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Laborversuch AML: Untersuchung einer Dialysemembran

Ort

Betreuer

Steven Ndzengue, M.Sc.

Labor

Dienstag 10:00-12:00 

Dienstag 13:00-15:00

Gebäude Callinstr. 36 | 3406 207

 

 

 

Ziel

Grundlagen der Membrantechnik/Biomedizintechnik

Inhalt

1. Einleitung

Mit Hilfe einer Membran werden unterschiedliche Komponenten einer Lösung voneinander getrennt. Die Trennung beruht darauf, dass mindestens eine Komponente des zu trennenden Gemisches ungehindert durch die Membran z.B. in die Dialysierflüssigkeit eines Dialysators strömen kann, während andere Komponenten von der Membran zurückgehalten werden. Dabei wird die Durchlässigkeit für eine Komponente auch als Permeabilität bezeichnet. Das Trennverfahren mittels einer Membran ist demnach rein physikalisch. Die Trennleistung moderner Membranmodule erlaubt im Gegensatz zu konventionellen Filtern Stofftrennung bis in den molekularen Bereich. Daher ergeben sich viele unterschiedliche Anwendungsbereiche von der Biomedizintechnik bis hin zur großtechnischen Nutzung.

2. Versuchsdurchführung

Mit Hilfe einer Versuchsanlage wird das Betriebsverhalten eines Membranmoduls zur Hämodialyse untersucht. Dazu wird über die Membran aus einer Farbstofflösung ein gelber Farbstoff von einem blauen Farbstoff getrennt. Die Verminderung der Farbstoffkonzentration im einen und die Vergrößerung der Farbstoffkonzentration im anderen Flüssigkeitskreislauf sowie der Volumenstrom durch die Membran werden in Abhängigkeit der anliegenden Drücke sowie der Stromführung im Membranmodul (Gleichstrom/Gegenstrom) untersucht.

3. Testat

Die Dauer des AML am Institut für Mehrphasenprozesse beträgt einen Tag, an diesem finden das Vortestat, der Versuch und das Endtestat statt. Im Vortestat wird die Versuchsdurchführung erörtert und das Verständnis des Prozesses abgefragt. Der Versuch wird von den Studierenden nach Anleitung alleine durchgeführt. Die Meßdaten werden sofort mit einem Rechner verarbeitet und mit dem Programm ”Microcal Origin” dargestellt. Im anschließenden Endtestat werden dann die physikalischen Grundlagen der Stofftrennung anhand der Meßwerte besprochen.

 4. Technische Anwendung

Neben den großtechnischen Anwendungen von Membranverfahren zur Meerwasserentsalzung, Abwasseraufbereitung oder Trennung von Stoffgemischen in der chemischen Industrie werden spezielle Membranmodule kleinerer Bauart im Bereich der Biomedizintechnik eingesetzt. Hierbei werden Membranmodule als künstliche Lunge (Oxygenator) und zur Blutreinigung (Hämodialyse) als künstliche Niere eingesetzt.

Empfohlene Vorkenntnisse

 AML-Skript zum Download