Мембранно-сорбционный элемент и способ его изготовления

 

Изобретение относится к средствам для обработки жидких сред с целью фильтрации, детоксикации, реокоррекции, иммунокоррекции, биотрансформации, каталитических воздействий и т.п. Мембранно-сорбционный элемент (МСЭ) состоит из двух слоев микрофильтрационных мембран, между которыми размещен слой сорбционной мембраны, имеющий каркас с ячейками, заполненными сорбирующим материалом. Конструкция позволяет использовать в качестве сорбирующего материала различные сорбенты, в том числе в виде мелкодисперсионных порошков, гелеобразных паст и пр., что обеспечивает эффективную очистку биологических жидкостей. Способ позволяет изготавливать МСЭ в едином технологическом цикле, в том числе в виде ленты, содержащей множество соединенных между собой МСЭ, которую разрезают с образованием отдельных МСЭ. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Заявляемая группа изобретений относится к средствам для обработки жидких сред и дисперсий и может быть использована для обработки крови, лимфы, плазмы, тканевой жидкости, белковых растворов и других биологических жидкостей, осуществляемой с целью фильтрации, детоксикации, реокоррекции, иммунокоррекции, биотрансформации, каталитических воздействий и т.п. Изобретение может быть использовано для очистки водных сред, содержащих микроорганизмы (бактерии, вирусы, споры и др.), а также для нужд биотехнологии и лабораторных исследований.

Известны устройства для очистки биологических жидкостей, в частности для гемосорбции, плазмосорбции, лимфосорбции и др. [1, с.27-92]. При работе устройств очищаемая жидкость пропускается через сорбент, помещенный в колонку, в которой на сорбенте задерживаются удаляемые вещества. Токсичные вещества при контакте с поверхностью сорбента задерживаются на нем, благодаря различным физико-химическим механизмам взаимодействия с активными центрами вещества сорбента.

При такой очистке биологических жидкостей в традиционных сорбционных колонках [1, с.33], [2, с.50-74] характерны следующие недостатки.

Возможна травма клеток биологической жидкости при контакте с поверхностью сорбента. Также возможна значительная потеря клеток, прежде всего, тромбоцитов, за счет их адгезии к поверхности сорбента и одновременное "засорение" ими сорбционной поверхности. Кроме того, прямой контакт клеток с сорбентом ограничивает спектр возможного применения специфических сорбентов из-за их "агрессивности" по отношению к мембранам клеток биологической жидкости.

Также в процессе очистки происходит так называемое "пыление" частицами сорбента потока выходящей жидкости. Засоренную частицами сорбента жидкость не удается надежно отфильтровать в связи с тем, что с тонкой фильтрацией связано высокое гидравлическое сопротивление сорбционной колонки. При осуществлении этих способов имеются принципиальные ограничения на минимальные размеры частиц сорбента и зазоров между ними, так как эти размеры в основном и определяют гидравлическое сопротивление сорбционного устройства.

Говоря о последнем недостатке, следует обратить внимание на то, что эффективность сорбции (кинетика сорбции, т.е. скорость связывания токсинов сорбентом и сорбционная емкость) могла бы существенно возрасти при уменьшении размеров гранул сорбента и зазоров между ними, так как сокращение этих размеров уменьшает внешнее и внутреннее диффузионные сопротивления процесса сорбции и повышает реальную сорбционную емкость за счет увеличения удельной поверхности сорбционных частиц.

В некоторых сорбционных колонках можно выделить элементарный сорбционный элемент. Известны сорбционные элементы [2, с.29-30] в виде гранул угля, покрытых пленками различного вида (можно назвать эти пленки мембранами) - так называемые мембранно-сорбционные элементы (МСЭ). В процессе очистки биологическая жидкость проникает через поры таких мембран и проходит через сами угольные гранулы, оставляя в сорбенте токсичные частицы. Пленки-мембраны, покрывающие сорбент, снижают адгезию клеток очищаемой жидкости к сорбенту и уменьшают вероятность их травмы на сорбенте. Однако наличие такой защитной пленки-мембраны тормозит процесс сорбции и снижает его селективность и эффективность.

Известны также МСЭ, выполненные в виде капилляров из купрофана, заполненных активированным углем. В таких МСЭ мембраной является стенка капилляра, а сорбент, находящийся внутри капилляра, состоит из множества частичек активированного угля [2, с.33], [3, с.92]. Конструкция такого МСЭ более совершенна, чем предыдущая, но ее эффективность существенно меньше из-за значительной толщины мембраны, через которую возможен только диффузионный поток сорбата. Это тормозит процесс сорбции и снижает его селективность и эффективность.

Наиболее близким к заявляемому является МСЭ [4], представляющий собой сложенные вместе ленту плоской мембраны и полотно сорбирующего волокнистого материала, причем свободная сторона полотна сорбирующего материала покрыта защитной сеткой, проницаемой для фильтрата и ограничивающей попадание частичек сорбирующего материала в фильтрат.

Такая конструкция позволяет совместить в МСЭ два механизма разделения - мембранный и сорбционный, осуществляемые последовательно по мере прохождения фильтрата через мембрану и сорбирующий материал, а защитная сетка препятствует попаданию частичек сорбирующего материала в фильтрат, выводимый из МСЭ.

Недостатком прототипа является низкая эффективность процесса сорбции, обусловленная несовершенством полотна сорбирующего материала. Такое полотно может быть выполнено только из волокнистых сорбентов, например, на основе угольных, целлюлозных и других волокон. Как известно, такие нетканые материалы имеют высокую порозность (80-90%), что снижает эффективность сорбции, так как в единице площади полотна содержится незначительное количество сорбента. Кроме того, необходимость волокнистой структуры полотна сорбента существенно снижает спектр применяемых сорбирующих материалов, исключая из него сорбенты в виде мелкодисперсных порошкообразных частиц, гелеобразные и другие сорбенты, непригодные для технологий изготовления нетканого или бумагоподобного полотна сорбирующего материала.

Кроме того, в известном МСЭ ограничена возможность полной очистки фильтрата от частиц сорбента, так как для очистки фильтрата используется текстильная сетка, которая может иметь минимально возможный размер отверстий в несколько десятков микрон. Такая сетка не в состоянии задержать мелкие (пылевые) частицы сорбента, уносимые потоком фильтрата.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка МСЭ, который содержит необходимые и достаточные конструктивные признаки для выполнения основных функций устройства очистки биологических жидкостей и обеспечивает высоко эффективную очистку биологических жидкостей сорбирующим слоем МСЭ, организованным из мелкодисперсионных порошкобразных частиц, гелеобразного сорбента и т.п., и при этом исключает попадание в очищенную жидкость мелких (пылевых) частиц сорбента.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что мембранно-сорбционный элемент содержит три слоя, герметично соединенные между собой по периметру, причем первый слой выполнен в виде микрофильтрационной мембраны, имеющей поры, размер которых меньше размера дисперсионных частиц очищаемой среды, второй слой выполнен в виде сорбционной мембраны, имеющей плоский каркас, ячейки которого заполнены сорбирующим материалом, а третий слой выполнен в виде микрофильтрационной мембраны, имеющей поры, размер которых меньше размера частиц сорбирующего материала сорбционной мембраны, при этом каркас сорбционной мембраны скреплен с обращенными к нему поверхностями мембран первого и третьего слоев.

Благодаря трехслойной структуре МСЭ, состоящей из герметично соединенных между собой по периметру мембран, две внешние микрофильтрационные мембраны заключают между собой третью - сорбционную мембрану, оригинально организованную в виде каркаса с ячейками, которые заполнены сорбирующим материалом, обеспечивается эффективный процесс очистки биологической жидкости, пропускаемой через такой МСЭ.

В заявляемом МСЭ очищаемая среда избавляется от дисперсионных частиц, пройдя сквозь поры микрофильтрационной мембраны первого слоя, и далее поступает равномерным потоком на всю поверхность следующего слоя, где осуществляется сорбционная обработка фильтрата.

Указанное соединение каркаса сорбционной мембраны с микрофильтрационными мембранами слоев МСЭ по периметру обеспечивает герметичность ячеек, образованных между элементами каркаса и контуром герметизации и закрытых сверху и снизу микрофильтрационными мембранами первого и второго слоя МСЭ.

Выполнение сорбционной мембраны указанным образом позволяет заполнить ячейки сорбирующим материалом, содержащим частицы сорбента малого размера, расположенные с малым зазором между ними. Это, в свою очередь, позволяет снизить внешнее и внутреннее диффузионные сопротивления процесса сорбции и повысить внешнюю удельную поверхность контакта сорбента с сорбатом.

Несмотря на то, что сорбирующий материал сорбционной мембраны имеет частицы малого размера, она имеет низкое гидродинамическое сопротивление благодаря своей малой толщине и малой скорости фильтрации, которая обеспечивается большой поверхностью мембраны.

Очищаемая среда входит за счет давления в объем ячейки через мембрану первого слоя МСЭ, и так как ячейка герметизирована, выходит после контакта с сорбирующим материалом, заполняющим ячейку, через мембрану второго слоя МСЭ.

Каркас и конур герметизации, образующие ячейки, препятствуют перемещению частиц сорбирующего материала внутри объема ячейки, что обеспечивает равномерность распределения сорбирующего материала по объему сорбционной мембраны.

Также эффективность очистки обеспечивается дальнейшим прохождением биологической жидкости через третий слой МСЭ, а именно через вторую микрофильтрационную мембрану, обеспечивающую тонкую очистку жидкости от частиц сорбента, которые могли в нее попасть при прохождении через сорбционную мембрану. Вторая микрофильтрационная мембрана также характеризуется низким гидродинамическим сопротивлением благодаря своей малой толщине (0,2-0,5 мм) и малой скорости фильтрации, которая обеспечивается большой поверхностью мембраны.

Микрофильтрационные мембраны в заявляемом МСЭ могут быть выполнены в виде трековых мембран [5]. Достоинствами трековых мембран является малая толщина, что обуславливает малое гидродинамическое сопротивление, а малая сорбционная емкость самого материала мембраны позволяет уменьшить потери ценных компонентов фильтрата на поверхности мембраны. Кроме того, трековые мембраны не набухают и не выделяют инородных частиц в среду фильтрата. Толщина таких мембран не превышает 10 мкм, а размер пор определяется назначением мембраны, т.е. размерами частиц, которые она не должна пропустить. Для первого слоя МСЭ такими частицами являются дисперсионные частицы очищаемой жидкости. Например, для очистки крови используются мембраны, размер пор которых составляет 0,1-0,5 мкм. Размер пор мембраны для третьего слоя МСЭ определяется размерами частиц сорбента, из которого состоит сорбирующий материал сорбционной мембраны. Для угольных сорбентов размер пор мембраны составляет 0,5-3,0 мкм.

Каркас сорбционной мембраны может иметь вид плоской структуры, образованной полимерными мононитями, в самом простом случае расположенными рядами параллельно друг другу. Возможно и другое расположение нитей, образующих каркас сорбционной мембраны, например: зигзагообразное расположение нитей, расположение нитей с переплетением с образованием плоской сетки. Возможно также выполнение каркаса на основе дискретных элементов нитей, равномерно распределенных с заданным шагом.

Также возможно выполнение каркаса в виде плоского полимерного полотна со сквозными ячейками, например квадратной или шестигранной формы с линейными размерами 3-5 мкм. Причем в такую структуру каркаса может быть включен и контур герметизации, по которому выполнено указанное соединение слоев МСЭ.

В заявляемом МСЭ можно использовать любые сорбирующие материалы (нам неизвестны сорбирующие материалы, которые нельзя было бы с успехом использовать в заявляемом изобретении), причем эти материалы могут быть в виде частиц минимальных размеров (единиц микрон).

Использование частиц сорбентов малого размера резко повышает эффективность процесса сорбции, так как снижаются внешнее и внутреннее диффузионные сопротивления процесса сорбции.

Из твердых сорбирующих материалов целесообразно использовать порошкообразные сорбенты, которые обычно изготавливаются в виде порошка с размером частиц в несколько микрон. Из порошкообразных неселективных сорбентов наиболее распространены угольные сорбенты типа СКН, СКТ-6А, КАУ и др. [1, с.7-24], которые можно привести к единому гранулометрическому составу за счет дополнительного дробления и фракционирования.

Кроме того, сорбирующий материал может имеет вид смеси твердых порошкообразных частиц с различными сорбционными характеристиками по отношению к фильтрату.

Также возможно использование волокнистых сорбентов [6], которые дополнительно измельчаются.

Возможно использование селективных сорбентов, которые изготавливаются путем синтеза на порошкообразных носителях, например частицах угля, силикагелях [7, с.17-19].

Сорбирующий материал может быть приготовлен путем иммобилизации на микродисперсных носителях (порошке или геле) функциональных групп, которые могут обеспечить афинную или иммунную сорбцию [7, с.94-97].

В готовой конструкции МСЭ каркас должен быть скреплен с обращенными к нему поверхностями трековых мембран. Для этого в процессе изготовления МСЭ сначала элементы каркаса скрепляются с поверхностью одной из мембран. После того, как образовавшиеся ячейки будут заполнены сорбирующим материалом, каркас скрепляется с поверхностью второй мембраны. Соединение может осуществляется путем термического воздействия на клей - расплав, нанесенный на поверхность каркаса. Возможно также скрепление каркаса с мембранами путем точечной сварки, например ультразвуком или токами высокой частоты.

Заявляемый МСЭ возможно использовать в мембранных устройствах различных конструкций.

Например, ленточный МСЭ может быть использован для создания мембранно-сорбционного устройства рулонного или карманного типа [8]. Дискретные МСЭ, например прямоугольной формы, могут быть использованы для создания мембранно-сорбционных устройств так называемого плоскорамного типа или в конструкциях типа "Сэндвич" [8].

Сущность заявляемого МСЭ поясняется графическими материалами, на которых изображено:

фиг.1 - конструкция МСЭ с каркасом сорбционной мембраны, выполненным из мононитей;

фиг.2 - конструкция МСЭ с каркасом сорбционной мембраны, выполненным в виде полотна с ячейками;

фиг.3 - конструкция ячейки мембранно-сорбционного устройства, в котором используется МСЭ.

Заявляемый МСЭ (фиг.1) содержит первый слой, выполненный в виде трековой мембраны 1 толщиной, например, 10 мкм, размер пор которой определяется размером дисперсионных частиц очищаемой среды, например 0,4 мкм для крови. Второй слой МСЭ выполнен в виде сорбционной мембраны 2, а третий слой выполнен в виде трековой мембраны 3, размер пор которой определяется размером частиц сорбирующего материала сорбционной мембраны 2, например, 0,5-2 мкм для угольных сорбентов. Сорбционная мембрана 2 содержит каркас 4, выполненный из полимерных мононитей 5, расположенных параллельно друг другу.

Для соединения каркаса 4 с обращенными к нему поверхностями трековых мембран 1 и 3 каркас 4 покрывают клеящим веществом, например клеем-расплавом, а соединение осуществляют путем нагрева мест соединения. Возможно также соединение каркаса 4 с мембранами 1 и 3 путем сварки с помощью ультразвука или токов высокой частоты.

Ячейки каркаса 4, образованные между мононитями 5, заполнены сорбирующим материалом 6, в качестве которого можно использовать, например, порошок измельченных твердых сорбентов или волокнистых сорбирующих материалов, а также иные сорбенты, указанные при описании сущности изобретения.

Мембраны 1, 2 и 3 соединены по периметру контуром 7 герметизации, который может быть выполнен, например, из термопласта, клея-расплава. Также контур 7 герметизации может быть изготовлен заранее в виде заготовки из термопласта или отлит на поверхности одной из трековых мембран 1, 3. Возможно также выполнение контура 7 герметизации путем сварки по контуру мембран 1 и 3 с каркасом 4. Также контур 7 герметизации может быть частью каркаса, например, как это показано на фиг.2 для случая выполнения каркаса 4 сорбционной мембраны 2 в виде полотна с ячейками 8.

Работу МСЭ можно пояснить на примере работы мембранно-сорбционного устройства, представленного на фиг.3. Мембранно-сорбционное устройство имеет корпус 9, в котором установлен МСЭ 10, разделяющий полость корпуса 9 на две камеры: проточную камеру 11 с патрубком 12 для подвода очищаемой жидкости и патрубком 13 для отвода концентрата и камеру 14 сбора и отвода очищенной жидкости с патрубком 15 для отвода фильтрата. МСЭ 10 герметично соединен по периметру со стенками корпуса 9 и установлен таким образом, что к проточной камере 11 обращена мембрана 1, а к камере 14 - мембрана 3.

В реальных мембранно-сорбционных устройствах для обеспечения большой производительности устанавливают большое число МСЭ, разделенных между собой традиционными сепарационными элементами, при этом разделение потоков жидкости обеспечивается коллекторными системами известных конструкций [9], [10].

Мембранно-сорбционное устройство с заявляемым МСЭ работает следующим образом.

Поток 16 (см. фиг.3) очищаемой дисперсионной среды через патрубок 12 поступает в проточную камеру 11 и распространяется вдоль поверхности микрофильтрационной мембраны 1 МСЭ 10. За счет разности давлений в камерах 11 и 14 поток фильтрата проникает сквозь мембрану 1, при этом на границе этого слоя происходит отделение дисперсионных частиц от потока очищаемой жидкости. Поток 17 концентрата через патрубок 13 выводится из камеры 11.

Прошедший через микрофильтрационную мембрану 1 поток фильтрата далее проходит через сорбционную мембрану 2, где взаимодействует с частицами сорбирующего материала и очищается, например, от токсичных веществ. Далее очищенный от токсинов поток жидкости проходит через микрофильтрационную мембрану 3 МСЭ 10, которая задерживает попавшие в него мелкие частицы сорбента. Окончательно очищенная жидкость поступает в камеру 14 и отводится из устройства в виде потока 18 через патрубок 15.

В группу заявляемых изобретений входит способ изготовления МСЭ.

Известен способ изготовления простейшего МСЭ [2, с.29-30] путем покрытия гранул угля специальными полимерными пленками - микрокапсулирование.

Также известен способ изготовления МСЭ [2, с.33] путем формирования сорбентосодержащих композиционных материалов, например в виде капилляра из купрофана, в полость которого экструдируют порошкообразный сорбционный материал.

Эти способы малопроизводительны и не позволяют получать МСЭ, обеспечивающие эффективную сорбцию.

Наиболее близким к заявляемому способу изготовления МСЭ является способ [4], заключающийся в подаче ленты мембраны и ленты сорбирующего материала, снабженного защитной сеткой в виде чулка, и дальнейшем складывании ленты мембраны с полотном сорбирующего материала, снабженного сеткой.

Однако таким способом можно изготавливать МСЭ только на основе полотнообразующего материала, используемого в качестве сорбирующего материала, но невозможно использовать в качестве сорбирующего материала мелкодисперсионные и гелеобразные материалы, которые в заявляемом МСЭ могут обеспечить его высокую эффективность.

Технической задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является создание технологии изготовления заявляемого МСЭ.

Сущность заявляемого способа изготовления мембранно-сорбционного элемента заключается в том, что на поверхность первой микрофильтрационной мембраны, например в виде ленты, наносят мононити, скрепляют их с поверхностью первой мембраны с образованием каркаса сорбционной мембраны, на ту же поверхность первой микрофильтрационной мембраны наносят полосы герметизирующего вещества с образованием одного или нескольких замкнутых контуров герметизации, затем ячейки, образованные мононитями каркаса и контурами герметизации, заполняют сорбирующим материалом, далее накладывают сверху вторую микрофильтрационную мембрану, например в виде ленты и скрепляют ее с контурами герметизации и мононитями каркаса сорбционной мембраны.

Заявляемый способ позволяет создать МСЭ с особым слоем в виде сорбционной мембраны, расположенным между двумя микрофильтрационными мембранами. Для этого при изготовлении МСЭ на поверхности одной из микрофильтрационных мембран создают каркас, например, из полимерных мононитей, и заполняют ячейки каркаса сорбирующим материалом. При этом сорбирующий материал может быть в виде мелких частиц разнообразных сорбентов, геля, пастообразной массы. Ячейки такого каркаса фиксируют сорбирующий материал в МСЭ, препятствуя его перемещению.

Эту же цель преследует создание контуров герметизации при изготовлении МСЭ. С целью получения одного или нескольких замкнутых контуров герметизации их наносят, например, в виде продольных и поперечных полос с определенным шагом, получая в этом случае множество прямоугольных контуров герметизации.

Заполнять ячейки, образованные каркасом и контурами герметизации, удобно сорбирующим материалом, предварительно приготовленным в виде пастообразной массы. Для этого частицы твердого порошкообразного сорбирующего материала или измельченные волокнистые сорбенты смачивают легко испаряющейся жидкостью, например спиртом.

В случае использования для изготовления МСЭ сорбирующего материала, созданного путем синтеза на порошкообразных носителях или иммобилизованного на микродисперсных носителях, сорбент сразу имеет вид гелеобразной и пастообразной массы.

Для скрепления мононитей с первой микрофильтрационной мембраной мононити покрывают клеящим веществом, например клеем-расплавом, а скрепление выполняют путем нагрева полотна или ленты мембраны в местах их соединения.

Для скрепления второй микрофильтрационной мембраны с контурами герметизации последние покрывают клеем-расплавом или изготавливают из него, а соединение выполняют путем нагрева полотна или ленты мембраны в местах их соединения.

Микрофильтрационную мембрану можно также скреплять с мононитями каркаса сорбционной мембраны путем термического склеивания места их соединения или путем сварки, например, используя ультразвук или токи высокой частоты.

Таким образом, заявляемый способ позволяет создать герметизированные, заполненные сорбентом объемы ячеек, пропускание через которые очищаемой среды обеспечивает ее эффективную сорбционную очистку или иную обработку, корректирующую состав среды и ее свойства.

При получении в результате осуществления способа ленты или полотна, содержащих множество соединенных между собой мембранно-сорбционных элементов, ленту или полотно разрезают по контурам герметизации с образованием отдельных мембранно-сорбционных элементов.

Сущность заявляемого способа поясняется фиг.4, на которой изображена технологическая линия для изготовления заявляемого МСЭ.

В состав технологической линии для изготовления МСЭ входит барабан 21, на который укладывается лента 22 микрофильтрационной мембраны. Подогрев поверхности барабана 21 обеспечивает прикрепление покрытых тонким слоем клея-расплава полимерных мононитей 23 к ленте 22 мембраны. Линия также снабжена транспортером 24 для перемещения ленты 22. Над барабаном 21 установлено первое экструзионное устройство 25, снабженное соплами 26, из которых выдавливаются полосы герметизирующего вещества, образующие продольные составляющие 27 контуров герметизации МСЭ. Второе экструзионное устройство 28 с соплом 29 установлено поперек ленты 22 и обеспечивает образование поперечных полос 30 контуров герметизации МСЭ. В случае изготовления ленточного МСЭ наносят две поперечные полосы контура герметизации - в начале и в конце МСЭ. Для образования множества дискретных МСЭ поперечные полосы 30 контуров герметизации наносят через определенный шаг.

Также технологическая линия содержит третье экструзионное устройство 31 для заполнения пастообразным сорбентом 32 ячеек, образованных мононитями 23 и полосами 27 и 30 контуров герметизации на ленте 22. Для выравнивания слоя пастообразного сорбента 32 и очистки от сорбента поверхностей полос 27 и 30 контуров герметизации используется ракля 33.

В состав технологической линии входит также система валов, обеспечивающих подачу второй ленты 34 микрофильтрационной мембраны с помощью вала 35 и укладку ее с помощью вала 36 с подогревом и прижимом к поверхностям полос 27 и 30 контуров герметизации.

МСЭ изготавливают следующим образом.

Первая лента 22 микрофильтрационной мембраны укладывается на барабан 21, внутри которого смонтирован нагреватель (на фиг.4 не показан). На поверхность ленты 22 наносится ряд полимерных мононитей 23, предварительно покрытых тонким слоем клея-расплава. Благодаря подогреву поверхности барабана 21 мононити 23 приклеиваются к ленте 22 и образуют каркас будущей сорбционной мембраны. Из сопел 26 и 29 экструзионных устройств 25 и 28, на ту же поверхность ленты 22, выдавливаются полосы 27 и 30 герметизирующего вещества в виде клея-расплава по направлениям продольных и поперечных стенок контуров герметизации с образованием одного или нескольких замкнутых контуров. Далее производится заполнение ячеек, образованных мононитями 23 каркаса и полосами 27 и 30 контуров герметизации, слоем сорбента 32 из экструзионного устройства 31.

Сорбирующий материал приготавливается предварительно. При необходимости твердый сорбент дробят, фракционируют, а волокнистый сорбент разрезают на мелкие частицы. Для получения пастообразной массы смачивают полученные частицы сорбента легко испаряющейся жидкостью, например спиртом.

В случае использования для изготовления МСЭ сорбирующего материала, созданного путем синтеза на порошкообразных носителях или иммобилизованного на микродисперсных носителях, сорбент сразу имеет вид гелеобразной или пастообразной массы.

С помощью ракли 33 обеспечивается выравнивание слоя сорбента 32 в ячейках до высоты их стенок. Затем, с помощью вала 35, подается сверху вторая лента 34 микрофильтрационной мембраны, которая прижимается с нагревом с помощью вала 36 к поверхности мононитей 23 и контура герметизации, образованного полосами 27 и 30. Последнее обеспечивает скрепление с ними ленты 34. В результате получается лента, содержащая либо множество МСЭ, либо один МСЭ в виде ленты. В случае получения ленты, содержащей множество МСЭ, для получения отдельных МСЭ ленту разрезают вдоль контуров герметизации.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Лопаткин Н.А., Лопухин Ю.М. Эфферентные методы в медицине. -М.: Медицина, 1989.

2. Николаев В.Г. Метод гемокарбоперфузии в эксперименте и клинике. -Киев: Наукова думка, 1984.

3. Сорбенты и их клиническое применение /Под ред. проф. Кармело Джиордано. - Киев: Выща школа, 1989.

4. Патент РФ №2174433, В 01 D 63/14. Мембранное устройство и способ его изготовления /Зеликсон Б.М. //Б.И. 2001. №28.

5. Мчедлишвили Б.В., Флеров Г.Н. Ядерные фильтры: новый класс микрофильтрационных мембран в прецизионном разделении коллоидных растворов //Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1987. №6. С.641-647.

6. Ермоленко И.Н., Люблинер И.П., Гулько Н.В. Элементосодержащие угольные волокнистые материалы. - Минск: Наука и механика, 1982. С. 195-196.

7. Горчаков В.Д., Сергиенко В.И., Владимиров В.Г. Селективные гемосорбенты. - М.: Медицина, 1989. С. 17-19.

8. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. М.: Мир, 1999. Гл. VII.

9. Воинов В.А. Эфферентная терапия. Мембранный плазмоферез. - М.:

Эскулап, 1999. С. 156.

10. Патент РФ №2021823, А 61 М 1/04. Мембранное устройство и способ его изготовления /Зеликсон Б.М., Басин Б.Я. и др. //Б.И. 1994. №20.

Формула изобретения

1. Мембранно-сорбционный элемент, выполненный в виде трех слоев, герметично соединенных между собой по периметру, причем первый слой выполнен в виде микрофильтрационной мембраны, имеющей поры, размер которых меньше размера дисперсионных частиц очищаемой среды, второй слой выполнен в виде сорбционной мембраны, имеющей плоский каркас, ячейки которого заполнены сорбирующим материалом, а третий слой выполнен в виде микрофильтрационной мембраны, имеющей поры, размер которых меньше размера частиц сорбирующего материала сорбционной мембраны, при этом каркас сорбционной мембраны скреплен с обращенными к нему поверхностями мембран первого и третьего слоев.

2. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что микрофильтрационные мембраны выполнены в виде трековых мембран.

3. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что каркас сорбционной мембраны образован полимерными мононитями.

4. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что каркас сорбционной мембраны выполнен в виде полимерного полотна со сквозными ячейками, например, квадратной формы.

5. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбирующего материала используют твердые порошкообразные частицы сорбента.

6. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбирующего материала используют смесь твердых порошкообразных частиц сорбентов с различными сорбционными характеристиками по отношению к фильтрату.

7. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбирующего материала используют измельченный волокнистый сорбент.

8. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбирующего материала используют гелеобразный сорбент.

9. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что упомянутое герметичное соединение мембран выполнено с помощью клея-расплава.

10. Мембранно-сорбционный элемент по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде ленты.

11. Способ изготовления мембранно-сорбционного элемента, характеризующийся тем, что на поверхность первой микрофильтрационной мембраны, например, в виде ленты наносят мононити, скрепляют их с поверхностью первой мембраны с образованием каркаса сорбционной мембраны, на ту же поверхность первой микрофильтрационной мембраны наносят полосы герметизирующего вещества с образованием одного или нескольких замкнутых контуров герметизации, затем ячейки, образованные мононитями каркаса и контурами герметизации, заполняют сорбирующим материалом, далее накладывают сверху вторую микрофильтрационную мембрану, например, в виде ленты и скрепляют ее с контурами герметизации и мононитями каркаса сорбционной мембраны.

12. Способ по п.12, отличающийся тем, что контуры герметизирующего вещества наносят в виде продольных и поперечных полос с определенным шагом.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что сорбирующий материал наносят в виде пасты, полученной путем предварительного смачивания частиц твердого порошкообразного сорбента или частиц измельченных волокнистых сорбентов легко испаряющейся жидкостью.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что сорбирующий материал наносят в виде гелеобразного сорбента.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что мононити каркаса сорбционной мембраны и контуры герметизации покрывают клеящим веществом в виде клея-расплава, а упомянутое скрепление мононитей каркаса и контуров герметизации с микрофильтрационными мембранами выполняют путем нагрева мембран в местах их соединения с мононитями каркаса и контурами герметизации.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что упомянутое скрепление каркаса с микрофильтрационными мембранами в местах их соединения выполняют путем сварки, например, с помощью ультразвука или токов высокой частоты.

17. Способ по п.12, отличающийся тем, что в случае нанесения полос герметизирующего вещества с образованием нескольких замкнутых контуров герметизации скрепленные упомянутым путем микрофильтрационные и сорбционная мембраны разрезают вдоль контуров герметизации с образованием отдельных мембранно-сорбционных элементов.

РИСУНКИ