JP2007523743A

JP2007523743A - 膜電気泳動および電気ろ過を実行する装置および方法

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Publication number: JP2007523743A
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Inventors: ラウシユ，ラルフ; ライフ，オスカー−ベルナー; グルメルト，ウルリツヒ; ハオフエ，シユテフアン; リンネ，ホルガー; パストール，アンドレ; ドウーツイアク，グレゴール; ニツケル，アンドレアス; ムツター，マルチナ; トラビング，ミヒヤエル
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Abstract

本発明は、膜電気泳動または電気ろ過を実行する装置および方法に関する。装置は、少なくとも１つの入口空間１８、出口空間１９、ならびにカソード空間およびアノード空間１７、２０を備える。これらの個々の空間は、膜３、４、特に限外ろ過膜または精密ろ過膜によって相互に分離されている。入口空間１８、出口空間１９、カソード空間およびアノード空間１７、２０は、膜３、４と共に組み合わされて、緊密に結合されたモジュールを形成する。電極７、８は、モジュールに組み込まれ、モジュールは装置に接続されて、入口および出口空間ならびに電極空間を通る連続流れを提供する。

Description

本発明は、膜電気泳動および電気ろ過のための装置および方法に関する。装置は、緊密に結合されたモジュールを含む。

膜電気泳動においては、一般に、半透過性膜が、２つの隣接する分離チャネル間の対流障壁として作用し、少なくとも１つの溶解または分散された成分が、電界の作用によって１つのチャネルから他のチャネルに移動可能になる。

膜電気泳動に関する従来の刊行物（独国特許出願公開第３３３７６６９号明細書、米国特許第４０４３８９６号明細書、米国特許第６３２８８６９号明細書）は、手で組み立てる必要がある電気泳動装置を記載している。平らな膜、フレームシール、および場合によりファブリックからなるモジュールが、ねじによってクランピングフレームに締付けされ密封される。クランピングフレームは、濃縮空間、希釈空間、および電極空間のための供給管および排出管と、いずれの場合も電極とを含む。

電気透析にも使用されるこの構造は、必要に応じて膜を個々に交換できる理由から、汎用性が高いという利点を有する。しかし、モジュールの手動組立は、生産規模において極めて時間を要する工程である。さらに、製造者自身が装置の完全性および漏れを試験できない。これらの試験は、ユーザが個々の構成要素を組み立てた後にだけ実行できる。

このようなモジュールの手動組立において、特に生産規模では、膜およびスペーサの中心合わせにおいて比較的大きいずれが生じる。この結果、並列に接続されたディストリビュータチャネルの不均一な圧力降下を生じ、したがって、局所的に異なる移動速度および極端な場合はデッドゾーンを生じる。分離動作による選択性および生産性は、モジュール内の非理想流れによって低下する。

このような装置においては、一般に、シールと膜との間に液体薄膜が形成され、これがモジュール内に、特にモジュール内の高速移動速度および高圧力において、漏れを発生させる。

上述のモジュールの手動組立の作業の間における通常の移動速度は、０．１ｍ／ｓのオーダーである（Ｇａｌｉｅｒらによる、Ｊ．ＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉ１９４［２００１］１１７−１３３、米国特許第５０８７３３８号明細書）。

しかし、膜電気泳動において、より高い移動速度が、特に高濃度の溶媒化合物では必要とされることがある。移動速度が遅すぎると、膜において濃度分極が生じ、極端な場合には、膜上に堆積物を生じる。

知られている装置では、さらに、例えば水酸化ナトリウム溶液を用いる高信頼性の滅菌は、密封領域のデッドスペースにより著しく複雑になる。１２０℃におけるこのようなモジュールの蒸気滅菌は、高圧力およびその結果としての漏れのために不可能である。このように、従来タイプのモジュールは、限定された範囲でしか再使用できない。

従来構造の上述の欠点は、小規模生産においても発生し、規模が拡大すると増加する。

クロスフローろ過について、カセットモジュールが従来技術の一部である。一般に、複数のカセットモジュールが、直列に配置される。カセットモジュールは、これらのモジュールの縁部領域のクランピング板間に押し付けられる。クランピング板は、流体供給、残留物排出、および透過物排出のための、対応するディストリビュータとチャネルへの接続部を有する、流入板および／または流出板の形態である。

クロスフローろ過において、ろ過される流体は、ディストリビュータチャネルを通して、ろ過される流体のフィルタカセットの移動空隙内に圧入される。この流体は、膜領域を横切って流れ、残留物として除去される。一部は膜を透過し、収集され、適切なチャネルおよび流出板を介して透過物としてユニットから除去される。流体流れおよび圧力は、ポンプおよび弁により調節される。クロスフローフィルタカセットは、例えば米国特許第４７１５９５５号明細書および独国特許出願公開第３４４１２４９号明細書の刊行物に記載されている。

電気ろ過において、クロスフローろ過の場合における圧力差および膜電気泳動の場合における電界の両方は、分離プロセスの駆動力として利用される。分離される液体は、残留物空間を通過して流れ、一部が半透過性膜を透過する。膜に直交する電界の重畳により、分離の選択性を大幅に向上できる。

現在までに記載された電気ろ過装置は、膜電気泳動に関する従来技術の装置の構成に相当する。同様に、手動で組み立てられるモジュールが述べられ、このモジュールは、平らな膜、フレームシール、および場合によりファブリックからなり、ねじによってクランピングフレームに締付けされ密封される。クランピングフレームは、残留物空間、透過物空間、および電極空間のための供給管および排出管と、いずれの場合も電極とを含んでよい。

一方では、残留物空間のための供給管および排出管を有するが、透過物空間のための排出管だけを有するモジュールが記載され（米国特許第３０７９３１８号明細書）、他方では、両方の流れが、供給管および排出管によって、残留物空間および透過物空間に再循環できるモジュールが記載される（米国特許第４０４３８９６号明細書）。

現在までに記載された電気ろ過装置は、膜電気泳動の装置と同様な欠点を有するため、同一の問題点が、この方法に見られ、特に試験、再使用、および規模拡大に関して見られる。

膜電気泳動および電気ろ過は、全般的な用語としては電気泳動分離方法と呼ばれる。

本発明の目的は、規模拡大可能であり、かつ工業的な膜電気泳動および工業的な電気ろ過を目的とする最適な装置を開発することであって、この装置は、製造直後に、すなわち製造者の構内で、少なくとも入口空間および出口空間の漏れを試験できるモジュールを含む。入口空間は、分離される混合物が流れる空間として規定される。出口空間は、分離膜を通って透過した成分を収容する空間として規定される。

さらに、取付けられた膜ブランクの膜完全性およびモジュールの操作性は、試験可能でなければならない。

さらに、装置は、水酸化ナトリウム溶液および／または少なくとも１２０℃の蒸気を用いて滅菌できなければならない。

モジュールは、容易に交換でき、最小のデッドボリューム（ｄｅａｄｖｏｌｕｍｅ）を有する必要がある。

モジュールは、詳細には、最大１ｍ／ｓの移動速度で作動できる必要がある。

詳細には、モジュールは、いずれの場合にも、並列および交互配置で構成された複数の入口空間と出口空間とを有する必要がある。これら空間は、適正に中心合わせされた膜とスペーサとによって形成され、モジュールは、再現性と、全チャネル内の均一な圧力降下と、並列チャネル全体にわたる液体流れの均一な分布とを保証する。

新規のモジュールの動作によって、電気泳動分離プロセスの生産性および／または選択性が、従来の手動のみで組み立てられたモジュールの動作に比較して向上しなければならない。

装置は、複数のモジュールを小型で直列および／または並列に接続できるように構成されなければならない。

膜電気泳動装置の作動中は、入口空間は希釈物空間として指定され、出口空間は濃縮物空間として指定される。

電気ろ過装置の作動中は、入口空間は残留物空間として指定され、出口空間は透過物空間として指定される。

膜電気泳動および電気ろ過装置は、少なくとも１つの入口空間および１つの出口空間のそれぞれと、１つのアノード空間およびカソード空間のそれぞれとを含むことが見出された。入口空間および出口空間は、分離膜により分離されている。入口空間および出口空間は、制限膜によって電極空間から区切られている。電極は、アノード空間およびカソード空間に組み込まれている。少なくとも入口空間および出口空間は、膜をスペーサおよびフレームシールに溶着または接着剤結合することにより、モジュールに組み込まれている。このように、完全なモジュールは、単一体として作製され、生産場所において、漏れ、膜の完全性、および操作性に関して試験される。

モジュール内のデッドスペースを最小にし、フレームシールに膜を溶着または接着剤結合することにより、さらに優れた滅菌性したがって再使用性が達成される。

製造者による膜とスペーサの中心合わせおよび永続する固定により、液体分布の最適化が達成され、分離プロセスの選択性および生産性の最適化を可能にする。

上述の目的は、この装置によって、極めて簡単かつ効率的に達成される。

したがって、本発明は、膜電気泳動および電気ろ過装置に関し、装置は、少なくとも、第１の保持板と、電極を有する第１の電極空間と、少なくとも１つの入口空間および１つの出口空間と、電極を有する第２の電極空間と、第２の保持板とを備える。空間は、膜のシート状のブランクによって相互に分離され、少なくとも膜は、緊密に接合されたモジュールを与えるために、膜の縁部領域でシールフレームによって結合される。シールフレームは、液体を供給および除去するためのチャネルを有し、チャネルは選択された空間に通じる通路を備える。シールフレーム内のそれぞれのチャネルに相当する接続チャネルは、保持板の少なくとも１つ内に存在する。

本発明によるモジュールにおいて、複数の入口空間および出口空間は、交互に配置される。好ましくは、複数の入口空間および出口空間は、いずれの場合も並列に接続される。

本発明によるモジュールの特別な実施形態において、モジュールに使用される膜は、交互に配置された分離および制限膜である。詳細には、制限膜の数は、分離膜の数より１つ多く、すなわち、分離膜の数がｎである場合（ここでｎは整数）、制限膜の数は、ｎ＋１である。

代替として、電極は、上述のモジュール、独立の電極モジュール、またはモジュール保持板に組み込むことができる。あるいは、上述の構造の混合形態を選択でき、この場合には、例えば、アノードだけが、分離モジュールに組み込まれ、カソードは、分離モジュールまたはモジュール保持板に組み込まれる。このような構成は、例えば、膜、カソード、および／またはアノードについての達成できる作動時間が大幅に異なる場合、好都合には経済的である。

本発明による装置の別の実施形態では、電極および保持板の両方を、分離モジュールに組み込むことができる。保持板は、入口空間および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とを含む。

好ましくは、本発明による装置、あるいは保持板およびモジュールなどのこの装置の構成要素は、縁部領域の接触圧力によって流密方式で一体的に保持される。

好ましくは、シールフレームは、径方向または軸方向にシート状のブランクを越えて突き出し、詳細には、１００μｍ未満で軸方向に突き出し、接触圧力によって周辺縁部シールを形成する。

モジュールの基本材料は、モジュールを滅菌できる材料から選択される。あるいは、滅菌は、水酸化ナトリウム溶液または蒸気（１２０℃）を用いて実行できる。ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、または他のプラスチック／ポリマー、好ましくは、例えばＥＴＦＥ（エチレン／テトラフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレン／クロロトリフルオロエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシコポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオリド）などの熱可塑性プラスチックが、モジュールの基本材料として使用される。非溶着プラスチックが使用される場合、シリコーンまたはエポキシ樹脂を接着剤として使用できる。

好ましくは、使用される膜は多孔質膜であり、詳細には、細孔サイズ１ｎｍから５０００ｎｍ、好ましくは１ｎｍから１０００ｎｍ、特に好ましくは５ｎｍから８００ｎｍを有する、限外ろ過または精密ろ過膜である。

好ましくは、膜は、次の材料の１つをベースとし、すなわち、セルロースエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポロプロピレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリビニリデンフルオリド、再生セルロース、またはアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、または上記酸化物を含む混合セラミックスの１つである。

モジュール内の流れを良くするために、好ましくは、グリッドまたはファブリックを備えたスペーサが、濃縮および希釈物空間で使用されるが、電極空間でも使用される。これらの内部装置は、バッフルとして作用し、物質移動を最適化する。これらのスペーサは、同様にそれらの縁部領域でシールフレームによって固定され、隣接する膜に永続的に結合され、移動チャネルを形成するモジュールを与える。

シールフレームは、プラスチックまたはプラスチック混合物、好ましくは、熱可塑性プラスチック、熱可塑性プラスチックエラストマ、または硬化プラスチックから構成できる。例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、エチレンプロピレンジエンポリメチレン（ＥＰＤＭ）、エポキシ樹脂、シリコーン、ポリウレタン、およびポリエステル樹脂が挙げられる。

好ましくは、電極は、次の材料、すなわち、例えばプラチナ、パラジウム、金、チタン、ステンレススチール、ハステロイＣなどの金属、例えば酸化イリジウム、グラファイト、または電流導電性セラミックなどの金属酸化物の１つ以上をベースとする。使用される構成は、シート状電極（箔、板）、または３次元電極（ファブリック、グリッド、エキスパンドメタル、またはウェブ）である。電極表面は、例えばプラチナコーティングなどのコーティング方法によって拡張されることもできる。

装置は、アノードおよびカソード空間を通る連続流れのための機器を含む。好ましくは、カソード空間およびアノード空間は、独立の循環路に接続される。

工業規模においては、本発明による装置は、好ましくは、２つ以上のモジュールからなり、これらモジュールは、スタック（ｓｔａｃｋ）を形成するために結合され、モジュールを通る流れが、共通チャネルを介して生じる。好ましくは、いずれの場合にも、２つのモジュールが、双方向保持板によって接続され、前記モジュールは、少なくともモジュールの入口および出口空間に接続された、液体分配のためのチャネルを含む。

モジュールが、双方向保持板により接続されている場合であっても、様々な電極構成が可能である。電極を、分離モジュールまたは保持板に組み込むか、あるいは分離電極モジュールを使用するかのいずれでも可能である。

装置は、バッチ動作および連続動作の両方で使用できる。

本発明は、膜電気泳動の方法、詳細には、本発明による装置を使用する膜電気泳動の方法に関し、溶解および／または分散物質が、好ましくは、本発明による装置を用いて分離される。電極洗浄溶液が、電極まわりを連続的に流れ、希釈物が、希釈物空間を連続的に通過するか、または濃縮物が、濃縮物空間を連続的に通過する。この方法においては、希釈物中に溶解または分散された少なくとも１つの物質が、アノードとカソードとの間に印加された電界によって、希釈物空間から濃縮物空間に電気泳動で移動する。希釈物は、少なくとも０．０２５ｍ／ｓの流速、好ましくは０．０５ｍ／ｓから０．５ｍ／ｓの流速で、分離膜を通過して流れる。

電気泳動の間に、電気二重層が、膜の細孔内に形成され、これにより電界に電気浸透流が生成される（Ｇａｌｉｅｒらによる、Ｊ．Ｍｅｍｂｒ．Ｓｃｉ．１９４［２００１］１１７−１３３）。この効果は、生産性および選択性の悪影響を与えるが、希釈または濃縮物空間に圧力を印加することにより補償できる。

本発明はさらに、電気ろ過の方法、詳細には、本発明による装置を使用する電気ろ過の方法に関し、溶解または分散物質が分離される。電極洗浄溶液が、電極まわりを連続的に流れ、残留物が、残留物空間を連続的に通過して流れるか、あるいは透過物が、透過物空間を連続的に通過して流れる。この方法においては、残留物中に溶解および／または分散された物質が、残留物空間と透過物空間との間に印加された圧力差によって、ならびにアノードとカソードとの間に印加された電界によって分離され、残留物中に溶解または分散された少なくとも１つの物質が、液体流れで分離膜を通過して残留物空間から濃縮物空間に移動することにより、残留物が、少なくとも０．０２５ｍ／ｓの流速、好ましくは０．０５ｍ／ｓから０．５ｍ／ｓの流速で分離膜を通過して流れる。

緊密性の結果として、原則的に、モジュールは高速移動で作動できる。膜電気泳動の場合における分離膜を通る対流流れを最少にするため、または電気ろ過の場合における制御された対流流れを保証するためには、個々の空間の間の圧力差、特に入口空間と出口空間との間の圧力差を、流れチャネルの全長にわたって一定に維持できることが必要である。この問題は、全チャネルへの流れが並流である場合に、解決できる。

電気的な短絡回路電流を最小にするために、アノード空間およびカソード空間を通る流れは、相互に独立であることが望ましい。

本発明は、水性媒体中の溶解または分散物質を精製するのに適する。用途の例としては、たんぱく質、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド、プラスミド、オリゴおよびポリサッカリド、ウイルス、セル、およびキラル分子の精製がある。

本発明は、以下に、図面を参照し例示として詳細に説明される。

図１によれば、本発明によるモジュールは、出口空間のための供給口１０ａ、１０ｂと、入口空間のための供給口１２ａ、１２ｂと、出口空間のための排出口１１ａ、１１ｂと、入口空間のための排出口１３ａ、１３ｂとを備える。同時に、電極空間を充填するための入口（ａｃｃｅｓｓ）１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅと、上部および下部にある対応する排出口１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅとをさらに備える。ここに供給される溶液は、電極７、８の洗浄に役立つ。入口空間、出口空間、および電極空間への流れは、並流であり得る。

電極への電圧供給１６は、モジュールの側面に組み込むことができる。モジュール本体９は、プラスチックで形成され、使用される全構成要素を囲む。

図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った図１のモジュールの実施形態の縦断面図である。これは、並列に接続された４対のセルからなる膜スタックを含むモジュールである。モジュールは、上部および下部に、いずれの場合にも、組み込まれた電極７および８を有する端板１、２を含む。電極空間１７および２０は、それぞれ１つのフレームシール２１ａ、２１ｂで形成され、それぞれ１つの制限膜３で区切られる。フレームシール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、分離膜４と、フレームシール６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、制限膜３との交互配置によって、膜スタックが形成される。入口空間１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄと出口空間１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄとは、好ましくは、いずれの場合にも並列に接続される。図２は、４対のセルからなる膜スタックを示すが、これより少ないまたは多い対のセルを有する実施形態も可能である。使用されるスペーサ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄおよび６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、ファブリックまたはグリッド２２を追加して備えることもできる。

図３および図４はそれぞれ、膜スタックのセルの対に並列接続するために使用される、フレームシール５および６の変形形態を示す。

図５は、フレームシール２１の変形形態を示す。

図６は、分離膜４のブランクの平面図である。これはまた、制限膜３のブランクに相当する。

図７は、本発明によるモジュールの実施形態の個々の要素の組立の原則を示す。端板１および２は、電極空間および入口空間および出口空間を通る流れの開口を含む。個々の空間は、制限膜３、スペーサ２１ａ、２１ｂ、スペーサ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、分離膜４、およびスペーサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにより形成される。

図９は、緊密に結合された分離モジュールを有する本発明による装置の図を概略的に示し、分離モジュールは、膜３、４、スペーサ２１、５、６、およびファブリック２２からなり、このモジュールは、保持板１、２間で密封されることができる。入口および出口空間ならびに電極空間のための供給管および排出管が、保持板に組み込まれている。

図９のモジュールは、入口空間および出口空間を備える。交互に配置された複数の入口および出口空間からなるスタックを含むモジュールの変形形態も、考えられる。

図１０は、緊密に結合された分離モジュールを有する本発明による装置の図を概略的に示し、分離モジュールは、膜３、４、スペーサ２１、５、６、およびファブリック２２からなり、電極モジュールは、囲まれる電極７、８を有する。モジュールは、保持板１、２の間に一体に密封できる。入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とが、保持板に組み込まれている。上記の分離モジュールは、入口空間および出口空間を備える。交互に配置された複数の入口および出口空間からなるスタックを含むモジュールの変形形態も、考えられる。

図１１は、緊密に結合されたモジュールを有する本発明による装置の図を概略的に示し、モジュールは、膜３、４、スペーサ２１、５、６、ファブリック２２、および電極７、８からなる。モジュールは、保持板１、２の間に密封できる。入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とが、保持板に組み込まれている。上記の分離モジュールは、入口空間および出口空間を備える。電極空間の間に交互に配置された複数の入口および出口空間からなるスタックを含むモジュールの変形形態も、考えられる。

図１２は、緊密に結合されたモジュールを有する本発明による装置の図を概略的に示し、モジュールは、膜３、４、スペーサ２１、５、６、ファブリック２２、電極７、８、および保持板１、２からなる。モジュールは、流密に形成されているため、追加のエンクロージャを必要としない。入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とが、保持板に組み込まれている。前記の分離モジュールは、入口空間および出口空間を備える。電極空間の間に交互に配置された複数の入口および出口空間からなるスタックを含むモジュールの変形形態も、考えられる。

図１３は、図１１に示される緊密に結合されたモジュールを有する本発明による装置の図を概略的に示し、径方向および軸方向の突出部を有するシールフレーム２５が、追加してこの図に示されている。

図１４は、双方向保持板２４による複数のモジュール２３の並列接続を概略的に示す。

図１５は、２つのスタックとしてのモジュールの分解組立図を示し、モジュールは、端板１、２と、膜３、４と、スペーサ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂおよび２１ａ、２１ｂとからなる。電極は、端板に組み込まれている。モジュールは、図１４に示す双極保持板による接続に適する。

本発明によるモジュールの概略の平面図である。図１の線Ａ−Ａに沿った図１のモジュールの縦断面図である。スペーサ５の平面図である。スペーサ６の平面図である。スペーサ２１の平面図である。制限膜のブランクにも対応する、分離膜４のブランクの平面図を示す。４つのスタックとしての図１によるモジュールの分解組立図である。従来技術による電気泳動および電気ろ過を示し、装置は、個々の膜、および２つの保持板の間を現場で手動で密封されたファブリックを有するスペーサからなる。緊密に結合された分離モジュールを有する本発明による装置の図であり、分離モジュールは、膜、スペーサ、およびファブリックからなり、モジュールは保持板間に密封できる。入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とが、保持板に組み込まれている。緊密に結合された分離モジュールおよび電極モジュールを有する本発明による装置の図であり、これら２つのモジュールは、保持板の間に一体に密封できる。入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とが、保持板に組み込まれている。緊密に結合された、電極を組み込んでいる分離モジュールを有する、本発明による装置の図である。モジュールは、２つの保持板の間に密封できる。入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とが、保持板に組み込まれている。緊密に結合された、電極および保持板を組み込んでいる分離モジュールを有する、本発明による装置の図である。保持板は、入口および出口空間のための供給管および排出管と、電極空間のための供給管および排出管とを含む。図１１に示される、本発明による装置の図であり、示されたシールフレームは、軸方向および径方向の突出部を含む。双方向保持板によって並列に接続されたモジュールの概略図である。図１４による接続に適する、２つのスタックとしてのモジュールの分解組立図である。

Claims

膜電気泳動または電気ろ過のための装置であって、該装置が、
第１の保持板（１）と、電極（７）を有する第１の電極空間（１７）と、少なくとも１つの入口空間および１つの出口空間（１８、１９）と、電極（８）を有する第２の電極空間（２０）と、第２の保持板（２）とを少なくとも備え、
空間が、膜（３、４）のシート状のブランクによって相互に分離され、少なくとも膜が、緊密に接合されたモジュールを与えるために、膜の縁部領域をシールフレーム（２５）によって結合され、シールフレームが、液体を供給および除去するためのチャネルを有し、チャネルが選択された空間に通じる通路を備え、シールフレーム内のそれぞれのチャネルに相当する接続チャネルが、保持板の少なくとも１つに存在する、装置。
複数の入口および出口空間が、モジュール内に交互に配置され、好ましくは、入口空間および出口空間が、いずれの場合にも並列に接続される、請求項１に記載の装置。
一方または両方の電極（７、８）が、個別に交換できる電極モジュールを与えるために、シールフレーム（２５）の縁部領域に永続的に保持される電極材料のシート状のブランクからなる、請求項１または２に記載の装置。
一方または両方の電極（７、８）が、緊密に接合されたモジュールを与えるために、シールフレーム（２５）によって縁部領域で膜に一体に結合される電極材料のシート状のブランクからなる、請求項１または２に記載の装置。
一方または両方の保持板（１、２）が、モジュールに堅固に組み込まれる、請求項４に記載の装置。
シールフレーム（２５）が、シート状のブランクに対して径方向および軸方向のプラスチックの突出部を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
軸方向突出部が、１００μｍより短く、接触圧力によって縁部シールを形成する、請求項６に記載の装置。
使用される多孔質膜（３、４）が、１ｎｍから５０００ｎｍの細孔サイズを有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
多孔質膜（３、４）が、一連のセルロースエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリビニリデンフルオリド、再生セルロース、またはアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、および前記酸化物を含む混合セラミックスから選択される材料の１つをベースとすることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
アノードおよびカソード空間（１７、２０）が、相互に独立の循環路に接続されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
複数のモジュール（２３）が、双方向保持板（２４）によって接続され、双方向保持板が、少なくともモジュール（２３）の入口および出口空間（１８、１９）に接続された、液体分配のためのチャネルを含むことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
特に請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置を用いて、溶解または分散物質を膜電気泳動する方法であり、電極洗浄溶液が、電極（７、８）まわりを連続的に流れ、希釈物が、希釈物空間（１８）を連続的に通過するか、または濃縮物が、濃縮物空間（１９）を連続的に通過する、方法であって、
希釈物中に溶解または分散された少なくとも１つの物質が、アノードとカソード（７、８）との間に印加された電界によって、希釈物空間（１８）から濃縮物空間（１９）に電気泳動で移動することにより、希釈物が、少なくとも０．０２５ｍ／ｓの流速、好ましくは０．０５ｍ／ｓから０．５ｍ／ｓの流速で、分離膜（４）を通過して流れることを特徴とする、方法。
特に請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置を用いて、溶解または分散物質を電気ろ過する方法であり、電極洗浄溶液が、電極（７、８）まわりを連続的に流れ、残留物が、残留物空間（１８）を連続的に通過して流れるか、あるいは透過物が、透過物空間（１９）を連続的に通過して流れる、方法であって、
残留物中に溶解および／または分散された物質が、残留物空間と透過物空間との間に印加された圧力差によって、ならびにアノードとカソード（７、８）との間に印加された電界によって分離され、残留物中に溶解または分散された少なくとも１つの物質が、液体流れで分離膜（４）を通過して残留物空間（１８）から濃縮物空間（１９）に移動することにより、残留物が、少なくとも０．０２５ｍ／ｓの流速、好ましくは０．０５ｍ／ｓから０．５ｍ／ｓの流速で、分離膜（４）を通過して流れることを特徴とする、方法。
入口空間、出口空間、あるいは電極空間への流れが、並流で生じる、請求項１２または１３に記載の方法。