غشا

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
Schematic size.jpg

غشاء (به انگلیسی: Membrane) به معنای پوسته می‌باشد.

غشا داراي نفوذ پذيري انتخابي است كه مانند سد عمل مي كند يكي ديگر از كاربرد هاي آن رفع ابهام از فرايند هاي غشايي است.

  • در کل به هر نوع پوسته یا پرده نازک و تراوا یا نیمه تراوا گفته می‌شود.
  • غشای پلاسمایی در پزشکی، میکروبیولوژی، فیزیولوژی یاخته‌ای و زیست‌شیمی به پوسته نازک یاخته‌ها که یک دولایه فسفولیپیدی است و به عنوان مرز میان ساختارهای گوناگون یاخته‌ای عمل می‌کند، گفته می‌شود.

غشاها برای جداسازی محلول‌ها و یا مخلوط گازها کاربرد دارند که بسته به خواص غشاء اعم از استحکام، محافظ تکیه‌گاه، مواد تشکیل دهنده می‌تواند کاربردهای گوناگونی داشته باشد.

كاركرد غشا[ویرایش]

غشا و فرايند هاي غشايي به صورت مانع انتخابي است كه در زمان هاي مختلف و همچنين قسمت بيروني سلول و اندامك ها را ميپوشاند و به تركيبات خاص و ساير تركيبات موجود در محيط مايع اجازه ي عبور مي دهد. قسمت درون ريز غشا به عنوان يك جريان تغذيه اي شناخته شده است. مايعي كه در سرتاسر غشا جريان دارد به عنوان مايع نفوذ كرده به غشا شناخته شده و مايع حاوي تركيبات خاصي مي باشد

از قرن هجدهم مفهوم غشا شناخته شده است و اما تا پايان جنگ جهاني دوم در بيرون از آزمايشگاه اين واژه خيلي كم مورد استفاده قرار گرفته است. در زمان جنگ در اروپا ذخاير آب آشاميدني به خطر افتاد به همين دليل از فيلتر غشا براي تست ايمني مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به عدم اطمينان و همچنين هزينه هاي بالا موجب شد كه از غشا به طور گسترده اي استفاده نشود اولين استفاده از غشا در مقياس وسيع در استفاده از فن آوري ميكروفيلتراسيون و تصفيه به طور پيشرفته اي بود از سال 1980اين فرايند جداسازي همراه با الكترودياليز در كارخانجات بزرگ و امروزه نيز در شركت هاي بزرگ از آن استفاده ميكنند. درجه ي نفوذ پذيري غشا به اندازه ي منافذ غشا بستگي دارد. بسته به اندازه منافذ مي توانيم به صورت ميكرو فيلتراسيون (MF) اولترافيلتراسيون (UF)، نانو فيلتراسيون (NF) طبقه بندي كرد و همچنين به روش اسمزي غشا هم اشاره كرد

غشا و فرايند هاي غشايي همچنين مي تواند ضخامت هاي مختلف با ساختار همگن يا ناهمگن باشد. همچنين مي تواند خنثي و يا باردار باشد و انتقال ذرات مي تواند به صورت فعال يا غير فعال باشد. در حالت دوم فرايند غشا مي تواند با فشار، غلظت، مواد شيميايي و شيب الكتريكي باشد. غشا را مي توان به طور كلي به غشا مصنوعي و غشاهاي بيولوژيكي طبقه بندي كرد.

طبقه بندي فرايندهاي غشايي:

ميكرو فيلتراسيون(MF): ذرات بزرگتر از 0/8 الي 2 ميكرومتر را حذف مي كند و در محدوده (7-100)كيلو پاسكال فعاليت ميكند ميكرو فيلتراسيون به منظور حذف مواد جامد معلق باقي مانده استفاده مي شود و حذف باكتري را به منظور ضد عفوني كردن موثر آب و همجنين به عنوان يك روشي براي جلوگيري از اسمز انجام مي دهد. تحولات اخير در مورد بيو راكتور هاي غشايي است كه ميكرو فيلتراسيون و راكتور را براي درمان بيولوژيكي ادغام كرد.

اولترا فيلتراسيون(UF): (همان فوق فيلتراسيون)ذرات بزرگتر از 0/005 الي 2 ميكرومتر را حذف مي كند و در محدوده ي 70 الي 700 كيلو پاسكال فعاليت ميكند. اولترا فيلتراسيون ها براي بسياري از برنامه هاي كاربردي مانند فيلتراسيون استفاده مي شود. برخي از غشاهاي اولترا فيلتراسيون ها براي حذف تركيبات محلول با وزن مولكولي بالا مانند: پروتئين ها و كربوهيدرات ها استفاده شده است. همچنين آنها قادر به حذف ويروس ها و برخي از آندوكسين ها هستند.

نانوفيلتراسيون(NF): همچنين به عنوان شل كننده شناخته شده و مي تواند ذرات كوچكتر از 0/001 ميكرومتر را عبور دهد و براي حذف تركيبات محلول از فاظلاب استفاده مي شود. NF در درجه ي اول به عنوان يك فرايند نرم كردن غشا ارائه شد كه يك جايگزين براي نرم شدن مواد شيميايي توسعه يافته است، به همين ترتيب نانوفيلتراسيون را مي توان به عنوام يك پيش درمان قبل از ضايعات اسمزي به كار گرفت.

اهداف اصلي NF قبل از درمان عبارتند از:

1)به حداقل رساندن ذرات و رسوب ميكروبي از غشا با برداشتن كدورت ها و باكتري ها

2)جلوگيري از پوسته پوسته شدن با برداشتن يونهاي سخت

3)كاهش فشار از روند RO با كاهش مواد جامد محلول درآب

اسمز معكوس(RO):معمولا براي نمك زدايي آب استفاده مي شود و همچنين براي تركيبات محلول در فاضلاب باقي مانده پس از درمان پيشرفته با ميكروفيلتراسيون مورد استفاده قرار ميگيرد و يونها را حذف ميكند و نياز به فشار بالا براي توليد آب مقطر دارد.(700-850)

وظیفه غشا:

غشا ضمن محافظت از سلول ورود و خروج مواد را نیز کنترل میکند.این غشا مانند یک صافی نیست که مواد را بر اساس اندازه عبور دهد بلکه نفوذپذیزی انتخابی دارد.یعنی فقط به مواد مورد نیاز سلول اجازه ورود می دهد و مواد زائد و ترشحی را از سلول خارج میکند. غشای سلول عمدتاً از لیپید(چربی)ساخته شده است همچنین انواعی از مولکول های پروتئین و کربوهیدرات(قند)نیز در این غشا وجود دارد.

غشای نیمه تراوا-غشای نیمه متخلخل: غشای نیمه تراوا فقط به بعضی از ملکول ها اجازه عبور از خود را می دهد.این غشا سلول های گیاهی یا جانوری را در بر میگیرد و به آن ها این امکان را میدهد که مواد غذایی را بگیرند و محصولات زائد را دفع کنند.غشا ماده آبکی سلول را حفظ میکند و معمولاً به سلول شکل می دهد غشای نیمه تراوا لایه ای بسیار نازک و انعطاف پذیر است.مولکول های بسیار بزرگ-نظیر پروتئین ها-نمی‌توانند از غشا عبور کنند و به درون سلول راه یابند مولکول های کوچکتر موجود در خونرهشان را از درون سوراخ های ریز غشای نیمه تراوا می یابند در حالی که ملکول های بزرگتر اکن عبور ندارند.مولکول ها از طریق دیفیزیون(پخش)و اسمز از غشا عبور میکنند.

پرونده:IMAG0034
غشا نیمه تراوا

در پالایشگاه‌ها برای جداسازی هیدروکربن‌های خطی از غیر خطی جهت بهبود عدد اکتان خروجی از واحد آلکیلاسیون به کار می‌رود.

غشاها را می‌توان از مواد مختلفی ساخت. به‌عنوان اولین طبقه‌بندی، غشاها را می‌توان به دو گروه غشاهای بیولوژیکی و سنتزی تقسیم نمود. غشاهای بیولوژیکی برای زندگی بر روی زمین ضروری هستند. هر سلول زنده با یک غشا احاطه شده‌است، اما این غشاها اساساً از نظر ساختار و عملکرد با غشاهای سنتزی متفاوت هستند.

غشاهای سنتزی را می‌توان در دو گروه زیر تقسیم‌بندی نمود:

اولين استفاده از غشا در مقياس بزرگ در استفاده از فناوري ميكروفيلتراسيون و تصفيه پيشرفته بوده است.

منابع[ویرایش]

  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Membrane»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۲۶ فوریه ۲۰۱۴).