BR112016021905B1

BR112016021905B1 - Método para a operação de um módulo da membrana de separação e dispositivo

Info

Publication number: BR112016021905B1
Application number: BR112016021905-8A
Authority: BR
Inventors: Satoko Kanamori; Aya NISHIO; Norihiro Takeuchi
Original assignee: Toray Industries, Inc
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2021-12-21
Also published as: WO2015146990A1; CA2943767A1; BR112016021905A2; JPWO2015146990A1; JP6651850B2; MY181584A; US20170113187A1

Abstract

método para a operação de um módulo da membrana de separação e dispositivo para a realização do mesmo. a presente invenção se refere a um método para a operação de um módulo da membrana de separação incluindo uma membrana de separação que possui uma primeira face e uma segunda face, um canal de escoamento do líquido a ser filtrado ao longo do qual o líquido a ser filtrado que deve ser alimentado para os primeiros fluxos da face, e um canal de escoamento do líquido permeado ao longo do qual o líquido permeado obtido a partir dos segundos fluxos da face, o método inclui: uma etapa de filtração de obtenção de líquido permeado que contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com os ácidos através da alimentação do líquido a ser filtrado para o canal de escoamento do líquido a ser filtrado; uma primeira etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado pela água, após a etapa de filtração; uma primeira etapa de limpeza química para realizar a contralavagem, provocando que uma solução química ácida possa fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação, após a primeira etapa de substituição da água; e uma segunda etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado pela água, após a primeira etapa de limpeza química.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um método para a operação de um módulo da membrana de separação, incluindo a filtração de líquidos, em que seu líquido permeado, obtido através da filtração com uma membrana de separação contém um componente que se torna insolúvel quando entra em contato com um ácido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma vez que a separação de substâncias utilizando as membranas de separação possibilita a separação seletiva, a condensação de substâncias, e a remoção de substâncias estranhas do líquido, utilizando os tamanhos ou propriedades de substâncias sem a realização de separação de fases, a separação de substâncias utilizando as membranas de separação é utilizada para os processos em um o intervalo de alargamento de diversos campos, tal como, principalmente, o campo de tratamento da água, produção ou fermentação de alimentos e bebidas, a produção de produtos medicinais e produção de água medicinal.

[003] Até o momento, principalmente, no campo do tratamento da água, os módulos de membrana de separação têm sido utilizados para filtrar o líquido a ser filtrado, como a água do mar, água subterrânea e efluentes industriais, incluindo os solutos, tais como os íons e sais, por conseguinte, produzindo a água para a utilização doméstica, águas industriais, água para a agricultura, e similares. Como membranas de filtração nos módulos de membrana de separação que realizam as filtrações, são utilizadas as membranas de microfiltração ou membranas de ultrafiltração, mas as substâncias que não são capazes de passar através de poros nas membranas de separação gradualmente depositam como substâncias causadoras de incrustação, e as membranas de filtração são entupidas.

[004] Quando este obstrução prossegue, a diferença de pressão entre o lado de uma membrana de separação em que o líquido a ser filtrado flui para dentro (lado primário) e o lado em que a água filtrada flui para fora (lado secundário) gradualmente aumenta, e, consequentemente, o fluxo do permeado (fluxo) da membrana de separação reduz, ou a saída de bombas para a alimentação do líquido a ser filtrado para o módulo da membrana aumenta.

[005] Uma vez que o entupimento das membranas de filtração prossegue mais rapidamente à medida que o fluxo do permeado aumenta, o entupimento pode ser suprimido através da redução do fluxo; no entanto, em vez disso, uma redução no fluxo aumenta o número de membranas de separação necessárias, aumenta os custos da membrana e o número de produtos químicos utilizados para a limpeza e dispositivos de membrana, tais como as bombas necessárias para a operação, em que os custos e energia aumentam.

[006] Por conseguinte, a fim de solucionar o entupimento das membranas de filtração e realizar a filtração estável a longo prazo, uma variedade de técnicas de operação de separação por membrana foi desenvolvida. Por exemplo, a depuração do ar em que as superfícies das membranas de separação são fisicamente limpas através da alimentação de ar a partir de um difusor de ar disposto na parte inferior de um módulo da membrana de separação (por exemplo, se referem ao Documento de Patente 1) e da lavagem em que o líquido a ser filtrado ou as soluções químicas são levadas a fluir a uma velocidade linear elevada sobre as superfícies de membranas de separação (por exemplo, se referem ao Documento de Patente 2) estão descritos.

[007] Além disso, os exemplos de técnicas de operação de separação por membrana incluem a lavagem de contrapressão (a seguir, em alguns casos, referida como “contralavagem”), em que as contaminações na membrana de separação são empurradas para fora através da realização de filtração em uma direção oposta à filtração por membrana, ou seja, a partir do lado secundário para o lado primário, e a contralavagem da solução química em que contralavagem é realizada utilizando as soluções químicas, em vez de filtrado. Por exemplo, quando a filtração é realizada utilizando as membranas de fibras ocas nos métodos para a produção de água purificada, a fim de solucionar os obstruçãos causados por contaminações na parte interna das membranas, um método em que a contralavagem é realizada utilizando as soluções químicas e, além disso, um método em que o efeito de contralavagem é aumentado através da remoção do líquido a ser filtrado nos módulos de membrana de separação antes da contralavagem utilizando as soluções químicas foram propostos (por exemplo, se referem ao Documento de Patente 3).

[008] Além disso, um processo para a realização da contralavagem utilizando a água em primeiro lugar e, em seguida, realizando a contralavagem utilizando as soluções químicas, por conseguinte, aumentando o efeito de limpeza e reduzindo a quantidade das soluções químicas utilizadas foi descrito (por exemplo, se refere aos Documentos de Patente 4 e 5).DOCUMENTOS DE PATENTE- Documento de Patente 1: JP-A-2006-255.587- Documento de Patente 2: JP-A-2010-005.615- Documento de Patente 3: JP-A-2004-057.883- Documento de Patente 4: JP-A-2007-061.697- Documento de Patente 5: JP-A-2007-330.916

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[009] No entanto, os métodos para a operação descritos nos Documentos de Patente 1 e 2 são eficazes para descolar as contaminações depositadas sobre as superfícies laterais primárias das membranas de separação, mas apenas apresentam um efeito fraco em relação às contaminações depositados na parte interna das membranas de separação. Por outro lado, nos métodos para a operação descritos no Documentos de Patente 3, 4, e 5, as contaminações em membranas de separação podem ser empurradas para fora, e, além disso, um efeito de limpeza mais forte pode ser obtido através da realização de contralavagem com as soluções químicas. Estas técnicas são métodos eficazes para a produção de água purificada; no entanto, nos campos de alimentos, bebidas, e biotecnologia, dependendo das soluções aquosas que são submetidas à filtração e separação, existem casos em que, quando o líquido ácido é alimentado para os canais ou tubos de fluxo sobre o lado do líquido permeado das membranas de separação ou para a parte interna das membranas de separação durante as operações de tratamento, os componentes do líquido permeado e os ácidos entram em contato entre si, e o entupimento das membranas de separação são acelerados devido às substâncias insolúveis modificadas geradas devido ao contato descrito acima.

[010] Conforme descrito acima, no estado da técnica anterior, quando o líquido permeado contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com os ácidos, a operação de filtração estável a longo prazo, não pode ser realizada e, por conseguinte, existe uma procura de um método para a operação dos módulos de membrana de separação que é capaz da filtragem contínua durante um longo período de tempo, mantendo uma grande quantidade de filtração por área de membrana.

[011] A presente invenção foi levada em consideração das circunstâncias descritas acima, e um objeto da presente invenção é fornecer um método para a operação das membranas de separação, capaz de filtrar o líquido de maneira estável (líquido a ser filtrado) em que o seu líquido permeado obtido contém um componente que se torna insolúvel quando entra em contato com um ácido, utilizando um método para a operação simples.

[012] Como resultado de estudos intensivos para solucionar o problema descrito acima e alcançar o objeto, foi descoberto que é possível suprimir a geração de substâncias modificadas de substâncias orgânicas e realizar a filtração por membrana de maneira estável durante um longo período de tempo, sem ocasionar o entupimento das membranas de separação.

[013] Isto é, um método para a operação de um módulo da membrana de separação da presente invenção possui as seguintes constituições de [1] a [12].[1] Um método para a operação de um módulo da membrana de separação incluindo uma membrana de separação que possui uma primeira face e uma segunda face, um canal de escoamento do líquido a filtrado ao longo do qual escoa o líquido a ser filtrado que deve ser alimentado à primeira face, e um canal de escoamento do líquido permeado ao longo do qual escoa o líquido permeado obtido a partir da segunda face, o método incluindo:- uma etapa de filtração de obtenção do líquido permeado que contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com os ácidos a partir da segunda face da membrana de separação através da alimentação do líquido a ser filtrado para o canal de escoamento do líquido a ser filtrado;- uma primeira etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado pela água, após a etapa de filtração;- uma primeira etapa de limpeza química para realizar a contralavagem, provocando que uma solução química ácida possa fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação, após a primeira etapa de substituição da água; e - uma segunda etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado pela água, após a primeira etapa de limpeza química.[2] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com [1], em que a primeira etapa de substituição inclui provocar que a água flua a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação.[3] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com [1] ou [2], que ainda inclui:- uma etapa de descarga de líquido no canal de escoamento do líquido permeado, antes da primeira etapa de limpeza química.[4] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [3], em que o líquido permeado possui uma concentração total de carbono orgânico (TOC) de 100 ppm ou superior e 400.000 ppm ou inferior.[5] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [4], em que o líquido permeado possui uma concentração total de carbono orgânico (TOC) de 100 ppm ou superior e 400.000 ppm ou inferior, o líquido a ser filtrado contém 100g/L a 650 g/L de uma substância orgânica, e a concentração total de carbono orgânico (TOC) de água a ser utilizada na primeira etapa de substituição da água e na segunda etapa de substituição da água é de 100 ppm ou inferior.[6] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [5], em que o líquido permeado contém, pelo menos, uma substância selecionada a partir do grupo que consiste em proteínas, polissacarídeos e compostos aromáticos.[7] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [6], em que o líquido a ser filtrado contém os íons de metal bivalentes ou superiores e contém, pelo menos, um dos polissacarídeos e compostos aromáticos.[8] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com [7], em que, no líquido a ser filtrado, os íons de metal e, pelo menos, um dos polissacarídeos e compostos aromáticos formam um complexo.[9] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [8], em que a solução química ácida é uma solução aquosa que contém, pelo menos, um composto selecionado a partir do grupo que consiste em ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido cítrico, ácido oxálico, ácido ascórbico e ácido láctico, e possui um pH de 1 ou superior e 3 ou inferior.[10] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [9], que ainda inclui:- uma segunda etapa de limpeza química para provocar que uma solução química alcalina possa fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação, após a segunda etapa de substituição da água; e- uma terceira etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado pela água, após a segunda etapa de limpeza química.[11] O método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [10], em que as temperaturas da água para serem utilizadas na primeira etapa de substituição da água e a segunda etapa de substituição da água e a solução química para ser utilizada na primeira etapa de limpeza química são de 35° C ou superior e 90° C ou inferior. [12] Um dispositivo para realizar o método para a operação de um módulo da membrana de separação de acordo com qualquer um de [1] a [11].

[014] De acordo com a presente invenção, quando se realiza uma operação de filtração por membrana de líquido (líquido a ser filtrado) em que o seu líquido permeado obtido através da filtração com uma membrana de separação contém um componente que se torna insolúvel quando entra em contato com um ácido, o contato entre as substâncias orgânicas e soluções químicas é suprimido através da realização de uma primeira etapa de substituição da água e uma segunda etapa de substituição da água utilizando a água antes e após uma primeira etapa de limpeza química utilizando as soluções químicas. Como resultado, o entupimento das membranas ocasionado pela geração de substâncias modificadas é reduzido, um efeito de limpeza da solução química é suficientemente exibido, e a operação de filtração por membrana estável a longo prazo pode ser realizada.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[015] A Figura 1 é um fluxograma que exemplifica uma realização de um método para a operação da presente invenção.

[016] A Figura 2 é um fluxograma que exemplifica uma outra realização do método para a operação da presente invenção.

[017] A Figura 3 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo de um dispositivo de separação da membrana que é utilizado em um método para a operação da presente invenção.

[018] A Figura 4 é uma vista esquemática que ilustra um outro exemplo do dispositivo de separação da membrana que é utilizado no método para a operação da presente invenção.

[019] A Figura 5 é uma vista de alterações nas pressões da transmembrana no Exemplo 1 e Exemplos Comparativos de 1 a 5, 7 e 8.

[020] A Figura 6 é uma vista esquemática que ainda ilustra outro exemplo do dispositivo de separação da membrana que é utilizado no método para a operação da presente invenção.

[021] A Figura 7 é uma vista esquemática que ainda ilustra outro exemplo do dispositivo de separação da membrana que é utilizado no método para a operação da presente invenção.

[022] A Figura 8 é uma vista de alterações nas pressões da transmembrana nos Exemplos 1, 7 e 8 e Exemplo Comparativo 6.

MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[023] A seguir, um método para a operação de um módulo da membrana de separação, de acordo com uma realização da presente invenção, será descrito em detalhes na base das Figuras anexas. Entretanto, a presente invenção não está limitada pela presente realização.

[024] Um método para a operação de um módulo da membrana de separação da presente invenção é um método para a operação de um módulo da membrana de separação incluindo uma membrana de separação que possui uma primeira face e uma segunda face, um canal de escoamento do líquido a ser filtrado ao longo do qual escoa o líquido a ser tratado que deve ser alimentado à primeira face, e um canal de escoamento do líquido permeado ao longo do qual escoa o líquido permeado obtido a partir da segunda face, é um método para a operação em que o líquido permeado é obtido através do líquido de filtração de membrana a ser filtrado, e inclui, conforme ilustrado na Figura 1, uma etapa de filtração (S1), uma primeira etapa de substituição da água (S3), uma primeira etapa de limpeza química (S5), e uma segunda etapa de substituição da água (S6).

[025] Enquanto isso, nas Figuras, “FIM” significa que a operação do módulo da membrana de separação finaliza ou o processo regressa ao “Início” e a etapa de filtração (S1) é realizada.

[026] Na etapa de filtração (S1), o líquido a ser filtrado é alimentado para a primeira face da membrana de separação através do canal de escoamento do líquido a ser filtrado no módulo da membrana de separação, e líquido permeado é obtido a partir da segunda face da membrana de separação. Na primeira etapa de substituição da água (S3), o líquido no canal de escoamento do líquido permeado é substituído por água. Na primeira etapa de limpeza química (S5), uma solução química é levada a fluir a partir da segunda face da membrana de separação para a primeira face da membrana de separação, por conseguinte, realizando a contralavagem. Na segunda etapa de substituição da água (S6), o líquido no canal de escoamento do líquido permeado é substituído por água. Enquanto isso, o canal de escoamento do líquido permeado se refere a um tubo a partir do módulo da membrana de separação através de uma válvula de interrupção do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e um canal de escoamento que entra em contato com a segunda face da membrana no módulo da membrana de separação.

[027] Além disso, em um caso em que a primeira etapa de substituição da água é a substituição da água por meio da contralavagem, o método para a operação de um módulo da membrana de separação arbitrariamente pode incluir uma primeira etapa de descarga da água (S4), conforme ilustrado na Figura 2. A primeira etapa de descarga da água (S4) é uma etapa para a descarga da água que entra em contato com a primeira face da membrana de separação no módulo da membrana de separação entre a primeira etapa de substituição da água (S3) e a primeira etapa de limpeza química (S5).

[028] Além disso, o método para a operação de um módulo da membrana de separação arbitrariamente pode incluir qualquer uma de uma etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2) e uma segunda etapa de descarga da água (S7) ou ambas as etapas de descarga da água, conforme ilustrado na Figura 2. A etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2) é uma etapa para a descarga do líquido a ser tratado que está presente no canal de escoamento do líquido a ser tratado no módulo da membrana de separação entre a etapa de filtração (S1) e a primeira etapa de substituição da água (S3). A segunda etapa de descarga da água (S7) é uma etapa para a descarga da água de lavagem que está presente no canal de escoamento do líquido a ser filtrado no módulo da membrana de separação após a segunda etapa de substituição da água (S6).

[029] O método para a operação de um módulo da membrana de separação da presente invenção, de preferência, inclui a etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de descarga da água (S4), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6). O método para a operação de um módulo da membrana de separação, de maior preferência, inclui a etapa de filtração (S1), a etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de descarga da água (S4), a primeira etapa de limpeza química (S5), a segunda etapa de substituição da água (S6), e a segunda etapa de descarga da água (S7).

(1) MÓDULO DA MEMBRANA DE SEPARAÇÃO

[030] Como o módulo da membrana de separação, as constituições bem conhecidas no estado da técnica, podem ser aplicadas.

[031] O módulo da membrana de separação inclui uma membrana de separação. Além disso, o módulo da membrana de separação pode incluir um mecanismo capaz de realizar a filtração e contralavagem com base na separação de tamanho, em vez de membranas. Por exemplo, também pode ser utilizada a filtração de areia ou filtração de pano de filtro.

[032] A membrana de separação pode ser uma membrana orgânica ou uma membrana inorgânica, desde que a membrana seja capaz de contralavagem, e os seus exemplos incluem as membranas de fluoreto de polivinilideno, membranas de polissulfona, membranas de sulfona de poliéter, membranas de politetrafluoretileno, membranas de polietileno, membranas de polipropileno, e membranas de cerâmica. Especialmente, as membranas de separação de flúor de polivinilideno, que não são facilmente contaminadas devido às substâncias orgânicas, podem ser facilmente limpadas e, além disso, que possuem uma durabilidade excelente são de preferência.

[033] A membrana de separação pode ser uma membrana de microfiltragem ou uma membrana de ultrafiltração. Os diâmetros de poros finos da membrana de separação não são especialmente limitados e podem ser adequadamente selecionados a partir de um intervalo a partir de 0,001 μm ou superior e inferior a 10 μm, de preferência, para separar o suspensóide e dissolver os componentes no líquido a ser filtrado. O diâmetro médio de poro fino da membrana é determinado de acordo com o método (também denominado um método meio seco) descrito em ASTM: F316-86. Enquanto isso, o diâmetro médio de poro fino determinado utilizando este método meio seco é o diâmetro médio do poro da camada com o diâmetro mínimo do poro na membrana de separação.

[034] As condições de medição padrão para a medida do diâmetro médio de poro fino utilizando o método meio seco são o etanol como o líquido a ser utilizado, 25°C como a temperatura de medição, e 1 kPa / segundo, como a taxa de aumento de pressão. O diâmetro médio de poro fino [μm] é determinado utilizando a seguinte expressão:Diâmetro médio de poro fino [μm] = (2.860 x tensão da superfície [mN/m]) / pressão de ar meio seco [Pa]

[035] Uma vez que a tensão de superfície de etanol a 25°C é 21,97 mN/m (The Chemical Society of Japan, a 3a edição de base revisada de Chemistry Handbook, página II-82, Maruzen Publishing Co., Ltd., 1984), no caso das condições de medição padrão, o diâmetro médio de poros finos pode ser obtido a partir de:- diâmetro dos poros finos [μm] = 62.834,2 / pressão de ar meio seco [Pa].

[036] Além disso, em relação ao formato da membrana de separação, é possível empregar uma membrana de separação contendo qualquer formato, tal como uma membrana de fibra oca, uma membrana tubular, uma membrana monolita, ou uma membrana de pregas desde que a membrana seja capaz de contralavagem, mas uma membrana de fibra oca que possui uma área ampla de membrana, em relação ao volume do módulo da membrana de separação é de preferência.

[037] A membrana de fibra oca pode ser qualquer uma de uma membrana de fibra oca de tipo de pressão externa em que a filtração é realizada a partir da parte externa para a interna da fibra oca e uma membrana de fibra oca de tipo de pressão interna em que a filtração é realizada a partir da parte interna para a externa da fibra oca, mas a membrana de fibra oca de tipo de pressão externa em que o entupimento que não é facilmente provocado devido ao suspensóide é de maior preferência. Para a membrana de fibra oca de tipo de pressão externa, o diâmetro externo da fibra oca, de maneira desejável, é de 0,5 mm ou superior e 3 mm ou inferior. Quando o seu diâmetro externo é de 0,5 mm ou superior, a resistência do líquido permeado que flui na membrana de fibra oca pode ser suprimida a um grau relativamente pequeno. Além disso, quando o diâmetro externo é de 3 mm ou inferior, é possível suprimir a membrana de fibra oca sendo em colapso devido ao líquido a ser filtrado. Além disso, para a membrana de fibra oca de tipo de pressão interna, o seu diâmetro interno, de maneira desejável, é 0,5 mm ou superior e 3 mm ou inferior. Quando o diâmetro interno é de 0,5 mm ou superior, a resistência do líquido a ser filtrado que flui para a parte interna da membrana de fibra oca pode ser suprimida a um grau relativamente pequeno. Além disso, quando o diâmetro interno é de 3 mm ou inferior, a área de superfície da membrana pode ser assegurada e, por conseguinte, é possível suprimir o número de módulos a serem utilizados.

[038] O módulo da membrana de separação pode incluir uma variedade de membros, além da membrana de separação. Por exemplo, o módulo da membrana de separação pode incluir um invólucro que cobre a periferia da membrana de separação; uma abertura de introdução, que conduz o líquido a ser filtrado para a parte interna do invólucro, uma abertura de descarga de concentrado que descarga o concentrado, uma abertura de descarga do líquido permeado que descarga o líquido permeado, e similares.

(2) MÉTODO PARA A OPERAÇÃO DO MÓDULO DA MEMBRANA DE SEPARAÇÃO

[039] Na presente invenção, o método para a operação de um módulo da membrana de separação é um método para a operação de um módulo da membrana de separação incluindo uma membrana de separação que possui uma primeira face e uma segunda face, um canal de escoamento do líquido a ser filtrado ao longo do qual escoa o líquido a ser filtrado que deve ser alimentado à primeira face, e um canal de escoamento do líquido permeado ao longo do qual escoa o líquido permeado obtido a partir dos segundos fluxos da face, em que as seguintes etapas S1, S3, S5 e S6 são sequencialmente realizadas:(a) Uma etapa de filtração (S1) em que o líquido a ser filtrado é introduzido dentro da primeira face da membrana de separação através do canal de escoamento do líquido a ser filtrado, e o líquido permeado que contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com os ácidos é obtido a partir da segunda face da membrana de separação;(b) uma primeira etapa de substituição da água (S3) em que o líquido no canal de escoamento do líquido permeado da membrana de separação é substituído por água;(c) uma primeira etapa de limpeza química (S5), em que uma solução química de ácido é levada a fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação; e(d) uma segunda etapa de substituição da água (S6), em que o líquido no canal de escoamento do líquido permeado da membrana de separação é substituído por água.

[040] As respectivas etapas serão descritas abaixo.

2-1. ETAPA DE FILTRAÇÃO

[041] Um exemplo de um dispositivo de filtração em que o módulo da membrana de separação é utilizado será descrito com as referências às Figuras 3 e 4. A Figura 3 é uma vista esquemática de um dispositivo de separação da membrana que é utilizado quando à filtração sem saída é realizada no método para a operação da presente invenção, e a Figura 4, uma vista esquemática de um dispositivo de separação da membrana que é utilizado quando a filtração de fluxo cruzado é realizada no método para a operação da presente invenção.

[042] Na etapa de filtração (S1), o líquido a ser filtrado flui a partir da primeira face de um módulo da membrana de separação (8), e o líquido permeado filtrado flui para fora a partir da segunda face. Especificamente, na Figura 3, o líquido a ser filtrado é puxado a partir de um tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado e é alimentado ao módulo da membrana de separação (8) através de um tubo (3). O líquido a ser filtrado é filtrado com o módulo da membrana de separação (8), e é separado em líquido concentrado e líquido permeado. O líquido permeado é enviado para um tanque do líquido permeado (21) através de uma válvula (13) de interrupção da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / líquido permeado e um canal de escoamento (44) do líquido permeado. Na filtração sem saída, o líquido concentrado permanece no lado primário (lado da entrada) da membrana. Além disso, na filtração de fluxo cruzado, o líquido concentrado é descarregado para a parte externa do módulo da membrana de separação (8) através de uma válvula de interrupção de fluxo cruzado (26), e é submetido ao refluxo para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado.

[043] A força motriz para a filtração pode ser obtida utilizando um sifão em que a diferença de nível de líquido (diferença de cabeça da água) entre o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado e o módulo da membrana de separação (8) é utilizado ou pode ser obtido utilizando uma pressão da transmembrana gerada devido à pressurização utilizando uma bomba de filtração (2) na Figura 3. Além disso, como a força motriz para a filtração, uma bomba de sucção (bomba de filtração) pode ser instalada no lado do canal de escoamento do líquido permeado do módulo da membrana de separação (8). O exemplo da Figura 3 é um exemplo em que a bomba de filtração (2) está disposta no canal de escoamento do líquido a ser filtrado no módulo da membrana de separação (8).

[044] A filtração pode ser realizada continuamente ou intermitentemente. Em um caso em que a filtragem é intermitentemente realizada, é possível interromper a filtração, durante um período predeterminado de tempo (por exemplo, durante 0,1 minutos a 30 minutos) a cada de 5 minutos a 120 minutos, durante o qual a filtração é continuamente realizada. De maior preferência, a filtração pode ser interrompida durante de 0,25 minutos a 10 minutos, a cada de 10 minutos a 30 minutos, durante o qual a filtração é continuamente realizada.

[045] Durante o período de tempo em que a filtração é interrompida, a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6) e, arbitrariamente, a primeira etapa de descarga da água (S4), a etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2), e a segunda etapa de descarga da água (S7), todas as quais serão descritas abaixo, podem ser realizadas. Além disso, durante o período de tempo em que a filtração é interrompida, apenas a primeira etapa de substituição da água (S3) e/ou a etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2) pode ser realizada. Em relação a um critério para a realização da primeira etapa de limpeza química (S5) e, a segunda etapa de substituição da água (S6), é possível utilizar a pressão da transmembrana entre a primeira face e a segunda face da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) como critério. Na presente invenção, quando a pressão da transmembrana, de preferência, está em um intervalo a partir de 10 a 100 kPa, e de maior preferência em um intervalo a partir de 15 a 50 kPa, a primeira etapa de limpeza química (S5) e, a segunda etapa de substituição da água (S6) podem ser realizadas. A pressão da transmembrana pode ser medida utilizando um medidor de pressão diferencial (27).

[046] O método para o controle da taxa de fluxo de filtração pode ser qualquer filtração de fluxo constante ou filtração de pressão constante, mas a filtração de fluxo constante é de preferência do ponto de vista de facilidade do controle da quantidade de produção do líquido permeado.

2-2. PRIMEIRA ETAPA DE SUBSTITUIÇÃO DA ÁGUA

[047] No método para a operação da presente invenção, posterior à etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3) de contralavagem da membrana de separação é realizada. Com esta etapa, o líquido a ser filtrado restante no canal de escoamento do líquido permeado ou o módulo da membrana de separação facilmente pode ser substituído por água. Por conseguinte, na primeira etapa de limpeza química (S5) descrita abaixo, os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com as soluções químicas ou os ácidos no líquido permeado não entram em contato com os ácidos, e a membrana de separação pode ser lavada utilizando as soluções químicas. Na constituição da Figura 3, um tubo (10) está ligado ao canal de escoamento (44) do líquido permeado, e a água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado é injetada dentro do módulo da membrana de separação (8) utilizando uma bomba de água (15) de substituição do canal de escoamento do líquido permeado.

[048] Além disso, um tubo de água (16) de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e um tubo (17) da solução de substituição química ácida estão ligados ao tubo (10) através de uma válvula de interrupção de solução química ácida (11) água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado. Uma fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e um tanque (23) de solução química ácida respectivamente são ligados ao tubo de água (16) de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e o tubo (17) de solução química ácida.

[049] Os tipos de água que são alimentados a partir da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado não estão especialmente limitados, desde que a concentração de TOC seja de 100 ppm ou inferior, e os seus exemplos incluem a água destilada, água de troca iônica e o filtrado de osmose inversa.

[050] Enquanto a primeira etapa de substituição da água (S3) é realizada, a filtração é suspensa, a fim de evitar que a água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado possa fluir para o tanque do líquido permeado (21) que retém o líquido permeado. Isto é, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado está aberta no lado do tubo de água (16) de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado do tanque do líquido permeado (21), e a bomba de filtração (2) está interrompida. Neste estado, uma válvula de descarga (9) está aberta, uma válvula de interrupção (11) da solução química ácida / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado está aberta no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado do tanque da solução química ácida (23), e a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado é executada, por conseguinte, realizando a substituição da água no canal do líquido permeado.

[051] A primeira etapa de substituição da água (S3) pode ser realizada durante um período de tempo longo o suficiente para substituir o canal de escoamento do líquido permeado com o qual uma solução química entra em contato na primeira etapa posterior de limpeza química (S5).

[052] O período de tempo para a realização da primeira etapa de substituição da água pode ser controlado utilizando o dispositivo de controle (20). A fim de determinar o tempo de partida e o tempo final de contralavagem, o dispositivo de separação da membrana pode incluir um instrumento de medição, tais como um temporizador que é não ilustrado. Além disso, a primeira etapa de substituição da água (S3) pode ser a contralavagem em que a água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado flui a partir da segunda face para a primeira face da membrana de separação.

2-3. PRIMEIRA ETAPA DE LIMPEZA QUÍMICA

[053] No método para a operação da presente invenção, após a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5) em que a membrana de separação é lavada com uma solução química é realizada.

[054] Quando a primeira etapa de limpeza química (S5) é realizada, no estado da primeira etapa de substituição da água (S3), a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida está fechada no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), por conseguinte, realizando a contralavagem utilizando uma solução química ácida.

[055] O período de tempo durante o qual a primeira etapa de limpeza química (S5) é realizada, de preferência, está em um intervalo a partir de cerca de 30 segundos a 30 minutos. Isto é devido a que, quando a etapa é realizada durante um longo período de tempo, o período de tempo durante o qual a filtração é interrompida se torna longo, o que reduz a eficiência da operação, e a quantidade de soluções químicas sendo utilizadas aumenta o que torna a etapa economicamente desvantajosa. Além disso, pelas mesmas razões, o período de tempo de maior preferência está em um intervalo a partir de cerca de 30 segundos a 10 minutos. Além disso, o período de tempo pode ser encurtado ou prolongado dependendo do entupimento da membrana de separação que é estimado a partir da pressão da transmembrana.

2-4. SEGUNDA ETAPA DE SUBSTITUIÇÃO DA ÁGUA

[056] No método para a operação da presente invenção, após a primeira etapa de limpeza química (S5), a segunda etapa de substituição da água (S6) de lavagem, o canal de escoamento do líquido permeado, utilizando a água é realizada. Com esta etapa, é possível realizar um enxague para lavar a solução química restante no canal de escoamento do líquido permeado, a geração de substâncias modificadas devido ao contato entre o líquido permeado e a solução química e a infusão da solução química em o líquido permeado não ocorre, e que é possível retomar a filtração. Além disso, esta segunda etapa de substituição da água (S6) pode ser a contralavagem em que a água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado flui a partir da segunda face para a primeira face da membrana de separação.

[057] Quando a segunda etapa de substituição da água (S6) é realizada, no estado da primeira etapa de limpeza química (S5), a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida está aberta no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado do tanque da solução química ácida (23), por conseguinte, realizando a substituição do líquido no canal de escoamento do líquido permeado, com a água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado. Quando a segunda etapa de substituição da água (S6) é interrompida, a bomba (15) de água de substituição do canal do líquido permeado é interrompida. Neste estado, a válvula de descarga (9) está fechada, uma válvula de filtração (4) está aberta, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado está aberta no lado do tanque do líquido permeado (21) e está fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, e a bomba de filtração (2) éexecutada, por conseguinte, realizando a etapa de filtração (S1).

[058] A segunda etapa de substituição da água (S6) pode ser realizada durante um período de tempo longo o suficiente para substituir o canal de escoamento do líquido permeado com o qual uma solução química entra em contato na primeira etapa precedente de limpeza química (S5).

2-5. PRIMEIRA ETAPA DE DESCARGA DA ÁGUA

[059] No método para a operação da presente invenção, após a primeira etapa de substituição da água (S3) e antes da primeira etapa de limpeza química (S5), a primeira etapa de descarga da água (S4) de descarrega o líquido restante no primeiro lado da face da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) pode ser realizada. Especificamente, na Figura 3, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado é interrompida, e uma válvula de descarga de suspensóide (6) e a válvula de descarga (9) estão abertas, em que o líquido restante no módulo da membrana de separação (8) é descarregado para a parte externa do módulo da membrana de separação (8). O líquido pode ser descarregado por meio da queda livre devido à gravidade ou utilizando uma bomba de sucção (7). O líquido descarregado pode ser descartado como a água descarregada através de uma válvula de interrupção (33) da água descarregada / do tanque de armazenamento de líquidos suspensóide descarregado ou pode ser coletado em um tanque (24) de armazenamento do líquido suspensóide descarregado e reutilizado. O líquido coletado pode ser refluxado ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através de um tubo de refluxo (2) do líquido suspensóide descarregado utilizando uma bomba de refluxo (31) do líquido suspensóide descarregado. Posteriormente, a válvula de descarga (6) do suspensóide está aberta, e a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida está aberta no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado do tanque da solução química ácida (23), por conseguinte, iniciando a primeira etapa de limpeza química (S5). Devido à primeira etapa de descarga da água (S4) realizada, na primeira etapa de limpeza química (S5), a concentração da solução química próxima das superfícies da membrana é mantida a um nível elevado, a contralavagem utilizando a solução química ácida é eficientemente realizada, e a quantidade da solução química ácida necessária pode ser reduzida.

2-6. ETAPA DE DESCARGA DO LÍQUIDO A SER FILTRADO

[060] No método para a operação da presente invenção, após a etapa de filtração (S1) e antes da primeira etapa de substituição da água (S3), a etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2) para a descarga de o líquido que permaneceu no lado primário da membrana de separação pode ser realizada. Especificamente, na Figura 3, a válvula de filtração (4) está fechada, e a bomba de filtração (2) está interrompida. Neste estado, a válvula de descarga (6) do suspensóide e a válvula de descarga (9) estão abertas, através de que o líquido a ser filtrado restante no módulo da membrana de separação (8) é descarregado para a parte externa do módulo da membrana de separação (8). O líquido pode ser descarregado por meio de queda livre devido à gravidade ou utilizando a bomba de sucção (7). O líquido suspensóide descarregado que foi descarregado pode ser descartado como a água descarregada através da válvula de interrupção (33) da água descarregada / do tanque de armazenamento de líquidos suspensóide descarregado ou pode ser coletado no tanque (24) de armazenamento do líquido suspensóide descarregado e reutilizado. O líquido coletado pode ser refluxado ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através do tubo de refluxo (2) do líquido suspensóide descarregado utilizando a bomba de refluxo (31) do líquido suspensóide descarregado. Posteriormente, a válvula de descarga (6) do suspensóide e a válvula de descarga (9) estão fechadas, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida está aberta no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado do tanque da solução química ácida (23), e a bomba (15) de água de substituição do canal do líquido permeado é executada, por conseguinte, iniciando a primeira etapa de substituição da água (S3). Quando a etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2) é realizada, é possível aumentar o efeito de limpeza na primeira etapa de substituição da água (S3).

2-7. SEGUNDA ETAPA DE DESCARGA DA ÁGUA

[061] No método para a operação da presente invenção, após a segunda etapa de substituição da água (S6), a segunda etapa de descarga da água (S7) de descarga de o líquido que permanece no lado da primeira face da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) pode ser realizada. Especificamente, na Figura 3, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado é interrompida, e a válvula de descarga (6) do suspensóide e a válvula de descarga (9) estão abertas, em que o líquido restante no primeiro lado da face da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) é descarregada para a parte externa do módulo da membrana de separação (8). O líquido pode ser descarregado por meio de queda livre, devido à gravidade ou utilizando a bomba de sucção (7).

[062] O líquido descarregado na segunda etapa de descarga da água (S7) pode ser descartado como a água descarregada através da válvula de interrupção (33) da água descarregada / do tanque de armazenamento de líquidos suspensóide descarregado ou pode ser coletado através do tanque de armazenamento (24) de líquido suspensóide descarregado e reutilizado. Além disso, o líquido coletado pode ser refluxado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através do tubo de refluxo (32) do líquido suspensóide descarregado utilizando a bomba de refluxo (31) de líquido suspensóide descarregado. Em seguida, a válvula de descarga (6) do suspensóide e a válvula de descarga (9) estão fechadas, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado está aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e a bomba de filtração (2) é acionada, por conseguinte, realizando a etapa de filtração (S1). Quando a segunda etapa de descarga da água (S7) é realizada, é possível suprimir o líquido a ser filtrado sendo atenuado.

2-8. SEGUNDA ETAPA DE LIMPEZA QUÍMICA (S8) E TERCEIRA ETAPA DE SUBSTITUIÇÃO DA ÁGUA (S9)

[063] No método para a operação da presente invenção, a segunda etapa (S8) de limpeza química para provocar que uma solução química alcalina possa fluir a partir da segunda face para a primeira face da membrana de separação pode ser realizada após a segunda etapa de substituição da água (S6), e uma terceira etapa da água (S9) de substituição do canal de escoamento do líquido permeado do módulo da membrana de separação com a água pode ser realizada após a segunda etapa de limpeza química.

[064] Especificamente, em primeiro lugar, em uma constituição da Figura 6, em um estado da segunda etapa de substituição da água (S6), a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida está aberta no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado do tanque da solução química ácida (23), e uma válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina está aberta em uma direção para um tanque (37) de solução química alcalina, por conseguinte, realizando a segunda etapa da limpeza química (S8). Posteriormente, em um estado da segunda etapa de limpeza química (S8), uma válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina está aberta no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e está fechada no lado no tanque (37) da solução química alcalina, por conseguinte, realizando a terceira etapa de substituição da água (S9). Neste estado, a válvula de descarga (9) está fechada, a válvula de filtração (4) está aberta, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado está aberta no lado do tanque do líquido permeado (21) e está fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, e a bomba de filtração (2) é acionada, por conseguinte, realizando a etapa de filtração (S1).

[065] O período de tempo durante o qual a segunda etapa de limpeza química (S8) é realizada, de preferência, está em um intervalo a partir de cerca de 30 segundos a 30 minutos. Isto é devido a que, quando a etapa é realizada durante um longo período de tempo, o período de tempo durante o qual a filtração é interrompida se torna longo, o que reduz a eficiência da operação, e a quantidade de soluções químicas sendo utilizada aumenta o que torna a etapa economicamente desvantajosa. Além disso, pelas mesmas razões, o período de tempo de maior preferência está em um intervalo a partir de cerca de 30 segundos a 10 minutos. Além disso, o período de tempo pode ser encurtado ou prolongado dependendo do entupimento da membrana de separação que é estimado a partir da pressão da transmembrana. Além disso, a terceira etapa de substituição da água (S9) pode ser realizada durante um período de tempo longo o suficiente para substituir a água no tubo e o módulo da membrana de separação com o qual a solução química entrou em contato na segunda etapa de limpeza química (S8).

[066] Quando a terceira etapa de substituição da água (S9) é realizada, é possível efetuar um enxague para lavar a solução química alcalina restante na membrana de separação ou a solução química ligada ao módulo da membrana de separação na segunda etapa de limpeza química, a produção de substâncias modificadas devido ao contato entre o líquido a ser filtrado ou o líquido permeado e a solução química e a infusão da solução química dentro do líquido permeado não ocorre, e é possível retomar a filtração.

3. LÍQUIDO PERMEADO

[067] O líquido permeado que foi permeado na membrana de separação da presente invenção contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com as soluções químicas ácidas. Se o líquido permeado contém ou não contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com as soluções químicas ácidas pode ser verificado, por exemplo, dosando a mesma quantidade de uma solução química ácida para o líquido permeado e confirmando ou não se as frações do afundamento são geradas quando a separação centrífuga é realizada a 20.000 g. De maneira alternativa, quando o líquido obtido através da dosagem da mesma quantidade de água destilada para o líquido permeado e o líquido obtido através da dosagem da mesma quantidade de uma solução química ácida para o líquido permeado são respectivamente filtrados utilizando os filtros de membrana com um peso molecular de cisalhamento de 3.000, e em seguida, os filtros são secados, se o peso do filtro utilizado para o líquido obtido através da dosagem da solução química ácida for mais pesado, é possível determinar que o líquido permeado contém os componentes insolúveis.

[068] Além disso, a concentração de TOC do líquido permeado, de preferência, é de 100 ppm ou superior e de 400.000 ppm ou inferior e, especialmente, de preferência, de 400 ppm ou superior e de 360.000 ppm ou inferior. Quando a concentração de TOC do líquido permeado é inferior a 100 ppm, o efeito de realizar a presente invenção é fraco, e, quando a concentração de TOC excede 400.000 ppm, um efeito de limpeza suficiente não pode ser obtido.

[069] Além disso, o líquido permeado, de preferência, contém, pelo menos, uma substância selecionada a partir do grupo que consiste em proteínas, polissacarídeos e compostos aromáticos ou suas substâncias decompostas. Os exemplos de polissacarídeos incluem a celulose, hemicelulose, amido, glicogênio, agarose, pectina, manano, carragenano, goma de guar, gelatina, e suas substâncias decompostas. Se o líquido permeado contém ou não contém os polissacarídeos pode ser verificado, por exemplo, através do líquido permeado e o líquido obtido ajustando o líquido permeado para ser alcalino e, em seguida, hidrolisando o líquido permeado durante 20 minutos a 121° C, medindo as quantidades de monossacarídeos contidas por meio de HPLC e confirmando a diferença no teor de monossacarídeos entre o líquido permeado e o líquido hidrolisado. Além disso, os exemplos dos compostos aromáticos incluem a lignina, catequina, flavonoides, polifenóis, e suas substâncias decompostas. Se o líquido permeado contém ou não contém as substâncias descritas acima pode ser medido utilizando os métodos geralmente conhecidos para a medição das respectivas substâncias.

4. LÍQUIDO A SER FILTRADO

[070] O líquido a ser filtrado que será submetido à separação, de preferência, é uma solução aquosa que contém os íons de metal bivalentes ou superiores e, pelo menos, contém um dos polissacarídeos e compostos aromáticos. Os exemplos do metal incluem o zinco, ferro, cálcio, alumínio, magnésio, manganês, cobre e níquel. Os exemplos de polissacarídeos incluem a celulose, hemicelulose, amido, glicogênio, agarose, pectina, manano, carragenano, goma de guar, gelatina, e suas substâncias decompostas. Se o líquido a ser filtrado contém ou não contém os polissacarídeos pode ser verificado, por exemplo, através do líquido a ser filtrado e o líquido obtido ajustando o líquido a ser filtrado para ser alcalino e, em seguida, hidrolisando o líquido a ser filtrado durante 20 minutos a 121° C, medindo as quantidades de monossacarídeos contidas por meio de HPLC e confirmando a diferença no teor de monossacarídeos entre o líquido a ser filtrado e o líquido hidrolisado. Além disso, os exemplos dos compostos aromáticos incluem a lignina, catequina, flavonoides, polifenóis, e suas substâncias decompostas. Se o líquido a ser filtrado contém ou não contém as substâncias descritas acima pode ser medido utilizando os métodos geralmente conhecidos para a medição das respectivas substâncias.

[071] Além disso, no líquido a ser filtrado, os íons de metal e, pelo menos, um dos polissacarídeos e compostos aromáticos, de preferência, formam um complexo. Quando os íons de metal e, pelo menos, um dos polissacarídeos e compostos aromáticos formam um complexo no líquido a ser filtrado, é possível obter um efeito de recuperação da permeabilidade mais forte a partir da solução química ácida. Se o complexo foi ou não formado pode ser verificado, por exemplo, através da medição da distribuição de peso molecular antes e após a dosagem de um agente quelante para o líquido a ser filtrado, mas o método não está limitado a ele.

[072] Além disso, o líquido a ser filtrado, de preferência, é uma solução que contém 100 mg/L ou superior e, de preferência, de 100 g/L a 650 g/L de uma substância orgânica. A substância orgânica principalmente é um sacarídeo, tal como um polissacarídeo ou um oligossacarídeo, um composto aromático, proteína, ou amino ácido. Os exemplos do líquido descrito acima a ser filtrado incluem o sumo de suco e suco de frutas e vegetais, chá, leite, leite de soja, soro de leite, preparações líquidas, bebidas alcoólicas tais como a cerveja, vinho e saque, vinagre, molho de soja, licor de fermentação, líquido de amido glicosilado, xarope de amido, xarope de açúcar isomerizado, soluções aquosas de oligo açúcar, sumo de batata doce, cana de açúcar, e similares, mel, soluções sacarificadas de biomassa contendo a celulose, infusão, água descarregada de processo de frutos do mar, e similares. Em relação ao estado da substância orgânica, a substância orgânica pode ser dissolvida no líquido a ser filtrado ou pode estar presente em uma forma coloide ou suspensóide.

5. SOLUÇÃO QUÍMICA ÁCIDA

[073] A solução química ácida, de preferência, é uma solução aquosa que contém, pelo menos, um composto selecionado a partir do grupo que consiste em ácidos inorgânicos tais como o ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico e ácido fosfórico, e ácidos orgânicos tais como o ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido cítrico, ácido oxálico, ácido ascórbico e ácido láctico. Além disso, o pH da solução aquosa ácida não é especialmente limitado, mas de preferência, está em um intervalo a partir de 0 a 5 e, de maior preferência, em um intervalo a partir de 1 a 3. Quando o pH da solução aquosa ácida é definido acima do intervalo descrito, é possível obter um efeito de limpeza suficiente e prolongar a vida de serviço das membranas.

[074] A concentração da solução química, de preferência, está em um intervalo a partir de 10 mg/L a 200.000 mg/L. Isto é devido a que, quando a concentração da solução química é inferior a 10 mg/L, o efeito de limpeza não é suficiente, e, quando a concentração se torna mais elevada do que 200,000 mg/L, o custo da solução química se torna mais elevado e não é econômico. A solução química pode ser um tipo de solução química ou uma mistura de dois ou mais tipos de soluções químicas.

6. SOLUÇÃO QUÍMICA ALCALINA

[075] A solução química alcalina, de preferência, é uma solução aquosa que contém, pelo menos, um composto selecionado a partir do grupo que consiste em hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, água de amônia, e carbonato de hidrogênio de sódio. Além disso, a solução química alcalina pode conter, em adição ao composto alcalino descrito acima, um oxidante, por exemplo, o hipoclorito de sódio. Além disso, o pH da solução aquosa alcalina preferencialmente está em um intervalo a partir de 9 a 14 e, de maior preferência, em um intervalo a partir de 10 a 12. Quando o pH da solução aquosa alcalina é definido no intervalo descrito acima, é possível obter um efeito de limpeza suficiente e prolongar as vidas de serviço das membranas.

7. TEMPERATURAS

[076] As temperaturas da água para serem utilizadas na primeira etapa de substituição da água e a segunda etapa de substituição da água, a solução química ácida para ser utilizada na primeira etapa de limpeza química, e/ou a solução química alcalina para ser utilizada na segunda etapa limpeza química, de preferência, são 20° C ou superior e 97° C ou inferior e, de maior preferência, 35° C ou superior e 95° C ou inferior. Quando as temperaturas da água e as soluções químicas sendo utilizadas são definidas nos intervalos descritos acima, é possível obter um efeito de limpeza suficiente.

8. FILTRAÇÃO SEM SAÍDA E FILTRAÇÃO DE FLUXO CRUZADO

[077] A filtração que é realizada no módulo da membrana de separação pode ser a filtração sem saída ou filtração de fluxo cruzado. No entanto, para o líquido a ser filtrado com as substâncias orgânicas em uma concentração elevada, uma grande quantidade de contaminações é ligadas à membrana de separação, e desta maneira a filtração de fluxo cruzado, de preferência, é efetuada de maneira a remover eficazmente essas contaminações. Isso é devido a que, na filtração de fluxo cruzado, é possível remover as contaminações ligadas as membranas, utilizando a força de cisalhamento do líquido a ser filtrado sendo circulado.

[078] Uma vista esquemática de um dispositivo de filtração da membrana em caso de uma realização da filtração de fluxo cruzado é exemplificada na Figura 4. A força motriz para a filtração é obtida a partir da pressão da transmembrana que é obtida utilizando uma bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado. Durante a circulação de fluxo cruzado, o líquido a ser filtrado que foi retirado a partir do tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado é alimentado ao módulo da membrana de separação (8) utilizando a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado, é levada a fluir ao longo da superfície da membrana de separação, e é filtrada por uma membrana. O concentrado que não conseguiu permear a membrana de separação é descarregada a partir do módulo da membrana de separação (8) e é retornada para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado.

[079] Na primeira etapa de descarga da água (S4), a etapa de descarga do líquido a ser filtrado (S2), e a segunda etapa de descarga da água (S7), a alimentação do líquido a ser filtrado para o módulo da membrana de separação (8) é interrompida. Neste momento, a corrente de fluxo cruzado do líquido a ser filtrado, de preferência, flui em uma linha de derivação (25), que está disposta em paralelo com o módulo da membrana de separação (8). Especificamente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) ilustradas na Figura 4 estão fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estão abertas no lado da linha de derivação (25), e a circulação de fluxo cruzado é realizada na linha de derivação (25). Com este desempenho, é possível reduzir o número de vezes que da operação / interrupção da circulação da bomba (18) de filtração de fluxo cruzado. Quando a circulação de fluxo cruzado em que o líquido a ser filtrado é alimentado ao módulo da membrana de separação (8) recomeça, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) estão abertas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estão fechadas no lado da linha de derivação (25). Em tal caso, a circulação de fluxo cruzado em que o líquido a ser filtrado é alimentado ao módulo da membrana de separação (8) e concentrado para ser descarregado a partir do módulo da membrana de separação (8) que é retornada para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado é retomada.

[080] Na primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6), a alimentação do líquido a ser filtrado para o módulo da membrana de separação (8) podem ou não ser interrompidas. No entanto, de preferência, é interromper a circulação da corrente de fluxo cruzado retornando ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado a partir do módulo da membrana de separação (8). Neste momento, a corrente de fluxo cruzado do líquido a ser tratado que flui para fora do tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado, de preferência, flui na linha de derivação (25). Especificamente, as válvulas de interrupção do fluxo cruzado (19) e (26) ilustradas na Figura 4 estão fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estão abertas no lado da linha de derivação (25), e a circulação de fluxo cruzado é realizada na linha de derivação (25). Em tal caso, é possível reduzir o número de vezes de operação / interrupção da bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado. Quando a circulação de fluxo cruzado para o módulo da membrana de separação (8) retoma, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) estão abertas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estão fechadas no lado da linha de derivação (25), através de que o líquido a ser filtrado é alimentado ao módulo da membrana de separação (8), e a circulação de fluxo cruzado em que o concentrado a ser descarregado a partir do módulo da membrana de separação (8) é retornada para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado é retomado.

EXEMPLOS

[081] Daqui em diante, a presente invenção será descrita especificamente utilizando os Exemplos e Exemplos Comparativos, mas a presente invenção não está limitada aos Exemplos.

EXEMPLO 1

[082] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando um dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Como uma membrana de separação, uma membrana de fibra oca de fluoreto de polivinilideno que possui um diâmetro de poro fino nominal de 0,05 μm que foi utilizado em um módulo da membrana de microfiltração “TORAYFIL” (marca registada) HFS fabricado por Toray Industries, Inc. foi cortada, e foi utilizado um módulo da membrana de fibra oca obtido através da acomodação da membrana de separação de um produto moldado de resina de policarbonato.

[083] O xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi obtido de acordo com a seguinte ordem. Em primeiro lugar, 2,940 g de água destilada e 60 g de ácido sulfúrico forte foram dosados e foram suspensos em 400 g de uma palha de arroz e foram submetidos a um tratamento em autoclave em 15° C durante 30 minutos utilizando um autoclave (fabricado por Nitto Koatsu Co., Ltd.). Após o tratamento, uma mistura líquida foi obtida que possui um pH que foi ajustado para cerca de cinco utilizando o hidróxido de sódio. Posteriormente, 250 g de uma solução aquosa de enzima que contém um total de 25 g de celulose de Trichoderma (fabricado por Sigma- Aldrich Co. LLC.) e Novozyme 188 (preparação da glicosidase β derivada de Aspergillus niger, fabricada por Sigma-Aldrich Co. LLC.) foi preparada e dosada para a mistura líquida descrita acima, os componentes foram agitados e misturados em conjunto a 50° C durante três dias, e os sobrenadantes gerados após deixar a mistura durante um tempo foram submetidos à filtração. O xarope de açúcar possuía uma concentração de íons de zinco de 1.200 ppm, uma concentração de polissacarídeo de 5 g/L, e uma concentração de proteína de 10 g/L.

[084] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para dentro do tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado pela membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado ao módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido concentrado que não foi filtrado pela membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtido foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[085] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[086] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[087] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[088] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados nas Figuras 5 e 8. Nas Figuras 5 e 8, os eixos horizontais indicam a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e os eixos verticais indicam a pressão da transmembrana. No método para a operação do Exemplo 1, em comparação com os Exemplos Comparativos de 1 a 8 descritos abaixo, um aumento na pressão da transmembrana foi suprimido, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO COMPARATIVO 1OPERAÇÃO EM QUE A PRIMEIRA ETAPA DE SUBSTITUIÇÃO DA ÁGUA NÃO FOI REALIZADA

[089] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[090] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação e foi filtrado por fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e a etapa de filtração (S1) em que o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia foi realizada. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi accionada, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[091] Em seguida, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e estava aberto no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, e a segunda etapa de substituição da água (S6), em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[092] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água (15) de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompido, a válvula de descarga (9) estava fechada, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[093] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 5. No método para a operação do Exemplo Comparativo 1, a pressão da transmembrana significativamente aumentou, e não foi possível continuar a operação.

EXEMPLO COMPARATIVO 2OPERAÇÃO EM QUE A PRIMEIRA ETAPA DE LIMPEZA QUÍMICA NÃO FOI REALIZADA

[094] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[095] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação e foi filtrado por fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e a etapa de filtração (S1) em que o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia foi realizada. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante sete minutos.

[096] Em seguida, a contralavagem utilizando uma solução química não foi realizada, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[097] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[098] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 5. No método para a operação do Exemplo Comparativo 2, a pressão da transmembrana aumentou, e não foi possível continuar a operação.

EXEMPLO COMPARATIVO 3OPERAÇÃO EM QUE A SEGUNDA ETAPA DE SUBSTITUIÇÃO DA ÁGUA NÃO FOI REALIZADA

[099] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0100] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação e foi filtrado por fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e a etapa de filtração (S1) em que o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração a 1,5 m3/m2/dia foi realizada. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0101] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0102] Em seguida, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque (21) do líquido permeado, e processo foi novamente retornado para a etapa de filtração e sem realizar a segunda etapa de substituição da água (S6), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), e a primeira etapa de limpeza química (S5).

[0103] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 5. No método para a operação do Exemplo Comparativo 3, a pressão da transmembrana aumentou, e não foi possível continuar a operação.

EXEMPLO 2

[0104] Um sumo de fruta foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Como uma membrana de separação, uma membrana de fibra oca de fluoreto de polivinilideno que possui um diâmetro de poro nominal de 0,05 fina μm que foi utilizado em um módulo da membrana de microfiltração (marca registada) HFS “TORAYFIL” fabricado por Toray Industries, Inc. foi cortada, e foi utilizado um módulo da membrana de fibra oca obtido através da acomodação da membrana de separação de um produto moldado de resina de policarbonato. Além disso, o sumo de fruta possuía uma concentração de íons de magnésio de 100 ppm, uma concentração de proteína de 5 g/L, e uma concentração de polissacarídeo de 3 g/L.

[0105] O sumo de fruta foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o sumo de fruta foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o sumo de fruta foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 400.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) estavam abertas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam fechadas no lado da linha de derivação (25), uma válvula de descarga (29) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que o canal de escoamento do líquido permeado da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) foi substituído por água destilada foi realizada durante dois minutos.

[0106] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, a válvula de descarga (29) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi fechado, a válvula de descarga (9) estava aberta, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o primário lado da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0107] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, a válvula de descarga (9) estava fechada, a válvula de descarga (29) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta, e a segunda etapa de substituição da água (S6), em que o canal de escoamento do líquido permeado no módulo da membrana de separação (8) foi substituído por água destilada realizada.

[0108] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do sumo de fruta através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0109] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27). Como resultado, no método do Exemplo 2, a pressão da transmembrana de 0,2 m3 dos sumos de frutas por metro quadrado da superfície da membrana foi aumentada por filtração apenas até 7 kPa, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 3

[0110] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0111] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0112] Posteriormente, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) e a válvula de descarga (6) do suspensóide estavam abertas, a uma válvula de interrupção (33) da água descarregada / do tanque de armazenamento de líquidos suspensóide descarregado estava aberta em um lado do tubo (34) de pressão da água, e a bomba de sucção (7) foi executada, por conseguinte, descarregando o líquido no módulo da membrana de separação.- Posteriormente, a bomba de sucção (7) foi interrompida, a válvula de descarga (9) e a válvula (6) de descarga de suspensóide foram fechadas, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi executado, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0113] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0114] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0115] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27). Como resultado, no método para a operação do Exemplo 3, em comparação com o Exemplo 1, embora a primeira etapa de limpeza química seja foi curta, quando a quantidade total de filtragem por área de membrana foi igual, similar àquela do Exemplo 1, a pressão da transmembrana aumentou apenas até 8 kPa, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 4

[0116] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0117] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0118] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,01 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0119] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0120] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0121] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27). Como resultado, no método para a operação do Exemplo 4, a pressão da transmembrana após 0,2 m3 do xarope de açúcar por metro quadrado da superfície da membrana foi aumentada por filtração apenas até 8 kPa, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 5

[0122] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0123] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0124] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido hidroclórico a 0,001 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0125] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0126] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0127] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27). Como resultado, no método para a operação do Exemplo 5, a pressão da transmembrana após 0,2 m3 do xarope de açúcar por metro quadrado da superfície da membrana foi aumentada por filtração apenas até 9 kPa, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 6

[0128] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando um dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 6. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0129] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 6 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida e a válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina estavam abertas no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário do a membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0130] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0131] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0132] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava fechada no lado do tanque da solução química ácida (23), uma válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado no tanque (37) da solução química alcalina, e a segunda etapa de limpeza química (S8) em que uma solução aquosa (35° C) de hidróxido de sódio a 0,01 N foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0133] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina foi alterada de volta, para ser fechada no lado no tanque (37) da solução química alcalina e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a terceira etapa de substituição da água (S9) em água destilada que foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0134] Após o término da terceira etapa de substituição da água (S9), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), a segunda etapa de substituição da água (S6), a segunda etapa de limpeza química (S8), e a terceira etapa (S9) de substituição da água.

[0135] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27). Como resultado, no método do Exemplo 6, a pressão da transmembrana após 0,2 m3 após o xarope de açúcar por metro quadrado da superfície da membrana foi aumentada por pouca filtrada a partir da pressão da transmembrana inicial e, por conseguinte, foi de 5 kPa, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 7

[0136] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0137] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0138] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (70° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0139] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0140] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0141] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 8. Na Figura 8, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No método para a operação do Exemplo 7, em comparação com o Exemplo Comparativo 6 descrito abaixo, além disso, um aumento na pressão da transmembrana foi suprimido, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 8

[0142] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0143] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0144] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (90° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0145] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0146] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0147] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 8. Na Figura 8, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No método para a operação do Exemplo 8, em comparação com o Exemplo Comparativo 6 descrito abaixo, além disso, um aumento na pressão da transmembrana foi suprimido, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO 9

[0148] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação foi preparada da mesma maneira que no Exemplo 1. O xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi obtido de acordo com a seguinte ordem. Em primeiro lugar, 3,390 g de água destilada e 60 g de ácido sulfúrico forte foram dosados e foram suspensos em cerca de 2 g de uma palha de arroz e foram submetidos a um tratamento em autoclave em 15° C durante 30 minutos utilizando um autoclave (fabricado pela Nitto Koatsu Co., Ltd.). Após o tratamento, foi obtida uma mistura líquida que possui um pH que tinha sido ajustado para próximo de cinco utilizando o hidróxido de sódio. Posteriormente, 250 g de uma solução aquosa de enzima que contém um total de 0,2 g de celulose de Trichoderma (fabricada por Sigma-Aldrich Co. LLC.) e Novozyme 188 (preparação da glicosidase β derivada de Aspergillus niger, fabricada por Sigma-Aldrich Co. LLC.) foi preparada e dosada para a mistura líquida descrita acima, e os componentes foram agitados e misturados em conjunto a 50° C durante três dias, por conseguinte, obtendo um xarope de açúcar para ser submetido à filtração. O xarope de açúcar possuía uma concentração de íons de zinco de 15 ppm, uma concentração de proteína de 0,05 g/L e uma concentração de polissacarídeo de 0,05 g/L.

[0149] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 100 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0150] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0151] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0152] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0153] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27). Como resultado, no método para a operação do Exemplo 9, a pressão da transmembrana após 0,2 m3 do xarope de açúcar por metro quadrado da superfície da membrana foi aumentada por filtração apenas até 7 kPa, e o módulo da membrana de separação pode ser operado de maneira estável durante um longo período de tempo.

EXEMPLO COMPARATIVO 4

[0154] Um líquido de vegetal esmagado foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Como uma membrana de separação, uma membrana de fibra oca de fluoreto de polivinilideno que possui um diâmetro de poro nominal de 0,05 fina μm que foi utilizada em um módulo da membrana de microfiltração (marca registada) HFS “TORAYFIL” fabricado por Toray Industries, Inc. foi cortada, e foi utilizado um módulo da membrana de fibra oca obtido através da acomodação da membrana de separação de um produto moldado de resina de policarbonato. Além disso, o líquido de vegetal esmagado possuía uma concentração de íons de magnésio de 2000 ppm, uma concentração de proteína de 10 g/L e uma concentração de polissacarídeo de 30 g/L.

[0155] O líquido de vegetal esmagado obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o líquido de vegetal esmagado foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido concentrado que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26) de fluxo cruzado. Ao mesmo tempo, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o líquido de vegetal esmagado foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a uma filtração fluxo de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 500.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0156] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0157] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0158] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do líquido de vegetal esmagado através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0159] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na figura 5. Na Figura 5, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No Exemplo Comparativo 4, uma vez que a concentração de TOC do líquido permeado foi elevada, não pode ser obtido um efeito de limpeza suficiente, e foi difícil continuar a operação de filtração.

EXEMPLO COMPARATIVO 5

[0160] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0161] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0162] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,0001 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0163] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0164] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0165] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na figura 5. Na Figura 5, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No Exemplo Comparativo 5, não pode ser obtido um efeito de limpeza suficiente, e foi difícil continuar a operação de filtração.

EXEMPLO COMPARATIVO 6

[0166] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0167] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0168] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (20° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0169] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0170] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0171] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 8. Na Figura 8, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No Exemplo Comparativo 6, em comparação com os Exemplos 1, 7, e 8, não pode ser obtido um efeito de limpeza suficiente, e a pressão da transmembrana foi rapidamente aumentada.

EXEMPLO COMPARATIVO 7

[0172] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando um dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 6. Uma membrana de separação e o xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foram preparados da mesma maneira que no Exemplo 1.

[0173] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 6 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 25.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida e a válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina estavam abertas no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, o lado do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário do a membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0174] Posteriormente, a válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque (37) de solução química alcalina, respectivamente, e a segunda etapa de limpeza química (S8) em que uma solução aquosa (35° C) de hidróxido de sódio a 0,01 N foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0175] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina foi alterada de volta, para ser fechada no lado no tanque (37) da solução química alcalina e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a terceira etapa de substituição da água (S9) em água destilada que foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0176] Após o término da terceira etapa de substituição da água (S9), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a segunda etapa de limpeza química (S8), e a terceira etapa (S9) de substituição da água.

[0177] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 5. Na Figura 5, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No Exemplo Comparativo 7, em comparação com o Exemplo 1, não poderia ser obtido um efeito de limpeza suficiente, e foi difícil continuar a operação de filtração.

EXEMPLO COMPARATIVO 8

[0178] Um xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi filtrado utilizando o dispositivo de separação da membrana ilustrado na Figura 4. Uma membrana de separação foi preparada da mesma maneira que no Exemplo 1. O xarope de açúcar derivado de biomassa que contém a celulose foi obtido de acordo com a seguinte ordem. Em primeiro lugar, 2,940 g de água destilada e 60 g de ácido sulfúrico forte foram dosados e foram suspensos em 400 g de uma palha de arroz e foram submetidos a um tratamento em autoclave em 15° C durante 30 minutos utilizando um autoclave (fabricado pela Nitto Koatsu Co., Ltd.). Após o tratamento, foi obtida uma mistura líquida que possui um pH que tinha sido ajustado para próximo de cinco utilizando o hidróxido de sódio. Posteriormente, 250 g de uma solução aquosa de enzima que contém um total de 25 g de celulose de Trichoderma (fabricado por Sigma-Aldrich Co. LLC.) e Novozyme 188 (preparação da glicosidase β derivada de Aspergillus niger, fabricada por Sigma-Aldrich Co. LLC.) foi preparada e dosada para a mistura líquida descrita acima, os componentes foram agitados e misturados em conjunto a 50° C durante três dias, e os sobrenadantes gerados após deixar a mistura durante um tempo foram obtidos. Os sobrenadantes obtidos foram levados a fluir através de uma resina de troca catiônica e, em seguida, foram submetidos a uma filtração. O xarope de açúcar possuía uma concentração de íons de magnésio de 0 ppm, uma concentração de proteína de 9 g/L, e uma concentração de polissacarídeo de 4 g/L.

[0179] O xarope de açúcar obtido foi alimentado para o tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado no dispositivo da membrana de separação da Figura 4 e foi filtrado por membrana. Como a filtração, foi realizada a filtração de fluxo cruzado. Em primeiro lugar, como a etapa de filtração (S1), a válvula de filtração (4) estava aberta, a bomba de circulação (18) de filtração de fluxo cruzado foi acionada, o xarope de açúcar foi alimentado para o módulo da membrana de separação (8) de maneira que a velocidade linear da superfície da membrana atingiu 0,3 m/seg, e o líquido que não tinha sido filtrado por membrana foi distribuído de maneira a retornar ao tanque de alimentação (1) do líquido a ser filtrado através da válvula de interrupção de fluxo cruzado (26). Ao mesmo tempo a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado do tanque do líquido permeado (21), e o xarope de açúcar foi filtrado a partir do lado primário para o lado secundário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) durante 28 minutos a um fluxo de filtração de 1 m3/m2/dia. Neste momento, a concentração de TOC do líquido permeado obtida foi de 21.000 ppm. Posteriormente, as válvulas de interrupção de fluxo cruzado (19) e (26) foram fechadas no lado do módulo da membrana de separação (8) e estavam abertas no lado da linha de derivação (25), a válvula de descarga (9) estava aberta, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida estava aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado estava aberta no lado da bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado, a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi acionada, e a primeira etapa de substituição da água (S3) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante dois minutos.

[0180] Posteriormente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada para ser fechada no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado e ser aberta no lado do tanque da solução química ácida (23), respectivamente, e a primeira etapa de limpeza química (S5) em que o ácido clorídrico a 0,1 N (35° C) foi levado a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada durante cinco minutos.

[0181] Em seguida, novamente, a válvula de interrupção (11) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida foi alterada de volta, para ser fechada no lado do tanque da solução química ácida (23) e ser aberta no lado da fonte de alimentação (22) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado, respectivamente, e a segunda etapa de substituição da água (S6) em que a água destilada foi levada a fluir a partir do lado secundário para o lado primário da membrana de separação no módulo da membrana de separação (8) a 1,5 m3/m2/dia foi realizada.

[0182] Após o término da segunda etapa de substituição da água (S6), a bomba de água de substituição (15) do canal de escoamento do líquido permeado foi interrompida, a válvula de descarga (9) estava fechada, e a válvula de interrupção (13) do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado foi aberta no lado do tanque de líquido permeado (21), e o processo foi novamente retornado para a etapa de filtração (S1), por conseguinte, continuando a filtração do xarope de açúcar através da repetição da etapa de filtração (S1), a primeira etapa de substituição da água (S3), a primeira etapa de limpeza química (S5), e a segunda etapa de substituição da água (S6).

[0183] Durante este período, foi observada a diferença entre a pressão do lado primário e a pressão do lado secundário da membrana de separação utilizando o medidor de pressão diferencial (27), e os resultados estão ilustrados na Figura 5. Na Figura 5, o eixo horizontal indica a quantidade total de filtragem por membrana de superfície, e o eixo vertical indica a pressão da transmembrana. No método para a operação do Exemplo Comparativo 8, em comparação com o Exemplo 1, não poderia ser obtido um efeito de limpeza suficiente, e foi difícil continuar a operação de filtração.

[0184] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes e com referência às suas realizações específicas, será evidente para um técnico no assunto que diversas alterações e modificações podem ser realizadas sem se afastar do espírito e âmbito da mesma. O presente pedido de patente é com base em um Pedido de Patente Japonesa depositado em 24 de março, de 2014 (Pedido de Patente Japonesa 2014-060640), os seus conteúdos s estão incorporados no presente como referência.

APLICAÇÃO INDUSTRIAL

[0185] De acordo com a presente invenção, na operação de filtração por membrana do líquido a ser filtrado com as substâncias orgânicas a uma concentração elevada, o entupindo provocado por substâncias modificadas das substâncias orgânicas é suprimido através da substituição do canal de escoamento do líquido permeado com a água antes e após a etapa de contralavagem utilizando uma solução química, o efeito de limpeza da solução química é suficientemente exibido, e a operação de longo prazo de filtração por membrana estável pode ser realizada e, por conseguinte, a presente invenção é amplamente utilizado nos campos alimentares, biotecnológicos e medicinais em que os processos de filtração por membranas para líquidos contendo uma grande quantidade de substâncias orgânicas são empregados, e é possível aprimorar a eficiência na produção dos produtos de filtração de membrana ou reduzir os custos.DESCRIÇÃO DE NÚMEROS E SINAIS DE REFERÊNCIA(1) Tanque de alimentação do líquido a ser filtrado(2) Bomba de filtração(3) Tubo(4) Válvula de filtração(6) Válvula de descarga de suspensóide(7) Bomba de sucção(8) Módulo da membrana de separação(9) Válvula de descarga (9)(10) Tubos(11) Válvula de interrupção da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / solução química ácida(13) Válvula de interrupção do líquido permeado / da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado(15) Bomba de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado (16) Tubo de água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado(17) Tubo de solução química ácida(18) Bomba de circulação de filtração de fluxo cruzado(19) Válvula de interrupção de fluxo cruzado(20) Dispositivo de controle(21) Tanque do líquido permeado(22) Fonte de alimentação da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado(23) Tanque da solução química ácida(24) Tanque de armazenamento de líquido suspensóide(25) Linha de derivação(26) Válvula de interrupção de fluxo cruzado(27) Medidor de pressão diferencial(28) Tubo de descarga da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado(29) Válvula de descarga da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado(30) Tanque de descarga da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado(31) Bomba de refluxo (31) de líquido suspensóide(32) Tubo de refluxo (31) de líquido suspensóide(33) Válvula de interrupção da água descarregada / do tanque de armazenamento de líquidos suspensóide descarregado(34) Tubo de descarga de água(35) Válvula de interrupção (35) da água de substituição do canal de escoamento do líquido permeado / da solução química alcalina(36) Tubo de solução química alcalina (37) Tanque de solução química alcalina(38) Tubo de líquido bruto da solução medicinal ácida(39) Bomba de líquido bruto da solução medicinal ácida(40) Tanque de líquido bruto da solução medicinal ácida(41) Tubo de líquido bruto da solução medicinal ácida(42) Bomba de líquido bruto da solução medicinal ácida(43) Tanque de líquido bruto da solução medicinal ácida(44) Canal de escoamento do líquido permeado

Claims

1. MÉTODO PARA A OPERAÇÃO DE UM MÓDULO DA MEMBRANA DE SEPARAÇÃO, que compreende uma membrana de separação que possui uma primeira face e uma segunda face, um canal de escoamento do líquido a ser filtrado ao longo do qual escoa o líquido a ser filtrado que deve ser alimentado à primeira face e um canal de escoamento do líquido permeado ao longo da qual escoa o líquido permeado obtido a partir da segunda face, em que o método é caracterizado por compreender:- uma etapa de filtração de obtenção do líquido permeado que contém os componentes que se tornam insolúveis quando entram em contato com ácidos a partir da segunda face da membrana de separação através da alimentação do líquido a ser filtrado para o canal de escoamento do líquido a ser filtrado;- uma primeira etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado por água, após a etapa de filtração;- uma primeira etapa de limpeza química para realizar a contralavagem, provocando que uma solução química ácida possa fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação, após a primeira etapa de substituição da água; e- uma segunda etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado por água, após a primeira etapa de limpeza química,em que o líquido permeado possui uma concentração total de carbono orgânico (TOC) de 400 ppm ou superior e 360.000 ppm ou inferior,o líquido a ser filtrado contém uma concentração de substância orgânica de 100g/L ou mais e 650 g/L ou menos, ea água na primeira etapa de substituição da água e a água na segunda etapa de substituição da água têm, cada uma, TOC de 100 ppm ou inferior.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira etapa de substituição da água incluir levar a água a fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 2, caracterizado por ainda compreender:- uma etapa de descarga de água no canal de escoamento do líquido permeado, antes da primeira etapa de limpeza química.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 3, caracterizado pelo líquido a ser filtrado ser pelo menos uma substância selecionada do grupo que consiste em suco, bebida alcoólica, licor de fermentação, solução sacarificada e água descarregada de processo de frutos do mar.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 4, caracterizado pelo líquido permeado conter pelo menos uma substância selecionada a partir do grupo que consiste em proteínas, polissacarídeos e compostos aromáticos.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 5, caracterizado pelo líquido a ser filtrado conter íons de metal bivalentes ou superiores e conter pelo menos um dentre polissacarídeos e compostos aromáticos.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por, no líquido a ser filtrado, os íons de metal e o pelo menos um dentre polissacarídeos e compostos aromáticos formarem um complexo.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 7, caracterizado pela solução química ácida ser uma solução aquosa que contém pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste em ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, ácido cítrico, ácido oxálico, ácido ascórbico e ácido láctico, e possuir um pH de 1 ou superior e 3 ou inferior.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por ainda compreender:- uma segunda etapa de limpeza química para provocar que uma solução química alcalina possa fluir a partir da segunda face em direção à primeira face da membrana de separação, após a segunda etapa de substituição da água; e- uma terceira etapa de substituição da água para substituir o líquido no canal de escoamento do líquido permeado por água, após a segunda etapa de limpeza química.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelas temperaturas da água a ser utilizada na primeira etapa de substituição da água e na segunda etapa de substituição da água e da solução química a ser utilizada na primeira etapa de limpeza química serem 35 °C ou superior e 90 °C ou inferior.

11. DISPOSITIVO, caracterizado por ser para a realização do método para a operação de um módulo da membrana de separação conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.