BRPI0917260A2

BRPI0917260A2 - membrana porosa, processos para produzir a mesma, para produzir uma membrana de fibra oca porosa, e para produzir um líquido clarificado, filtrado, e, módulo de membrana porosa

Info

Publication number: BRPI0917260A2
Application number: BRPI0917260A
Authority: BR
Inventors: Shiki Satoshi
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2019-10-01
Also published as: CA2732641A1; KR20110033241A; US9126148B2; US20110165308A1; ES2613267T3; EP2332638B1; PL2332638T3; JP5431347B2; EP2332638A4; US8883066B2; TWI372654B; WO2010035754A1; MX2011003082A; CN102164656A; TW201026378A; JPWO2010035754A1; US20130292866A1; CA2732641C; KR101281211B1; MX342636B

Abstract

"membrana porosa, processos para produzir a mesma, para produzir uma membrana de fibra oca porosa, e para produzir um líquido clarificado, filtrado, e, módulo de membrana porosa" uma membrana porosa com a parede de membrana construída de um polímero hidrofóbico e um polímero hidrofílico, em que quando a parede de membrana é dividida em três seções na direção de espessura de filme para formar região "a" contendo uma superfície de parede a da parede de membrana, região "c" contendo a outra superfície de parede c e região "b" entre região "a" e região "c", a relação de teor de polímero hidrofílico ca na região "a" é maior que a relação de teor de polímero hidrofílico cc na região "c", e o tamanho de poro médio da superfície de parede c é maior que o tamanho de poro médio da superfície de parede a.

Description

_w “MEMBRANA POROSA, PROCESSOS PARA PRODUZIR. A MESMA, PARA PRODUZIR. UMA MEMBRANA DE FIBRA OCA POROSA, E PARA PRODUZIR UM LÍQUIDO CLARIFICADO, FILTRADO, E, MÓDULO DE MEMBRANA POROSA

Csiupo Técnico

A presente invenção refere-se a uma membrana porosa, um processo para produzir uma membrana porosa, um processo para produzir um líquido clarificado e um módulo de membrana porosa.

Técnica Antecedente

Processos convencionais empregados para remover partículas microbianas, tais como levedura ou células bacleríanas de soluções aquosas incluem processos de fdtraçao em gel, processos de separação centrífuga, processos de separação adsortiva, processos de precipitação e processos de fUtraçao por membrana. No entanto, processos de Í1 Fração em gel são díllceis de serem aplicados para fins industriais, porque as substancias alvo são diluídas pelos solventes usados para fdtraçãc em gel, tomando estes processos mapropríados para tratamento em massa. Os processos de separação centrífuga só podem ser aplicados a. partículas microbianas com tamanhos de muitos gm ou maiores, e a soluções aquosas de baixa viscosidade. Os processos de separação adsortiva podem ser utilizados para remoção de algumas partículas microbianas e traço, mas os processos não podem, ser aplicados a soluções aquosas em que muitos diferentes microorganismos estão dispersos em grandes quantidades, Qs processos de precipitação podem ser utilizados para tratamento de quantidades relativamente grandes de soluções aquosas, mas as partículas ' 25 microbianas não podem ser completamente removidas apenas por estes „ processos.

Por outro lado, processos de tlltraçâo por membrana que empregam membranas de microfiltraçâo ou membranas de uFrafiltração podem _w remover várias lipas de microorganismos e são apropriados para use industrial, pois eles permitem tratamento em massa continuo.

Lxemplos de membranas usadas nestes processos de filtração por membrana incluem membranas de fibra oca de pofísstrlfuna com tamanhos de 5 poro grandes na superfície interna, e com tamanhos de poro pequenos na superfície externa, como descrito no Documento de Patente l ou Documento de Patente 2.

Lists de Citação

Literatura de Patente [Documento de Patente 1] Publicação de Patente Internacional No. 97/22405 [Documento de Patente 2] Publicação de Patente Japonesa No. 3585175

Sumário da Invenção

Problema Técnico

Com membranas porosas convencionais, no entanto, uma camada dos microorganismos removidas ou suas células rompidas é formada sobre a superfície de membrana, provocando obstrução da superfície de membrana, ou partículas finas da matéria removida são adsorvidas dentro da membrana, provocando obstrução dos poros de membrana, e estes fenômenos levam a problemas, tais como aumento da pressão de filtração e diminuição gradual, 20 com o tempo, de taxa de filtração.

A relrolavagem tem sido usada como um método para lavar’ material que se acumulou sobre a superfície de membrana e dentro da membrana, mas com membranas porosas convencionais foi necessário circular uma grande quantidade de fluido de retrolavagern para lavar fora a matéria 25 removida que se tornou firmemente adsorvída sobre a superfície de membrana e dentro da membrana.

È um objeto da presente invenção prover uma membrana porosa que seja resistente a acúmulo de matéria removida sobre a superfície de * membrana e dentro da membrana, que seja resistente à obstrução dos poros de membrana, que possa manter uma alta taxa de fíltração por períodos prolongados, e que possa ser facilmente lavada, bem como um processo para produzir a mesma, É outro objeto da invenção prover um processo para produzir um líquido clarificado usando a. membrana porosa.

Solução para o Problema lespecifíeamente, a invenção provê uma membrana porosa cuja parede de membrana é construída de um polímero hidrofóbico e um polímero hidrofílioo, em que quando a parede de membrana é dividida em três seções na 10 direção de espessura de filme para formar região a contendo uma. superfície de parede A da parede de membrana, região V' contendo a outra superfície de parede C e região ”b“ entre região V' e região e\ a relação de teor de polímero hidrofílico Ca na região ^?,a^! é maior que a relação de teor de polímero hidrofílico C’c na região e o tamanho de poro médio da superfície de parede 15 C é maior que o tamanho de poro médio da superfície de parede A.

Este tipo de membrana porosa tem maior resistência para suportar mudança, de temperatura ou mudança de pressão que membranas porosas convencionais, permite que seja obtida tanto uma excelente taxa de fíltração como propriedade de iracionamento, é resistente a acúmulo de matéria 20 removida sobre a superfície de membrana e dentro da membrana, e resistente à obstrução dos poros de membrana, pode manter uma alta taxa de fíltração por períodos prolongados e é fácil de lavar. Por exemplo, um líquido a ser tratado que é transportado para o lado de superfície de parede C da membrana porosa passa através do interior de membrana porosa, onde matéria é removida, sendo 25 clarificado antes de escoar para fora do lado de superfície de parede A.

A membrana porosa da invenção preferivelmente satisfaz à seguinte desigualdade (I) [em desigualdade (l), Ca representa a relação de teor de polímero

hidrofíbco na região ”a”, Cfo representa a	relação de teor	de polímero
hidrofilíco na região b* e Ce representa i	i relação de teor	de pol ímero
hidrofílico na região Vh].
A membrana porosa tem uma	relação de teor	de polímero
hid.roft.lico relativamente baixa na região c”,	através da qual u	líquido a ser

tratado passa primeiro, e, portanto, a matéria removida é adsorvída e excelente desempenho de ffltração é exibido. Por outro lado, o teor de polímero hidrofilico na região ”a^?‘ através da qual o líquido a ser tratado passa por ultimo é relativamente alto, de modo que deposição da matéria removida e sua obstrução de poro de membrana associada podem ser impedidas. A região entre estas duas regiões tem um equilíbrio satisfatório entre as duas características. Consequentemente, a membrana porosa com este tipo de construção apresenta desempenho de fiitração superior ao mesmo tempo que è mais resistente à obstrução de poro de membrana e mantém uma alta taxa de fl (tração por períodos prolongados.

A membrana porosa da invenção também preferivelmente satisfaz à seguinte desigualdade (II)

Pa<Pb<Pc(H) [em desigualdade (II), Pa representa o tamanho de poro médio de uma seção transversal na região ”a^!\ Pb representa o tamanho de poro médio de uma seção transversal na região ^<!b^!1 e P_ç representa o tamanho de puro médio de uma seção transversal na região ”c’\J.

Este tipo de membrana porosa pode rejeitar matéria na região V’ que não foi rejeitada na superfície de parede C, pode remover matéria na região b* que não foi rejeitada ainda na. região e, e pode, rejeitar matéria na região a” que não foi rejeitada ainda na região ’’b”. Isto é, a membrana porosa apresenta desempenho de fracionantento mais excelente ao rejeitar matéria que se destina a ser removida em estágios.

A membrana porosa da invenção preferivelmente tem sua camada de tamanho de poro mínimo, com tamanhos de poro mínimos na seção trans versai da parede de membrana, presente na região ^f-a^!'\ Se a camada de tamanho de poro mínimo estiver presente na região “a, que tem urna alta relação de teor de polímero hidrofilico, sem possível impedir mais conflavelmeníe a obstrução de poros de membrana por adsorção de partículas, A seção transversal referida aqui é o corte transversal perpendicular à parede de membrana, da membrana porosa.

A membrana porosa da invenção preferivelmente tem uma. estrutura ern que os tamanhos de poro diminuem em um modo contínuo, da superfície de parede C para a camada de tamanho de poro mínimo. Este tipo de construção pode produzir um efeito de filtração de profundidade ainda mais satisfatório para reter matéria removida de dentro da membrana, ao mesmo tempo mantendo urna alta, taxa de filtração por períodos prolongados.

A membrana porosa da invenção tem preferivelmente um tamanho de puro médio de 1 pm~50 pm na superfície de parede G um tamanho de poro de rejeição de pelo menos 0.1 μηι e menos que 1 pm na região *a\ e uma espessura de filme de parede de membrana de 300 pm-1000 pm. Este tipo de membrana porosa é apropriado para clarifieação de fermentados de cerveja, e permite remoção eficiente de microorganismos e suas células rompidas que estão presentes em fermentados de cerveja.

A membrana porosa da invenção também tem preferivelmente um teor de polímero hidrofificu de 0,2% em peso-3% em peso, com base no peso total da membra.ua porosa. Este tipo de membrana porosa terá capacidade de limpeza mais excelente, e pode manter alto desempenho de filtração, mesmo com filtração e lavagem repetitivas.

A membrana porosa da invenção preferivelmente também satisfaz à seguinte desigualdade (HI), Este tipo de membrana porosa pode apresentar mais eonftavelmente tanto excelente desempenha de fíltração na região c” como um efeito de impedir obstrução de poros de membrana por matéria removida depositada na região ^!‘a

C_a/C_c > 2(ΠI) [em desigualdade (III), Cg representa a relação de teor de polímero hidrofíllco na região “a” e Cc representa a relação de teor de polímero hidrofílico na região cJ.

A membrana porosa da invenção lambem tem preferivelmente um 10 teor de polímero hidrofílico na região ”a^!i de 03% em peso-3,5% em peso, com base nu peso total de região a. Este tipo de membrana porosa lerá capacidade de limpeza ainda mais excelente.

Além disso, o polímero hidrofílico da membrana porosa da invenção é preferivelmente poltssulfona. Este tipo de membrana porosa írá 15 apresentar resistência mais excelente contra mudanças de temperatura e mudanças de pressão, e será capaz de manter alto desempenho de fíltração durante períodos prolongados.

A membrana porosa da. invenção pode ser uma membrana de fibra oca porosa, em que a superfície de parede A é a superfície externa, e a 20 superfície de parede C é a superfície interna. Uma membrana de fíbra oca é uma membrana com uma forma circular oca, e ao ter este tipo de formato, ela pode, aumentar a área de superfície de membrana por volume unitário do módulo, comparada a. uma membrana plana, A membrana de fíbra oca porosa tem preferivelmente um diâmetro interno de entre 1000 um e 2000 gm.

A invenção provê ainda um processo para produzir a membrana porosa acima mencionada, que compreende uma etapa de solidificação., em que uma solução de solidificação interna é descarregada a partir do canal de fluido interno do bocal de tubo duplo, enquanto uma solução formadora de membnma. compreendendo um polímero hidrofóbico,. um polímero hidrofUico, um bom solvente para ambos os polímeros e um não solvente para o polímero hídrofóbieo, é descarregada a partir do canal de fluido externo do bocal de tubo duplo, para solidificação na solução de solidificação externa. Este processo de produção pode produzir facilmente uma membrana porosa de acordo com a invenção descrita acima.

A solução de solidificação externa no processo de produção da invenção é preferivelmente uma solução de solidificação composta principalmente de agua e tendo poder de solidificação mais alto para a solução formadora de membrana que a solução de solidificação interna. Este tipo de processo de produção pode produzir confíavelmente uma membrana porosa de acordo com a invenção.

A solução formadora de membrana para o processo de produção da invenção é preferivelmente uma solução formadora de membrana com uma viscosidade de solução de entre 30 Psrs e 200 Pa*s na temperatura na qual ela é descarregada do bocal de tubo duplo. Este tipo de solução formadora de membrana pode ser estavelmente extrudada a partir de um bocal de tubo duplo, a uma taxa de escoamento constante, e assim permitir a produção de uma membrana porosa com desempenho de membrana mais uniforme,

O polímero h.idrofilico no processo de produção da invenção é preferivelmente poliviní Iplrrolidona com um peso .molecular medio ponderai de entre 20.000 e 1.000.000. Usar este tipo de polímero hidrofílieo irá facilitar preparação de uma solução formadora de membrana tendo a viscosidade de solução apropriada descrita acima.

Também., o não solvente no processo de produção da invenção ê preferivelmente glicerina. Este tipo de nào solvente irá facilitar preparação da solução formadora de membrana., impedir mudanças na composição durante armazenamento e tornar a. composição mais manuseáveL

A solução de solidificação interna usada para o processo de produção da invenção é preferivelmente uma solução aquosa compreendendo pelo menos 80% em peso e menus que 100% em peso de um bom solvente para um polímero hidrofóbíeo. Este tipo de processo de produção pode produzir confiavelmente uma membrana porosa de acordo com a invenção.

No processo de produção da invenção, uma porção do polímero hidrofílico é preferivelmente removida usando uma solução aquosa contendo agente oxídante quer durante ou após a etapa de solidificação. Este processo de produção permitirá que o teor de polímero hidrofílico da membrana porosa seja facilmente ajustado, para, facilitar a produção de uma membrana porosa com excelente desempenha de fíltração e capacidade de limpeza.

De acordo com a invenção, o processo para produzir uma membrana de fibra oca porosa é preferivelmente um processo em que uma seção de folga de ar circundada por um elemento tubular é provida entre a superfície do bocal de tubo duplo, ao longo do qual uma solução de solidificação interna e solução formadora de membrana, escoam, e a superfície de liquido da solução de solidificação externa, e a descarga compreendendo uma solução de solidificação interna e solução formadora de membrana é dirigida através da seção de folga de ar e alcança a superfície de liquida da solução de solidificação externa para a etapa de solidificação acima mencionada, com a seguinte desigualdade (IV) sendo satisfeita, onde St é a área de base do elemento tubular no lado de superfície de líquido da solução de solidificação externa. So é a área de superfície externa da descarga, que passa através da seção de .folga de ar, e Ha é a umidade absoluta no centro da seção de folga de ar circundada pelo elemento tubular.

60.000 < (St/So) x Ha < 640.000 (IV)

Este tipo de processo de produção irá permitir que o tamanho de poro da membrana porosa seja facilmente ajustado e possa, portanto, confiavslmente produzir uma membrana porosa de acordo com a invenção.

A invenção provê ainda mais um processo para produzir um líquida clarificado que compreende uma etapa de filtração, em que um líquido contendo sólidos em suspensão é filtrado com a. membrana porosa descrita acima. Uma vez que filtração é realizada com a membrana porosa descrita acima neste processo de produção, é possível obter continuamente um liquido com sólidos em suspensão sendo apropriadamente removidos,

O liquido contendo sólidos em suspensão usado para o processo de produção da invenção pode ser, por exemplo, um fermentado. O fermentado pode ser, por exemplo, um fermentado de cerveja..

Λ filtração no processo de produção da invenção é preferivelmente filtração à pressão interna. Preferivelmente, a filtração à pressão interna no processo de produção da invenção é realizada por filtração de fluxo cruzado, através da qual o liquido contendo sólidos em suspensão é transportado ao longo da parede de membrana da membrana porosa enquanto é filtrado pela parede de membrana, e o liquida clarificado é descarregado a partir dos poros, com o líquido concentrado contendo sólidos em suspensão pela filtração sendo extraído, e a velocidade- de transporte de líquido do líquido contendo sólidos em suspensão é de entre 0,2 m/s e 2.5 m/s como a. velocidade linear. De acordo com este processa de produção, é possível reduzir a possibilidade de fragmentação de sólido em suspensão e contaminação do filtrado pelos fragmentos, enquanto também resultando e.m uma taxa mais satisfatória de filtração e desempenho de filtração.

O processo de produção da invenção também compreende preferivelmente uma etapa, em que o filtrado obtida na etapa de filtração é usado para retrolavar a membrana porosa, A retroiavagem pude remover sedimenta sobre a superfície de membrana porosa ou dentro da membrana, com o objetivo de permitir que o desempenho de filtração da membrana porosa seja

1G mantido por períodos prolongados,

A invenção prove ainda um filtrado obtido por filtração com a membrana porosa, O filtrado da. invenção é um filtrado com uma baixa concentração de sólidos em suspensão e baixa turbidez comparado a filtrados 5 obtidos por filtração com terra diatomácea ou similar, que foi usada para filtração de cerveja e ete., na técnica anterior.

Á invenção ainda provê um módulo de membrana porosa compreendendo a membrana porosa, O uso da membrana porosa da invenção em um módulo permite que a filtração seja realizada de uma maneira prática.

Efeitos Vantajosos da Invenção

De acordo com a invenção, ê possível prover uma membrana porosa que seja resistente ao acúmulo de matéria removida sobre a superfície de membrana e dentro da membrana, que seja resistente à obstrução dos poros de membrana, que possa manter ama alta taxa de filtração por períodos 15 prolongados e que possa ser facilmente lavada, bem como um processo para produzir a mesma. De acordo com a invenção, também é possível prover um processo para produzir um líquido clarificado usando a membrana porosa.

Breve Descrição dos Desenhos

A fig. 1 é uma vista transversal mostrando um bocal de tubo duplo 20 preferido para produção de ama membrana porosa de acordo com a presente forma de realização.

A fig< 2 é uma fotomicrografía mostrando uma seção transversal da membrana porosa do Exemplo 1.

A fig. 3 é uma fotomicrografía mostrando uma seção transversal 25 da parede de membrana da membrana porosa do Exemplo 1.

A fig. 4 é uma fotomicrografía mostrando uma seção transversal da região ”a” da membrana porosa do Exemplo 1.

A fig. 5 é uma fotomicrografía mostrando uma seção transversal da superfície externa, (superfície de parede A) da membrana porosa, do Ex. 1..

A fig. 6 é uma íhtomicrçgrafia. mostrando uma seção transversal da superfície interna (superfície de parede. C) da membrana porosa do Ex. 1.

Descrição de Formas de Realização

Uma forma de realização preferida da invenção será descrita agora em detalhes,

A membrana porosa de acordo com esta forma de realização é uma membrana porosa, com uma parede de membrana construída de um polímero hidrofóbico e um polímero hídrofilico, em que quando a parede de membrana é 10 dividida em três seções na direção de espessura de filme para formar região a” contendo uma superfície de parede A da parede de membrana, região e” contendo a outra superfície de parede C e região ”b“ entre região ”a” e região ’V, a relação de teor de polímero hidrofílíco Ca na região é maior que a relação de teor de polímero hidrofílíco Cc na região “c'\ e o tamanho de poro 15 médio da superfície de parede C é maior que o tamanho de poro médio da superfície de parede A. Aqui, a divisão da parede de membrana em três seções na direção de espessura, de filme significa que ela tem três seções com a espessura de cada camada na faixa de 33±5 com relação a 100 como a espessura total de filme.

Este tipo de membrana porosa tem maior resistência para suportar mudança de temperatura ou mudança de pressão que membranas porosas convencionais, e permite que seja obtida tanto uma excelente taxa de fiítraçào como propriedade de fracionamento, é resistente a acúmulo de matéria removida sobre a superfície de membrana e dentro da membrana, é resistente à 25 obstrução dos poros de membrana, pode manter uma alta taxa de fdtraçâo por períodos prolongados, e é tauil de lavar.

A fim de dividir a parede de membrana em três seções na direção de espessam de filme para separar em 3 regiões, uma porção da parede de membrana pode ser recortada para obter uma parede de membrana tipo filme e fatiada em três seções na direção de espessura de filme. Aqui, o 1/3 da região com uma espessura incluindo uma superfície de parede A da parede de membrana será referido como “região “a”, o 1/3 da região com uma espessura incluindo a outra superfície de parede C serà referido como região V, e a seção central entre região a“ e região c“ será referida como “região ’b’*\

Um polímero hídrofóbico é uni polímero que tem uma tensão de superfície crítica (yc) de menos de 50 mN/m a 20°C> e um polímero hidrofílico é um polímero que tem uma tensão de superfície crítica (yc) de pelo menos 50 m.N/m a 2(FC. O tamanho de poro médio pode ser calculado observando a superfície de parede A ou superfície de parede C usando um microscópico eletrônico, a uma ampliação que permita observação de dez ou mais orifícios em um único campo visual, e tratando os poros na foiomierograíla como círculos próximos para determinar o diâmetro a partir do valor médio de área.

Que a parede de membrana é composta de um polímero hidtofóbíco e um polímero hídrofílico significa que a parede de membrana compreende tanto um polímero hídrofóbico como u.m polímero hidrofílico, independente da estrutura de fase (por exemplo, pode ser um sistema compatível ou separado por fuse, embora seja preferivelmente um sistema não compietamente compatível).

Na membrana porosa, a relação de teor de polímero hidrofílico da região a“ incluindo superfície de parede A é maior que a rehçao de teor de polímero hidrofílíeo da região V^s incluindo superfície de parede C, e o tamanho de poro médio da superfície de parede C é maior que o tamanho de poro médio da superfície de parede A. Com este tipo de construção, a membrana porosa terá maior resistência para suportar mudança de temperatura ou mudança de pressão que as membranas porosas convencionais, apresentará uma taxa de filtração ainda mais excelente e propriedade de fracionamento, será resistente ao acúmulo de matéria removida sobre a superfície de membrana e dentro da membrana, será resistente à obstrução dos poros de membrana, e será eapaz de manter uma alta taxa de fíltração por períodos prolongados, ao mesmo tempo que também é mais faeil de lavar que processos de lavagem de membrana conhecidos. O processo de lavagem, por exemplo, pode ser retrolavagem, em que o fluido de lavagem é circulado na direção de filtração e na direção inversa, ou depuração de ar, em que a membrana é oscilada por introdução de bolhas de ar no módulo para remover a matéria acumulada.

Por exemplo, um líquido a ser tratado que é transportado para o lado de superfície de parede C da membrana porosa passa através do interior de membrana porosa onde matéria é removida, sendo clarificado antes de escoar para fora do lado de superfície de parede A.. Uma membrana porosa tendo este tipo de construção pode apresentar apropriadamente um efeito de filtração de profundidade, através da qual partículas menores que os poros de membrana são retidas dentro da membrana na região V, para sua remoção. Por outro lado, uma vez que a relação de teor de polímero hidrofílico é alta e a força adsortiva entre as partículas e membrana é baixa na região ⁱ⁴a\ é possível impedir obstrução dos poros de membrana por adsorção de partícula. Impedindo a obstrução dos poros de membrana por adsorção de partículas na região AU, que tem um pequeno tamanho de poro, é possível manter uma alta taxa de filtração por períodos prolongados. Ademais, uma vez que um efeito de filtração de profundidade pode ser apropriadamente apresentado na região ^í4c⁴\ que tem um grande tamanho de poro, o desempenho de filtração, incluindo a propriedade de fraclonamento, é excelente.

A membrana porosa preferivelmente satisfaz â seguinte desigualdade (I)

Ca. > CbCç(I) [em desigualdade (I), Ca representa a relação de teor de polímero hidrofílico na região ”a”, Cb representa a relação de teor de polímero hidrofílico na região b e Cc representa a relação de teor de polímero hidrofílico na região

A membrana porosa tem uma relação relatívamente baixa de teor de polímero hidrofílico na região ’V através da qual o líquido a ser tratado passa primeiro, e, portanto, matéria removida é adsorvida, e excelente desempenho de filtração é apresentado. Por outro lado, o teor de polímero hidrofílico na região através da. qual o líquido a ser tratado passa por último è relativamente alto, de mudo que deposição da matéria removida e sua

obstrução de puro de membrana assoeh	ida podem ser impedidas. A re	gião ’	^sb”
entre estas duas regiões tem um >	equilíbrio satisfatório entre .	as di	,ia.s
características. Consequentemente, a	membrana porosa com. este	tipo	de
construção apresenta desempenho de	filtração superior, enquanto	é m	ais
resistente à obstrução de poro de membrana e mantém uma alta	taxa	de
filtração por períodos prolongados.
A. rn.em.bra.na porosa prefe	riveltnente também satisfaz à	seguí:	nte

desigualdade (Π)

Pa < Pb < Fc(H) [em desigualdade (II), P_a representa o tamanho de poro médio de 0 uma seção transversal na região Pb representa o tamanho de partícula médio de uma seção transversal na região ^,{b” e Pc representa o tamanho de partícula médio de uma seção transversal na região ^fV.].

Esta membrana porosa pode rejeitar substância na região V que não foi rejeitada na superfície de parede C pode remover substância na região .5 ^Kb’^f que nau foi rejeitada mesmo na região c'\ e pode rejeitar substancia na região a* que não foi rejeitada mesmo na região ”b’\ Ou seja, a membrana porosa apresenta desempenho de frauionamentu mais excelente rejeitando matéria removida em estágios. A seção transversal da região a* é a superfície cortada em perpendicular â parede de membrana da membrana porosa, O tamanho de poro .médio pode ser calculado observando cada seção transversal usando um microscópico eletrônico, a uma ampliação que permita observação de dez ou mais orifícios em um único campo visual, e tratando os poros na fotomicrografia como círculos próximos a fim de determinar o diâmetro a partir do valor médio de área,

Como exemplos de polímeros hidrofílicos podem ser mencionados pofivinilpitTOlidona, poiietileno glicol, álcool polivmílico, celulose, e substâncias derivadas dos precedentes,. Entre estes, os preferidos como polímeros hidrofílicos são polivimlpirrolidona, polietileno glieol e seus derivados, sendo a poUvinilpirrolidona a mais preferida. Qualquer um destes polímeros hidrofílicos pode ser usado sozinho, ou dois ou mais dos mesmos podem ser usados em conjunto. Estes polímeros hidrofílicos tem excelente compatibilidade com polímeros hidrofôbicos, e suas membranas porosas são homogêneas e têm excelente resistência mecânica, Além disso, a lavagem é facilitada, uma vez que absorção de matéria, removida sobre a superfície de membrana e dentro da membrana pode ser adicionalmente impedida.

Corno exemplos de polímeros hidrofôbicos podem ser mencionados polímeros à base de polissulfona, tais como pohssulfona (por exemplo, a 20°C tensão de superfície crítica (γο) de 45 mN7m) e políetersulfona (por exemplo, a 2(ríC tensão de superfície critica (yc) de 41 m.N/m), ou fluoreto de polivinilideno (por exemplo, a 20°C tensão de superfície crítica (ye) de 25 mN7m), cloreto de pofívmilídeno, cloreto de poli vinda, poliacrilonítrila (por exemplo, a 20^cC tensão de superfície crítica (ye) de 44 m.N/m), e semelhantes. Entre os preferidos como polímeros hidrofôbicos estão polímeros á base de pohssulfona e fluoreto de polivinilideno, com polímeros à base de pohssulfòna sendo maís preferíveis quando se usa polivímlpirrolidcna como o polímero hidrofóbico. Qualquer u.m destes polímeros hidrofôbicos pode ser usado sozinho, ou dois ou mais dos mesmos podem ser usados em mistura. Com estes polímeros hídrofóbleos, a membrana de fibra oca porosa apresentará resistência amda mais excelente contra mudanças de temperatura ou mudanças de pressão, e alto desempenho de filtração pode ser atingido.

O tamanho de puro médio da superfície de parede C é preferível mente entre l pm e 50 pm, mais preferível mente entre 5 pm e 40 pm, e ainda mais preferivelmente entre 10 pm e 30 pm. Este tipo de membrana porosa é apropriado para clarifieação de fermentados de cerveja, e permite remoção eficiente de microorganismos e suas células rompidas que estão presentes em fermentados de cerveja. Se o tamanho de poro médio da superfície de parede C for de pelo menos 1 pm, será possível apresentar urn efeito de filtração de profundidade apropriado para reter matéria removida dentro da membrana, e a obstrução dos poros de membrana devido ao acumulo de matéria removida sobre a superfície de membrana será minimizada. Também, se o tamanho de poro médio da superfície da parade C for 50 pm ou menor, a proporção dos poros sobre a. superfície de membrana não será tão grande, e será possível manter resistência de membrana porosa satisfatória. A fim de limitar o tamanho de poro médio da superfície de parede C dentro da faixa especificada acima, a concentração de bom solvente da solução de solidificação sobre o lado de superfície de parede C pode ser regulada a 85% em peso ou maior, por exemplo, nos processos de produção descritos abaixo.

O tamanho de poro médio da superfície de parede A é preferivelmente entre 0,1 pm e 20 pm, mais preferivelmente entre 0,2 pm e 15 pm, e ainda mais preferivelmente entre 0,3 pm e 10 pm. A fim de limitar o tamanho de poro médio da superfície de parede A dentro da faixa especificada acima, a temperatura da solução de solidificação sobre o lado de superfície de parede A pode ser regulada entre 50°C e 90°C, por exemplo, nos processos de produção descritos abaixa.

A região ‘V preferivelmente tem um tamanho de poro de rejeição de pelo menos 0,05 pm e menos que 1 pm, ela tem mais preferivelmente um tamanho de poro de rejeição de pelo menos 0,1 pm e menus que 1 pm, e ela tem ainda mais preferivelmente um tamanho de poro de rejeição de entre 0.2 pm e 0,8 pm. Um tamanho de poro de rejeição de pelo menos 0,0$ pm irá ajudar a impedir resistência a permeação excessivamente grande, e pode impedir aumento da pressão requerida para filtração, e quando é realizada, por exemplo, filtração de uma. solução contendo partículas microbianas, será possível evitar superfície de membrana obstrução e redução em eficiência de filtração provocada por destruição e deformação das partículas microhianas. Uma propriedade de iracionarnento suficiente será obtida se o tamanho for menor que I pm. A fim de limitar o tamanho de poro de rejeição da região ’’a¹' para dentro da faixa especificada acima, a temperatura da solução de solidificação sobre a lado de superfície de parede A pode ser regulado para entre 50^<JC e 9(PC, por exemplo, nos processos de produção descritos abaixo.

O 'hamanho de poro de rejeição” referido aqui significa o tamanho de partícula para, uma taxa de rejeição de permeação de partícula de 90%, quando uma dispersão de partícula contendo partículas dispersas de tamanho fixo é filtrada usando a membrana porosa. Especificamente, a dispersão de partícula é filtrada e a mudança, em concentração de partícula é medida, por exemplo, ames e após filtração. A medição é conduzida enquanto se varia o tamanho de partícula de 0,1 p.m a um nível de cerca de 0,1 pm, e uma curva de rejeição ά desenhada para a.s partículas. Os 99% de tamanho de partícula rejeitavais são fidos a partir da curva de rejeição, e este tamanho pode ser usado como o tamanho de poro de rejeição.

A membrana porosa preferivelmente compreende uma camada de tamanho de poro mínimo na região a”, Se a camada de tamanho de poro mínimo estiver presente na região “a” que tem uma alta relação de teor de polímero hidrofílico, será possível impedir mais cunfíavelmente obstrução de poros de membrana por adsorçâo de partículas. A camada de tamanho de poro mínimo é a camada contenda o menor tamanho de puro como determinada com observação de uma seção transversal da membrana porosa com um 5 microscópico eletrônico. O tamanho de poro da camada de tamanho de poro mínimo é aproximadamente igual ao tamanho de poro de rejeição, e, portanto, o tamanha de poro da camada de tamanho de poro mínimo pode ser obtido medindo o tamanho de poro de rejeição. O tamanho de poro da camada de tamanho de poro mínimo é preferível mente pelo menos 0,05 pm e menos que l 10 pm, mais preferivelmente pelo menos 0,1 um e menos que 1 pm, e ainda mais preferivelmente entre 0,2 pm e 0,8 pm. A fim de incluir a camada de tamanho de poro mínima na região ⁿa^íf, a concentração de bom solvente da solução de solidificação pude ser de 85% em peso ou maior sabre o lado de superfície de parede C, e a concentração de bom solvente da solução de solidificação pude 15 ser de até 50% em peso sobre o lado de superfície de parede A no processo de produção descrito abaixo.

A membrana porosa tem uma espessura de filme de preferivelmente entre 300 pm e 1000 pm, e mais preferivelmente· entre 350 p.m e 800 p.m. Se a membrana porosa tiver uma. espessura, de filme de pelo menos 20 300 p.m, a faixa em que matéria removida pude ser retida dentro da membrana será limitada, e será passível obter um efeito de fíltração de profundidade suficiente, enquanto que, além disso, a taxa de filtraçao tenderá a ser reduzida menos facilmente. Com uma membrana porosa tendo uma espessura de filme de até 1000 pm, será possível realizar lavagem estável de matéria removida 25 acumulada dentro da membrana, e o desempen.hu de fíltração após lavagem serâ restaurado satisfatoriamente, fiara a espessura de filme ficar dentro desta faixa, o espaço do canal de fluido externo no bocal d.e tubo duplo pude ser regulado a 200 pm~12Q0 pm (preferivelmente 300 μηι~Π)00 pm), por exemplo, no processo de produção descrita abaixo.

A membrana porosa preferivelmente tem seu tamanha de poro reduzindo continuamente a partir da superfície de parede C em direção à camada de tamanha de poro mínimo. Este tipo de construção pode produzir um efeito de tlltraçâo de profundidade ainda maior para reter matéria removida dentro da membrana, enquanto que rnanlén} uma alta taxa de fdtraçao por períodos prolongados. A fim de ter o tamanho de poro reduzindo continuamente a. partir da superfície de parede C em direção à camada de tamanho de poro mínimo, a concentração de bom solvente da solução de solidificação pode ser de 85% em peso ou maior sobre o lado de superfície de parede C, e a concentração de bom solvente pode ser de até 50% em peso sobre o lado de superfície de parede A, por exemplo, no processo de produção descrito abaixo.

A membrana porosa tem um teor de polímero hídrofílico preferivelmente entre 0,2% em peso e 3% em peso, mais preferivelmente entre 03% em peso e 2,5% em peso, e ainda mais preferivelmente entre 0,5% em peso e 2% em peso, com base no peso total da membrana porosa. Uma membrana de fíbra. oca porosa tendo um teor de polímero hídrofílico de pelo menus 0,2% em peso será resistente à adsorção de matéria removida sobre a. superfície de membrana e dentro da membrana e também â obstrução dos poros de membrana, permitindo, assim, lavagem estável. Uma membrana de fibra oca porosa com um teor de polímero hídrofílico não superior a 3% em peso sem resistente à obstrução dos poros de membrana provocada por íntumescimento do polímero hídrofílico, de modo que aumento em resistência de permeaçao pode ser impedido, e alto desempenho de filiraçào pode ser mantido. A fim de limitar o teor de polímero hidrofílico dentro desta faixa, a relação do polímero hidrofóbico e polímero hídrofílico na solução formadora de membrana compreendendo o polímero hidrofóbico e polímero hídrofílico pode ser o primeiro:últ.ímo -· (I ):(0,1-1,5) (preferivelmente primeiro: último (1):(0,513)), por exemplo, no processo de produção descrito abaixo.

A membrana porosa preferivelmente também satisfaz à seguinte desigualdade < ΠΙ)

CaCc > 2(111) [em desigualdade (III), Cg representa a relação de teor de polímero hidrofílico na região a” e C_c representa a relação de teor de polímero hidrofílico na região

Este tipo de membrana porosa pode apresentar mais confia velmente tanto excelente desempenho de fíltração na região como um efeito de impedir obstrução de poros de membrana por matéria removida depositada na região V, .A membrana porosa com o polímero hidrofílico neste tipo de distribuição apresentará um efeito de fíltração de profundidade mais excelente na região ”c“ e um efeito mais excelente de Impedir obstrução dos poros de membrana devido à adsorção de matéria removida na região *'a‘\ Ela também lerá excelente capacidade de limpeza, e será capaz de manter alto desempenho de fíltração mesmo com fíltração e lavagem repetitivas. Para aumentar mais estes efeitos, preferivelmente Cg/Ce. > 2,2, e mais preferivelmente C&/Ce 2 2,4. Para desigualdade (UI) ser satisfeita, a relação do polímero hidrofobico e polímero hidrofílico na mistura do polímero hidro.fob.ioo e polímero hidrofílico pode ser o primeiro: ao último -- (1):(0,11,5) (preferivelmente o primeiro: ao último ™ (1):(0,3-1,2)), por exemplo, no processo de produção descrito abaixo,

A concentração do polímero hidrofílico ua região a** da membrana porosa está preferivelmente entre (),3¾ em peso e 3,5% em peso, mais preferivelmente entre 0,4% em peso e 3_s0% em peso, e ainda mais preferivelmente entre 0,5% em peso e 2,5% em peso. Uma concentração de polímero hidrofílico de pelo menos 0,3% em peso resultará em uma restauração satisfatória por lavagem, enquanto que um teor não superior a 3,5% em peso pode minimizar eluição pelo fluido de filtração.

A membrana porosa pode ser esterilizada por tratamento em autoclave. A esterilização em autoclave irá permitir que a membrana porosa 5 seja apropriadamente usada para filtração de partículas mierobíanas, Quando o tratamento em autoclave é realizado, o polímero hidrofôbieo é preferivelmente um com baixa variação em permeação de água antes e depois de tratamento em autoclave. Especificamente, a mudança em permeação em água antes e após tratamento em autoclave (F'AC/Fo), como determinado a. partir da permeação 10 de água purificada antes do tratamento em autoclave (Fp) e a permeação de água purificada depois do tratamento (FaC)» ó preferivelmente pelo menos de 0,9 e menos que 1,1. Os polímeros à base de polissulfona podem ser mencionados como exemplos destes polímeros hidrofobicos.

A membrana porosa desta forma de realização pode ser uma

1.5 membrana de fibra oca porosa cuja parede de membrana é composta de um polímero hidrofôbieo e um polímero hidrofilíco, em que quando a parede de membrana é dividida em três seções na direção de espessura de filme para separação em três seções, a relação de teor de polímero hidrofilko da região periférica externa, incluindo a superfície externa (superfície de parede A) 20 (região a), é maior que a relação de teor de polímero hidrofifico da região periférica interna, incluindo a superfície interna (superfície de parede C) (região ’Vfi, e o tamanho de poro médio da superfície interna é maior que o tamanho de poro médio da superfície externa. A membrana de fibra oca é uma membrana que tem uma forma tubular oca, e por ter este típo de formato, ela 25 pode aumentar a área de superfície de membrana por volume unitário do módulo, comparada com a membrana plana.

A membrana de fibra oca porosa tem preferivelmente um diâmetro interno de entre 1000 pm e 2000 pm. Sc o diâmetro interno é de pelo menos

1000 μχη, será possível realizar filtração contínua, mesmo ao filtrar sólidos em suspensão facilmente agregadores, tais como partículas microbianas, sem que as aberturas de entrada de fibra oca fiquem obstruídas pelos sólidos em suspensão agregados. Também, se o diâmetro interno não for maior que 2000 um, at espessura de uma única membrana de fibra oca porosa não será tão grande, ajudando, assim, a assegurar uma. grande área de superfície de membrana efetiva por módulo, e impedir redução em desempenho de filtração. Para que o diâmetro interno fique dentro desta faixa, o diâmetro do canal de fluído interno no bocal de tubo duplo pode ser regulado a. 500 pm-2500 pm (preferivelmente 600 pm-2200 pm), por exemplo, no processo de produção descrito abaixo.

Um. processo para produzir uma membrana porosa, de acordo com esta forma de realização serã explicado agora, em detalhes, como um exemplo de um processo para produzir uma membrana de fibra oca porosa (a seguir também referido como processo para produzir uma membrana de fibra oca porosa ou simplesmente processo de produção desta forma de realização).

O processo pana produzir uma membrana de fibra oca porosa compreende a etapa de solidificação, em que as seguintes descargas (extrusues) (l) e (2) são realizadas simultaneamente para solidificação na solução de solid! ficação externa.

(1) Descarga de solução de solidificação Interna a. partir do canal de fluida interna do bocal de tubo duplo, e (2) Descarga, de uma solução formadora de membrana compreendendo um polímero hidrofôbico, um polímero hidroítlieo, um bom solvente para ambos os polímeros, e um não solvente para, um polímero hidrolbbico, a partir du canal de fluido externo do bocal de tubo duplo.

Este processo de produção pode produzir conveníentementc uma membrana de fibra oca porosa. A solução preferivelmente passa através da seção de folga de ar após as descargas (extrusões) (l) e (2) e antes de solidificação na solução de solidificação externa. Aqui, ’’passa através da seção de folga de ar significa que a solução formadora de membrana descarregada a partir do bocal de tubo duplo primeiro passa através do ar (ou através de um gás, tal como um gás inerte) sent fazer contato imediatamente oom a solução de solidificação externa.

A fig. I é ama vista transversal mostrando um bocal de tubo duplo preferido para produção de uma membrana porosa de acordo com a presente forma de realização. -Aqui, o bocal de tubo duplo 10 é um bocal com um canal de fluido interno 11 formado na seção central do bocal, e um canal de fluido externo .12 formado cireundando-o, com uma divisória formada entre os canais de fluido. O canal de fluído interno 11 do bocal de tubo duplo 10 é preferivelmente circular na seção transversal perpendicular à direção longitudinal do bocal, enquanto que o canal de fluido externo 12 do bocal de tubo duplo é preferivelmente anular na seção transversal perpendicular à direção longitudinal do bocal, e preferivelmente ambos os canais de fluido são concêntricos (tendo um centro comum).

A solução de solidificação interna é preferivelmente uma solução aquosa compreendendo um bom solvente para um polímero hidrofób.ico a 80% em peso ou maior, e menos que 100% em peso, com base no peso total da solução de solidificação interna, do ponto de vista de ajustar apropriadamente a distribuição de polímero hidrofilíeo. Do ponto de vista de obter uma membrana de fibra oca porosa com uni tamanho de poro de superfície interna de pelo menos 5 pm, a solução aquosa. preferivelmente compreende o solvente a 8.5% em peso ou maior, e menos que 98% em peso. A temperatura da solução de solidificação interna é preferivelmente na faixa de -30 a *30*C\ como a temperatura da solução formadora de membrana em descarga a partir do bocal de tubo duplo, a fim de minimizar variação em desempenho devido a mudanças na temperatura de liquida.

O bom solvente para w polímero hidrofôbico pode ser N~metíl-2~ pirrolídona (NMP), dímetillomiamída (DMF), dímetilacetamida (DMAC), dírnefilsulfoxido (DMSQ) ou similares, qualquer uni destes pudenda ser usado sozinho ou em conjunto. Por exempla, Nonetíl-C-pirrafidona ou dimetííacetamida é preferida, quando pofissullona é usada, como o polímero hidrofiSbico, e N-metiM-plrroHdona é mais preferida quando polivinilpirrolidona é usada corno o polímero hidrofifico.

A solução de solidificação externa é preferivelmente uma solução de solidificação composta príncipalmente de água e tendo poder de solidificação mais alto para a solução formadora de membrana que a solução de solidificação interna. Usando esta solução de solidificação externa, é possível obter uma membrana de fibra oca porosa tendo um tamanho de poro de superfície interna maior que o tamanho de poro de superfície externa, com o tamanho de poro diminuindo contínuamente do lado de superfície interna para a camada de tamanho de poro mínimo. A capacidade de solidificação pode ser medida moldando finamente uma solução formadora de membrana transnarente sobre vidro e determinando a velocidade em que turbidez é produzida quando a solução de solidificação circula para baixo, e uma solução de solidificação com uma alta velocidade de wrbídez é uma solução de solidificação com forte capacidade de solidificação. A temperatura da solução de solidificação externa está de preferência entre 30°C e 90*0, e mais preferido entre 50*C e 85*C.

Um bom solvente tanto para o polímero hidrofôbico como polímero hidrofilico é um solvente que não produz componentes insolúveis quando 30 g do polímero hidrofôbico ou polímero hidrofilico são dissolvidos em. 100 g de solvente. Como bons solventes que dissolvem ambos os polímeros são preferidos, do ponto de vista de estabilidade da solução formadora de membrana, solventes compreendendo pelo menos 80%, e mais preferivelmente pelo menos 90% de um solvente misturado, inchnndo um ou mais selecionado de entre N~metil-2-pirrolidona (NMP), dimetilformamida (DMF) e dlmetilacetamída (DMAC). Do ponto de vista de conveniente viabilidade e obtenção de alta permeabilidade de água, o bom solvente preferivelmente contém N-metil-2-pírrolidona,

O teor do bom solvente tanto para o polímero hídrofóbico como polímero hidrofílico na solução formadora de membrana é preferivelmente entre 40% em peso e 75% em peso, e mais preferivelmente entre 50% em peso e 70% em peso, com base no peso total da solução formadora de membrana.

Um não solvente para um polímero hídrofóbico é um solvente que produz componentes insolúveis quando 5 g do polímero hídrofóbico são dissolvidos em 100 g de solvente. Como não solventes para polímeros hidrofóbíeos podem ser mencionados água e compostos de álcool. A glicerina é preferida entre estes, do ponto de vista de facilidade de preparação da solução formadora de membrana, formação de uma. distribuição de polímero hídrofdico, resistência a mudanças na composição durante armazenamento e facilidade de manuseio.

O teor do não solvente na solução formadora de membrana está preferivelmente entre 0,5% em peso e 15% em peso, e mais preferivelmente entre 1% cm peso e 10% em peso, com base no peso total da solução formadora de membrana.

A solução formadora de membrana tem preferivelmente uma viscosidade de solução de entre 30 Part e 200 Part, e mais preferivelmente entre 40 Pa-s e 150 Pa-s, na temperatura em que é descarregada do bocal de tubo duplo, Se a viscosidade de solução for de pelo menos 30 Part, a solução formadora de membrana descarregada a partir do canal de fluido externo do bocal de tubo duplo ao formar a membrana de fibra oca porosa não gotejará abaixo de seu próprio peso, permitindo que uma contagem mais longa seja

11111101111111111111111111111111111111111111)11!^^ assumida, e, portanto, esta é preferida para produção de uma membrana de fibra oca porosa com ama espessura de filme de 300 pm ou maior, e um tamanho de poro de 0,1 pm ou maior. Se a viscosidade de solução não for maior que 200 Pa-s, então será possível extrusão estável a uma taxa de 5 escoamento constante a partir do bocal de tubo duplo, e variações em desempenho de membrana, assim, podem ser impedidas.

No processo de produção desta forma de realização, o polímero hidrofilieo é preferivelmente poiivinilpirrolídona com um peso molecular médio ponderai de entre 20.000 e l. .000.000, e mais preferivelmente 0 poltvinilpírrolidona de entre 200.000 e 900.000, e do ponto de vista de distribuição apropriada e teor do polímero hidrofilieo, é ainda mais preferivelmente po.fi vinilpirrolidona de entre 400.000 e 890.000. Usar este tipo de polímero hidrofilieo irá facilitar ajuste da solução formadora de membrana com uma viscosidade de solução na faixa preferida especificada acima.

O teor do polímero hidrofilieo na solução formadora de membrana está preferivelmente entre 8% em peso e 30% em peso, e mais preferivelmente entre 10% em peso e 2.5% em peso, com base no peso total da solução formadora de membrana. Também, o teor do polímero hidrofilieo na solução formadora de membrana está preferivelmente entre 15% em peso e 30% em 0 peso, e mais preferivelmente entre 18% em peso e 25% em peso, com base no peso total da solução formadora de membrana. Se os teores do polímero hidrofilieo e do polímero hídrotobíco estão dentro destas faixas, será possível ajustar Facilmente a solução formadora de membrana para ter uma viscosidade de solução na faixa preferida especificada, acima, enquanto que também será possível obter uma membrana de fibra oca porosa com um teor de polímero hidrofilieo na faixa preferida especificada acima.

No processo de produção para esta forma de realização, uma porção do polímero hidrofilieo é preferivelmente removida usando uma solução

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aquosa comendo agente oxidante, ou simultaneamente, ou após a etapa de solidificação (preferivelmente apôs a etapa de solidificação). Como exemplos de soluções aquosas contendo agente oxidante podem ser mencionados; solução aquosa de hipoclorito de sódio e solução aquosa de peroxide de hidrogênio. De acordo com este processo de produção, a relação de teor de polímero hidrofílíeo e a do teor de polímero hidrofílíeo em cada região estão dentro das faixas especificadas acima, permitindo que ama membrana de fibra oca porosa com desempenho de filtração mais excelente e que capacidade de limpeza seja obtida, Quando uma solução aquosa de hipocloríto de sódio é 10 usada como a solução aquosa contendo agente oxidante, uma solução aquosa com uma concentração de entre 100 ppm e 50,000 ppm pode ser usada, e o tempo de decomposição e temperatura podem ser modi ficados pelo tipo e teor do polímero hidrofílíeo usado, para ajustar o teor de polímero hidrofílíeo e distribuição. Por exemplo, quando um polímero hidrofílíeo com um peso .15 molecular de 25.000 é usado, com 2000 ppm de hipocloríto de sódio, é possível ajustar o teor e distribuição do polímero hidrofilico limitando o tempo de decomposição em 3 horas e lavando com água quente a 90°C por 3 horas.

O processo de produção de acordo com esta forma de realização é preferivelmente um processo para produzir uma membrana porosa 2(1 compreendendo uma etapa de solidificação, em que a solução de solidi ficação interna e a solução formadora de membrana são simultaneamente descarregadas a partir do bocal de tubo duplo para a seção de folga de ar formada por um elemento tubular circundando a área entre a superfície de bocal e a superfície de solução de solidificação, e apôs passar através da seção de 25 folga de ar, são solidificadas na solução de solidificação externa, com a seguinte desigualdade (IV) sendo satisfeita, onde St é a area de base do elemento tubular circundando a seção de folga de ar, So é a area, de superfície externa da membrana de fibra oca porosa que está inserida na seção de folga de ar, e Ha é a umidade absoluta no centro da seção de folga de ar circundada pelo elemento tubular. Este processo de produção permite que o tamanho de poro da membrana porosa seja facilmente ajustado e, portanto, pode produzir confiavelmente uma membrana porosa de acordo com a invenção.

60.000 < (St/So) ^x Ha < 640.000 (IV)

Um valor (St/So) * Ha de mais de 60.000 pode dar uma membrana de fibra oca porosa que possa manter uma alta taxa de filtração por períodos prolongados, enquanto que um valor de menos de 640.000 ira permitir produçao estável de uma membrana de fibra oca porosa de acordo com a invenção, sem nenhuma variação em desempenho. O valor é mais preferivelmente de 200.000 < (St/So) Ha < 500.000, O elemento tubular usado neste caso pode ser circular cilíndrico ou poligonal cilíndrico, mas a fim de limitar variação de desempenho, a distância entre a superfície de parede cilíndrica e a superfície externa da membrana de fibra oca é preferivelmente uniforme. Diversas membranas de fibra oca também podem ser formadas em um. único elemento tubular.

Quando a membrana porosa desta forma é urna membrana plana, ela pode ser obtida, por exemplo, usando um método conhecido para moldar a solução formadora de membrana sobre um material de base, tal como um pano não tecido impregnado com uma solução de solidificação Interna, e, em seguida, solidificando o mesmo na solução de solidificação externa.

A membrana porosa desta forma de realização também pode .ser usada para fazer um módulo de membrana porosa.

Um modo preferido do processe para produzir um liquido clarificado de acordo com a invenção será explicado agora em detalhes.

O processo para produzir urn líquido clarificado de acordo com este modo compreende uma etapa de filtração, em que um liquido contendo sólidos em suspensão é filtrado com a membrana porosa descrita acima. De acordo com este processo de produção, é possível obter continuamente e rapidamente um líquido com sólidos em suspensão apropriadamente removidos. Claríficaçào significa que pelo menos uma porção dos sólidos em suspensão no líquido são removidos antes de fdtração.

O líquido contendo sólidos em suspensão pode ser um líquido contendo sólidos em suspensão que compreendem material orgânico fino, material inorgânico e uma mistura urgâmco/inorgâmco com tamanhos não superiores à ordem de pm, e água de lastro de navio ou fermentado é especialmente apropriado para uso. Os fermentados incluem bebidas, como vinho e cerveja, alimentos, como vinagre, e várias suspensões obtidas por reação enzimática, mas o processo de produção deste modo é partleularmeute apropriado para se obter cerveja fermentada, em que a levedura foi removida do fermentado de levedura de cerveja. ’’’Cerveja'' refere-se à cerveja produzida convencionalmente usando cevada e lúpulo como materiais, e também incluem bebidas efervescentes produzidas usando materiais diferentes de cevada. De acordo com o processo de produção deste modo, é possível produzir satisfatoriamente fermentado de cerveja clarificado com alta eficiência de produção e baixa contaminação de levedura rompida, e semelhantes.

Na etapa de fihração, a filtraçào é praferívelmente realizada conduzindo o líquido a ser tratado (líquido contendo sólidos em suspensão) da superfície de parede C da membrana porosa para a superfície de parede A. Ou seja, quando a membrana porosa é uma membrana de fibra oca. a filtraçào é preferivelmente realizada por filtraçào à pressão interna.. Com fíítração desta maneira, as características da membrana porosa serão satisfatoriamente apresentadas, uma alta taxa de filtraçào pode ser mantida por períodos prolongados, rompimento e deformação celular são minimizados e lavagem de membrana pode ser realizada facilmente com alta eficiência de tratamento.

A filtraçào é preferivelmente realizada por filtraçào cruzada na etapa de fíltração. A fíltração cruzada é um processo de filtração em que, no caso de uma membrana de fibra oca porosa, por exemplo, um líquido contendo sólidos em suspensão é introduzido no tubo a partir de urna extremidade da membrana de fibra oca porosa, e transportado ao longo da parede de membrana, enquanto que o líquido clarificado que foi filtrado na parede de membrana é descarregado a partir da cavidade de abertura, e o líquido concentrado contendo sólidos em suspensão por fíltração é removido a partir da outra extremidade da membrana de fibra oca. porosa,

A velocidade de transporte de líquido em fíltração cruzada é preferivelmente uma velocidade linear de entre 0,2 m/s e 2,5 m/s. Uma velocidade de transporte de líquido de pelo menos 0,2 m/s irá evitar redução da taxa de fíltração, enquanto que uma. velocidade não superior a 2,5 m/s írà ajudar a. evitar rompimento dos sólidos em suspensão, tal como levedura no líquido, impedindo, assim, contaminação do filtrado por matéria rompida. Quando os sólidos em suspensão são aitamente suscetíveis à deformação e rompimento por força externa, a. velocidade está preferivelmente entre 0,2 m/s e 2.0 m/s, e mais preferivelmente entre 0,2 m/s e 0,9 m/s»

O processo de produção de acordo com este modo também compreende preferivelmente uma etapa em que o filtrado obtido na etapa de fíltração é usado para retroiavar a membrana porosa. A retrolavagem permite remoção periódica de sedimento sobre a superfície de membrana porosa ou dentro da membrana, para permitir que o desempenho de fíltração da membrana porosa seja mantido por períodos prolongados. Também será possível manter uma taxa de fíltração suficiente por períodos prolongados a baixa pressão e uma. velocidade baixa, de iramsporte de líquido, de modo que rompimento de sólidos em suspensão, tal como levedura no liquido, pode ser ai mia impedido.

[Exemplos]

A presente invenção será explicada agora mais em detalhes com base era exemplos e Exemplos Comparativos, com o entendimento de que a invenção não está de modo algum limitada aos exemplos.

Os seguintes métodos foram usados para medição dos tamanhos de poro de superfície interna, medição dos tamanhos de puro de seção transversal, medição dos tamanhos de poro das camadas de tamanho de poro mínimo, medição do diâmetro interno, diâmetro externo e espessura de filme da membrana de fibra oca porosa, medição da relação de teor de poiivinítpirrolidana, medição da distribuição de polivinilpirrolidona, medição da viscosidade de solução da solução formadora, de membrana, medição do peso molecular médio ponderai da polivinilpirrolidona e medição do desempenho de fíltração, para as membranas porosas obtidas nos exemplos e exemplas comparativas descritos abaixo.

(1) Medição de tamanhos de poro de superfície externa (superfície de parede A) e superfície interna (superfície de parede C)

Uma superfície da membrana porosa secada por congelamento foí observada usando microscópico eletrônico, a ampliação permitindo observação de 10 ou mais puros em um único campo visual. Os poros na fotomícrografia obtida foram tratados como círculos próximos, e o diâmetro determinado a partir do valor médio de área foi registrado cume o tamanha de puro média.

(2) Medição de tamanho de poro em seção transversal

A seção transversal da membrana porosa secada por congelamento foi continuamente observada na direção de espessura de filme usando um microscópico eletrônico, a uma ampliação em que nau mais que 1/10 da espessura de filme encaixam-se em um único campo visual, e pelo menos 10 destas futumicrugrafias foram unidas para obter uma fotografia contínua na direção de espessura de filme transversal. Uma linha foi desenhada perpendicular à direção de espessura de filme na fotografia obtida, e os comprimentos em que a linha cruzava longitudmalmente os poros foi medida, A seção com o menor comprimento cruzando os poros foi registrada como a camada de tamanho de poro mínimo. Para as membranas porosas dos exemplos, confirmou-se que os tamanhos de poro diminuíam continuamente a 5 partir da superfície interna (superfície de parede C) em direção à camada de tamanho de poro mínimo. Por outro lado, nenhuma distribuição deste tipo de tamanho de poro podería ser observada na membrana de fibra oca do Exemplo Comparativo L (3) Método para determinar tamanho de poro de camada de 1 o tamanho de poro m 1 ni m o

As partículas de látex de poliestireno foram dispersas em uma solução aquosa de dodecilsuliato de sódio a 0,5% em peso, a uma concentração de partícula de 0,01% em peso, para preparar uma dispersão de partícula de látex, A membrana porosa foi usada para fdtração da dispersão de partícula de 15 látex, e a mudança na concentração de partícula de látex antes e após fíltração foi medida.. A medição foi conduzida enquanto se variava o tamanho de partícula de látex de 0,1 p.m a um grau de cerca de 0,1 pm, e uma curva de rejeição foi desenhada para as partículas de látex, O tamanho de partícula de rejeição de 90% foi lido a partir da curva de rejeição, e o tamanho foi usado 20 como o tamanho de poro da. camada de tamanho de poro mínimo.

(4) Medição de diâmetro interno e diâmetro externo de membrana porosa, e espessura média de filme.

A membrana, porosa foi cortada em um formato de tubo circular fino e observada sob um microscópio de medição, e o diâmetro interno (pm) e 25 diâmetro externo (pm) da membrana porosa foram medidos. A seguinte fórmula. (IV) foi usada para calcular a espessura de filme a partir do diâmetro interno e diâmetro externo obtidos.

Espessura de filme (pm)⁸⁵ (diâmetro externo - diâmetro mterno)/2 (IV) (5) Medição de relação de teor de polivinilpirrolidona (para membrana de polissul fona)

A membrana porosa foi submetida à medição UCRMN sob as seguintes condições, e foi realizado cálculo pela seguinte formula (V) do 5 integral (Ipvp) do sinal para polivinilpirrolidona (4H) aparecendo proximo a 1,85-2,5 ppm e o integral (I_F;:) do sinal para polissulfona (4H) aparecendo proximo a 7,3 ppm, no espeet.ro obtido.

[Condições de medição]

Aparelho: JNM-LA400 (JEOL Corp.)

K) Frequência de ressonância: 400.05 MHz

Solvente: D.M.F deuterado

Concentração tie amostra: 5% em peso

Números de varreduras: 256 [Fórmula (V)]

Relação de teor de polivinilpirrolidona (% em peso) ~ 1.Π (^/4)/442(1^/4) -t- 111 (Ι_ρνϊ/4)| x 100 (6) Medição de distribuição de polivinilpirrolidona

Quando a parede de membrana da membrana porosa foi dividida em três seções na direção de espessura de filme para separação em três regiões, 20 amostras foram tomadas de uma seção de região V incluindo a superfície externa (superfície de parede A)» a seção de região V' incluindo a. superfície Interna (superfície de parede C) e região b” entre as duas regiões. A relação de teor de polivírulpirrolidona em cada região obtida foi determinada por medição RMN do mesmo modo como descrita acima..

(7) Medição de viscosidade de solução de solução formadora de membrana

Um frasco de boca larga comendo uma solução formadora de membrana foi colocado em um banho termostático e regulado de modo que a

S4 temperatura du líquido fosse a temperatura na descarga do bocal, de tubo duplo. A viscosidade foi medida usando um víscosímetro Brookfieki.

(8) Medição em peso molecular médio ponderai de pohvmfipirrofidona

Uma solução de amostra contendo polivmilpirtolidona dissolvida em DM.F a uma concentração de 1,0 mg/m.l foi preparada e usada para, medição GPC com base nas seguintes condições, para determinar o peso molecular médio ponderai (com base em PMMA).

Aparelho: HLC-8220GPC (Tosoh Corp.)

Coluna: ShodexKF-606 M, KF-601

Forno * 405Q

Fase Móvel: 0,6 ml/min DMF

Detector; Refratòmetro diferencial

Pesos moleculares padrões PM.MA: 1.944.00(1, 790.000, 28L700, 15 144.000, 79.250, 28.900, 13.300, 5720, 1960.

(9) Medição de desempenho de filtração

As membranas porosas obtidas nos exemplos e Exemplos Comparativos foram usadas para preparar mim-módulos com áreas de superfície de membrana de 100 cm2, _{e a} permeação de agua purificada inicial 2Q foi medida com filtração à pressão interna, a uma pressão de filtração de 50 k.Pa< A água purificada usada foi água filtrada, com uma membrana UF tendo um corte molecular de 6000, após deionização. Esta solução modelo para teste de filtração da suspensão foi preparada solução aquosa de 0,01% em peso de látex uniforme de poliestireno de 0,6 pm. O módulo e solução foram usados 2S para um teste de filtração a uma pressão de filtração de 30 K.Pa e uma velocidade linear circulante no módulo de 0,5 m/s, e o tempo necessário para filtração de l L de solução e a taxa de rejeição de látex foram medidos. Em seguida, retrolavagem com água purificada usada foi realizada por 5 minutos, a uma pressão de retrolavagem de 30 kPa, e a permeação de água purificada foi novamente medida. O fator de recuperação de permeação de água purificada com retrolavagem foi determinado a partir da permeação de água purificada inicial, e a permeação de água purificada após filtração e retrolavagem.

(Exemplo .1)

Foram dissolvidos 18% em peso de poiissulfona (Udel P350O, produto de Solvay Advanced Polimers) e 15% em peso de polivinilpirrolidona (Luvitec k8(), produto de BASF) em 62% em peso de N-metil-2-pirrolÍdona a 70^çC enquanto se agitava, e em seguida 5% em peso de glicerina, foram acrescentados, e continuou-se a agitar para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi extrudada a partir de um bocal de fiação de duplo anel (diâmetro externo: 2,4 mm, diâmetro médio: 1,2 mm, diâmetro interno: 0,6 mm; o mesmo usado nos exemplos a seguir) a 70^oC junto com uma solução aquosa NMP 90% em peso como uma solução de solidificação interna, e ela foi em seguida passada através de uma seção de folga de ar de 50 mm e solidificada em. água a 8(FC. Durante este tempo, a região desde a fieira até o banho coaguiante ibi circundada por um elemento tubular ajustável por temperatura, com uma área de base de 38 cm-, e a. seção de folga de ar foi mantida a uma temperatura de 75*C e uma umidade, relativa de 100% (umidade absoluta: 240 g/m^y Após remover o solvente em água, a polivinilpirrolidona foi decomposta por 15 horas em uma solução aquosa de hipocloríto de sódio de 2000 ppm e lavada a. fXFC por 3 boras para se obter uma membrana de fibra oca porosa. As propriedades da membrana obtida são mostradas na Tabela L (Exemplo 2)

Foram dissolvidos 18% em peso de pofissulfona (Udel P3500, produto de Solvay Advanced Polimers) e l3% em peso de poHvinilpirruHdona (Luvitec k80, produto de BASF) em 64% em peso de dimetílacetamida a 7()*C enquanto se agitava, e em seguida 5% em pesa de glicerina foram acrescentados, e continuou-se a agitar para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi usada para se obter uma membrana de fibra oca porosa pele mesmo método do Exemplo I. As propriedades da membrana obtida são mostradas na Tabela I..

(Exemplo 3)

Foram dissolvidos 18% em peso de pofissulfòna (Udel P350O, produto de Solvay Advanced Polimers) e 15% em peso de polívínilpirrolidona (Luvitee k80, produto de BASF) em 67% em peso de N-metil-z-pírrolidona a 70°C enquanto se agitava, para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi usada para se obter uma membrana de fibra oca porosa pelo mesmo método do Exemplo L As propriedades da membrana obtida são mostradas na Tabela 1, (Exemplo 4)

Foram dissolvidos 18% em peso de poli.ssttl.fona (Udel P3500, produto de Solvay Advanced Polimers) e 25% em peso de polivimlpirrolidona (Luvitec k30, produto de BASF) em 52% em peso de N-meti.l-2-pirroIidona a 7O^CC enquanto se agitava, e em seguida 5% em peso de glicerina foram acrescentados, e continuou-se a agitar para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi exlrudada a partir de um bocal de fiação de duplo anel a 7(FC junto com uma solução aquosa NMP de 90% em peso como uma solução de solidificação interna, e ela foi em seguida passada através de uma seção de folga de ar de 50 mm e solidificada em água a 80°C. Durante este tempo, a região desde a fieira até o banho coagulante foi circundada por um elemento tubular ajustávd por temperatura com uma área de base de 38 ente, e a seção de folga de ar foi mantida a uma temperatura de 75C e uma umidade relativa de !00% (umidade absoluta: 240 g/m-b. Após remover o solvente em água, a polivimlpirrolidona foi decomposta por 3 horas ||||||||||,_||||||||_|||||||||||||||||||^^ em uma solução aquosa de hipodorito de sódio de 2000 ppm e lavada a 90“C por 3 horas para se obter uma membrana de fibra ova porosa. As propriedades da membrana obtida são mostradas na Tabela 1.

(Exemplo 5)

Foram dissolvidos 1834 ern peso de polissulfbna (Udel P35OO, produto de Solvay Advanced Polimers) e 15% em peso de polivinilpirrolidona (Luvitec k90, produto de BASF) em 62% em peso de N-mettb2-pirrolidona a 70%? enquanto se agitava, e em seguida 5% em peso de glicerina foram acrescentados, e continuou-se a agitar para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana, foi usada para se obter uma membrana de fibra oca porosa pelo mesmo método do Exemplo 1, exceto que o elemento tubular circundando a seção de folga de ar tinha uma área de base de 10 cm-. As propriedades da membrana obtida são mostradas na Tabela L (Exemplo 6)

Foram dissolvidos 18% em peso de polissulfbna (Udel P35OO, produto de Solvay Advanced Polimers) e 15% em peso de polívinilpirrohdona. (Pitzcol k90, produto de Dai-ichi Kogyo Selyaku Co., Ltd.) em 62% em peso de N-metÍl-2~pirrolidona a 70%? enquanto se agitava, e em seguida 5% em peso de glicerina foram acrescentados, e continuou-se a agitar para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi usada para se obter uma membrana de fibra oca porosa pelo mesmo método do Exemplo 1. As propriedades da membrana obtida são mostradas na 'Fabela L (Exemplo Comparativo I)

A medição de desempenho de filtração descrita acima foi realizada pur uma membrana de fibra oca PVDF tendo uma estrutura homogênea, com um tamanho de poro de 0,4 um, como uma membrana de fibra oca para o Exemplo Comparativo l. Os resultados de medição são mostrados na Tabela 1.

(Exemplo Comparativo 2)

Foram dissolvidos 20% em peso de pofissulfona (Uriel P35OO, produto de Solvay Advanced Polimers) e 18% em peso de polivinilpirrolídona (Luvitec k30, produto de BASF) em 62% em peso de N-metiI-2-pÍrrofidoaa a 60°C enquanto se agitava, para preparar solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi extrudada a partir de um bocal de fiação de duplo anel (diâmetro externo: 1,3 mm, diâmetro médio: 0,7 mm, diâmetro interno: 0,5 mm) a 60^cC junto com urna solução aquosa de 95% em peso NMP como uma solução de solidificação intenta, e ela foi então passada através de uma seção de folga de ar de 60 mm e solidificada em água a 7()A1 Durante este tempo, a região desde a fteíra até o banho eoagulante foí circundada por um elemento tubular ajustâvd por temperatura, com uma área de base de 10 cnvk e a seção de folga de ar foi mantida a uma temperatura de 45 A? e uma umidade relativa de 10030, Após remover o solvente em agua, a polivinilpirrolídona foi decomposta por 4 horas em uma solução aquosa de hipoclorito de sódio de 2000 ppm e lavada a SOA? por 20 horas para se obter uma membrana de fibra oca porosa. As propriedades da membrana obtida estão na Fabela i. O teor de poliviniipirroíidona da membrana, ficou abaixo do limite de detecção (0,1%).

(Exemplo Comparativo 3)

Foram dissolvidos 15 panes por peso de polissulfbna (Udel P3500, produto de Solvay Advanced Polimers), 15 panes por peso de poHvmilpirrolidona (Luvitec k90, produto de BASF) e 3 panes por peso de água em 70 panes por peso de N-meíib2-pirn>lidona a 60^<;C, enquanto se agitava, para preparar ama solução formadora de membrana. A solução formadora de membrana foi moldada sobre uma placa de vidro a uma espessura de filme de ISO pm, e após fazer contato com ela, com ar ajustado a uma temperatura de 25^GC e uma umidade relativa de 45% por 5 segundos a 2 m/s, ela foi solidificada em água a. 25°C para obter uma membrana plana porosa. As propriedades da membrana obtida são mostradas na 'Fabela 1.

Tabela 1	Exern pin 1	Exem plo 2	Exem plo 3
Tamanho de
poro médio de	3		•n·
superikie A (pm) Tamanho de
pmo media de	3(1	~’4	31
snperücie C (pm) Tamanho de pore de
camada de	A 4	02	0,08
tamanho de paro mínimo (pm) Tear de	Μ,'*
pot j viral	1,2	η x
pirrolukma C^!>s cm peso) Diâmetro	1380	1420
interno (pm) Diâmetro	1410
externo (pm) Espessura de	2320	2280	2300
membrana (pm) Concentração de polímero	455	450	440
hidrofdico na região a Ca i%} Concentração de polímero	1,6		1,5
hidruOHco na região TE C'b illlllMlillilli Concentração de polímero	0,8	0,7	0,8
hidrofiheo mt ; região “c” Ce	0,6	0.5	0.6

(^%),

1 amanho de
puro médio de	0,6 i 0.4	A
região '2 Pa
(pm) Tamanho de
pom médio de :	7 \	6
região Tr' Pa i flliiliilliisslli

Exvra nk't 6 x '	Exem pk> 6	Ex. Comp.	Ex. Comp. 111:51-1	Ex, comn, .3
.................Λ .............		(),4

liiill	25	0,4	30	:111533:1:
0.3	0.2	0,4	0,1	:\|lil!l
1.6	2d		<0	: o
1450	1440	1400	670
2350	2320	220()	970
450	440	400	150	60
2.1	2.4			: 0Λ
1.6	2		<0	: 0,2
LI	1,7	iBIlBllI	Iflll	llllll
: 0,6	0.4	0.4	()3	0.5
6	$	0,4	llllll

4(}

Tamanha de paro médio de região ”c Pa (pm)	lllli	9	10	10		0,4
nismhaíçâa de
concentração ' de polívíníl pirmlidona	\|1\|\|	‘7 '7	2.31	1,54	1,91	1 ^41	llllllly
t€a/€m Viscosidade de			illlllÜlll
solução formadora do .	80	2^. x	65		131	170		i\|\|\|lj\|\|\|\|i\|\|\|
membrana
(Pa-s?
Pesa molecular
médio ponderai 4,4 Ί0	4,4x10	4,4^x 10	2,5x10	6,4x10 V.%0		^:'? S-10 , 0.5x10 : ⁴ ' 4
de poli vinil	5		iiillif	4	5	5
Permvação do							...................
água purificada	79	A·^.	7 \|	fiiilis	63	39	-·$ 7	41
inicial tbln

necessário para filtração	25	51	105	90	37	81.	.230	: l 80 u?
Taxa de							111-11111:
rejeição de látex (%? Permeaçãu de ãgua purificada	Çv	99	99	99	99	99	99
apôs retmlavag.em r i -m	.·>-V.·	^7	19	20	51		.20	lllliillllllllll
V-iÇ Recuperação
de permeaeào de água	89	88	90	80	81	85	74	44 ififililiiiiliii
purificada (%)
(Sv’SmMIa 2	16900	223018)	229000 477000	55000	216000		88000

[Teste de darificação de fermentado de cerveja] (Exemplo 7)

A membrana de fibra oca porosa obtida no Exemplo 1 foi colocada em um estojo de módulo com um comprimento efetivo de 20 cm por uma área de superfície de membrana de 50 cm'2, para formar um mmAmódtdo, Um fermentado de cerveja /A/sen não filtrada, foi ajustado a 5°C e transportado através do módulo, a uma pressão de filtração de 20 kPa e uma velocidade linear de I m/s, filtração â pressão interna foi realizada por 60 minutos, e taxa de permeação média foi medida. Os resultados de medição são mostrados na Tabela. 2. <

(Exemplo 8)

Um teste de clariftcaçào de fermentado de cerveja realizado do mesmo modo que o Exemplo 7, exceto que o fermentado de cerveja /xfow não filtrada foi transportado a uma velocidade linear de 0,5 m/s, Os resultados de medição são mostrados na Tabela 2.

(Exemplo 9)

Um teste de clarifícação de fermentado de cerveja realizado do mesmo modo que o Exemplo 7, exceto que foi realizada retrolavagem por 30 segundos a cada 10 minutas. Os resultados de medição são mostrados na Tabela 2,.

(Exemplo Comparativo 4)

Um teste de clarificação de fermentado de cerveja realizado do mesmo modo que o Exemplo 7, exceto que uma membrana homogênea de fiuoreto de pofivimlideno com um tamanho de poro médio de 0,4 pm (igual ao Exemplo Comparativo l) foi usada, em vez da membrana de fibra oca porosa usada no exemplo 7. Os resultados de medição são mostrados na Tabela 2, (Exemplo Comparativo 5)

Um teste de clarifícação de fermentado de cerveja realizado do mesmo modo que o Exemplo 7, exceto que a membrana preparada no Exemplo Comparativo 2 foi usada em vez da membrana de fibra oca porosa usada no exemplo '7. Os resultados de medição são mostrados na Tabela 2.

2.5 (Exemplo Comparative} 6)

Um teste de clarifícação de fermentado de cerveja foi realizado do mesmo modo que o Exemplo 7, exceto que a membrana plana, preparada no Exemplo Comparativo 3 foi usada em vez da membrana, de fibra oca porosa usada no exemplo 7, e um suporte de membrana plana, (área de superfície de membrana: 28 cm2) pq usado.. Os resultados de medição são mostrados na Tabela 2.

Exam Exem pio 7 pio 8

Pressão de 20'20 fíltração (kPa)

Vdoeidade linear 10,5 (m/s)

Retrolavagem NoNo

Taxa de fíltração 150118 média por área de membrana (l/m^/h)

Exem Clomp.	Comp.	Comp.
pio 9 Ex, 4	111115111	Ex. 6
ig\|\|\|\|\|\|\|\|\|Íl\|l	iilliiiii	20
	llllllllll
Yes No		llllNótl
165 41		ΙΙΙ1\|\|Ι

Aplica bílidade I ndustriaJ

De acordo com a invenção e possível prover uma membrana porosa que tem maior resistência para suportar mudança de temperatura ou mudança de pressão que as membranas porosas convencionais, permite que seja obtida tanto uma excelente taxa de fíltração como propriedade de fracionamento, é resistente a acúmulo de matéria removida sobre a superfície de membrana e dentro da membrana, é resistente a obstrução dos poros de membrana, pode manter uma alta taxa de fíltração durante períodos prolongados e é facll de lavar, bem como um processo para sua. produção, e um processo para produzir um líquido clari ficado usando a mesma.

Explicação de Símbolos

10: Bocal de tubo duplo, 1 .1 de fluido interno, 12: canal de fluido externo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

I > Membrana porosa cuja parede de membrana é construída de um polímero hidrofõbieo e um polímero hidrofílíco, «iiractenzada pelo fato de que quando a parede de membrana é dividida em três seções na direção de espessura de filme para formar região ’’a’* contendo uma superfície de parede A da parede de membrana, região ”c” contendo outra superfície de parede C e região ^?ib* entre região ^ífa’^! e região ^ftc\ a relação de teor de polímero hidrofílieo Ca na região T é maior que a relação de teor de polímero hidrofíUco Cc na região ^!>c'\ e o tamanho de poro médio da. superfície de parede C é maior que o tamanho de poro médio da superfície de parede A.
2» Membrana porosa de acordo com reivindicação 1, caracterizada pelo lato de que a seguinte desigualdade (I) é satisfeita

Ca > Cb > Cc(l) [em desigualdade (I), Ca representa a relação de teor de polímero hidrofítico na região Cfí representa a relação de teor d.e polímero hidroflíico na região ”b” e C<< representa a relação de teor de polímero hidrofIHco na região Vh].
3. Membrana porosa de acordo com reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a seguinte desigualdade (Π) é satisfeita

Pa < Pb < Pc(H) {em desigualdade (II), P₈ representa, o tamanho de poro médio de uma seção transversal na região Pp representa o tamanho de poro médio de uma seção transversal na região e Pc representa o tamanho de poro médio de uma seção transversal na região VJ.
4. Membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a camada de tamanho de poro mínimo tendo o menor tamanho de poro na seção transversal da parede de membrana está presente na região ”a”,
5. Membrana porosa de acordo eom qualquer urna das reivindicações 1 a 4, çamçterizada pelo fato de que tem urna estrutura em que o tamanho de poro diminui continuamente a partir da superfície de parede C em direção à camada de tamanho de poro mínimo.
6. Membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o tamanho de poro médio da superfície de parede C está entre I pm e 50 pm, a região V’ tem um tamanho de poro de rejeição de pelo menos 0,1 pm e menos que 1 um, e a espessura de fdme da parede de membrana está entre 300 pm a 1000 μην
7. Membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pdo fato de ter teor de polímero hídrofílico de 0,2% em peso~3% em peso, com base no peso total da membrana porosa.
8. .Membra.ua porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, çantcterizada pelo tatu de que a seguinte desigualdade (ΠΊ) é satisfeita

C_a/Cc.>2.íni) [em desigualdade (III), C_a representa a relação de teor de polímero hídrofílico na região ^f,aⁿ e Cc representa a relação de teor de polímero hídrofílico na região V.].
9.. Membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 8, caracterizada pelo fato de que tern um teor de polímero hídrofílico na região M de 0,3% em peso-3,5% em peso, com base no peso total de região ”a”.
10. Membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações l a 9, caracterizada pelo fato de que o polímero hidrofóbico é polissulfona.
11, .Membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, pelo fato de que a membrana porosa é uma membrana de fibra oca porosa, ti superfície de parede A é a superfície externa e a superfície de parede C é a superfície interna.
12. Membrana porosa de acordo com reivindicação II, Çítracterjzada pelo tato de que diâmetro interno está entre 1000 prn e 2000 um.
13. Processo para, produzir uma membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 1.2, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de solidificação, em que uma solução de solidificação interna é descarregada a partir do canal de fluido interno do bocal de t.ubo duplo, enquanto que uma solução formadora de membrana, compreendendo um polímero hidrofóbico, um polímero hidrofílico, um bom solvente para ambos os polímeros e um não solvente para um polímero hidrofóbico, é descarregada a partir do canal de fluido externo do bocal de tubo duplo, para, solidificação na sedução de solidificação externa.
14. Processo de produção de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a solução de solidificação externa é uma solução de solidificação composta príncipaímente de água e tendo poder de solidificação mais alto para a solução formadora de membrana que a solução de sol idi ficação interna.
15. Processo de produção de acorda com reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a solução formadora de membrana é solução formadora de membrana com uma viscosidade de solução de entre 30 Pms e 200 Pa‘S na temperatura, em que ela é descarregada do bocal de tubo duplo.
16. Processo de produção de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizada pelo fato de que o polímero hidroillico é polivimlptrro.lidona com um peso molecular médio ponderai de entre 20.000 e 1.000.000.
17.. Processo de produção de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que o nào solvente é glicerina.,
18. Processo de produção de acordo com qualquer uma das

5 reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo lato de que a solução de solidificação interna è uma solução aquosa compreendendo pelo menos 80% em peso e menus que 100% em peso de um bom solvente para um polímero hidrofóbico.
19. Processo para produzir uma membrana de fibra oca porosa de 10 acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a .18, caracterizado pelo fato de que uma porção do polímero hid.rofi.Uco é removida usando uma solução aquosa contendo agente oxidante, seja durante ou após a etapa de solidificação.
20. Processo para produzir uma membrana de fibra oca porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 19, caracterizado pelo fato

15 de que uma seção de folga de ar circundada por um elemento tubular é provida entre a superfície do bocal de tubo duplo ao longo do qual uma solução de solidificação interna e solução formadora de membrana, escoam e a superfície de líquido da. solução de solidificação externa, e a descarga compreendendo uma solução de solidificação interna e solução formadora de membrana é 20 dirigida através da seção de folga de ar e alcança a superfície de líquido da solução de solidificação externa para a etapa de solidificação acima mencionada, com a seguinte desigualdade (IV) sendo satisfeita, onde St e a area de base do elemento tubular no lado de superfície de líquido da solução de 25 solidificação externa. So é a área de superfície externa da descarga que passa através da seção de folga de ar, e Ha é a umidade absoluta nu centro da seção de folga de ar circundada pelo elemento tubular

60.000 < (St/So) x Ha < 640.000 (IV)
21. Processa para produzir um líquido clarificado, çarateerizadq pelo fato de compreender uma etapa de filtração, em que um líquido contendo sólidos em suspensão é filtrado com uma membrana porosa de acordo com qualquer uma. das reivindicações l a .12,
22. Processo de produção de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo lato de que o liquido contendo sólidos em suspensão é um fermentado.
23. Processo de produção de acordo com reivindicação 22, pelo fato de que o fermentado é um fermentado de cerveja.
24. Processo de produção de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, câOlÇterizadô pelo fato de que a filtração é filtração à pressão interna.
25. Processo de produção de acordo com reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a filtração ã pressão interna é realizada por filtração cruzada, através da qual o liquido contendo sólidos em suspensão é transportado ao longo da parede de membrana da membrana porosa enquanto ele é filtrado pela parede de membrana e o líquido clarificado é descarregado pelos poros, e o líquido concentrado contendo sólidos em suspensão pela filtração é extraído, e a velocidade de transporte de líquido do líquido contendo sólidos em suspensão esta entre 0,2 m/s c 2,5 m/s como a velocidade linear.
26. Processo de produção de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a. 25, caracterizado por compreender uma etapa em que o filtrado obtido da etapa de filtração é usado para retrolavar a membrana porosa.
27. Filtrado, çaracterizado pelo fato de ser obtido por filtração com uma membrana porosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
28. Módulo de membrana porosa caracterizado por compreender uma membrana porosa de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12.