TTHẨM THẤU VÀ ỨNG DỤNG _ PHẦN 2

1/13/2010 Khuếch tán thẩm thấu • Khi vật chất diện có nồng độ khác tượng tự nhiên xảy để nhau, điều hòa lại nồng độ gọi khuếch tán • Trong tượng chất khuếch tán di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp Những chất khác chuyển động ngược lại để điều hòa nồng độ Những tượng xảy mạnh mẽ thể lỏng thể khí Hiện tượng khuếch tán vật chất 20 1/13/2010 Khuếch tán đường nước Khuếch tán chất màu 21 1/13/2010 • Nếu tượng xảy nơi bị ngăn cản màng tự nhiên hay nhân tạo màng cho phép phân tử nhỏ qua, phân tử lớn không qua được, tượng phụ thuộc vào kích thước phân tử, gọi thẩm thấu cho nước qua thẩm phân cho thêm cỡ chất ấ tan lớn qua • Hiện tượng thường gặp thể sinh vật hay nông sản thực phẩm Màng khuếch tán Vai trò màng, loại màng quan trọng sinh học, tự nhiên, kỹ thuật v v 22 1/13/2010 Khuếch tán qua màng tế bào Tế bào, mô hữu sinh giới tạo hóa học chọn lọc khuếch tán Khuếch tán thẩm thấu chế vận chuyển quan trọng qua màng tế bào sinh học Mỗi tế bào, mô (phổi, thận, ruột v v ) luôn xảy tượng khuếch tán để điều hòa sống 23 1/13/2010 Khái niệm thẩm thấu • Thẩm thấu tượng, có khác biệt nồng độ (hay xác hơn, khác biệt hoạt tính hóa học dung mơi) làm cho dung môi (nước) xuyên qua màng có tính chất thấm dung mơi tốt chất tan Màng gọi màng bán thấm • Thẩm thấu ộ trường g hợp ợp đặc ặ biệt ệ khuếch tán Đó khuếch tán qua màng bán thấm nước thấm qua màng, chất tan khác không qua màng Thẩm thấu • Thẩm thấu vận chuyển nước ngang qua màng bán thấm từ phía có nồng độ nước cao đến phía có nồng độ nước thấp ấ • Quan niệm “nồng độ nước” - Sự hòa tan thêm chất tan vào nước hạ thấp nồng độ nước dung dịch so với nồng độ nước nước tinh khiết (Nghĩa nồng độ nước nước tinh khiết 55.5 M (1000/18) Nồng độ nước dung dịch glucose M 54.5 M (55.5 - 1) Nói cách khác chất tan (glucose) làm loãng hay thay phân tử nước làm giảm nồng độ nước) 24 1/13/2010 Thẩm thấu • Khi hai dung dịch có nồng độ chất tan khác phân tách màng bán thấm, thấm nước từ dung dịch loãng qua màng bán thấm vào dung dịch đậm đặc để giảm gradient nồng độ • Sự di chuyển nước ngưng nồng độ hai dung dịch • Thể tích tí h ủ phần hầ dung d dị h loãng dịch l ã ẽ giảm iả lại l i tích phần dung dịch đậm đặc tăng lên sau tiến trình chấm dứt Thẩm thấu 25 1/13/2010 Áp suất thẩm thấu • Áp suất thẩm thấu áp suất phải tác động vào phía dung dịch nồng độ chất tan cao để ngăn cản chảy dung môi (nước) vào Áp suất thẩm thấu dung dịch tỉ lệ trực tiếp nồng độ chất tan tỉ lệ nghịch với nồng độ nước dung dịch • Tổng quát, quát áp suất thẩm thấu chất lỏng đo khả giữ hay lấy nước dung dịch ngăn cách với nước màng bán thấm Áp suất thẩm thấu 26 1/13/2010 Quan hệ độ thẩm thấu dung dịch tế bào độ thẩm thấu chất quanh tế bào • Đẳng trương (Isotonicity): Nếu đặt tế bào máu g dịch g glucose 300 mM hay y dung g dịch NaCl 150 mM dung (300 mOsm/l), tế bào không trương khơng co • Ưu trương (Hypertonicity): dung dịch glucose 400 mM hay dung dịch NaCl 200mM gây co tế bào nước thoát khỏi tế bào • Nhược trương (Hypotonicity): dung dịch glucose 100 mM hay dung dịch NaCl làm cho tế bào trương lên nước vào tế bào bào • Độ thẩm thấu tế bào sinh học khác Các động vật sống biển, nồng độ muối chí cao vi sinh vật sống dung dịch đường có độ thẩm thấu cao sinh vật bình thường Dung dịch ưu trương, đẳng trương, nhược trương tế bào máu người • Dung dịch đẳng trương (dung dịch 0.9% NaCl - “nước muối sinh lý" ý - dùng để đưa thuốc vào mạch máu hay giữ mô tế bào bên thể Dung dịch ưu trương nhược trương khơng thích hợp mục đích • Nước muối sinh lý hay dung dịch glucose 5.4%, dùng để đ đưa vào mạch h máu, cung cấp ấ nước lượng cho bệnh nhân ăn uống sau phẫu thuật 27 1/13/2010 Thẩm thấu với tế bào động thực vật Thẩm thấu không màng tế bào • Trong việc nghiên cứu thẩm thấu gel agar, Raoult R lt Wack W k (1994) phúc hú trình t ì h ằ thực phẩm không màng tế bào gel agar xảy tượng tách nước thẩm thấu tương tự Tiến trình nước tăng đường sinh lớp có tính chất rào cản ngăn thấm đường ngăn cản thoát nước 28 1/13/2010 Động lực trở lực tiến trình • Động lực tiến trình thường xem gradient nồng độ chất hệ thống khuếch tán • Trở lực tiến trình thể qua thơng số tính chất truyền vật chất hệ số truyền vật chất dung dịch thẩm thấu hay hệ số khuếch tán hiệu vật liệu sinh học • Đã có nhiều nghiên cứu lĩnh vực để tiếp cận tượng mô hình hóa trường hợp riêng rẽ để dùng áp dụng kỹ nghệ mang lại lợi ích phẩm chất, suất, hiệu toàn giới 29 1/13/2010 • Dung dịch có áp suất thẩm thấu cao đường muối dùng chế biến thực đường, phẩm để lấy nước từ tác nguyên liệu thực phẩm thịt, cá, trái rau Chúng không bị hạn chế luật chất thêm thực phẩm • Sự thấm, chất thêm khác thực phẩm p g cần hiểu tốt để sử dụng ụ g có hiệu ệ (polyphosphate, citrate, sulfite, SO2, chất bảo quản …) quản lý phẩm chất thực phẩm không vi phạm qui định luật thực phẩm chất thêm • Hiện việc sử dụng loại chất thêm thường th đ theo làm th ki h nghiệm, kinh hiệ người sử dụng khơng quản lý tiến trình đương nhiên dẫn đến việc sử dụng không hợp lý vừa hao phí (tốn kém), vừa vi phạm an toàn thực phẩm 39 ... áp dụng việc lấy mẫu hay tiêm liên tục vật liệu vào nơi mong muốn 31 1/13 /20 10 khác biệt nồng độ sinh lượng Bơm thẩm thấu 32 1/13 /20 10 Lấy mẫu nhỏ theo thời gian Chế tạo bơm thẩm thấu 33 1/13 /20 10... tích tí h ủ phần hầ dung d dị h loãng dịch l ã ẽ giảm iả lại l i tích phần dung dịch đậm đặc tăng lên sau tiến trình chấm dứt Thẩm thấu 25 1/13 /20 10 Áp suất thẩm thấu • Áp suất thẩm thấu áp suất... Giroux, 20 01) Tiêu thụ lượng (kJ/kg H2O) (Dalla Rosa Giroux, 20 01) Tiến trình tách nước Tách nước thNm thấu Tá h nước Tách thNm thN thấu thấ + cô đặc lại Sấy khơng khí 20 oC 30 oC 40 oC 700 1300 21 10