Многосекционный многокамерный мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления

Многосекционный многокамерный мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления

Реферат

 

Использование: в химической, биотехнологической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: модуль содержит группы чередующихся, перекрестно направленных по потокам сред щелевых камер для разделяемых сред и пермеата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран и средствами герметизации, набор сепарационно-дренажных элементов, размещенных в камерах. Средства герметизации выполнены в виде планок, расположенных вдоль направления движения сред и пермеата. Камеры снабжены дополнительными планками, делящими камеры на отделения с образованием секций, содержащих одинаковое количество отделений. Отделения выполнены с одинаковой длиной, а отделения камер для разделяемой среды в смежных секциях выполнены с шириной, последовательно убывающей в направлении движения потока разделяемой среды. После формирования блок заготовок нагревают до температуры размягчения материала средств герметизации, выдерживают под фиксированной по величине нагрузкой, охлаждают и производят разделение блока на отдельные модули. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для осуществления процессов разделения крови, например, для плазмафереза, а также может быть использовано при изготовлении мембранных аппаратов для разделения жидких и газообразных сред в химической, биотехнологической и других отраслях промышленности.

Известны различные многокамерные мембранные аппараты на основе плоских полупроницаемых мембран, содержащие несколько параллельных камер, в которые под давлением подается поток разделяемой смеси, и несколько параллельных камер пермеата, отделенных полупроницаемыми мембранами от камер разделяемой смеси [1, 2] Недостатком известных многокамерных аппаратов с ламинарными потоками разделяемой смеси, направляемыми вдоль поверхности мембран, является их недостаточная эффективность, обусловленная образованием застойных зон и падением удельной производительности мембраны по ее длине. Это падение связано с явлением концентрационной поляризации, т.е. с ростом концентрации частиц вблизи поверхности мембраны под воздействием потока пермеата, направленного в камерах разделяемой среды перпендикулярно поверхности мембран. Частицы, скапливающиеся у поверхности мембраны, перекрывают ее поры и тем самым препятствуют прохождению через нее пермеата [1, 2] Известен многокамерный мембранный фильтр [3] содержащий камеры разделяемой смеси, отделенные полупроницаемыми плоскими мембранами от камер пермеата, входной распределитель для параллельной подачи разделяемой смеси вдоль поверхности мембран камер разделяемой смеси, выходной коллектор концентрата, сообщающийся с параллельными выходами камер разделяемой смеси и коллектор пермеата, сообщающийся с выходами камер пермеата. В данном плазмаферизаторе используют мембраны длиной 0,22 м, поэтому явление концентрационной поляризации проявляется в нем весьма значительно. Усиление влияния концентрационной поляризации, т. е. дополнительное снижение удельной производительности обусловлено в известном плазмофильтре уменьшением скорости потока разделяемой смеси (вследствие уменьшения объема потока разделяемой смеси в ходе отделения пермеата) по длине мембран в направлении от входа фильтра к его выходу, приводящим к ослаблению воздействия потока на оседающие на мембраны частицы и их удаление с поверхности мембран. Для снижения влияния концентрационной поляризации предлагается выполнять камеры разделяемой среды с уменьшающейся по направлению движения потока высотой. Данное устройство сложно в изготовлении и также недостаточно эффективно в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату техническим решением (прототипом) является многокамерный мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий группы чередующихся перекрестно-направленных по потокам сред камер для разделяемых сред и пермеата, образованных из ленточной мембраны складками плоских полупроницаемых мембран и средств герметизации, а также набор сепарационно-дренажных элементов, размещенных в камерах [4] Недостатками данного мембранного модуля является образование застойных зон, что существенно снижает удельную производительность модуля и вызывает необходимость повышенного расхода материалов. Кроме этого конструкция этого данного модуля не позволяет организовать автоматизированное крупносерийное производство мембранных фильтров.

Таким образом возникает изобретательская задача (т.е. задача, направленная на резрешение технического противоречия) по созданию технического решения, позволяющего повысить эффективность функционирования мембранного модуля многокамерного плазмофильтра за счет снижения влияния концентрационной поляризации в камерах секций и исключения застойных зон при одновременном повышении технологичности изготовления многокамерных многосекционных мембранных модулей, необходимой для обеспечения возможности организации массового промышленного производства дешевых одноразовых мембранных аппаратов, что особенно актуально в связи с надвигающейся пандемией СПИДа и острым дефицитом эффективной аппаратуры для обработки и очистки крови.

Известен способ изготовления мембранных устройств для обработки крови, включающий изготовление плоских (с рельефной поверхностью) заготовок опорных элементов и полупроницаемых мембран, сборку их в стопу с чередованием слоев и обеспечение герметизации камер разделяемой среды и пермеата путем стяжки через соосные отверстия [5] Недостатком данного способа является высокая трудоемкость изготовления мембранных устройств, а также невозможность использования в качестве мембранного материала ядерных мембран, поскольку они при герметизации аппаратов методом сдавливания повреждаются.

Известен способ изготовления мембранных аппаратов для очистки крови (диализа), включающий образование из ленточной мембраны большого числа близко расположенных друг к другу складок, установку между складками с одной стороны сепарационных элементов, фиксацию положения распорных элементов при помощи специального средства со штифтами, заливку торцевых сторон складок текучим синтетическим материалом с целью герметизации и установку мембранного модуля в корпусе [4] Недостатком способа является его низкая технологичность и принципиальная непригодность способа для массового изготовления мембранных аппаратов вследствие проведения технологических операций с единичными заготовками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату по отношению к заявляемому способу (прототипом) является способ изготовления мембранных модулей [6] включающий формирование складок из ленты мембранного материала, установку между смежными складками сепарационных элементов, герметизацию камер разделяемой среды и пермеата в корпусе путем заливки торцевых частей складок герметиком. Особенностью способа является использование ленты мембранного материала с шириной, пригодной для изготовления только одного устройства. При этом для обеспечения проточного движения разделяемой среды внутри камер разделяемой среды смежных секций изготавливается дополнительная зона герметизации, что требует дополнительных трудозатрат и способствует образованию периферийных застойных зон в камере разделяемой среды.

Целью группы изобретений (требуемым техническим результатом) является повышение эффективности функционирования многокамерного мембранного модуля за счет обеспечения возможности последовательного уменьшения суммарной площади сечения камер разделяемой смеси в соответствии с уменьшением объема разделяемой смеси вследствие отделения пермеата и обеспечения возможности использования ядерных мембран при одновременном повышении технологичности изготовления многокамерных мембранных модулей для разделения жидких сред.

Цель достигается тем, что в многосекционном многокамерном мембранном модуле для разделения жидких сред, содержащем на группы чередующихся, перекрестно-направленных по потокам сред, щелевых камер для разделяемых сред и пермеата, образованный набором плоских полупроницаемых мембран и средств герметизации, а также набор сепарационно-дренажных элементов, размещенных в камерах, согласно изобретения средства герметизации камер выполнены в виде планок, расположенных вдоль направления движения сред и пермеата, камеры снабжены размещенными внутри них по направлению движения сред и пермеата дополнительными планками, делящими камеры на отделения с образованием секций, содержащих одинаковое количество отделений, при этом в смежных секциях отделения камер для разделяемой среды соединены последовательно по движению сред, отделения каждой из секций выполнены с одинаковой длиной, а отделения камер для разделяемой среды в смежных секциях выполнены с шириной, последовательно убывающей в направлении потока разделяемой среды.

Кроме этого, планки выполнены из материала, содержащего термопласт, и неразъемно соединены с мембранами с образованием в местах контакта с ними опорных элементов в виде колонны.

Кроме этого, дополнительные планки в камерах разделяемой среды модуля расположены под углом к направлению движения разделяемой среды.

Кроме этого, в качестве мембран использованы ядерные мембраны.

Кроме этого, планки выполнены из полимерного клея-расплава на основе силактана.

Кроме этого, сепарационно-дренажные элементы выполнены из микропористого материала.

Кроме этого, планки выполнены армированными волокнистым материалом.

Цель (требуемый технический результат) достигается также тем, что согласно способу изготовления многосекционных мембранных модулей, включающему операции формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, сепарационно-дренажных элементов и средств герметизации согласно изобретения после формирования блок заготовок нагревают до температуры размягчения материала средств герметизации, выдерживают под фиксированной по величине нагрузкой, охлаждают и получают блок мембранных модулей, а затем производят разделение блока на отдельные модули.

При этом согласно предлагаемого способа операция выдерживания блока заготовки мембранных модулей под фиксированной по величине нагрузкой включает фиксированную по величине деформацию блока заготовки мембранных модулей усилием сжатия в направлении, перпендикулярном плоскости ядерных мембран, причем величина деформации блока заготовки составляет не более 20% от первоначальной толщины блока при плотной укладке слоев мембранного материала на основе полупроницаемых полимерных ядерных мембран, сепарационно-дренажных элементов и средств герметизации камер разделяемой среды и пермеата.

Совокупность общих и частных существенных признаков группы изобретений обеспечивает возможность достижения цели изобретений (требуемого технического результата).

Предложенная группа изобретений позволяет не только при одновременном существенном упрощении конструкции мембранного модуля повысить эффективность его функционирования за счет обеспечения постоянства основных параметров процесса разделения (скорости движения разделяемой смеси) путем обеспечения точного соответствия суммарной площади сечения камер объему разделяемой смеси, уменьшающемуся в процессе отделения пермеата, и за счет обеспечения возможности использования ядерных мембран, но и существенно повысить технологичность массового изготовления относительно дешевых одноразовых мембранных модулей.

Применение в предлагаемом модуле полупроницаемых ядерных мембран позволяет по сравнению с другими используемыми в настоящее время мембранами (например мембранами на основе производных целлюлозы) существенно повысить эффективность отделения плазмы и уменьшить травмирование форменных элементов крови, что экспериментально доказано при определении сравнительной эффективности использования различных типов мембранных материалов [1, 9] Выполнение сепарационных элементов и средств герметизации в виде планок на основе термопластичных материалов, например, из клея-расплава на основе силактана позволяет не только повысить эффективность массообмена за счет исключения застойных зон при движении крови и плазмы, но и повысить эффективность герметизации, поскольку клей-расплав при деформации модуля под влиянием температуры и давления вдавливается в поры ядерных мембран и она более надежно приклеивается. При этом одновременно обеспечивается высокая технологичность массового производства модулей и надежная герметизация камер модуля.

Кроме этого, использование микропористого материала для изготовления сепарационно-дренажных элементов в камерах плазмы позволяет не только повышать трансмембранное давление при разделении крови, но и задерживать случайно попавшие в плазму из-за возможных дефектов мембран форменные элементы крови, что существенно повышает надежность функционирования мембранных модулей.

Кроме этого, предложенная конструкция модуля позволяет обеспечить автоматизацию серийного производства мембранных модулей и практически полностью исключить ручной труд при сборке мембранных аппаратов.

Таким образом можно утверждать, что группа изобретений соответствует требованиям критерия "изобретательского уровня", так как позволяет получить при использовании совокупность новых технических результатов, и критерия "промышленной применимости", а проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки группы изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они достаточны для достижения цели изобретений повышении эффективности функционирования мембранного модуля при одновременном повышении технологичности изготовления модулей.

Кроме этого, анализ совокупности существенных признаков изобретений группы и достигаемого при их использовании результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между изобретениями группы и предназначенность способа непосредственно для изготовления мембранных модулей заявленной конструкции.

На фиг. 1, 2, 3 изображен общий вид вариантов исполнения многокамерного мембранного модуля; на фиг.4, 5 схема чередования слоев плоских полупроницаемых мембран и сепарационно-дренажных элементов со средствами герметизации камер в виде полосок-планок из материала, содержащего термопласт, например из клея-расплава на основе силактана; на фиг.6 схема конструкции композиционных опорных элементов-колонн, образованных чередованием неразъемно соединенных друг с другом слоев мембран и сепарационно-герметизирующих планок-полосок; на фиг.7 схема изготовления блока заготовок мембранных модулей; на фиг.8, 9 блоки заготовок мембранных модулей; на фиг.10, 11 общий вид разреза мембранных аппаратов с многокамерными модулями различной конструкции.

Многокамерный мембранный модуль для разделения крови (фиг.1, 2, 3) содержит набор плоских ядерных мембран 1 и сепарационно-дренажных элементов камер плазмы 2 и камер плазмы 3 со средствами герметизации в виде планок 4, 5 из материала на основе термопласта и/или содержащего термопласт, например, из полимерного клея-расплава на основе лавсана или импрегнированного в сепарационно-дренажные элементы. Камеры крови и камеры плазмы в мембранном модуле выполнены в виде плоских щелевых открытых со сторон подвода и отвода сред каналов, обеспечивающих взаимно перекрестное движение крови и плазмы в камерах. При этом камеры крови (фиг.10, 11) сообщаются с распределителем крови и коллектором крови, сообщающимися с патрубками подвода 8 и отвода 9 крови, а камеры плазмы сообщаются соответственно с коллекторами плазмы и патрубками отвода плазмы 10. Перекрестно направленные планки 4, 5 образуют в углах или в боковых сторонах мембранного модуля вертикальные опорные композиционные элементы-колонны 7 (фиг.6, 8, 9), получаемые неразъемно соединенными друг с другом слоями мембран 1 и планок 4, 5.

При этом внутри камер крови установлены дополнительные планки 6 так, что они образуют несколько вплотную расположенных секций 15 с одинаковым количеством камер-отделений 16 одинаковой высоты и длины, но уменьшающейся в направлении движения крови шириной. Причем наиболее предпочтительным вариантом конструкции мембранного модуля является вариант с дополнительными, расположенными под углом к направлению движения разделяемой смеси промежуточными полосами-планками 6 (фиг.2, 3, 10, 11), поскольку такая конструкция обеспечивает уменьшение суммарной площади сечения камер крови в точном соответствии с уменьшением объема разделяемой среды вследствие отделения пермеата (b₁ > b₂ > b₃ > b4 > b₅ > b₆) (фиг.2, 3).

Изготовление многосекционных многокамерных мембранных модулей осуществляют следующим образом.

Ленту ядерной мембраны из рулона 8 разматывают при натяге с образованием складок (фиг.7), ме жду которыми устанавливают блоки заготовок сепарационных элементов 2, 3 шириной NA и длиной МВ, где N, M целые положительные числа, а А, В соответственно ширина и длина отдельного мембранного модуля (фиг.8, 9). В блоках заготовках сепарационных элементов 2, 3 расположены полосы-планки 4, 5 из материала, содержащего термопласт, причем в смежных (отделенных друг от друга мембраной) камерах полосы-планки ориентированы взаимно перекрестно. После укладки необходимого количества складок получают блок заготовок мембранных модулей (фиг.8, 9), который нагревают до температуры размягчения материала полосок-планок (термопласта), выдерживают под фиксированной нагрузкой, которая обеспечивает деформацию блока заготовки мембранных модулей не более 20% от первоначальной толщины блока при плотной укладке мембранного материала и сепарационно-дренажных элементов и проникновение термопласта в поры мембран. Затем заготовку охлаждают и получают блок мембранных модулей 9, который разделяют на NM отдельных мембранных модулей.

Готовые модули (фиг.10, 11) устанавливают в корпус 11, в боковых стенках которого выполнены клиновидные выступы 12, которые вдавливаются в вертикальные участки 7 композиционных опорных элементов-колонн, что обеспечивает надежную герметизацию модуля в корпусе одновременно с образованием распределителей 13 и коллекторов 14, которые сообщаются с соответствующими патрубками подвода и отвода крови 8, 9 и отвода плазмы 10, обеспечивая герметизацию потоков крови и плазмы относительно друг друга. При этом герметизация мембранного модуля в корпусе осуществляется только путем нагрева до температуры размягчения термопласта и механического вдавливания модуля в корпус без традиционной заливки герметиком.

Характерной особенностью предложенных мембранных модулей является использование в качестве мембранного материала ядерных мембран, которые представляют собой тонкие (от 5 до 20 мкм) полимерные пленки (например, из лавсана или капрона) в которых специальными технологическими методами изготовлены сквозные цилиндрические поры диаметром 0,05-2 мкм [7, 8] От традиционных, получаемых методами химической технологии, мембран ядерные мембраны отличаются высокой однородностью геометрических размеров и правильностью форм пор, высокой селективностью по отношению к выделяемому компоненту, очень низкой адрсорбцией компонентов разделяемых сред поверхностью мембраны, биологической инертностью, полной совместимостью с компонентами крови и низким травмирующим действие на форменные элементы крови [9] Однако наряду с высокими функциональными показателями ядерные мембраны отличаются малой толщиной (до 10 мкм), низкой механической прочностью (ядерные мембраны не выдерживают герметизацию прижатием к контурам герметизации и лопаются) вследствие малой толщины, высокой электризуемостью и низкой адгезивностью по отношению к традиционным клеям. Это существенно ограничивало использование ядерных мембран в аппаратах известных конструкций, где в основном осуществляется штучная укладка заготовок мембранного материала (размер отдельных заготовок равен размеру мембранного аппарата) между сепарационными элементами и герметизация путем механического прижатия мембран к контурам герметизации.

Предлагаемая по изобретению конструкция мембранного модуля и способ его изготовления позволяют обеспечить возможность использования преимуществ ядерных мембран и нейтрализовать присущие им отрицательные свойства, так как лента мембранного материала в предлагаемом способе укладывается в складки заготовки мембранных модулей при натяге одновременно для нескольких мембранных модулей, что позволяет исключить проявления нежелательных электростатических явлений, связанных с электризуемостью, и исключить необходимость непосредственного соприкосновения производственного персонала с мембранным материалом во время изготовления мембранных модулей.

Использование термопластов, например, клеев-расплавов на основе силактана обеспечивает надежное приклеивание мембраны к зонам герметизации за счет нагрева и выдерживания под нагрузкой (при этом часть термопласта вдавливается в поры мембран) и одновременно обеспечивает надежную герметизацию модуля в корпусе аппарата.

Использование в камерах плазмы микропористого материала позволяет равномерно распределить зоны соприкосновения мембран с сепарационными элементами по всей поверхности мембран, что существенно повышает сопротивляемость мембран действию трансмембранного давления и дает возможность повысить эффективность функционирования за счет увеличения перепада давления в камерах крови и камерах плазмы без опасения механического повреждения мембран. Причем даже в случае механических дефектов мембран случайно попавшие в плазму форменные элементы крови будут задерживаются микропористым материалом, что также повышает эффективность функционирования модулей и их надежность.

Кроме этого, предложенная конструкция модуля позволяет обеспечить автоматизацию серийного производства мембранных модулей и практически полностью исключить ручной труд при сборке мембранных аппаратов. Мембранный модуль в мембранном аппарате для разделения крови работает следующим образом.

Кровь подают через патрубок подвода крови 8 (фиг.10, 11) в распределитель крови 13, в котором происходит распределение крови по щелевым камерам крови 3. Под действием внешнего давления кровь проходит через камеры крови в последовательно соединенных секциях, концентрат крови собирается в выходном коллекторе крови и отводится через патрубок отвода крови 9. При этом часть содержащейся в крови плазмы под действием трансмембранного давления проникает через поры ядерных мембран и поступает в камеры плазмы 2, откуда собирается в противоположных выходных коллекторах плазмы и отводится через патрубки отвода плазмы 10.

Для проверки принципиальной работоспособности и эффективности мембранных модулей (промышленной применимости изобретения) брали ядерные мембраны из лавсана (ТУ 95-1667-88) шириной 320 мм, толщиной 10 мкм, размерами пор 0,5 мкм и пористостью 10% Ядерные мембраны получали путем бомбардирования лавсановой пленки тяжелыми ионами и обработки полученных треков травильным раствором щелочи [8, 9] В качестве заготовок сепарационных элементов в камерах крови использовали капроновую ткань для сит марки 14К4С (ТУ 17 РСФСР-11086-86) толщиной 270 мкм. В качестве клея-расплава использовали силактан (технические условия оформляются).

В качестве заготовок для сепарационно-дренажных элементов в камерах плазмы использовали ткань фильтровальную для устройств переливания крови ТФ-61 (ТУ 17 РСФСР 62-11438-87) толщиной 120 мкм, а в качестве клея-расплава силактан.

Конкретные конструктивные параметры многосекционного мембранного модуля выбирают исходя из того, что уменьшение эффективной площади фильтрации, пропорциональной эффективной ширине l мембран в секциях, происходит по линейному закону. Согласно изобретения оптимальной является уменьшение эффективной площади фильтрации с увеличением номера секции (N) мембранного модуля. Это уменьшение должно быть тем более резким, чем больше степень фильтрации в мембранном модуле, численно равной соотношению количества пермеата (плазмы крови) на выходе из аппарата и количества разделяемой среды (крови) на входе в аппарат.

Исходя из вышеизложенного эффективная ширина мембран b в n-ной секции при общем количестве секций в модуле равном m может быть определена из соотношения b₁[1- (n-1)] 0,5 bn b₁[1- (n-1)] + 0,5 где b₁ эффективная ширина фильтрации в первой секции; bn эффективная ширина фильтрации в секции n; - степень фильтрации; m число секций в модуле; n номер секции; Из двух полученных по данной формуле значений bn выбирают большее.

Суммарную гидравлическую длину секций плазмофильтра выбирают исходя из того, что давление крови на входе должно быть в пределах допустимого для избежания гемолиза. Таким образом для коэффициента фильтрации равном 0,5 получаем следующие параметры многосекционного модуля: число камер крови в каждой из секций 16, число камер плазмы соответственно 17, ширина поля герметизации 7 мм, число секций модуля m 3, длина секций модуля l 40 мм, суммарная гидравлическая длина всех секций 120 мм, эффективная ширина первой секции b₁ 45 мм, второй секции b₂ 35 мм, третьей секции b₃ 25 мм, эффективная площадь первой секции 360 см², второй секции 280 см², третьей секции 200 см², суммарная эффективная площадь плазмофильтра 840 см².

Изготавливают мембранные модули следующим образом (фиг.7).

В заготовки сепарационно-дренажных элементов для камер крови и камер плазмы заподлицо с поверхностью импрегнируют полоски-планки средств герметизации из силактана при 130^оС.

Разматывают под натягом рулон ядерной мембраны 8 и образуют складки, между которыми поочередно устанавливают заготовки сепарационно-дренажных элементов камер крови 2 и камер плазмы 3. Полученную таким образом заготовку блока мембранных модулей помещают на основание специального приспособления со средством теплообмена и сжимают при давлении 6,1 кПа. Приспособление с заготовкой блока мембранных модулей в течение 1,5 ч нагревают и выдерживают при температуре 130^оС в течение 1,5 ч, в результате чего происходит надежное приклеивание мембран к герметизирующим полоскам-планкам. В рассматриваемом примере при параметрах блока модулей 150 х 40 мм, N 2 и М 5 общее усилие сжатие составило 340 Н. После охлаждения под нагрузкой блока заготовок получают блок мембранных модулей 9 (фиг.8, 9), который разделяют известными способами (разрезают) на отдельные (M x N 10) мембранные модули. Полученные таким образом мембранные модули помещают в корпус 11 и закрывают крышкой под действием механической нагрузки. В случае необходимости дополнительно осуществляют нагрев, выдерживание при температуре и охлаждение аппарата для более надежной герметизации мембранного модуля в корпусе.

Экспериментальные исследования функциональных свойств плазмофильтров, изготовленных с использованием предлагаемых мембранных модулей, были проведены в Ленинградском НИИ скорой помощи им. Джалелидзе. Соответствие плазмофильтров мировому уровню проверялось путем сравнения их функциональных характеристик с характеристиками плазмофильтров ведущих зарубежных фирм. Испытания проводились на консервированной цитратом человеческой крови с гематокритом 0,42 при скорости тока крови 60 мл/мин. Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице сравнительных данных показывает, что по функциональным характеристикам испытуемые плазмофильтры с использованием предлагаемого по изобретению мембранного модуля вполне соответствуют мировому уровню.

Биосовместимость мембранных модулей доказана испытаниями на кроликах в Санкт-Петербургском институте травматологии и ортопедии им. Р.Р.Вредена.

Использование заявляемых мембранных модулей и способа их изготовления позволяет существенно повысить технологичность и снизить трудоемкость их изготовления за счет обеспечения возможности полной механизации и автоматизации производства, что позволяет обеспечить крупносерийный выпуск остродефицитных в настоящее время мембранных плазмофильтров. При этом появляется возможность исключения контакта производственного персонала с отдельными деталями мембранных модулей, что повышает стерильность мембранных аппаратов.

Экономический и социальный эффект от использования изобретения может быть достигнут как за счет организации крупномасштабного промышленного производства и использования плазмофильтров, так и за счет снижения удельной себестоимости производства мембранных плазмофильтров.

Формула изобретения

1. Многосекционный многокамерный мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий группы чередующихся, перекрестно направленных по потокам сред и пермеата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран и средствами герметизации камер, набор сепарационно-дренажных элементов, размещенных в камерах, отличающийся тем, что средства герметизации выполнены в виде планок, расположенных вдоль направления движения сред и пермеата, камеры снабжены размещенными внутри них по направлению движения сред и пермеата дополнительными планками, делящими камеры на отделения с образованием секций, содержащих одинаковое количество отделений, при этом в смежных секциях отделения камер для разделяемой среды соединены последовательно по движению сред, отделения каждой из секций выполнены одинаковой длины, а отделения камер для разделяемой среды в смежных секциях выполнены шириной, последовательно убывающей в направлении движения потока разделяемой среды.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что планки выполнены из материала, содержащего термопласт, и неразъемно соединены с мембранами с образованием в местах контакта с ними опорных элементов в виде колонн.

3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что дополнительные планки в камерах разделяемой среды расположены под углом к направлению движения разделяемой среды.

4. Модуль по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве мембран использованы ядерные мембраны.

5. Модуль по пп. 1 4, отличающийся тем, что планки выполнены из полимерного клея-расплава на основе силактана.

6. Модуль по пп. 1 5, отличающийся тем, что сепарационно-дренажные элементы выполнены в виде прокладок из микропористого материала.

7. Модуль по пп. 1 6, отличающийся тем, что планки армированы волокнистым материалом.

8. Способ изготовления многосекционного многокамерного мембранного модуля, включающий операции формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, сепарационно-дренажных элементов и средств герметизации, отличающийся тем, что после формирования блок заготовок нагревают до температуры размягчения материала средств герметизации, выдерживают под фиксированной по величине нагрузкой, охлаждают и производят разделение блока на отдельные модули.

РИСУНКИ

Рисунок 1