[На предыдущий раздел]

Известно, что основной особенностью ультрафильтрации белковых растворов является определяющее влияние на этот процесс концентрационной поляризации (КП) [3]. Однако, несмотря на существование большого количества современных моделей КП (см., например, [3–6]), единственной моделью, адекватно описывающей изменение селективных свойств мембран при белковой ультрафильтрации, является поляризационно-ситовая модель, предложенная нами более 15-ти лет назад [7, 8]. В соответствии с этой моделью при ультрафильтрации на поверхности мембраны возникает гелевый слой, уменьшающий радиусы (R) всех пор мембраны на постоянную величину DR (рис. 1), при этом в уменьшенных (на 2DR) порах, по-прежнему, реализуется разделение молекул по размеру.

Уменьшение эффективных размеров пор приводит к возрастанию ее задерживающей способности, что проявляется, в частности, в сдвиге кривых задержания в область малых молекулярных масс с ростом КП (например, с увеличением концентрации раствора или с ростом давления [8]) (рис. 2).

Хотя первоначально предполагалось, что при КП происходит уменьшение размеров всех пор мембраны на постоянную величину 2DR, зависящую только от уровня КП, более поздние исследования [9] показали, что эта величина линейно зависит от размера поры. Такой вывод объясняет, в частности, сохранение линейной логарифмичности и ширины кривых задержания при их сдвиге в область малых М с ростом уровня КП (рис. 2). Можно предположить, что причина линейной зависимости DR(R) кроется в низкой эффективной пористости (f₀) современных УФ мембран (f₀ ~10^–1–1%) [10, 11]. Вследствие такой низкой пористости уровень КП отдельных пор определяется не общим фильтрационным потоком растворенного вещества к поверхности мембраны, а локальными потоками через поры, т. е. их размерами.

Дальнейшее уточнение поляризационно-ситовой модели было проведено в [12], где было показано, что гелевый слой, уменьшающий размеры пор, должен рассматриваться как суперпозиция слоев обратимой и необратимой адсорбции белка (рис. 1). При этом уровень гелевой поляризации определяет общую толщину слоя, а соотношение толщин слоев обратимой и необратимой адсорбции определяется гидрофильностью материала мембраны.

[На следующий раздел] [На Содержание]

Copyright ©