В этом процессе (рис. 17.1) раствор, содержащий высокомолекулярные соединения, отделен полупроницаемой мембраной от камеры, содержащей чистый растворитель (обычно воду или водные растворы солей).

Рис. 17.1. Схема диализной установки:
1 – корпус; 2 – полупроницаемая диализная мембрана;
I – раствор со взвешенными или растворенными высокомолекулярными
соединениями или микроорганизмами;
II – свежая вода; III– диализованный раствор;
IV – отработанный пермеат

Содержащиеся в растворе низкомолекулярные вещества за счет диффузии через поры мембраны проходят в камеру пермеата, через которую непрерывно протекает вода. Высокомолекулярные вещества остаются в растворе, и таким образом происходит их очистка от низкомолекулярных.

Так, например, происходит обессоливание растворов ферментов или вакцин.

Мембраны для диализа изготавливают из пергамента, целлофана и других материалов. Часто мембраны выполняют в виде трубок, имеющих сходство с оболочками колбасных изделий, причем изготавливают такие трубки те же фирмы, что и оболочки для колбас. Собственно говоря, первая по хронологии оболочка колбасы – стенка кишок животных – также выполняет функции диализа, пропуская в кровь лишь низкомолекулярные вещества, образующиеся в процессе ферментолиза пищи в организме.

Новое поколение диализующих мембран представляет собой кассеты из большого количества микротрубок, заделываемых в так называемый модуль с общим входом и общим выходом.

Преимуществами процесса диализа являются:

• работа в мягких условиях температуры и рН;
• отсутствие органических растворителей;
• возможность высокой степени очистки высокомолекулярных веществ от примесей низкомолекулярных соединений, солей и металлов.

Недостатки:

• низкая скорость диализа, определяемая молекулярной диффузией, поскольку движущая сила в этих случаях – разность концентраций веществ, ее нечем повысить;
• возможность обрастания диализных мембран и забивания их пор.

Некоторых недостатков диализа удается избежать за счет применения электродиализа.

В этом случае, если задачей является обессоливание ферментов или других биополимеров, перпендикулярно мембранам и потоку диализуемого раствора накладывается электрическое поле, в результате чего анионы и катионы из раствора диффундируют через диализные мембраны к аноду и к катоду, а биополимеры остаются в растворе (рис. 17.2).

Рис. 17.2. Схема электродиализа:
1 – корпус; 2 – полупроницаемые перегородки; 3 – катод; 4 – анод;
I – обрабатываемый раствор; II – диа- лизованный раствор;
III – свежая вода; IV – диализованный пермеат

В простейшем случае электродиализатор состоит из трех камер: для обрабатываемого раствора, для пермеата в зоне катода и для пермеата в зоне анода.

Движущей силой в этом случае, как и в процессе диализа, является разность концентраций ионов. Электрический ток лишь ускоряет процесс диффузии.

Мембраны при катоде и при аноде могут быть выполнены из разного материала, селективные для катионов и для анионов.