Устройство для очистки жидких и газовых сред от кислорода

 

Изобретение относится к технологии очистки жидких и газовых сред и может быть использовано в лабораторной практике. Целью изобретения является повышение степени очистки жидких и газовых сред от кислорода. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее емкость с очищаемой средой, расположенный внутри нее оксигенатор, дезоксигенатор с гемоглобином в качестве переносчика кислорода, насос и трубопроводы для прокачки очищаемой среды через емкость и измеритель концентрации кислорода в ней, снабжено вакуумным насосом и емкостью с азотом, оксигенатор выполнен в виде зигзагообразного канала со стенками из кислородопроницаемого мембранного материала, а оксигенатор и дезоксигенатор, соединены посредством трубопроводов с дополнительным насосом, прокачивающим через них раствор гемоглобина0 Устройство позволяет извлекать 99% кислорода из очищаемой среды. 1 ил. se (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,щ)5 С 02 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4423904/26 (22) 10.05.88 (46) 07.03.91. Бюл. Ур 9 (71) Институт биохимии AII БССР (72) И.И.Степуро, В.А. Игнатенко, M.Ô. Кашко, JI.À.Òèóíoâ и В.А.Баринов (53) 66.071.61.8(088.8) (56) Патент СИА Р 4343715, кл. С 01 В 13/00, 1980. ! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ

И ГАЗОВЫХ СРЕД ОТ КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к технологии очистки жидких и газовых сред и может быть использовано в лабораторной практике. Целью изобретения является повышение степени очистки жидких и газовых сред от кислорода.

Поставленная цель достигается тем, Изобретение относится к технологии очистки жидких и газовых сред и может быть использовано в лабораторной практике.

Целью изобретения является повышение степени очистки жидких и газовых сред от кислорода.

На чертеже изображено схематически устройство для очистки жидких и газовых сред от кислорода.

Устройство содержит вакуумный дезаксигенатор . 1, содержащий корпус 2 и стеклянные колбы 3 и 4.

ÄÄSUÄÄ 1632944 А 1 что известное устройство, содержащее емкость с очищаемой средой, расположенный внутри нее оксигенатор, дезоксигенатор с гемоглобином в качестве переносчика кислорода, насос и трубопроводы для прокачки очищаемой среды через емкость и измеритель концентрации кислорода в ней, снабжено вакуумным насосом и емкостью с азотом, оксигенатор. выполнен в виде зигзагообразного канала со стенками из кислородопроницаемого мембранного материала, а оксигенатор и дезоксигенатор, соединены посредством трубопроводов с дополнительным насосом, прокачи— вающим через них рас.твор гемоглобина. Устройство позволяет извлекать

997. кислорода из очищаемой среды.

1 ил.

Колба 3 заполнена водным раствором оксигемоглобина, модиФицированного пиридоксалем„ Колба 4 соединена при помощи трубопровода 5 и трехходово» го крана 6 с вакуумным насосом 7 и с емкостью 8, содержащей азот. На корпусе вакуумного дезоксигенатара закреплен привод 9, на колбе— манометр 10. Вакуумный дезоксигенатор 1 соединен при помощи входного

11 и выходного 12 трубопроводов, выполненных из прозрачного материала, с емкостью 13.Внутри емкости 13 раз1632944

Устройство работает следующим образом.

Готовят водный раствор оксигемоглобина. Для этого 15 г гемоглобина растворяют в 300 мл воды или к 50 мл осадка отмытых эритроцитов добавляют 250 мл воды, что позволяет получить концентрацию водного раствора

-э оксигемоглобина, равную 2 10 М.

К полученному водному раствору окси- 30 гемоглобина с целью его модифицирования добавляют эквимолярное количество пиридоксаля, т.е. 135 мг, и затем через 15 мин добавляют 30 мг NaBH, Через 1 ч приготовленный водный раст- 35 вор модифицированного пиридоксалем оксигемоглобина в количестве 300 мл помещают в стеклянную круглодонную колбу 3 объемом 500 мл. Стеклянную колбу с водным раствором модифициро- 40 ванного оксигемоглобина устанавливают на корпусе 2 вакуумного дезоксигенатора .1. Затем, открывают трехходовой кран 6, соединяя насос 7 через трубопровод 5 с колбой 4. Открывают трехходовые краны 18 и 19 в позицию, обеспечивающую откачку воздуха из трубопроводов 11 и 12 и зигэагoo6разного канала 15. Включают вакуумный насос и контролируют полноту откачки воздуха из вакуумного дезоксигенатора 1, трубопроводов 11 и 12 и оксигенатора 14 манометром 10. При достижении давления 20 мм рт,ст. осуществляют дезоксигенацию водного раствора оксигемоглобина, находящегося в колбе 3. Для этого включают привод 9 вращения колбы 3 вакуумного дезоксигенатора 1. Вращательное дви50 мещен оксигенатор" 14 с зигзагообразным каналом 15. Стенки канала 15 (не показаны), контактирующие с обескислороживаемой средой, выполнены иэ кислородопроницаемого материала (мембрана ИДК-1). Площадь поверхности мембраны 100 см, глубина канала

0,3 см . Входной 11 и выходной 12 с перистальтическим насосом 16 трубопроводы соединены между собой посредством трубопровода 17 и трехходовых кранов 18 и 19. Входное 20 и выходное 21 отверстия в емкости соединены трубопроводом 22 с перистальтическим насосом 23 и трехходовым краном 24.

В емкости установлен кислородный электрод 25. Входной трубопровод раз.— мещен в измерительной камере спектрофотометра 26.

20 жение колбы 3 с водным раствором оксигемоглобина (150 об/мин) вызывает интенсивное перемешивание препарата, одновременно распределяя его по стенкам колбы 3. Экспериментально спектрофотометрически установлено, что через

15 мин после начала работы вакуумного насоса 7 водный раствор оксигемоглобина, модифицированного пиридоксалем, полностью очищается от кислорода .

Таким образом, в стеклянной колбе

3 вакуумного дезоксигенатора 1 после 10-минутной работы вакуумного насоса 7 получают очищенный от кислорода водный раствор гемоглобина - дезоксигемоглобина, имеющий отличия от оксигемоглобина в цветовой окраске, а следовательно, и в спектральных характеристиках. После получения дезоксигемоглобина отключают вакуумный насос 7 и привод 9 вращения колбы 3 и поворотом трехходового крана

6 соединяют емкость 8 с колбой 4 °

Уравновесив давление, включают перистальтический насос 16 и эакачивают дезоксигемоглобин из колбы 3 вакуумного дезоксигенатора 1 по трубопроводу 12 через открытый трехходовой кран 18 в зигзагообразный канал 15 оксигенатора 14. Откачав дезоксигемоглобин из колбы 3 и заполнив им трубопроводы 12 и 11 и оксигенатор 14, перекрывают трехходовые краны 18 и 19 в позицию, обеспечивающую циркуляцию водного раствора дезоксигемоглобина по следующей цепи: трубопровод 12 — оксигенатор 14 трубопровод 11 — трубопровод .17, минуя вакуумный дезоксигенатор 11.

Циркуляция водного раствора дезоксигемоглобина по указанной цепи осуществляется со скоростью 20 мл/мин.

Размеры трубопроводов 12, 11 и 17 и оксигенатора 4 рассчитывают так, что объем очищенного от кислорода водного раствора гемоглобина (300 мл) в колбе 3 вакуумного дезоксигенатора 1 полностью закачивается в указанную цепь для циркуляции дезоксигемоглобина. Затем открывают трехходовой кран 24, включают перистальтический насос 23.и закачивают в емкость 13 через трубопровод 22 и входное отверстие 20 обескислороживаемую среду — воду. Заполнив емкость 13 водой для очистки ее от кислорода, закрывают трехходовой кран 24. 9бескислороживаемую воду непрерывно насосом 23 перекачивают по замкнутой си5 163 стеме: трубопровод 22 — входное отверстие 20 — емкость 13 — выходное отверстие 21 — трубопровод 22. Скорость циркуляции воды через реактор равна 1 л/мин. Циркуляция воды через емкость 13 осуществляется навстречу циркуляции водного раствора дезоксигемоглобина в оксигенаторе 14.

При контактировании обескислороживаемой воды со стенками зигзагообразного канала 15 кислород из воды диффундирует через мембрану в полость канала 15, заполненную циркулирующим раствором дезоксигемоглобина, и связывается с ним (дезоксигемоглобином) с образованием оксигемоглобина. Очистку воды от кислорода контролируют кислородным электродом 25. Степень очистки воды от кислорода достигает

98-99Х. Очищенную воду выпускают иэ замкнутой системы с емкостью 13 через трехходовой кран 24 и заполняют емкость 13 следующей порцией обескислороживаемой воды.

Процесс оксигенирования дезоксигемоглобина контролируют спектрофотометрически при помоши измерительной камеры спектрофотометра 26, установленного на участке трубопровода 11.

При IOOX-ном насыщении дезоксигемоглобина кислородом (контроль по спектрофотометру 26) открывают трехходовой кран 19 и закачивают образовавшийся оксигемоглобин в колбу 3 вакуумного дезоксигенатора 1.

После перехода в вакуумном дезоксигенаторе 1 оксигемоглобина в дезоксигемоглобин последний вновь используют для очередного цикла очистки воды от киспорода. Циклы очистки воды и регенерации водного раствора гемоглобина повторяются. Устройство работает и в непрерывном режиме.

В этом случае одновременно с очисткой обескислороживаемой среды готовят очередную порцию дезоксигемоглобина.

За 15 мин циркуляции водного раствора дезоксигемоглобина весь его объем (300 мл) проходит через оксигена2944 6 тор 14. 3а этот интервал времени дезоксигемоглобин оксигенируется на 40X ° Так как 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода, то оксигенация 15 r гемоглобина, растворенного в 300 мл воды, соответствует связыванию 8,04 мл кислорода за 15мин.

Скорость поступления кислорода из воды через мембрану ИДК-1 в оксиге натор 14 с 1 дезоксигемоглобином составляет 0,53 мл/мин. Так как в 1 л воды при 20 С и атмосферном давлении

760 мм рт.ст. растворяется 6,6 мл кислорода, TO устройство IIO3BOJIJIPT обескислородить 1,2 л воды за 15 мин.

Извлечение кислорода из I àçoâoé среды также может быть осуществлено при помощи предлагаемого устройст а ., 20 В этом случае газовую среду пропускают через емкость 13 навстречу циркуляции раствора дезоксигемоглобина в оксигенаторе 14.

При обескислороживании воды или воздуха процент очистки от кислорода составляет 997..

Формула изобретения

30 Устройство для очистки жидких H газовых сред от кислорода, содержащее емкость с очищаемой средой, размещенный внутри нее оксигенатор, дезоксигенатор с гемоглобином в качестве переносчика кислорода, насос и трубопроводы для прокачки очищаемой среды через емкость и измеритель концентрации кислорода в ней, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени очистки, дезоксигенатор снабжен вакуумным насосом H t емкостью с азотом, оксигенатор выполнен в виде зигзагоббразного канала со стенками из кислородопроницаемого мембранного материала, а ок45 сигенатор и дезоксигенатор снабжены соединенным с ними посредством трубопроводов дополнительным насосом, прокачивающим через них раствор гемоглобина.

1632944 иСоставитель М, Крыкин

Редактор И. Дербак Техред Л.Олийнык Корректор М. Максимишинец

Заказ 594 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101