膜蒸留法による血流からの除水および透析液の再生

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62850162
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 酒井 清孝 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063727)
• 研究分担者: 竹澤 真吾 医療法人善仁会横浜第一病院研究部, 研究室長 (30171630)
• キーワード: 温度分極層 / 濃度分極層 / 水蒸気透過流束 / ポリ四フッ化エチレン / エチレングリコ-ル / 牛血液 / 牛血漿

研究概要

当初の研究計画に従い実験を行った結果、元成元年度の研究目的はおおむね達成された。すなわち、PTFE膜を用いた撹拌型回分式平膜装置により温度分極層を考慮して濃度分極層を検討すること、ならびに試作PTFE膜モジュ-ルを用いた空気ー液系膜蒸留法によりエチレングリコ-ル水溶液からの除水について十分な成果を挙げることができた。その結果、得られた知見を以下に示す。
(1)撹拌型回分式平膜装置を用いてエチレングリコ-ル水溶液、牛血液および牛血漿の濃度分極層の発達による膜面濃度の変化を検討した。その結果、撹拌回転数の上昇とともに膜面濃度が低下した。
(2)試作PTFE膜モジュ-ルの透過液側に空気を用いた空気ー液系膜蒸留実験を行った。空気側出入口の湿度および液側出入口の温度と水蒸気圧関係から対数平均蒸気圧差で整理した結果、水蒸気透過流束と対数平均蒸気圧差の間に直線関係が得られ、空気ー液系膜蒸留における駆動力も水蒸気圧差であることが示唆された。
(3)試作PTFE膜モジュ-ルを用いた空気ー液系膜蒸留実験において伝熱の式より膜の水蒸気透過係数を算出した結果、0.055m^3m^<-2>Gs^<-1>Pa^<-1>となった。
(4)試作PTFE膜モジュ-ルを用いた空気ー液系膜蒸留実験において熱効率を算出した結果、3.22g-mol/kgエチレングリコ-ル水溶液系で75%(空気流量40.4l/min)となった。一方、撹拌型回分式平膜装置における熱効率は、3.22g-mol/kgエチレングリコ-ル水溶液系で55%(撹拌回転数16.7s^<-1>)となった。これより空気ー液系膜蒸留はエネルギ-効率が高いことが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Okada,M.: "Effects of zeta potential on the permeability of dialysis membranes to inorganic phosphate" Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs. 35. 320-322 (1989)
• [文献書誌] Ohmura,T.: "A new method of determining the solute permeability of hollow-fiber dialysis membranes by means of laser lights traveling along optic fibers" Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs. 35. 601-603 (1989)
• [文献書誌] Sakai,K: "Technical determination of optimal dimensions of hollow fibre membranes for clinical dialysis" Nephrol.Dial.Transplant.4. 73-77 (1989)
• [文献書誌] Sakai,K.: "Structure and permeability of dialysis membrane sterilized by various methods" J.Biomater.Appl.4. 71-101 (1989)
• [文献書誌] Sakai,K.: "Low-temperature plasma separation by cross-flow filtration with microporous glass membrane" I&EC Research. 28. 57-64 (1989)
• [文献書誌] Ozawa,K.: "Technical evaluation of newly-developed inorganic membranes for plasma fractionation" Int.J.Artif.Organs. 12. 195-198 (1989)