167044. lajstromszámú szabadalom • Üreges szálak és eljárás előállításukra
7 167044 8 nem bázisos keveréket alkalmazni, nehogy az kémiailag megtámadja az akrilnitril-kopolimert. Általában megfelel a 6-7 pH értékű oldószerelegy. A találmány szerinti forróvizes kezelést péládul előnyösen folytonos üzemben végezzük oly módon, hogy a szálak atmoszférikus nyomáson és legfeljebb 100 C° hőmérsékleten forróvizes fürdőn vezetjük át. A kezelés tartama rendszerint 5 másodperc és 5 perc között változik, de nincs kritikus felső határa. Az előbbiekben ismertetett forróvizes kezelés közben előnyösen nyújtjuk a szálat, rendszerint 50-500, előnyösen 100-250%-kal. Végül a nyújtott szál méretállandóságának fokozására a szálat a forróvizes kezelésnél alkalmazott hőmérsékletnél célszerűen alacsonyabb hőmérsékletű vizes fürdőben tartva feszültségmentesíthetjük. A találmány szerinti eljárással készült szálak glicerinnel kezelve nedves állapotban tarthatók (ebből a célból a szálakat legalább 40súly% glicerint tartalmazó víz-glicerin-elegybe mártjuk). A találmány szerinti szálak permeabilitása víz számára kiváló, ami különösen előnyös ultrafiltrációra és dialízisre, nevezetesen vérdialízisre való alkalmazásuk esetén. Kevésbé hajlamosak eldugulni, és igen alkalmasak oldott makromolekulák elválasztására, úgyhogy felhasználhatók az ultrafiltráció nagyszámú ismert alkalmazásában. Azonkívül jól ellenállnak a nyomásnak is. A találmány szerinti üreges szálak számos alkalmazási lehetősége közül megemlíthetjük az enzimes reaktorok megvalósítását. Egy ilyen, segédberendezésekkel ellátott reaktort mutatunk be az 1. ábrán. Az 1 reaktorban 2 üreges szálak és kamrák vannak, amelyeken két folyadékáram folyik keresztül, az egyik az üreges szálak belsejében, a másik az üreges szálak külső oldalán. A szálak külső oldala mentén áramló folyadék átfolyik sorban a 3 kamrán, a 4 vezetéken, a terjeszkedő 5 edényben, a 6 vezetéken és a 7 szivattyún, az üreges szálak belsejében áramló folyadék pedig sorban átfolyik a 8 kamrán, a 9 vezetéken, a terjeszkedő 10 edényen, a 11 vezetéken, a 12 szivattyún, a 13 kamrán és a 2 szálakon. Egy ilyen reaktorban keringetjük az enzimoldatot vagy -szuszpenziót az üreges szálak falának egyik oldala mentén, és egy szubsztrátumot (oldatban vagy szuszpenzióban) ugyanannak a falnak a másik oldala mentén. Egyszerűség és könnyebb érthetőség kedvéért a következőkben önkényesen feltételezzük, hogy az enzimet az üreges szálak külső oldalán áramoltatjuk, a szubsztrátumot pedig a szálak belsejében, de megjegyezzük, hogy ennek fordítottja éppen úgy megvalósítható. így tehát az 1. ábrán bemutatott készülékben az enzim végigáramlik a 3, 4, 5, 6, 7 körön, a szubsztrátum pedig a 8, 9, 10, 11, 12, 13 körön és a szálak csatornáin. Az enzimes reaktorban kezelhető enzim és szubsztrátum alkotta párok olyanok, hogy az üreges szálak gyakorlatilag áthatolhatatlanok az enzim számára, viszont áthatolhatok a szubsztrátum és az enzimes reakció termékei számára, úgyhogy az enzim a reakció közegétől (szubsztrátum és reakciótermékek) könnyen elválasztható, és az enzimveszteség minimálisra csökkenthető. A találmány szerinti üreges szálak különösen 5 alkalmasak karbamidnak ureazzal való kezelésére, és ezért művesében használhatók. A következő példák korlátozás szándéka nélkül szemléltetik a találmányt, és bemutatják annak 10 gyakorlati alkalmazását. A példákban szereplő valamennyi üreges szál sóvisszatartása 0. 1. példa 15 23,5 g 9 s% nátriummetallilszulfonátot (megfelel 3,2% szulfonmonomer-egységnek) tartalmazó akrilnitril-nátriummetallilszulfonát-polimert (literenként 2g kopolimert tartalmazó dimetilforma-20 midos oldatának 25 C°-on mért fajlagos viszkozitása 0,90) feloldunk 76,5 g dimetilformamidban. Ebből az oldatból percenként 4,5 ml-t betáplálunk egy szálképző fej gyűrű alakú szájnyílásába (a gyűrű külső átmérője 0,8, belső átmérője 25 0,6 mm). A szálképző fej tengelye függőlegesre van beállítva, és alsó vége (szájnyílása) literenként 200 g nátriumkloridot tartalmazó 2C°-os vizes oldatba merül. A szálképző fej gyűrű alakú száj-30 nyílásának közepén egy második, 0,3 mm átmérőjű szájnyílás van, ezen át a képződő üreges szál belső csatornájába percenként 1,7 ml, literenként 200 ml nátriumkloridot tartalmazó 23 C°-os vizes oldatot vezetünk. 35 A képződő üreges szál 1 m hosszban percenként 9 m sebességgel függőlegesen átfut a koaguláló fürdőn. Akoaguláló fürdőből távozó üreges szál vízszintesen áthalad egy 30 cm hosszú, 40 forrásban levő vízfürdőn, amelynek elején és végén görgők vezetik. Aszal a fürdőbe percenként 9 m sebességgel lép be, és onnan percenként 27 m sebességgel távozik. A kilépő szálat hengerre tekercseljük, és a szál kezelését a hengerre 45 tekercselt menetek 1 perces tiszta vizes permetező mosásával fejezzük be (a szálakat tehát 3-szorosra nyújtjuk). Az így kapott szál belső átmérője 350 ju, külső átmérője 520 n, porozitása 61%. Elektromikrosz-50 kópon 20 000-szeres nagyításnál látható, hogy a pórusok átmérője kisebb 0,01 m/x-nál. Az így készült szálak felhasználásával ultrafiltráló készüléket (vagy egységet) készítünk, 55 amelyben 180 szál van párhuzamosan elhelyezve, a szálak hossza 80 cm, hasznos hossza 64 cm. Ezen a 64 cm-es szakaszon megy végbe az ultrafiltráció, tehát a készülék hasznos kicserélő felülete 0,13 m2 . 60 A szálak külső oldalán 2att nyomáson literenként 1 g 70 000 molekulasúlyú marhaalbumint tartalmazó vizes oldatot keringetünk. így napi 121 liter/m2 ultrafiltrátumot kapunk 100% visszatartással. A visszatartást a következő képlet fejezi 65 M: 4
