,6 – 2,6 MPa (brakická v.), 6 – 8 MPa (mořská) ERT – 30 - 40 % úspora energie Tok mořské vody 100 m3 /h, 75 bar  40 m3 /h čisté

RO – odsolování mořské vody Curacao, Holandské Antily, ostrovy korálových útesů RO  pitná voda z kohoutků