B-57 SİLİKON KAPLI MiKROPORÖZ POLİPROPİLEN

B-57
SİLİKON KAPLI MiKROPORÖZ POLİPROPİLEN MEM8RANLARDAN
OKSİJEN TRANSFERİ VE MODELLENMESİ
Vural EVREN, S Alı TONCEL. Erhan PİŞKİN
H U , Mühendisiik Fakültesi, Kimya'Müh. Solümü, Ankara
G!P,I$
Günümüzde kaip ameliyatlarında akciğerin yen m alan, kanın oksıjenlendır ilmesi, kar­
bondioksitin gideriimesi ve pH'mn ayarlanması ¡şlemıni yürüten cihazlardan biri oe membr^nlı
oksijenatörlerdir. Bu tıp oksijenatörlerın üretiminde zorunlu olarak kullanılan mikroporös
polipropilen veya teflon membranlann özellikleri ve yapılan uygulamalarda 3$a$;da sıralanan
problemlere neden olmaktadır( l),
!- Kan hücreleri membran yüzeyinde birikerek porten tıkamaktadır.
2. Kan sıvısı ultrafiltrasyon He gaz tarafına geçebilmektedir.
3. Gaz kabarcıkları porlardan kana karışmakta ve mikrcemboltye yol açabilmektedir.
Bu çalışmada, karşılaşılan problemleri gidermek amacıyla, mıkroporöz polipropilen
membraniarvn kanla temas eden yüzeyinin plazma polimerızasyonu tekmQiyle ince bir silikon
filmi ile kaplanması ve bu membraniarın gaz transfer performanslarının saptanması amaçlan­
maktadır.
MATERYAL VE iONTEM
DENEY YONTEMi: Bu araştırmada, CeSgarö 2400
(Delarıese, ABD) mtkropcroz
ooliprcpUen membranlar önceki çalışmalarımızda verüen yöntemlei 2 ), monomer olarak heksa
metil di sıloksan kullanılarak, RF gerilim altında kaplanmıştır Elde edilen bu kompozit
tnembran enı( W) 1.8 cm olan boyu{L) 5-25 cm aralımda derişen tek tabakalı oksi senatörlerde
test edilmiştir.
37°C sabit sıcaklıkta yapılan deneylerde,
gaz ve
deeksıjenatörde
koşullandırılmış su kapalı devrelerde dolaştırılmış, su akis hızı ve su tabakası kalınlığı (2£)
değiştirilerek bu parametrelerin oksijen transferine etkilen belirlenmiştir.
MATEMATİK MODEL: Tarafımızdan ilen sürülen modelde transferin yalnızca ince filmle
kaplı gözeneklerde meydana geldiği, poîipropilen tabakadan transferin ihmal edilebilecek
bctyutiarda olduğu var sayılmak fadır Bu sistem ıdn sıvı faz esas alınarak ileri sürülen ve gaz
fazdan sıvı faza oksijen transferini gösteren model swledir;
v ( 5C / d z i = O , ( d*-C /3y^ }
(i)
Burada v ¡amıner 3k;ş ¡cm çizgisel hizoiup aşağıdaki gibi ifade edilmektedir.
v = (3/2) İV/A).{ 2 .iy/<5) - (y/6 )2 ) (M)
8u iki denklik aşaçidakı sınır koşullan lie çözülerek nerhangi bir Z uzaklığındaki sıvı faz
B~58
oksijen Konsantrasyonu profili ve ortalama koncan\r.îîycn değerleri tHilı.rınrı^Uir
Sınır Koşullan!, 'um'/değerlerinde
2 = 0 için
C ~ Cc
2 y * Û 'cin
tüm z de^er îer mde
C « 0,-t
3 y = 25 için
tüm 2 delerler inde
O C/3y) = r
BULGULAR V£- T*RT|$MA
Z/(0.38U
Şekil .1.
Z/(0.38L)
Su akış hızının oksijen transferine etkisi
a) 2o = 0.35 m m . L * 25 cm. b) 25-0.70 m m , L = 25 cm
Sonuçların örneklendir ilmesi icın secilen iki detysik akis hızında ve iki deÇ'.sik su taoakasî kal mİ ıhında yapılan nümerik çözümün sonuçları ve deneysel sonuçlar Seki! ı a ve ı.b'de
verilmektedir. Sekil .1 a'dayer alan ve Özellikle 100 ml/dak su akis hızma ait olan derevse!
sonuçların nümerik çözümden saptığı gözlenmiştir. En yüksek ortalama çıkış konsantrasyonunun
bu koşullarda elde edildiği dikkate alınacak olursa, oksijen transfer hızının artmasıyla membran
direncisinde arttığı,bu nedenle sınır koşullarından saptığı söylenebilir. Aynı açıklama 200 rnl/
dak su akis hızına ait olan sonuçlar içinde geçer lidir. Sekil l.b'deyer alan deneysel sonuçlar ise
"membranm direnci ihmal edilebilecek bey/utlardadır" varsayımı bu koşullarda geçerli
olduğundan nümerik çözüm iîe uyum içindedir.
i
KAYNAKLAR
1) Richardson, P.O.,Galetti,P.M.,In; Physiological and Clinical Aspects of Oxygenator Design
S.G. DawidsandHC. Engeli, eds ,Elsevier, u tembourg, 5976
2)
P ıskin.E., Evren, V.. life Support Systems (Suppl K4-.2,1986