Penki pagrindiniai žingsniai tinkamai atvirkštinės osmoso membranos parinkimui

- Jul 19, 2017-

Penki pagrindiniai žingsniai tinkamai atvirkštinės osmoso membranos parinkimui

Atvirkštinės osmoso membranos , naudojamos kartu su medicininiu prietaisu, atranka yra pakankamai paprastas procesas, tačiau, neatsižvelgiant į daugelį pagrindinių veiksnių, įrenginys gali nepavykti netinkamo pasirinkimo dėka. Šiame straipsnyje pateikiami penki pagrindiniai žingsniai, padedantys medicinos prietaisų kūrėjams užtikrinti, kad jie tinkamai parenka savo konkrečią programą.

Atvirkštinės osmoso membranos projektavimas ir įdiegimas į prietaisą nėra meno forma, tačiau pagrindinės žinių apie komponentus ir jų funkcionalumą gali padėti užtikrinti sėkmę. Ar planuojant standartinį biomedicininį produktą ar medicinos prietaisų naujovių kuperą, tinkamai naudojant mikro- arba ultrafiltracinę atvirkštinės osmoso membraną, reikia suprasti atvirkštinės osmoso membranos technologiją. Kai kurie svarbūs aspektai, kuriuos reikia apsvarstyti renkantis tinkamą atvirkštinės osmoso membraną, yra paviršiaus energija (hidrofiliškumas, hidrofobiškumas), porų dydis, atvirkštinės osmoso membranos tipas (polimero kompozicija), stiprumo reikalavimai, palaikymo reikalavimai, srautas, įleidimo į vidų slėgis ir sterilizuojamumas.

Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio bus skiriama pagrindinėms technologijoms ir pagrindiniams klausimams, kuriuos reikia apsvarstyti pasirinkus atvirkštinės osmoso membraną, skirtą naudoti biomediciniuose įrenginiuose ir produktuose, kurie yra sėkmingo produkto kūrimo vadovas. Kaip ir bet kokio dizaino proceso atveju, nesugebėjimas tinkamai apibrėžti įrenginio ar programos reikalavimų nuo projekto pradžios gali labai pakenkti produkto kūrimui ir rinkos diegimui.

Pirmas žingsnis. Nustatykite vidutinį filtrą

Ar oras yra pašalinamas iš skysto srauto arba dalelių / teršalų iš tirpalo? Hidrofilines membranas geriausiai naudoti, kai skystis turi praeiti per membraną, tuo būdu pašalinant procese daleles / teršalus. Hidrofobinės arba oleofobinės membranos dažniausiai naudojamos vėdinimo įrenginiuose, kur didelį paviršiaus energijos skysčių, tokių kaip vanduo ar baltymų tirpalai, reikia pašalinti iš skysčio srauto esantį orą. Nors hidrofobinės membranos atremtų daug skysčių, jos nebus atbaidomos alyvos ar kai kurių alkoholių. Dėl to reikia atremti kitus žemo paviršiaus energetinius skysčius, todėl reikia, kad hidrofobinės membranos būtų superfobinės arba oleofobinės. Šis procesas keičia membranos paviršiaus chemiją taip, kad ji atremtų aliejus ir daugumą alkoholių (su tam tikromis išimtimis, įskaitant heptaną).

Antras žingsnis: Nustatykite būtiną poros dydį

Jei reikalingas "sterilizuojančio" tipo filtras, dažniausiai sterilizuojama arba pašalinama paprastoji bakterija, kurios dydis yra 0,2 μm arba didesnis, paprastai yra 0,2 mikrono porų dydžio hidrofilinė membrana. Atvirkštinės osmoso membranos porų dydžio įvertinimas gali būti nustatytas taikant burbuliukų taško bandymo metodą. Bubble point testas yra paprastas būdas įvertinti poros dydį atvirkštinės osmoso membranos, naudojant RO vandenį arba 100% IPA ir oro slėgį. Tiesiog pasakyta, kad burbuliukų bandymas nustatys mažiausio oro burbuliuko pasipriešinimo kelią per drėgną membraną. Šis kelias paprastai yra didžiausia poros struktūra arba mišrių takų derinys per membraną. Kai nustatomas porų dydis, galima išsiaiškinti, kaip pasirinkti kitą membranos polimero tipą.

 
Trečias etapas: apibrėžkite membraninį polimerą

Kai kurie sprendimai efektyviau ir efektyviau filtruojami naudojant tam tikrą membraną, o ne kitą. Pavyzdžiui, PVDF (polivinilidenfluoridas) bus mažiau baltymų, nei PES (polietersulfono) membrana. Jei baltymai yra pageidaujamas filtravimas, PVDF membrana užtikrins geriausius rezultatus, palyginus su PES arba MCE (mišriomis celiuliozės esteriais) membrana. Taip pat labai svarbu pasirinkti membraninį polimerą, kuris būtų suderinamas su korpuso polimeru, todėl standartiniai šilumos arba ultragarso sandarinimo metodai lengvai pasiektų pageidaujamus rezultatus. Kai membraninis polimeras ir plastiko įtaisas nesuderinami, klijavimas dažnai yra pasiekiamas tik tokiu aukštu energijos lygiu, kad permatoma arba suskilinta akytoji membranos struktūra.

Ketvirtas žingsnis: apibrėžkite stiprumą ir papildomą reikalingą pagalbą

Ar šią atvirkštinės osmoso membraną palaikys įrenginys? Jei taip, substratas ar neaustinis pagrindas nėra būtinas, kad būtų suteikta papildoma jėga ir parama. Jei membrana atsistos atskirai be standios struktūros ar atramos mechanizmo, greičiausiai bus reikalinga membrana su pagrindu. Atsižvelgiant į polimerinės struktūros prigimtį, PES ir PVDF atvirkštinės osmoso membranos beveik gali būti laikomos trapios, lyginant jas šalia vienos pusės su nepakeičia politetrafluoretileno (PTFE) arba labai molekulinės masės polietileno (UPE) membrana. PTFE ir UPE yra labai lanksti medžiaga ir panašūs į santechnikos juostos išvaizdą. Tačiau PES ir PVDF membranos gerokai pranašesnės už PTFE ir UPE, kai naudojamos tose srityse, kuriose esminiai projektavimo kriterijai yra baltymų surišimas ir gama sterilumas. Kadangi atvirkštinės osmoso membranos savybės skirsis priklausomai nuo tipų, tai sustiprina produkto poreikio apibrėžimo svarbą, o tai savo ruožtu padės apibrėžti naudojamą membraną.

Penkta žingsnis: apibrėžkite srautą arba poros poreikį

Srauto laiką ir poringumą dažniausiai lemia porų dydis, pasirinktas antroje pakopoje, tačiau reikia žinoti, kad jo poveikis priklauso nuo srauto greičio: kuo mažesnis porų dydis, tuo lėtesnis srautas tiek ore, tiek skysčiuose. Skiediklio atvirkštinės osmoso membranos gali būti šiek tiek greičiau, tačiau yra praktinė apatinė membranos storio maždaug 100 mikronų riba. Siekiant įveikti šį apribojimą ir pagerinti mažų porų dydį , sukurta atvirkštinė osmoso membrana , asimetrinės ir bendrosios membranos. Asimetrinės porų struktūros veikia panašiai kaip piltuvėlis, kai viena atvirkštinės osmoso membranos pusė yra atviresnė nei kita. Tai leidžia užfiksuoti daugiau dalelių, nedarant įtakos skysčio srauto tekėjimui, o pasipriešinimas srautui yra ribojamas atvirkštinės osmoso membranos dalimi su mažiausiomis poromis. Bendrosios membranos veikiamos panašiai, tačiau iš tikrųjų jos turi du membranos sluoksnius, kurie yra mesti į vieną membraną.

Išvada

Nors yra daug papildomų veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis tinkamą ir tvirtą taikomąją membraną, pirmiau minėtos priemonės yra geras pradinis vartotojui pradinis taškas, taip pat praktinis priminimas patyrusiems. Pasirinkimai gali būti didžiuliai, bet išsamus projekto tikslų ir etapų apibrėžimas gali padidinti sėkmę ir padėti laiku pristatyti rinką. Jei vis dar neaišku, kaip pasirinkti tinkamą atvirkštinės osmoso membraną projektui, pritraukti membranos tiekėją, kad galėtumėte vadovauti atrankai, tobulinimui ir įgyvendinimo procesui.