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JPS6397207A - 濾過分離装置 - Google Patents

濾過分離装置

Info

Publication number
JPS6397207A
JPS6397207A JP61242519A JP24251986A JPS6397207A JP S6397207 A JPS6397207 A JP S6397207A JP 61242519 A JP61242519 A JP 61242519A JP 24251986 A JP24251986 A JP 24251986A JP S6397207 A JPS6397207 A JP S6397207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filtration
filtrate
tubular body
passage
porous tubular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61242519A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Oe
大江 宏明
Tatsuo Suzuki
鈴木 龍夫
Keinosuke Isono
啓之介 磯野
Masaaki Kono
雅昭 河野
Takeshi Sato
健 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINSOZAI SOGO KENKYUSHO KK
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
SHINSOZAI SOGO KENKYUSHO KK
Nihon Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHINSOZAI SOGO KENKYUSHO KK, Nihon Cement Co Ltd filed Critical SHINSOZAI SOGO KENKYUSHO KK
Priority to JP61242519A priority Critical patent/JPS6397207A/ja
Publication of JPS6397207A publication Critical patent/JPS6397207A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は濾過分離装置に関する。さらに詳しくは、各種
高分子量物質を溶質として含み、微生物、細胞その他の
微粒子を含む懸濁液よりこれらの懸濁成分の分離を必要
とする食品、医薬品工業をはじめとする各種産業分野で
長期に互って安定して使用できる濾過分離装置に関する
〔従来の技術〕
食品、医薬品工業等に於いては発酵槽や培養槽等の反応
槽の中で生産された低分子量物質と微生物や培養細胞、
未反応固形物や異物といった有形成分との分離が行われ
ている。逆に生産物としての微生物細胞を得る場合にも
培地との分離、成育を阻害する老廃物除去の目的で分離
が行われている。このような懸濁液すなわち分子量10
00〜2.000,000の高分子量物質を溶質として
含み、さらに1〜1000μmの大きさの粒子を含む懸
濁液よりの各成分の分離方法としては、遠心分離、深層
濾過、精密濾過、限外濾過法等が主として用いられてい
る。
遠心分離法は、このような懸濁液の清澄化にはよく用い
られる方法であるが、大量処理には機器が大がかりにな
ること、連続処理システムへの組込みがやっかいであり
、分離中に汚染を受けやすいといった問題点があった。
深層濾過法はアスベストや濾紙、ガラス繊維等から作ら
れる繊維状シートあるいはマントを厚みを持たせた濾材
とし、懸濁液中の懸濁成分を濾材内に捕捉することによ
って分離を行うものである。
このため比較的口づまりが起こりにクク、大量処理に向
いているが、濾過分離精度があまり良くなかった。
これに対して、精密濾過法、限外濾過法は主として膜表
面で除去が行われる表層濾過法であり、深層濾過法に比
べてより正確な分離ができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
精密濾過法、限外濾過法の場合、懸濁液中の懸濁成分に
より濾過膜面がすくに目づまりをおこすと言う欠点があ
った。そのため長時間に互って濾過を行うときには、逆
洗浄等の洗浄を行って目づまりを除去するという工程が
常に必要であった。
特に、醗酵槽や培養槽等の反応槽の中の溶液中の生産物
や基質の濃度変化のモニターを行う場合、精密濾過装置
等によって微生物、微粒子等を除いているが、従来の装
置ではすくに目づまりを起こし、数日間以上逆洗浄を行
わずに精密濾過を行う事は不可能であった。
さらに、濾材に有機高分子材料を用いると、耐熱性、耐
薬品性、耐久性が低く、使用できる分野が限られていた
。特に、耐久性の面では、長時間の使用でピンホールの
発生の危険性があり、また目づまりしたときの逆洗浄の
ときにもピンホールの発生の危険性が高く、濾過装置の
信頼性に欠ける面があった。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、無機質製多孔質管状体と原液流入口、原液流
出口および濾液流出口を有する函体で構成される濾過分
離装置に於て、前記函体と前記多孔質管状体の外表面と
の間に前記原液流入口と前記原液流出口に連通ずる原液
の流体流路を形成し、前記原液流体流路の厚みを0.1
〜111とし、前記多孔質管状体の内側に前記濾液流出
口に連通ずる濾液流体流路を形成する濾過分離装置を提
供することにより、上記問題点を解決した。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。
第1図A、Bに示すように、本発明の濾過分離装置1は
函体2とセラミックス製多孔質管状体3により構成され
ている。函体2は、原液流入口4、原液流出口5、濾液
流出口6.6″を有している。
セラミックス製多孔質管状体3は、函体2の内部に保持
され、原液流体流路7と濾液流体流路8を形成している
。原液流体流路7ば、原液流入口4と原液流出口5に連
通している。濾液流体流路8は濾液流出口6.6゛に連
通している。原液流体流路7と濾液流体流路8は、それ
ぞれセラミックス製多孔質管状体3によって隔離されて
いる。セラミックス製多孔質管状体3の目づまりを起こ
しにくくするためには、後に実験結果に暴づいて説明す
るように、原液流体流路の厚みを0.1〜1鶴にする必
要がある。厚みカ月龍以上になると、聖典断速度が小さ
くなり、目づまりが起こりやすくなる。また、厚みをQ
、14i以下にすると、原液側の圧力損失が大きくなり
、効率の良い濾過をすることができないからである。
原液の懸濁液は原液流入口4より導入され、原液流体流
路7に流入し、原液流出口5より流れ出る。原液は、原
液流体流路7を通過する際、原液の一部がセラミックス
製多孔質管状体3によって濾過され、濾液は濾液流体流
路8に流れ出し、濾液流出口6.6゛より取り出される
。取り出された濾液は、分析装置に運ばれ、連続的に分
析することができる。
第1図A、Bの例では、濾液流体流路8の中に。
構造体9が設置されている。セラミックス製多孔質管状
体3は、現在の技術では、細いものを作製することは困
難であり、そのために濾液流体流路8の容積が大きくな
る。それゆえ濾過した濾液を取り出すまでに時間のずれ
が発生する。そこで構造体9を設置して濾液流体流路8
の容積を小さくすることにより、この時間のずれを小さ
くすることができ、濾液を適確にモニターすることが可
能となる。
〔作用〕
高分子量物質を溶質として含む懸濁液を、濾過面に垂直
に濾過を行う全濾過法により濾過分離するとFJ濁粒子
によって濾過面が急速に目づまりを起こす。一方、濾過
面に平行に懸濁液の流れを形成しつつ濾過を行うクロス
フロー濾過法は、濾過面にそって流れを形成するので、
懸濁粒子の堆積が軽減され目づまりが起こりにくい。そ
して、濾過面に対する流速が速いほど、即ち聖典断速度
が大きいほどこの懸濁粒子の堆積を軽減する効果が高く
なる。
この聖典断速度を大きくするためには、原液流体流路の
厚みを小さくすることが有効である。本発明者らは、種
々検討をおこなった結果、この原液流体流路の厚みを0
.1〜lll11さらに好ましくは0.2〜0.8鶴に
設定することにより、濾過面の目づまりが起こりにくく
なることを見出した。
また、濾材として、無機質製多孔質管状体を用いること
により、従来の有機高分子材料よりも、耐熱性、耐薬品
性、耐久性に優れた濾過分離装置を作製することができ
る。特にセラミックス製多孔質管状体は耐熱製、耐薬品
性、耐久性に優れているので好ましい。
また、目づまりを起こしにくくするには、濾過面積をで
きる限り大きくすることが有効である。
無機質製多孔質管状体はその強度と製造上の問題から、
管状体の壁の厚みはある程度大きくならざるを得ないの
で、管状体の外表面積は内表面積よりかなり大きくなっ
てしまう。そのため原液は管状体の外表面に流す方が表
面積が大きくなるので目づまりが生じにくくなる。
〔実施例〕
実施例1 外径22龍、内径19 m++、長さ300龍のセラミ
ックス製多孔質管状体3を用いて第1図A、Bに示す濾
過分離装置を組み立てた。このとき函体2として内径が
22.18 van、22.3mm 、 22.8mm
 、 23.6m+*、24.21mの5種類のものを
用意した。各々の場合の原液流体流路7の厚みはそれぞ
れ0.09m1.0.15mm、0.4■、0.81.
1 、1 mとなる。この装置を用いて、第2図に示し
た実験回路を組み、循環濾過実験を行った。原液として
生菌数が5.6 XlO7〜7.8 X 10′1個の
大腸菌の培養液を用いた。培地はソーヤペプトン15g
r、カゼインペプトン45gr、NaC115gr 、
グルコース25gr、、KzHPO42,5grを11
の水に溶かしたものを用いた。
この原液を貯留槽10より循環ポンプ11により濾過分
離装置に毎分112+iAの流量で導入し、濾液ポンプ
12により毎分l +Ilの濾過量で濾過を行った。
濾過分離装置14の入り口、出口及び濾液側には各々圧
力計13が設置されており濾過中の各々の圧力、すなわ
ち入り口圧(PI)、出口圧(PO)及び濾液圧(PF
)を測定し、濾過に関与する圧力、すなわち式(PI 
+PO)/2−PFで表される隔膜圧着(TMP)と式
(PO−PF)で表される圧ノコ損失(DP)の変化を
調べた。TMPの上昇は多孔質管状体の微細孔の目づま
りを、叶の上昇は原液流体流路のつまりを意味する。
第3図は実験結果を示したもので、aばTMPのbはD
Pの変化を示している。流路厚Q 、4 inのものは
10日目でもTMPの変化が全くなく、又叶も低い値で
変化がなく極めて良好に濾過が行われている事を示して
いる。0.15mm、0.81では開始時よりはTMP
は上昇しているものの安定した状態であり、問題となる
目づまりは生じていない。流路厚1 、1 mのものは
DPは極めて低く、安定しているがTMPはしだいに上
昇しており、目づまりが生じていることがわかる。流路
厚0.09mmのものは、叶が非常に高く、又TMPも
高めであり、値がハラついて安定した濾過が行えていな
いことがわかる。
この実験結果から、原液流体流路の厚みを0.1〜11
さらに好ましくは0.2〜0.8mmに設定することに
より目づまりが起こりにくくなる事が判る。
実施例2 外径221m、内径19111、長さ300nのセラミ
ックス製多孔質管状体3を用い、第1図に示した濾過分
離装置1を組立てた。函体2として22.8mmの内径
のものを用いて第2図に示した実験回路により循環濾過
実験を行った。原液として酒精酵母の培養液(培養濃度
20g/ 1 )を用いた。培地はグルコース200g
、酵母エキス10gr、麦芽エキス2gr。
ペプトン20gr、アスパラギン0.5grを水1βに
溶かしたものを用いた。濾過条件は、循環流量100T
A17分、濾液M1.8献/分で定量濾過を行いTMP
、 DPの変化をみた。循環濾過を約2ケ月(60日間
)連続して実施したが、TMPはl Q s* II 
gから20srs Hgと約2倍になったものの大きな
変動はなく安定しており又DPの上昇等も全くな(濾過
に関して何らの問題も生じていない事力弾す明した。
実施例3 外径2211、内径19龍、長さ300酊のセラミック
ス製多孔質管状体3を用い第1図A、Bに示す濾過分離
装置1を作製した。このとき函体2には22.8龍の内
径のものを用いた(原液流体流路厚0.41m)。又構
造体9として外径18.51ffiの棒を用いた。第2
図に示した実験回路を用いて循環流量毎分112−1濾
液流量毎分1社で濾過を行った。
原液として、まず水を用いて濾過を行い次で1%グルコ
ース溶液に切り換えて、濾液のグルコース濃度の変化を
測定した。グルコース濃度はソモギ法によって測定した
。比較例として構造体9を設置しない同様の濾過分離装
置を用いた。
結果を第4図に示した。実施例では原液をグルコース溶
液に変更後10分で濾過液は原液と同様のグルコース濃
度に達したが、比較例に於いては2時間近くもかかり、
原液の変化に対する応答がきわめて悪いことがわかる。
従って構造体9を函体2に設置することによって、原液
が変化した際の濾過液の応答を瞬時に把握する事ができ
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の濾過分離装置によれば、以
下の様な効果が期待できる。
■原液流体流路の厚みを0.1〜l mmに設定し、多
孔質管状体の外表面を濾過面としたので、目づまりが起
こりにくく、その結果2ケ月もの長期に亙って安定して
効率の良い精密濾過を行うことが出来る。
■濾液流体流路に構造体を設置し、濾液の流体流路の面
積を小さくしているので、濾過した液を取り出すまでの
時間のずれを小さくすることができ、原液中の成分を瞬
時にして適確にモニターすることができる。
■濾材として無機質製多孔質管状体を用いているので耐
熱性、耐薬品性、耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは本発明の実施例の断面図を、第1図Bはその
部分拡大図を、第2図は実験回路を示したもので、第3
図は実験例1の結果を、第4図は実験例2の結果を示し
たものである。 ■・・・濾過分離装置    2・・・函体3・・・多
孔質管状体    4・・・原液流入口5・・・原液流
出口     6.6”・・・濾液流出ロア・・・原液
流体流路    8・・・濾液流体流路9・・・構造体
       10・・・貯留槽11・・・循環ポンプ
     12・・・濾液ポンプ13・・・圧力計  
     14・・・濾過分離装置特許出願人 株式会
社新素材総合研究所外1名 代理人弁理士 石角完爾 外1名 第2図 第3図 ロ 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原液流入口、原液流出口および濾液流出口を有す
    る函体と、その函体の内部に設置された無機質製多孔質
    管状体からなる濾過分離装置に於いて、前記函体と前記
    多孔質管状体との間に前記原液流入口と前記原液流出口
    に連通する原液流体流路を形成し、前記原液の流体流路
    の厚みを0.1〜1mmとしたことを特徴とする濾過分
    離装置。
  2. (2)前記多孔質管状体の内側に構造体を設置し、濾液
    流体流路の容積を制限したことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の濾過分離装置。
JP61242519A 1986-10-13 1986-10-13 濾過分離装置 Pending JPS6397207A (ja)

Priority Applications (1)

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JP61242519A JPS6397207A (ja) 1986-10-13 1986-10-13 濾過分離装置

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JP61242519A JPS6397207A (ja) 1986-10-13 1986-10-13 濾過分離装置

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JPS6397207A true JPS6397207A (ja) 1988-04-27

Family

ID=17090312

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JP61242519A Pending JPS6397207A (ja) 1986-10-13 1986-10-13 濾過分離装置

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JP (1) JPS6397207A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325994A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Kurita Water Ind Ltd 濾過装置
US7691266B2 (en) 1999-01-29 2010-04-06 Pall Corporation Separation devices and processes
US8043512B2 (en) 2008-04-11 2011-10-25 Pall Corporation Fluid treatment arrangements and methods
US8048315B2 (en) 2008-07-28 2011-11-01 Pall Corporation Fluid treatment arrangements and methods

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867312A (ja) * 1981-09-30 1983-04-21 コンパニイ・ジエネラル・デレクトリシテ 液体の「ろ」過装置

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