CC BY
10
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ К ПЕРЕЛИВАНИЮ В УСЛОВИЯХ ЧС
А.В. Жучков, профессор, д.т.н., А.М. Чуйков, начальник кафедры, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Е.В. Зотова, магистрант, Воронежский государственный университет инженерных технологий,
г. Воронеж И.Е. Шабанов, директор, к.т.н., ООО «КБ МКС», г. Воронеж
Оперативные мероприятия по переливанию плазмы крови при чрезвычайных ситуациях позволяет спасти жизни пострадавших во многих случаях. Повышение качества и оперативности оказания трансфузиологической медицинской помощи пострадавшим кровью, ее компонентами и препаратами обеспечивает снижение смертности и инвалидности при катастрофах и других чрезвычайных ситуациях (ЧС).
Обычно плазма крови заготавливается в стерильных полиэтиленовых пакетах массой 200...300 грамм методом быстрой заморозки и хранится при температуре, не превышающей -20 0С.
Перед непосредственным использованием плазма крови должна расплавляться. При этом на процесс плавления накладываются жесткие ограничения: температура жидкой плазмы крови не должна превышать 50 0С, а время плавления - 20 минут. Очевидно, что эти ограничения противоречат друг другу. Поэтому правильный выбор метода плавления плазмы крови при ЧС представляет трудную задачу.
Все применяемые в настоящее время установки для размораживания крови используют в качестве теплоносителя нагретую воду [1], что не позволяет в кратчайшие сроки ее разморозить. Кроме того, существует риск перегрева плазма крови до неприемлемо высоких температур.
Очевидно, что размораживание крови потоком пара в вакууме [2] в большей мере удовлетворяет главным требованиям сохранения ее нативных свойств и быстрого размораживания в условиях ЧС. Поддержание вакуума ограничивает температуру насыщения пара и исключает перегрев плазмы крови. Требуемая скорость размораживания обеспечивается высокой интенсивностью процесса конденсации пара. Для реализации разработана соответствующая установка (рис. 1), в которой быстрое размораживание осуществляется за счет подачи большого количества пара из парогенератора.
В результате экспериментальных исследований установлены закономерности изменения условий размораживания термолабильного продукта. В качестве модельной среды был использован физиологический раствор, заполненный в три полимерных пакета объемом по 300 мл. Максимальное время цикла размораживания составляло 20 минут. Изменяемыми параметрами процесса теплообмена задавались температура греющего пара в парогенераторе,
температура буферной жидкости и начальное давление в камере размораживания (рис. 2в).
Рис. 1. Установка для размораживания плазмы крови в условиях ЧС
1 51 121 181 241 301 361 421 481 541 601 061 721 781 841 901 961 10211081
в)
Рис. 2. Графики зависимостей: а) температуры в парогенераторе от времени процесса; б) давления в камере размораживания от времени; в) температуры буферной жидкости в камере
размораживания от времени процесса
Заданные параметры составляли следующие величины: диапазон температур теплоносителя в парогенераторе ^.г.н = 97 0С ... 100 0С, 1п.г.в=98 0С ... 101 0С, диапазон температур буферной жидкости в камере размораживания: 1:к.р1=
65 0С ... 85 0С, и диапазон давления в камере размораживания: Рв1=10 кПа ... 48 кПа.
В ходе обработки экспериментальных значений температуры греющего пара в парогенераторе (рис. 2а) установлено, что среднее ее значение составило tCp1=98,1 0С. Графические зависимости изменения температуры в парогенераторе имеют характерные пики, связанные с циклами периодической подачи пара в камеру размораживания с равным интервалом. При этом очевидно основным параметром, отражающим характер теплообмена в результате конденсации греющего пара на размораживающей поверхности термолабильного продукта, является давление паров в камере размораживания (рис. 2б). Установлено, что средние значения давлений в ходе каждого из циклов исследований определялись их колебаниями в границах равновесных состояний определяемых протекающими процессами теплообмена Рср1=25,5 кПа.
Таким образом, анализ совокупности полученных термодинамических характеристик, определяющих процесс размораживания модельной среды, показал, что в условиях предложенной схемы реализации процесса возможно установление режимов эффективного быстрого размораживания плазмы крови потоком греющего пара. Предлагаемый подход позволяет создать эффективное оборудование для размораживания плазмы крови в условиях ЧС и других термолабильных продуктов, например в биотехнологических производствах [4].
Список использованной литературы
1. Бурназян А.И. Руководство по медицинской службе гражданской обороны / под ред. А.И. Бурназяна. - М: Медицина, 1983.
2. Волынец А.З. Регенерация десублиматора потоком пара в вакууме / Волынец А.З., Жучков А.В. / Теор. основы хим. технол. 1993. Т. 27. - № 6. - С.597-601.
3. Зотова Е.В., Шабанов И.Е. Исследование процесса размораживания плазмы крови потоком пара в вакуума / Зотова Е.В., Шабанов И.Е. / Матер. I междунар. студ. науч.-практ. конф. «Инновации в химических, нефтехимических производствах и биотехнологии». ВГУИТ, 2015. - С. 123-124.
4. Осецкий А.И. Криосублимационное фракционирование биологических материалов / Осецкий А.И., Шабанов И.Е., Грищенко В.И., Снурников А.С., Бабийчук Г.А. - Научно-теоретический журнал «Проблемы криобиологии» / Нац. Академия наук Украины Институт проблем криобиологии и криомедицины, 2006 - С. 230-239,10 с. / 2с.
