JP2002282617A - 流体濾過器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動逆洗により濾過性能を効果的に回復させ
ることができる流体濾過器を提供する。 【解決手段】 被処理流体を導入する導入口１１及び濾
過処理流体を排出する排出口１２を有する容器１と、導
入口１１と排出口１２とを隔てるように容器１内に設け
られた柔軟な濾材よりなる袋体２とを有する流体濾過
器。この袋体２は、入口部分が取付部材３によって容器
１に取り付けられ、濾過運転時には、袋体２の奥側部分
が排出口１２側に配置され、逆洗時には袋体の奥側部分
が導入口１１側に表裏反転して入り込むことで、こびり
付いた異物が容易に剥離除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種流体を濾過処
理するための流体濾過器に係り、特に、各種産業プロセ
スにおけるスラリー状液体の膜分離処理、例えば発酵菌
体やブドウ糖糖液の精製等における膜分離処理におい
て、分離膜の保護や膜の目詰まりの防止を目的として、
膜分離処理に先立ち液中の異物を除去するために用いら
れる流体濾過器に関し、詳しくは、この流体濾過器を逆
洗したときの濾過性能の回復効率の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品、医薬品等の分野において、発酵菌
体などの分離には、一般に有機膜や無機膜を用いた膜分
離処理が採用されているが、膜分離対象となるこれらの
液中には、膜分離の障害（膜の目詰まり或いは膜の劣
化、損傷）となる異物が、原材料や製造工程で混入して
くるため、膜分離処理に先立ち、これらの異物を除去す
る必要がある。

【０００３】従来、このような異物を除去するための簡
易濾過器としては、筒状の容器内に濾過体を配置し、容
器の一端側から被処理液を導入し、この濾過体を通過し
た濾過処理液を容器の他端側から取り出すものが提案さ
れている。なお、従来の濾過器において、濾過体は、い
ずれもこれを支持する支持体と融着又は圧着等により一
体化されており、濾過体は容器内で常に所定の形状に保
たれている。

【０００４】この濾過器は、構成が簡易で安価に提供さ
れ、各種のプロセスに適用し易いという利点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の濾過器にあ
っては、濾過を継続することにより濾過体の表面に被処
理液から分離された異物がこびり付き、濾過体の目詰ま
りで濾過を継続し得なくなる。

【０００６】この場合には、逆洗により濾過体の付着物
を剥離除去することが行われているが、従来の濾過器で
は、この逆洗による濾過性能の回復効果が悪く、濾過体
の汚染が激しい場合には、人手による洗浄作業を要し、
洗浄に手間がかかるという欠点があった。このため、発
酵菌体やブドウ糖糖液のように、特に濾過体の表面に異
物がこびり付き易い液体の濾過には不適当であった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決し、自
動逆洗により濾過性能を効果的に回復させることができ
る流体濾過器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の流体濾過器は、
被処理流体を導入する導入口及び濾過処理流体を排出す
る排出口を有する容器と、該導入口と排出口とを隔てる
ように該容器内に設けられた柔軟な濾材よりなる袋体と
を有する流体濾過器において、該袋体は、入口部分が取
付部材によって該容器に取り付けられ、濾過運転時に
は、該袋体の奥側部分が該排出口側に配置されることを
特徴とする。

【０００９】本発明の流体濾過器の濾過体は、容器の導
入口と排出口とを隔てるように容器内に設けられ、その
入口部分が取付部材によって取り付けられた柔軟な濾材
よりなる袋体であるため、濾過運転時には、導入口から
容器内に導入された被処理流体が濾材を通過することで
濾過され、濾過処理流体は排出口から容器外へ排出され
る。

【００１０】逆洗運転時に逆洗流を流すことにより、こ
の袋体は、その柔軟性により揺動し、その形状等が変化
することにより、例えば繊維状の濾材よりなる袋体であ
れば、その繊維間隔やからみ合い部分が伸び縮みするこ
とにより、表面にこびり付いた異物が剥離し易くなる。

【００１１】特に、容器内の取付部材よりも導入口側
に、逆洗運転時に袋体の奥側が入り込むスペースを設け
た場合には、袋体の奥側をこの導入口側のスペースに表
裏反転させて入り込ませることができ、付着した異物を
より一層容易に剥離除去することができるようになる。
この場合において、取付部材よりも導入口側のスペース
は、取付部材よりも排出口側のスペースと同一か又はそ
れよりも大きいことが好ましい。

【００１２】本発明の流体濾過器では、濾過運転時に、
袋体を支持する支持体を容器内に配置することが、袋体
を保護する上で好ましく、更に、逆洗運転時に袋体を支
持する支持体をも容器内に配置することが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の流体濾過器の実施の形態を
示す断面図であり、（ａ）図は濾過運転時を示し、
（ｂ）図は逆洗運転時を示す。

【００１５】１は、袋状の濾過体２を内蔵する容器（濾
過器本体）であり、この容器１の上部側面には被処理液
の導入口１１が設けられ、下部側面には濾過処理液の排
出口１２が設けられている。また、容器１の頂面及び底
面には、逆洗時に逆洗水の導入、排出等に使用される配
管口１３，１４が設けられている。

【００１６】袋状濾過体２は、ナイロンや綿等の不織布
又は織布等の柔軟性のある濾材の袋体であって、この袋
状濾過体２はその入口（開口）部分が容器１の内壁に取
付部材３により取り付けられている。

【００１７】本実施の形態においては、この取付部材３
による袋状濾過体２の取付部は、容器１の高さ方向のほ
ぼ中間の位置であり、この取付部材３よりも上方の容器
内スペース（以下「導入口側スペース」と称す場合があ
る。）と、取付部材３よりも下方の容器内スペース（以
下「排出口側スペース」と称す場合がある。）はほぼ等
しい容積とされている。

【００１８】図１の流体濾過器では、導入口側スペース
と排出口側スペースとはほぼ同等とされているが、導入
口側スペースは後述の逆洗工程において、袋状濾過体２
が十分に反転して逆洗水流で揺動されるために、広い方
が好ましく、導入口側スペースは排出口側スペースと同
等か或いは排出口側スペースよりも広く設計することが
好ましい。

【００１９】また、容器１内には、濾過運転時に袋状濾
過体２を支持する支持体４と、逆洗運転時に袋状濾過体
２を支持する支持体５が設けられている。この支持体
４，５は、金属、プラスチック等からなり、袋状濾過体
２の濾材よりも目の粗いスリットやパンチング孔を有す
る多孔質の板、又は複数の棒状物を袋状又は箱状に成形
したものであり、袋状濾過体２を支えることができるよ
うに容器１内に設けられている。

【００２０】この支持体４，５を設けることにより、袋
状濾過体２が容器内の突起物等に擦れたりして袋状濾過
体２に傷が付いたり破れたりすることを防止することが
できる。また、濾過運転時や逆洗運転時に袋状濾過体２
の取付部材３のみに力がかかって、この取付部材３の部
分で破れたりしないように、袋状濾過体２にかかる力を
分散することができる。従って、支持体４，５は、濾過
運転時、又は逆洗運転時に袋状濾過体２が張りつめた状
態ではなく若干緩みを持った状態で支持体４，５に支持
されるような大きさ及び設置位置とする必要がある。

【００２１】なお、この支持体４，５は必ずしも必要と
されず、また、濾過運転時に袋状濾過体２を支える支持
体４のみとし、支持体５を省略しても良い。しかし、袋
状濾過体２を保護して破損を確実に防止する上では、支
持体４，５を設けることが好ましい。

【００２２】２１，２２は圧力計、２３，２４は液位計
であり、この流体濾過器では、図示しない制御装置にこ
れらの計測値が入力され、この結果に基いて自動的に濾
過運転と逆洗運転との切り替えが行われるように構成さ
れている。

【００２３】このような流体濾過器における濾過運転及
び逆洗を含む洗浄運転は次のような操作で実施される。

【００２４】［濾過運転（図１（ａ））］配管口１３，
１４を閉じた状態で、被処理液を導入口１１から容器２
内に導入し、液の圧力を利用して袋状濾過体２を通過さ
せ、液中の異物を袋状濾過体２で除去する。

【００２５】袋状濾過体２及び支持体４を通過した液
は、濾過処理液として排出口１２から取り出される。こ
の濾過運転時において、袋状濾過体２は、図１（ａ）に
示す如く、取付部材３よりも下方の排出口側スペースに
入り込み、支持体４で支持された状態となっている。

【００２６】この濾過運転中、導入口側圧力計２１と排
出口側圧力計２２との差圧を計測し、この値が所定の圧
力に達したときに、例えば０．０５〜０．１５ＭＰａの
差圧が発生したときに、袋状濾過体２が異物の付着で汚
染されたと判断し、次の洗浄運転に移行する。

【００２７】［洗浄運転］ 押出工程 導入口１１と排出口１２とを閉じ、配管口１３，１４を
開き、まず、容器１の頂面にある配管口１３から圧力ガ
スを注入し、容器１の底面の配管口１４から容器１内に
残留する液を排出する。液位計２４で液面を検出し、容
器１内の液が十分に排出されたことを検知したら、次の
逆洗工程へ移行する。

【００２８】 逆洗工程（図１（ｂ）） 上記押出工程後、容器１の底面にある配管口１４より逆
洗水を流入させ、液位計２３で液面を検出し、容器１内
に逆洗水を充満させる。更に、配管口１４より水と空気
との混合流を流入させる。これにより、袋状濾過体２は
浮き上がり、図１（ｂ）に示す如く、容器１内の取付部
材３よりも上方の導入口側スペースに入り込み、袋状濾
過体２は表裏反転した状態となる。この表裏反転する際
の袋状濾過体２の形状変化及び異物付着面が袋状濾過体
２の外面側となることにより、袋状濾過体２に付着堆積
した異物は、空気・水混合流により剥離され易くなる。
このため、短時間で、また、少ない逆洗水量で容易に袋
状濾過体２に付着堆積した異物を剥離除去して、空気・
水混合流と共に配管口１３から排出することができる。

【００２９】 洗浄工程 被処理液中に有機物や微生物を含み、上記逆洗工程だけ
では十分に剥離し得ない異物が存在する場合や、袋状濾
過体や容器内を殺菌する必要がある場合には、上記逆洗
工程後、或いは逆洗時に、空気の一部又は全量をオゾン
にしたものを用いたり、水にオゾンを混合したオゾン水
を用いて殺菌したり、逆洗水中に洗浄薬品を混合したり
することにより、袋状濾過体２、支持体４，５及び容器
１内部の殺菌又は薬品洗浄を行う。

【００３０】 押出工程 逆洗及び／又は洗浄工程後、容器１の頂面の配管口１３
より圧力ガスを注入し、底面の配管口１４より容器１内
の液を押出す。この押出終了は液位計２４の検出により
判断する。

【００３１】なお、薬品洗浄を行った場合は、その後前
述の逆洗工程を行った後容器１内の液を押し出すことに
より、容器１内に残留する薬品を洗浄除去する。

【００３２】 充填工程 上記押出工程後、配管口１４を閉じ、導入口１１を開
け、導入口１１より被処理液を容器１内に導入し、液位
計２３で容器１内の液位を検知して配管口１３から液が
流出する前に配管口１３を閉じ、前述の濾過運転に移行
する。

【００３３】図示の流体濾過器では、圧力計２１，２２
の検出値に基いて逆洗時期を容易に検知することがで
き、また、配管口の開閉や液位計２３，２４の検出値に
基いて押出、逆洗等の工程を自動制御で行うことができ
る。

【００３４】このような流体濾過器において、圧力計２
１，２２の検出値や液位計２３，２４の検出値を通信回
線を介して遠隔地の情報センターに送信することによ
り、情報センターにおいて、被処理液の性状や、袋状濾
過体の状況（交換、修理等の時期）、その他消耗品の状
況を把握することができ、これにより前段の凝集工程に
おける凝集剤の種類や添加量の制御、或いは袋状濾過体
の補修を迅速に行うことが可能となる。

【００３５】上述した、濾過運転時に導入口１１から被
処理液を導入して、排出口１２から濾過処理液を取り出
し、逆洗運転時には、配管口１４から逆洗水を導入して
逆洗排水を配管口１３から取り出す下向流通水、上向流
逆洗の運転方式は、被処理液中に含まれる異物が微細で
比重の軽いものである場合に好適である。即ち、この場
合には、上向流逆洗で軽い異物を容器頂面の配管口１３
から効率的に排出することができる。

【００３６】しかし、被処理液中の異物が比重の重いも
のである場合には、上向流では、剥離させた異物を容器
頂面の配管口１３から排出し難いため、この場合には、
上向流通水、下向流逆洗として、逆洗時に、異物を容器
底面の配管口１４から排出するようにすることが好まし
い。この場合、濾過運転時には、図１における排出口１
２から被処理液を導入し、濾過処理液を導入口１１から
取り出す。このとき、袋状濾過体２は、図１（ｂ）に示
す如く、導入口側スペースに入り込んだ状態となる。

【００３７】その後、逆洗に際しては、配管口１３より
逆洗水（空気・水混合流）を導入して、逆洗排水を配管
口１４から排出する。この逆洗運転時には、袋状濾過体
２は図１（ｂ）に示す如く、排出口側スペースに入り込
み、濾過運転時と表裏反転した状態となり、袋状濾過体
２に付着した異物は容易に剥離除去され、逆洗排水中に
含まれて配管口１４から排出される。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の流体濾過器
によれば、簡易な構成で被処理流体中の異物を効率的に
除去することができ、しかも、自動逆洗によって濾過性
能を効果的に回復させることができる。

【００３９】このような本発明の流体濾過器は、各種産
業等プロセスにおけるスラリー状液体の膜分離処理の前
処理用濾過器として、特に発酵菌体やブドウ糖糖液の精
製等における膜分離処理において、分離膜の保護や膜の
目詰まりの防止を目的として、膜分離処理に先立ち、液
中の異物を除去するために用いられる流体濾過器とし
て、膜分離プロセスの前段に容易に組み込むことがで
き、工業的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体濾過器の実施の形態を示す断面図
であり、（ａ）図は濾過運転時を示し、（ｂ）図は逆洗
運転時を示す。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 袋状濾過体 ３ 取付部材 ４，５ 支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 29/14 Ａ 29/38 ５１０Ｃ ５２０Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理流体を導入する導入口及び濾過処
   理流体を排出する排出口を有する容器と、 該導入口と排出口とを隔てるように該容器内に設けられ
   た柔軟な濾材よりなる袋体とを有する流体濾過器におい
   て、 該袋体は、入口部分が取付部材によって該容器に取り付
   けられ、濾過運転時には、該袋体の奥側部分が該排出口
   側に配置されることを特徴とする流体濾過器。
2. 【請求項２】 請求項１において、該容器内には、該取
   付部材よりも該導入口側に、逆洗運転時に袋体の奥側が
   入り込むスペースが設けられていることを特徴とする流
   体濾過器。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、濾過運転時
   に、該袋体を支持する支持体が該容器内に配置されてい
   ることを特徴とする流体濾過器。
4. 【請求項４】 請求項３において、逆洗運転時に該袋体
   を支持する支持体が該容器内に配置されていることを特
   徴とする流体濾過器。
5. 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれか１項におい
   て、前記取付部材よりも導入口側のスペースは、該取付
   部材よりも排出口側のスペースと同一か又はそれよりも
   大きいことを特徴とする流体濾過器。