JP4832393B2 - Method and apparatus for separating polyglycerin using a membrane - Google Patents

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Description

本発明は、複数種類のポリグリセリン成分を含むポリグリセリン組成物を目的に応じた分子量分布を有する透過液と残液(非透過液)とに分離する膜分離方法とその装置に関する。   The present invention relates to a membrane separation method and apparatus for separating a polyglycerin composition containing a plurality of types of polyglycerin components into a permeate and a residual liquid (non-permeate) having a molecular weight distribution according to the purpose.

ポリグリセリンは石油化学由来のもの、油脂由来のものが常用され、アルカリ触媒の存在下、グリセリンの脱水縮合反応によって得られることが一般的である。これらのポリグリセリンは、ジグリセリン、トリグリセリンのような低重合度のものの混合物や、デカグリセリン以上の重合度の高いもの、さらには環状ポリグリセリンや副生物などが含まれている混合物など多くの種類のものがあり、広い分子量分布を有している。
また、ポリグリセリンは、グリセリン間やグリセリン/ポリグリセリン間、ポリグリセリン間で、脱水縮合によって種々の形態、すなわち直鎖状ポリグリセリン、分岐状ポリグリセリン、環状ポリグリセリンが生成し、ブロードな組成の混合物としても夾雑物を取り除いた精製物としても利用されている。中でも植物性グリセリン由来のポリグリセリンは通常アルカリ触媒を用いた反応により精製されその組成は、ブロードな組成の混合物であり、これらの多くは分子量1000以下のポリグリセリンを主な成分として市販され、ポリグリセリン脂肪酸エステルなどの原料としても使用されている。
複数のポリグリセリンが含まれる混合液を、目的にあわせた低分子域のポリグリセリンと高分子域のポリグリセリンに分離することは、目的とする分布のポリグリセリンを使用するに当たって、所望のポリグリセリン混合液を得るために重要となる。
たとえば、このポリグリセリンから直接、代表的な非イオン界面活性剤の一つであるポリグリセリン脂肪酸エステルを合成しようとする場合、グリセリンをはじめとするより縮重合度の低いポリグリセリンと脂肪酸との反応性がより縮重合度の高いポリグリセリンより高いことから、低HLB値のエステルの生成をともない、結果的には期待できる親水性のポリグリセリン脂肪酸エステルを製造することができなかった。
またポリグリセリンを原料とするポリグリセリン脂肪酸エステルについて、特定のポリグリセリン脂肪酸エステルの規格が存在し、原料としてのポリグリセリンについて、所望の分子量領域のポリグリセリンが求められている。(例えば非特許文献1)
そこで目的の用途により、ポリグリセリ混合物の中から特定成分の割合を高める、あるいは低下する、更には分離させる試みがなされている。このために用いられているポリグリセリンの分画精製方法としては、ガス相を経る分離法である分子蒸留精製法が知られている(例えば特許文献1)。
また、強酸性イオン交換樹脂にポリグリセリン組成物を添加し、その後、溶離液用いて、重合度の高い成分から順に取り出すようにしたものもある(特許文献2)。
特許第3717193号公報 特許第3166289号公報 EFEMA index of food emulsifiers January 2004 4th edition ポリグリセリンエステル / 阪本薬品工業株式会社 大阪:阪本薬品工業、1994,3発行、35、36,40ページ
Polyglycerin derived from petrochemicals or derived from fats and oils is commonly used, and is generally obtained by dehydration condensation reaction of glycerin in the presence of an alkali catalyst. These polyglycerins are a mixture of diglycerin, triglycerin and the like having a low degree of polymerization, a polymer having a degree of polymerization higher than decaglycerin, and a mixture containing cyclic polyglycerin and by-products. There are several types and has a broad molecular weight distribution.
In addition, polyglycerin produces various forms by dehydration condensation between glycerin, glycerin / polyglycerin, or between polyglycerin, that is, linear polyglycerin, branched polyglycerin, and cyclic polyglycerin. It is also used as a mixture and a purified product from which impurities are removed. Among them, vegetable glycerol-derived polyglycerol is usually purified by a reaction using an alkali catalyst, and its composition is a mixture having a broad composition. Many of these are commercially available with polyglycerol having a molecular weight of 1000 or less as a main component. It is also used as a raw material for glycerin fatty acid esters.
Separation of a mixed liquid containing a plurality of polyglycerols into a low molecular weight polyglycerin and a high molecular weight polyglycerin according to the purpose is to use the desired polyglycerin. This is important for obtaining a mixed solution.
For example, when trying to synthesize a polyglycerin fatty acid ester, which is one of the typical nonionic surfactants, directly from this polyglycerin, the reaction of polyglycerin and other fatty acids with a lower degree of polycondensation such as glycerin Since the property is higher than that of polyglycerin having a higher degree of polycondensation, it is impossible to produce a hydrophilic polyglycerin fatty acid ester that can be expected as a result of the formation of an ester having a low HLB value.
Moreover, about the polyglycerol fatty acid ester which uses polyglycerol as a raw material, the specification of a specific polyglycerol fatty acid ester exists, and the polyglycerol of a desired molecular weight area | region is calculated | required about the polyglycerol as a raw material. (For example, Non-Patent Document 1)
Therefore, attempts have been made to increase, decrease, or further separate the specific component from the polyglycerin mixture depending on the intended use. As a method for fractional purification of polyglycerol used for this purpose, a molecular distillation purification method, which is a separation method through a gas phase, is known (for example, Patent Document 1).
In addition, there is also one in which a polyglycerin composition is added to a strongly acidic ion exchange resin, and thereafter, components with a high degree of polymerization are sequentially extracted using an eluent (Patent Document 2).
Japanese Patent No. 3717193 Japanese Patent No. 3166289 EFEMA index of food emulsifiers January 2004 4th edition Polyglycerin ester / Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. Osaka: Sakamoto Yakuhin Kogyo, 1994, 3 issued, 35, 36, 40 pages

しかしながら分子蒸留精製法を用いてポリグリセンに適応しようとする場合、取り扱う物質の蒸気圧や物質をガス化させるために必要な温度やその温度での物質の変質の制約がある。すなわち、
1)ジグリセリン、トリグリセリンの除去を蒸留法によった場合、高温・高真空の条件が求められる。ポリグリセリン混合液には水が含まれることから数十パスカル以下の高真空の条件設定も一般的には困難であることから、当然設定温度も170℃以上の高温が求められる。
またポリグリセリンは、一般的にはグリセリンの脱水縮合で得られることから、上記条件では、原液のポリグリセリンの変質(縮重合度の変化など)が生じる可能性が高い。
また高真空での取り扱いには、大型の装置の適応が必要になる。
このことはポリグリセリンを所望の重合度域や分子量領域で分画しようとする場合に重要な制約となり、分離しようとする分子量領域について大きな制約となる。
上記の理由から、各ポリグリセリンの親水性/疎水性、粘性、他の物質との反応性、反応生成物の諸機能あるいは規格や法規などを考慮して選定する、所望の重合度域あるいは分子量領域のポリグリセリン/ポリグリセリン混合物を実現する手段としては、(トリグリセリンやテトラグリセリン以上に)限界が生じる。
一方、先行技術文献2記載の技術では、強酸性イオン交換樹脂等の吸着材や溶離液が必要となる他、溶離した後の排水を処理するための新たな設備が必要となるとともに、処理工程が煩雑になり、システムが複雑になるという問題がある。
However, when applying to polyglycene using the molecular distillation purification method, there are restrictions on the vapor pressure of the material to be handled, the temperature necessary for gasifying the material, and the alteration of the material at that temperature. That is,
1) When diglycerin and triglycerin are removed by distillation, high temperature and high vacuum conditions are required. Since the polyglycerin mixed solution contains water, it is generally difficult to set high vacuum conditions of several tens of pascals or less, and naturally, a high temperature of 170 ° C. or higher is required.
In addition, since polyglycerin is generally obtained by dehydration condensation of glycerin, there is a high possibility that alteration of the polyglycerin in the stock solution (change in the degree of condensation polymerization, etc.) will occur under the above conditions.
In addition, for handling in a high vacuum, it is necessary to adapt a large apparatus.
This is an important constraint when trying to fractionate polyglycerin in a desired degree of polymerization or molecular weight region, and is a major constraint on the molecular weight region to be separated.
For the above reasons, the desired degree of polymerization or molecular weight to be selected in consideration of the hydrophilicity / hydrophobicity of each polyglycerin, viscosity, reactivity with other substances, various functions of the reaction products, standards and regulations, etc. As a means of realizing the region polyglycerin / polyglycerin mixture, there is a limit (more than triglycerin and tetraglycerin).
On the other hand, the technique described in Prior Art Document 2 requires an adsorbent such as a strongly acidic ion exchange resin and an eluent, and also requires a new facility for treating the drained water after elution. Is complicated and the system is complicated.

本発明では、このような事情に鑑みてなされたものであり、ナノ膜や限外濾過膜を用いて、設備の規模の増大を抑え、ポリグリセリン混合物を大きい分子側と小さい分子側のポリグリセリンに分離しようとするものである。
さらに詳しくは、ポリグリセリン混合液を、透過液と残液に分け、透過液側に分子量の小さいポリグリセリンを分離し、残液側に分子量の大きいポリグリセリンを残す方法、あるいはポリグリセリン混合液からダイアフィルトレーション手法により分子量の小さいポリグリセリンを透過液側に抜出す方法、膜を用いた分離操作のひとつの形態であるダイアフィルトレーションの際に、透過液や循環液/内部循環液の濃度や物性値など膜装置の分離状態を表す測定値や分析値を用いて目的物質の透過傾向を管理・調整する分離方法を提供せんとするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and uses a nanomembrane or an ultrafiltration membrane to suppress an increase in the scale of equipment, and a polyglycerin mixture on a large molecule side and a small molecule side polyglycerin. To be separated.
More specifically, the polyglycerin mixed solution is divided into a permeate and a residual solution, the polyglycerin having a low molecular weight is separated on the permeate side, and the polyglycerin having a high molecular weight is left on the residual solution side, or from the polyglycerin mixed solution A method of extracting polyglycerin having a low molecular weight to the permeate side by a diafiltration method, or a form of separation operation using a membrane. It is intended to provide a separation method for managing and adjusting the permeation tendency of a target substance using measured values and analysis values representing the separation state of the membrane device such as concentration and physical property values.

本発明の発明者らは、種々の方法によって得たポリグリセリンがその原料や反応方法によって異なる重合度分布をもつポリグリセリン混合液として得られること、またそれらの反応生成物をそのまま製品あるいは製品の原料とせず、そのポリグリセリン混合液を組成の異なる液に分離あるいは分離後に混合・成分調整できることに着目し、その分離方法としてナノ膜、限外濾過膜を用いることが有効であるとの知見を得た。
ナノ膜や限外濾過膜による分離では、分離すべき透過させたい物質と透過させたくない物質に合わせて、用いる膜の透過性向とその運転条件などを考慮した膜の選定が可能である。このことは、気相への蒸発を基礎とする減圧蒸留法や分子蒸留精製法と異なり、膜分離においては取り扱う物質の蒸気圧や物質をガス化させるために必要な温度やその温度での物質の変質の制約はなく、分子量が大きい物質を対象とする分離においてもナノ膜や限外ろ過膜の選択が可能で、その分離対象を広く選定する事ができる。すなわち、分子量、重合度、分子の形状、すなわち直鎖状、環状、あるいは立体的な形状の影響を考慮して分離を行う事が可能である。
すなわちポリグリセリンの常圧での沸点はジグリセリンが240℃程度で、重合度が上がるごとに40℃程度その沸点が上昇するといわれており、(ポリグリセリンエステル 阪本薬品工業発行 35ページ。非特許文献2)このことからガス相を経た分離方法においては、デカグリセリンなどの大分子量のポリグリセリンをガス相とするために必要な温度と真空度および各物質の変質への影響から分離は困難であるが、ナノ膜や限外濾過膜を用いる本発明では、蒸気圧などによる制約を受けず、温度の影響をふける範囲での操作が必要ない。
その点、膜による精製法は、温和な条件で精製ができることから、原液の品質を保つことができるといった優位な点がある。
The inventors of the present invention are able to obtain polyglycerin obtained by various methods as a polyglycerin mixed solution having different polymerization degree distributions depending on the raw materials and reaction methods, and the reaction products of the product or product as they are. Focusing on the fact that the polyglycerin mixed solution can be separated into liquids with different compositions or mixed and adjusted after separation without using the raw materials, and the knowledge that it is effective to use nanomembranes and ultrafiltration membranes as the separation method Obtained.
In the separation using a nanomembrane or an ultrafiltration membrane, it is possible to select a membrane in consideration of the permeability tendency of the membrane to be used and its operating conditions in accordance with the material to be separated and the material to be separated. This is different from the vacuum distillation method and molecular distillation purification method based on evaporation to the gas phase. In membrane separation, the vapor pressure of the material to be handled and the temperature necessary to gasify the material and the material at that temperature are used. There is no restriction on the alteration of the material, and nano-membranes and ultrafiltration membranes can be selected even in the separation for a substance having a large molecular weight, and the separation object can be widely selected. That is, separation can be performed in consideration of the influence of molecular weight, degree of polymerization, and molecular shape, that is, linear, cyclic, or steric shape.
That is, it is said that the boiling point of polyglycerin at normal pressure is approximately 240 ° C. for diglycerin, and that the boiling point is increased by approximately 40 ° C. as the degree of polymerization increases. (Polyglycerin ester published by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd., page 35. Non-patent document 2) From this, in the separation method via the gas phase, separation is difficult due to the temperature and degree of vacuum necessary to make a large molecular weight polyglycerin such as decaglycerin into the gas phase and the influence on the alteration of each substance. However, in the present invention using a nanomembrane or an ultrafiltration membrane, there is no restriction due to vapor pressure or the like, and no operation in a range that can avoid the influence of temperature is necessary.
In this respect, the membrane purification method has an advantage that the quality of the stock solution can be maintained because the purification can be performed under mild conditions.

本発明は、複数種類のポリグリセリン成分を含む混合液を、分離膜としてナノ膜および/または限外濾過膜を用いて該ポリグリセリン成分について含有比率が異なる液に分離することを特徴とする膜を用いたポリグリセリンの分離方法である。
また、本発明は、複数種類の異なる透過傾向をもつナノ膜および/または限外濾過膜を用いることを特徴とする。
また、本発明は、前記分離方法が、前記混合液を膜分離した後あるいは膜分離の過程に生じる濃縮液および/または透過液の濃度、糖度、比重、粘度、圧力損失から選択した少なくとも一つの測定項目を測定し、それらの値に基づいて希釈液あるいは洗浄液を供給し、透過液と残液の比率、希釈液あるいは洗浄液の供給量を制御する膜分離操作あるいはダイアフィルトレーションを含むものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記濃縮液および/または透過液の濃度、糖度、比重、粘度、圧力損失から選択した少なくとも一つの項目に目標値を設け、対応する測定項目を測定し、それらの値に基づいて、バッチ操作における分離の終点、連続操作での残液流量と透過液流量の比率、洗浄液あるいは希釈液を添加する場合のそれらの供給量の制御することで膜分離操作を自動制御することを特徴とする。
また、本発明は、複数種類のポリグリセリンを含む混合液、希釈液あるいは洗浄液の供給を調節する機能により、膜分離操作あるいはダイアフィルトレーションを実施することを特徴とする。
また、本発明は、膜分離装置の運転温度を35℃以上100℃未満に維持する運転をおこなうことを特徴とする。
また、本発明は、膜分離装置へのポリグリセリン原液の供給に先立って、膜分離装置の温度を35℃以上100℃未満への範囲となるよう加熱を行うことを特徴とする。
また、本発明は、濃縮液糖度を測定し、その値に基づいて希釈液あるいは洗浄液を、複数種類のポリグリセリンを含む混合液に添加あるいは循環液と混合・供給することを特徴とする。
The present invention relates to a membrane characterized in that a mixed liquid containing a plurality of types of polyglycerin components is separated into liquids having different content ratios with respect to the polyglycerin components using a nanomembrane and / or an ultrafiltration membrane as a separation membrane. Is a method for separating polyglycerin using
In addition, the present invention is characterized in that a plurality of types of nanomembranes and / or ultrafiltration membranes having different permeation tendencies are used.
Further, the present invention provides the separation method wherein at least one selected from the concentration, sugar content, specific gravity, viscosity, and pressure loss of the concentrate and / or permeate produced after membrane separation of the mixed solution or in the process of membrane separation. It includes a membrane separation operation or diafiltration that measures the measurement items, supplies dilution liquid or cleaning liquid based on those values, and controls the ratio of permeate to residual liquid and the supply amount of dilution liquid or cleaning liquid. It is characterized by.
Further, the present invention provides a target value for at least one item selected from the concentration, sugar content, specific gravity, viscosity, and pressure loss of the concentrate and / or permeate, measures the corresponding measurement items, and sets these values. Based on the end point of separation in batch operation, the ratio of residual liquid flow rate and permeate flow rate in continuous operation, and the supply amount when adding washing liquid or dilution liquid, the membrane separation operation is automatically controlled. It is characterized by.
Further, the present invention is characterized in that a membrane separation operation or diafiltration is performed by a function of adjusting the supply of a mixed solution, a diluting solution or a cleaning solution containing a plurality of types of polyglycerol.
Further, the present invention is characterized in that the operation of maintaining the operating temperature of the membrane separation apparatus at 35 ° C. or higher and lower than 100 ° C. is performed.
Further, the present invention is characterized in that heating is performed so that the temperature of the membrane separation device is in a range of 35 ° C. or more and less than 100 ° C. prior to the supply of the polyglycerol stock solution to the membrane separation device.
Further, the present invention is characterized in that the sugar content of the concentrated liquid is measured, and based on the measured value, a diluting liquid or a cleaning liquid is added to a mixed liquid containing a plurality of types of polyglycerin, or mixed and supplied with a circulating liquid.

また、本発明は、複数の目的物質が含まれる原液を膜分離装置に供給し、前記膜分離装置から得る透過液中に目的物質を抜き出し、残る他の目的物質を残液に分離するダイアフィルトレーションにおいて、分離操作の分離状態指標および/または進行経過指標を用い、透過液流量、膜分離装置の運転圧力、運転温度、循環液濃度、循環液量から選択した少なくとも1項目の操作項目を設定域に調整あるいは制御することで目的物質の透過傾向を制御することを特徴とする。
また、本発明は、管状のナノ膜および/またはUF膜を用いることを特徴とする。
また、本発明は、ナノ膜および/またはUF膜を複数回透過することを特徴とする。
また、本願発明は、複数種類のポリグリセリンを含む混合液が、塩類を含む混合液であることを特徴とする。
また、本願発明は、該複数種類のポリグリセリン成分を含む混合液が、グリセリンおよび/またはポリグリセリンを原料とし、アルカリ触媒下での反応工程を含む製造工程により製造したポリグリセリン混合液であることを特徴とする。
また、本発明は、複数の目的物質が含まれる原液を膜分離装置に供給し、前記膜分離装置から得る透過液中に目的物質を抜き出し、残る他の目的物質を残液に分離するダイアフィルトレーション設備において、分離操作の分離状態指標および/または進行経過指標の監視手段と、透過液流量、膜分離装置の運転圧力、運転温度、循環液濃度、循環液量から選択した少なくとも1項目の操作項目を制御する制御手段を設けたことを特徴とする膜を用いたポリグリセリン混合液の分離装置である。
また、本発明は、透過液濃度、透過液糖度、累積透過液量あるいは、経過時間の少なくとも1つに基づき、運転圧力および/または透過液流量を設定する機能、対応する循環液濃度、循環液糖度、あるいは循環液流量に調整しながら洗浄液を供給する調節機能を備え、ダイアフィルトレーションを実施することを特徴とする。
また、本発明は、複数種類のポリグリセリン成分を含む混合液を、分離膜としてナノ膜および/または限外濾過膜を用いて該ポリグリセリン成分について含有比率が異なる液に分離する工程をふくむ製造方法により製造したポリグリセリンである。
The present invention also provides a diafil for supplying a stock solution containing a plurality of target substances to a membrane separation apparatus, extracting the target substance from the permeate obtained from the membrane separation apparatus, and separating the remaining other target substances into a residual liquid. In the truncation, at least one operation item selected from the permeate flow rate, the operating pressure of the membrane separation device, the operating temperature, the circulating fluid concentration, and the circulating fluid amount using the separation state index and / or the progress indicator of the separation operation. The transmission tendency of the target substance is controlled by adjusting or controlling to a set range.
In addition, the present invention is characterized by using a tubular nanomembrane and / or a UF membrane.
Further, the present invention is characterized in that the nano membrane and / or the UF membrane permeate a plurality of times.
The invention of the present application is characterized in that the mixed liquid containing a plurality of types of polyglycerin is a mixed liquid containing salts.
In the invention of the present application, the mixed liquid containing the plurality of types of polyglycerin components is a polyglycerin mixed liquid manufactured by a manufacturing process including a reaction process under an alkali catalyst using glycerin and / or polyglycerin as a raw material. It is characterized by.
The present invention also provides a diafil for supplying a stock solution containing a plurality of target substances to a membrane separation apparatus, extracting the target substance from the permeate obtained from the membrane separation apparatus, and separating the remaining other target substances into a residual liquid. In the trough facility, at least one item selected from the separation state indicator and / or progress indicator of the separation operation, the permeate flow rate, the operating pressure of the membrane separator, the operating temperature, the circulating fluid concentration, and the circulating fluid amount A polyglycerol mixed liquid separation apparatus using a membrane, characterized in that a control means for controlling operation items is provided.
The present invention also provides a function for setting an operating pressure and / or a permeate flow rate based on at least one of a permeate concentration, a permeate sugar content, a cumulative permeate amount, or an elapsed time, a corresponding circulating fluid concentration, a circulating fluid It is characterized by an adjustment function for supplying the cleaning liquid while adjusting the sugar content or the circulating fluid flow rate, and performing diafiltration.
The present invention also includes a step of separating a mixed liquid containing a plurality of types of polyglycerin components into liquids having different content ratios for the polyglycerin components using nanomembranes and / or ultrafiltration membranes as separation membranes. Polyglycerin produced by the method.

本発明によれば、複数の種類のポリグリセリンを含む混合液を所望の分子領域を含むポリグリセリンに分離することが可能となる。また、ポリグリセリン成分を含む混合液を分離膜を用いて分離するようにしたので、設備の規模の増加を抑え、特別な排水処理を行う必要がなくポリグリセリンを取り出すことができる。
また、本発明によれば、目的物質の透過傾向を制御したダイアフィルトレーションが可能になり、膜分離での透過傾向が近接している物質の精密な分離が可能になる。
また、本発明によれば、低温での操作が可能な膜分離による透過傾向が近接している物質同士の精密分離が可能になることで、熱分解や熱変質しにくい分離が可能になり、膜分離に際して添加物や廃棄物がない簡潔な分離プロセスが可能になる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to isolate | separate the liquid mixture containing several types of polyglycerol into the polyglycerol containing a desired molecular area | region. Moreover, since the liquid mixture containing the polyglycerin component is separated using the separation membrane, the increase in the scale of the facility can be suppressed, and the polyglycerin can be taken out without the need for special drainage treatment.
Further, according to the present invention, diafiltration in which the permeation tendency of the target substance is controlled becomes possible, and the substances having close permeation tendency in membrane separation can be precisely separated.
In addition, according to the present invention, it becomes possible to separate substances that are close to each other in permeation tendency by membrane separation that can be operated at a low temperature, thereby enabling separation that is difficult to be thermally decomposed and thermally denatured, A simple separation process without additives and waste during membrane separation is possible.

本発明によれば、処理原料が、食塩などの塩類を含む場合の食塩を低分子のグリセリンやポリグリセリンとともに除去し、残液中に食塩などの塩類が低減されたポリグリセリンとして回収することが可能になる。選定する膜としては、目的にそってナノ膜や限外濾過膜を適宜利用することができる。   According to the present invention, when the raw material for treatment contains salts such as salt, salt is removed together with low-molecular glycerin and polyglycerin, and recovered as polyglycerin in which salts such as salt are reduced in the remaining liquid. It becomes possible. As the membrane to be selected, a nano membrane or an ultrafiltration membrane can be appropriately used according to the purpose.

本発明は、混合液がポリグリセリンの場合において、ポリグリセリンをナノフィルトレーション膜あるいは限外ろ過膜あるいは逆浸透膜を用いた小分子量物質の透過による精製が可能になる。   In the present invention, when the mixed solution is polyglycerin, polyglycerin can be purified by permeation of a small molecular weight substance using a nanofiltration membrane, an ultrafiltration membrane, or a reverse osmosis membrane.

本発明によれば、複数の種類のポリグリセリンを含む混合液からジグリセリンを除去することができる。具体的には、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリンを除去する精製の実施が可能になる。
また、ポリグリセリン混合液を原料とし、有意にグリセリン、ジグリセリンを含む縮重合度の低いポリグリセリンを除去するができ、分散度の小さなポリグリセリンを得ることができる。
この精製ポリグリセリンを使用することにより、今までにない高HLB値のポリグリセリン脂肪酸エステルを製造することが可能となった。このようにして得られたポリグリセリン脂肪酸エステルは、食品、化粧品、医薬品などの可溶化剤、食器用水系リンス剤、洗浄剤などに好適に用いられる。
グリセリンを脱水縮合することによって得られるポリグリセリン中には、触媒に由来する塩、さらには有機酸類が含まれることから反応後は、イオン交換樹脂などによって精製されることが常用されている。膜精製することによりこれら低分子の夾雑物も同時に除去できることも膜利用の有利な点である。
According to the present invention, diglycerin can be removed from a mixed solution containing a plurality of types of polyglycerin. Specifically, it is possible to carry out purification to remove glycerin, diglycerin, and triglycerin.
Moreover, polyglycerin having a low degree of polycondensation containing glycerin and diglycerin can be removed using a polyglycerin mixed solution as a raw material, and polyglycerin having a low degree of dispersion can be obtained.
By using this purified polyglycerin, it has become possible to produce a polyglycerin fatty acid ester having an unprecedented high HLB value. The polyglycerin fatty acid ester thus obtained is suitably used as a solubilizer for foods, cosmetics, pharmaceuticals, etc., an aqueous rinsing agent for tableware, and a cleaning agent.
Since polyglycerol obtained by dehydrating and condensing glycerol contains a salt derived from a catalyst and further organic acids, it is commonly used after the reaction to be purified by an ion exchange resin or the like. Another advantage of using the membrane is that these low-molecular impurities can be removed at the same time by membrane purification.

市場から入手できる種々のナノ膜、限外濾過膜には、分画分子量などの物質を阻止する性能を表す指標が大まかな指標として示されているが、実際の分子の阻止率などの透過傾向は、前述のように種々の要因により影響される。本発明は、膜分離装置の複数種類のポリグリセリンを含む混合液に対する透過傾向を適切に制御することで望ましい分離を遂行する方法とその装置である。   Various nanomembranes and ultrafiltration membranes that are available on the market show rough indicators of the performance of blocking substances such as the fractional molecular weight, but the permeation tendency such as the blocking rate of actual molecules Is affected by various factors as described above. The present invention is a method and apparatus for performing desirable separation by appropriately controlling the permeation tendency of a membrane separation apparatus with respect to a mixed liquid containing a plurality of types of polyglycerin.

本願発明者は、膜分離によるダイアフィルトレーションで透過傾向が近接しているポリグリセリン混合液の分離を適切に実行するためには、それらの物質の透過傾向を適切な範囲に維持することが重要と考え、透過を促進させたい物質の透過促進と透過を抑制させたくない物質の透過抑制に適する運転状態を実現するために、膜分離装置での操作項目としての運転圧力、運転温度、運転濃度、水素イオン濃度(pH)の透過傾向への影響の利用方法の課題に取り組んだ。   The inventor of the present application can maintain the permeation tendency of these substances within an appropriate range in order to appropriately perform separation of the polyglycerin mixed solution having a permeation tendency close by diafiltration by membrane separation. In order to realize an operating state suitable for promoting the permeation of substances that are thought to be important and promoting permeation and for suppressing the permeation of substances that do not want to suppress permeation, the operating pressure, operating temperature, and operation as the operation items in the membrane separation device We tackled the issue of how to use the effect of concentration and hydrogen ion concentration (pH) on permeation tendency.

次に、本明細書において使用する用語について以下に説明する。   Next, terms used in this specification will be described below.

<ダイアフィルトレーション>
本発明において、膜分離に用いるダイアフィルトレーションを「膜分離の操作の対象として供給する懸濁液や液状の混合液や処理中の液に洗浄液を加えて、膜分離装置から透過液を取り出し、残液を得ることで、目的物質を透過液と非透過液(残液や内部循環液)に分離する操作」と定義し、透過液に取り出したい物質と残液に残したい物質の双方を目的物質として記述する。
<Diafiltration>
In the present invention, the diafiltration used for membrane separation is “adding a washing liquid to a suspension, a liquid mixture or a liquid being processed as an object of the membrane separation operation, and taking out the permeate from the membrane separator. , "The operation of separating the target substance into permeate and non-permeate (residual liquid and internal circulating liquid) by obtaining the residual liquid" Describe as the target substance.

<原液>
本発明で用いる“原液”は、複数の種類のポリグリセリンを含む混合液であり、目的物質である複数種類のポリグリセリンのほか、有機物、無機物、塩類、反応原料、製品、副産物、有価物、有害物などさまざまな分離目的の対象物質が含まれていても良い。
多くの場合、原液は膜分離装置で取り扱える範囲上限に近い含有物の濃度が望ましいが、希薄な状態で原液が供給される場合は、洗浄液を加えなくても透過液に目的物質を抜き出すダイアフィルトレーションが実施でき、膜分離装置で濃縮の後に引き続いてダイアフィルトレーションをすることも可能である。事前に実施したバッチで発生した移送時の残液の希釈液や関連する工程で得た透過液を原液として取り扱う場合は、あらかじめ濃縮するか、ダイアフィルトレーションに並行して別の膜装置などを利用して濃縮することが望ましい。逆に洗浄液や循環液で、固形物や原液の濃度を予め希釈することも可能である。
原液は膜処理の途中“循環液”あるいは“内部循環液”として処理装置内であつかわれ、その処理が進んだ時点あるいは段階で、“残液”として処理装置内に残り系外に抜き出される。
<Undiluted solution>
The “stock solution” used in the present invention is a mixed solution containing a plurality of types of polyglycerin, in addition to a plurality of types of polyglycerin as a target substance, organic substances, inorganic substances, salts, reaction raw materials, products, by-products, valuable substances, It may contain various target substances for separation purposes such as harmful substances.
In many cases, it is desirable that the concentration of the concentrate be close to the upper limit of the range that can be handled by the membrane separator. However, when the concentrate is supplied in a dilute state, the diafil that extracts the target substance into the permeate without adding a cleaning solution. It is also possible to carry out the diafiltration after the concentration in the membrane separator. When handling the diluted solution of the residual liquid generated in the batch performed in advance or the permeate obtained in the related process as a stock solution, concentrate it in advance or separate membrane device in parallel with diafiltration, etc. It is desirable to concentrate using Conversely, it is also possible to previously dilute the concentration of the solid matter or stock solution with a cleaning solution or a circulating solution.
The undiluted solution is used in the processing apparatus as “circulating liquid” or “internal circulating liquid” in the course of the membrane treatment, and is extracted into the processing apparatus as “residual liquid” at the time or stage when the processing proceeds. .

<溶媒>
本発明で用いる“溶媒”は、原液を取り扱うために用いる液体で、それ自体が水、温水、冷水、エタノールなどの水溶性溶媒の水溶液、有機溶媒、あるいはそれらの混合物を含むものである。
<Solvent>
The “solvent” used in the present invention is a liquid used for handling the stock solution, and itself contains an aqueous solution of a water-soluble solvent such as water, hot water, cold water, ethanol, an organic solvent, or a mixture thereof.

<膜洗浄液>
洗剤や溶媒を用いた膜洗浄を目的として、膜洗浄の際に用いる洗浄液を膜洗浄液として記載した。
<Membrane cleaning solution>
For the purpose of film cleaning using a detergent or a solvent, the cleaning liquid used in the film cleaning is described as the film cleaning liquid.

<洗浄液>
本発明で用いる“洗浄液”は、ダイアフィルトレーション操作において、原液や循環液あるいは内部循環液に加える液全般を指す。すなわち、運転前に装置内に充填する液も洗浄液の範疇に包含され、ダイアフィルトレーションで洗浄用に供給する液は洗浄液である。具体的には、透過液などの目的物質を含んだ液、水、温水、冷水、エタノール水などの水溶性溶媒、ヘキサンなどの有機溶媒など、目的とする分離に適する系外から供給する、または系外から供給される、液体から選択する。
洗浄液は抽出用の溶媒(抽剤)として用いてもよい。すなわち、原料中の、特に分散相に含まれる物質の抽出を目的として洗浄液を抽出液として加え、原液中の目的物質を膜によって阻止される物質を除いた形態での透過液として、原液から抽出液を得ることができる。
<Cleaning liquid>
The “cleaning liquid” used in the present invention refers to all liquids added to the stock solution, the circulating fluid, or the internal circulating fluid in the diafiltration operation. That is, the liquid filled in the apparatus before operation is also included in the category of the cleaning liquid, and the liquid supplied for cleaning by diafiltration is the cleaning liquid. Specifically, a liquid containing a target substance such as a permeate, a water-soluble solvent such as water, hot water, cold water, and ethanol water, an organic solvent such as hexane, and the like are supplied from outside the system suitable for the target separation, or Select from liquids supplied from outside the system.
The cleaning liquid may be used as an extraction solvent (extractant). That is, a washing liquid is added as an extract for the purpose of extracting substances contained in the dispersed phase, particularly in the dispersed phase, and the target substance in the stock solution is extracted from the stock solution as a permeate in a form excluding substances blocked by the membrane. A liquid can be obtained.

<分離膜>
本発明で用いる“分離膜“は”膜“とも表し、逆浸透膜(RO膜)、ナノ膜(ナノフィルトレーション膜、NF膜)、限外濾過膜(UF膜)の圧力駆動を用いる膜を指す。これらの膜は管状、スパイラル、中空糸、平膜などの膜モジュールあるいは膜分離装置に組み込まれて使われ、膜分離装置に供給された処理対象液を透過液と非透過液(残液あるいは濃縮液)に分ける機能を有する。膜モジュールとしては膜表面の濃度分布が均質にしやすい管状膜が望ましいが、スパイラル膜、中空糸膜、平膜など圧力駆動を用いる形式の膜を利用することができる。膜の材質は、有機系、無機系、それらの複合系の膜が利用できる。
<Separation membrane>
The “separation membrane” used in the present invention is also referred to as “membrane”, and is a membrane that uses reverse osmosis membrane (RO membrane), nanomembrane (nanofiltration membrane, NF membrane), and ultrafiltration membrane (UF membrane) pressure drive. Point to. These membranes are used by being incorporated in membrane modules or membrane separation devices such as tubular, spiral, hollow fiber, flat membrane, etc., and the liquid to be treated supplied to the membrane separation device is used as permeate and non-permeate (residual or concentrated). Liquid). The membrane module is preferably a tubular membrane that tends to make the concentration distribution on the membrane surface uniform, but a membrane using a pressure drive such as a spiral membrane, a hollow fiber membrane, or a flat membrane can be used. As the material of the film, an organic film, an inorganic film, or a composite film thereof can be used.

<膜分離装置>
本発明で用いる“膜分離装置”の基本構成は、適宜選定した分離膜およびその膜モジュールや膜モジュールの集合体である。場合によっては内部循環ポンプ、熱交換器およびそれらを接続する配管を含み、処理対象液、原液、洗浄液、ダイア水などは、膜分離装置に昇圧ポンプで昇圧して供給あるいはあらかじめ加圧した液を流量調節弁や圧力調弁を通じて、膜分離装置に受け入れる。膜分離装置の運転圧力は、膜モジュールから排出する残液の抜き出し配管中の制御弁や昇圧ポンプの返送配管中の調節弁などの適宜選択された圧力調節機構によりその運転圧力を制御する。また、膜モジュールからの透過液の抜き出し手段を備えている。
<Membrane separator>
The basic configuration of the “membrane separation apparatus” used in the present invention is an appropriately selected separation membrane and its membrane module or assembly of membrane modules. In some cases, including internal circulation pumps, heat exchangers, and pipes connecting them, liquids to be treated, raw solutions, cleaning liquids, dia waters, etc. are supplied to the membrane separator with a pressure booster pump or supplied in advance. It is received in the membrane separator through a flow control valve and pressure control valve. The operating pressure of the membrane separation device is controlled by an appropriately selected pressure adjusting mechanism such as a control valve in the piping for extracting the residual liquid discharged from the membrane module and a control valve in the return piping of the booster pump. In addition, a means for extracting the permeate from the membrane module is provided.

<NF膜>
IUPAC(国際純正・応用化学連合)は、ナノ濾過を「2nmより小さい程度の粒子や高分子が阻止される圧力駆動の膜分離プロセス。」としており、本発明ではこの定義に従い、ナノ濾過を行なう膜をナノ膜(ナノフィルトレーション膜、NF膜)と記載する。ナノ膜には、水系で使用するナノ膜と、もっぱら有機溶媒系で使用する疎水性のナノ膜が含まれる。
水系で使用するNF膜の例としては、PCI Membranes社 AFC80,AFC30、AFC40、Osmonics社Desal 5DL、Desal 51HL、日東電工社NTR7450、FILMTEC社 NF-2540などが例示できる。主として有機溶媒系で用いる膜の例としては、Davison Membranes社のSTARMEM120、STARMEM240、などが例示できる(STARMEMは、Davison Membranes社の登録商標)。
<NF film>
IUPAC (International Pure and Applied Chemistry Association) defines nanofiltration as “a pressure-driven membrane separation process in which particles and polymers with a size of less than 2 nm are blocked.” In the present invention, nanofiltration is performed according to this definition. The membrane is referred to as a nano membrane (nanofiltration membrane, NF membrane). Nanomembranes include nanomembranes used in aqueous systems and hydrophobic nanofilms used exclusively in organic solvent systems.
Examples of NF membranes used in water systems include PCI Membranes AFC80, AFC30, AFC40, Osmonics Desal 5DL, Desal 51HL, Nitto Denko NTR7450, FILMTEC NF-2540, and the like. Examples of membranes mainly used in organic solvent systems include Davison Membranes's STARMEM 120, STARMEM 240, etc. (STARTM is a registered trademark of Davison Membranes).

<UF膜>
同様にIUPACは、限外濾過を「0.1μm〜2nmの範囲の粒子や高分子が阻止される圧力駆動の膜分離プロセス。」としており、本発明ではこの定義に従い、限外濾過を行なう膜を限外濾過膜(UF膜)と記載する。
UF膜の例としてはPCI Membranes社製 CA202、EM006、ES006、ESP04、ES404、PU608、ES209、PU120、FPT03、FPA03、FP100、FPI20、FPA20、FP200、L6000などが例示できる。
<UF membrane>
Similarly, IUPAC defines ultrafiltration as “a pressure-driven membrane separation process in which particles and polymers in the range of 0.1 μm to 2 nm are blocked.” In the present invention, a membrane that performs ultrafiltration according to this definition. Is described as an ultrafiltration membrane (UF membrane).
Examples of the UF membrane include CA202, EM006, ES006, ESP04, ES404, PU608, ES209, PU120, FPT03, FPA03, FP100, FPI20, FPA20, FP200, and L6000 manufactured by PCI Membranes.

<RO膜>
同様にIUPACは、逆浸透を「膜片側の加圧により浸透圧差と逆方向の溶媒の選択的移動が引き起こされる液相の圧力駆動分離プロセス。」としており、本発明ではこれらの定義に従い、逆浸透を行なう膜を逆浸透膜(RO膜)と記載する。
RO膜の例としてはPCI Membranes社製 AFC99などが例示できる。
<RO membrane>
Similarly, IUPAC refers to reverse osmosis as “a liquid-phase pressure-driven separation process in which selective movement of a solvent in the opposite direction to the osmotic pressure difference is caused by pressurization on one side of the membrane.” A membrane that performs osmosis is referred to as a reverse osmosis membrane (RO membrane).
An example of the RO membrane is AFC99 manufactured by PCI Membranes.

<内部循環、循環液槽、循環液、残液>
本発明では、膜モジュール内の膜面での流量を確保するための膜モジュールの出口から膜モジュール入口への循環ポンプによる循環を“内部循環”とよび、その液を内部循環液と称する。
また、本発明で循環液槽を用いる場合、循環液槽から、昇圧ポンプ、膜分離装置、循環液槽の間を循環する流れおよびその間の装置を“循環系”と称し、その間を循環している液を“循環液”と称する。前記の内部循環液と循環液を総称して循環液とも称する場合がある。
また、前述の循環液について、ある時点までの処理を終えた場合に、“残液“と称した。
<Internal circulation, circulating fluid tank, circulating fluid, residual liquid>
In the present invention, the circulation by the circulation pump from the outlet of the membrane module to the inlet of the membrane module for securing the flow rate at the membrane surface in the membrane module is called “internal circulation”, and the liquid is called the internal circulation liquid.
In addition, when a circulating fluid tank is used in the present invention, a flow that circulates from the circulating fluid tank to the booster pump, the membrane separator, and the circulating fluid tank and the device between them are referred to as a “circulation system” and circulates between them. This liquid is called “circulating liquid”. The internal circulating fluid and the circulating fluid may be collectively referred to as a circulating fluid.
In addition, the above-mentioned circulating liquid was referred to as “residual liquid” when the processing up to a certain point was completed.

<操作項目>
本発明において、操作項目は、膜による目的物質の分離に直接的に影響を与える項目である。膜分離装置での操作項目としてその項目を設定し、分離状態指標を設定域にするかあるいは進行経過指標に基づいて操作項目に設定域を直接設けて、その操作項目を維持、変更、調整あるいは制御するものである。
具体的な操作項目には、膜分離装置の膜モジュールからの透過液流量、あるいは膜分離装置からの循環液の膜モジュール出口あるいは圧力に代表される膜分離装置の運転圧力、循環液(あるいは残液)の運転温度、水素イオン濃度(pH)、洗浄液の供給による制御の基準となる循環液濃度、循環液量が選択できる。分離状態指標や進行経過指標によって膜分離状態、運転状態あるいは膜分離操作の進行経過にあわせて操作項目の設定域を定める事ができる。
使い方の例としては、操作項目として透過液流量の設定域を設け、他に運転温度、循環液濃度(糖度)が一定になるように運転制御しながら、分離状況指標である透過液流量を運転圧力の調整によってその設定域内に確保することで、透過傾向を制御する方法がある。同様に操作項目として透過液流量の設定域を設け、他に運転温度、運転圧力が一定になるように運転制御しながら、ダイアフィルトレーション水供給量制御を伴う循環液濃度制御の濃度設定値の調整によって、設定した透過液流量を達成する方法がある。循環液温度は冷却水の供給量で、循環液濃度はダイアフィルトレーション液の供給量で、運転圧力は循環液あるいは排出系に設けた制御弁で調整できる。
なお、透過液流量は、同じ種類の膜を用いた膜分離装置中の膜から単位時間当たりに得られる透過液流量を通常用いるが、その膜分離装置中全ての膜からの流量でも、一部の膜からの値でもよく、その表現は透過流束(kg/m2/時)でも透過液流量であってもよい。ここで設定域は必ずしも上限下限の双方を規定する必要はなく、目標値として設けても良い。
<Operation items>
In the present invention, the operation item is an item that directly affects the separation of the target substance by the membrane. Set the item as an operation item in the membrane separation apparatus, and set the separation state index as a setting area or directly set the setting area for the operation item based on the progress indicator, and maintain, change, adjust or adjust the operation item. It is something to control.
Specific operation items include the flow rate of the permeate from the membrane module of the membrane separator, the operating pressure of the membrane separator represented by the outlet or pressure of the circulating fluid from the membrane separator, and the circulating fluid (or the remaining liquid). Liquid) operating temperature, hydrogen ion concentration (pH), circulating fluid concentration and circulating fluid amount serving as a reference for control by supplying cleaning fluid can be selected. The setting range of the operation item can be determined according to the progress of the membrane separation state, the operation state, or the membrane separation operation by the separation state index and the progress progress index.
As an example of usage, a permeate flow rate setting range is provided as an operation item, and the permeate flow rate, which is a separation status index, is operated while operating control is performed so that the operating temperature and circulating fluid concentration (sugar content) are constant. There is a method of controlling the transmission tendency by ensuring within the set range by adjusting the pressure. Similarly, a permeate flow rate setting range is provided as an operation item, and the concentration setting value for circulating fluid concentration control with diafiltration water supply amount control while controlling operation so that the operation temperature and operation pressure are constant. There is a method of achieving the set permeate flow rate by adjusting the. The circulating fluid temperature is the cooling water supply amount, the circulating fluid concentration is the diafiltration fluid supply amount, and the operating pressure can be adjusted by the control valve provided in the circulating fluid or the discharge system.
The permeate flow rate is normally the permeate flow rate obtained per unit time from a membrane in a membrane separation apparatus using the same type of membrane, but some of the flow rates from all the membranes in the membrane separation apparatus are also used. The value from the membrane may be a permeation flux (kg / m 2 / hour) or a permeate flow rate. Here, the setting range does not necessarily define both the upper and lower limits, and may be provided as a target value.

<分離状態指標>
本発明において、分離状態指標は、運転中の膜分離装置の分離状態を量的に把握するための指標であり、それが運転項目設定域の維持、変更、調整または制御の指標となるものである。具体的には、循環液および/または透過液あるいは容器に蓄積した透過液の屈折率、糖度、密度、光透過度、電気伝導度、赤外線分光などのセンサーあるいは分析装置による測定値や分析値、あるいは上述の測定値や分析値の経過指標による微分値、すなわち経過時間、透過液量、洗浄液量などによる微分値や変化率、平均値、積分値などの数値処理をした値、あるいは循環液の同様な値、透過液と循環液の同様な値の比率、それらの値と先行時点で得た値との比率などの関係指標を用いることができる。
分離状態指標の使い方としては、膜分離装置の運転において、操作項目を選び、分離状態指標に設定域を設け、その設定域に測定あるいは測定に基づく計算で得た対応する分離状態指標がその設定域になることを目標として、操作項目の調整や制御に用いる。
<透過液流量の操作項目としての設定域と分離状態指標としての設定>
透過液流量や透過流束は操作項目としても分離状態指標としても設定域を設けることができる。まず透過液流量を操作項目として設定域を設けた場合は、その測定値は分離状態指標にも操作項目にもなり、いわば分離状態指標としての透過液流量を見ながら、その値を運転圧力等の調節を通じて設定域に入るように運転する。また、分離状態指標として得た測定値や分析値を透過液流量以外の操作項目の制御に使いながらダイアフィルトレーションを制御する場合、例えば循環液濃度などを操作項目として調節し、透過液量を設定域に制御する方法がある。すなわち透過液流量や透過流束を、操作項目、分離状態指標の片方あるいは双方として利用する事が可能である。
<Separation state index>
In the present invention, the separation state index is an index for quantitatively grasping the separation state of the membrane separation apparatus in operation, and it is an index for maintaining, changing, adjusting or controlling the operation item setting range. is there. Specifically, the measured value or analytical value of the circulating fluid and / or permeate or the permeate accumulated in the container, the sugar content, the density, the light transmittance, the electrical conductivity, the infrared spectroscopic sensor or the analysis device, Alternatively, the differential value based on the progress index of the above measured value or analysis value, that is, the value obtained by numerical processing such as the elapsed time, the permeate liquid amount, the cleaning liquid amount, the differential value, the rate of change, the average value, the integral value, or the circulating fluid Relational indexes such as similar values, ratios of similar values of permeate and circulating fluid, and ratios of these values to values obtained at the previous time point can be used.
As the usage of the separation state index, in the operation of the membrane separator, select the operation item, provide a setting area for the separation state index, and set the corresponding separation state index obtained by measurement or calculation based on the measurement in the setting area It is used for adjustment and control of operation items with the goal of becoming an area.
<Setting range as operation item of permeate flow rate and setting as separation state index>
The permeate flow rate and the permeation flux can be provided with setting areas both as operation items and as separation state indicators. First, when a setting area is provided with the permeate flow rate as an operation item, the measured value can be used as both a separation state index and an operation item. Operate to enter the setting range through adjustment of. In addition, when controlling diafiltration while using measured values and analytical values obtained as separation state indicators for control of operation items other than the permeate flow rate, for example, adjusting the circulating fluid concentration as an operation item, There is a method to control the setting area. That is, the permeate flow rate and permeate flux can be used as one or both of the operation item and the separation state index.

<進行経過指標>
本発明における、進行経過指標は、膜による分離操作の進行度合いの量的把握あるいは運転の段階から段階への移行や終了の判断のための指標である。具体的には、時間、液量、などの集計できる量的指標、残液、透過液、原液の濃度や循環液濃度と透過液濃度の比あるいは糖度比などの分離の結果を示す指標や、粘度、電気伝導度、pHなどの物性、洗浄液などの供給液量、また、分離操作の経過によって変化する処理対象液量、その測定値や分析値あるいはそれらを用いた計算値、あるいは透過液の測定値や分析値あるいはそれらを用いた計算値を用いることが出来る。また対象とする透過液はその時点で発生する透過液あるいは分離操作開始以降の合計あるいは部分的に蓄積した透過液を対象とすることができる。進行経過指標の値に対応した分離状態指標の設定値を設定することが出来、進行経過指標の値に対応した操作項目設定値を直接設定することも可能で、それぞれ操作項目を維持、変更、調整あるいは制御することが出来る。
<Progress progress index>
In the present invention, the progress indicator is an indicator for quantitatively grasping the degree of progress of the separation operation by the membrane, or determining the transition from the operation stage to the end or the end. Specifically, quantitative indicators such as time, liquid volume, etc., indicators indicating the results of separation such as residual liquid, permeate liquid, stock solution concentration, ratio of circulating fluid concentration to permeate concentration or sugar content ratio, Physical properties such as viscosity, electrical conductivity, pH, amount of supply liquid such as cleaning liquid, amount of liquid to be treated that changes with the progress of separation operation, measured value, analytical value, calculated value using them, or permeated liquid A measured value, an analytical value, or a calculated value using them can be used. Further, the permeate to be targeted can be the permeate generated at that time or the total or partially accumulated permeate since the start of the separation operation. The setting value of the separation status index corresponding to the value of the progress indicator can be set, and the operation item setting value corresponding to the value of the progress indicator can also be set directly. It can be adjusted or controlled.

<パッセージと阻止率>
膜分離装置でのナノ膜やUF膜による目的物質の分離性能は、各物質の見かけの阻止率Rapp(以下阻止率と記載する)、透過液の目的物質の1成分濃度Cpの供給液の同成分濃度(Cb)に対する比率として計算されるパッセージで表せる。
Cp:透過液の目的物質の1成分濃度(g/kg)、
Cb:モジュールへの供給液の同成分濃度(g/kg)

Figure 0004832393
また、供給液の濃度に代えて、循環液の濃度を用いて評価することも可能である。 <Passage and blocking rate>
The separation performance of the target substance by the nanomembrane or UF membrane in the membrane separator is the same as that of the supply liquid with the apparent rejection rate Rapp (hereinafter referred to as rejection rate) of each substance and the one-component concentration Cp of the target substance in the permeate. It can be expressed as a passage calculated as a ratio to the component concentration (Cb).
Cp: concentration of one component (g / kg) of the target substance in the permeate,
Cb: Concentration of the same component of the liquid supplied to the module (g / kg)
Figure 0004832393
It is also possible to evaluate using the concentration of the circulating liquid instead of the concentration of the supply liquid.

<透過傾向の制御>
ひとつの成分についてのパッセージは、透過液流量が増えればパッセージが小さくなる傾向やその逆が利用できる。そして操作項目としての透過液流量や透過流束は、選択した分離膜あるいは膜分離装置における各成分同士の透過傾向に関係があり、膜装置の運転圧力や運転温度の上下によってパッセージを変化させることができ、種々の運転操作による透過液流量は種々の操作によって変化し、同時に透過傾向も変化する。その変化は透過傾向が近接している物質同士でも一緒に変化することが可能であり、こうした作用を利用して透過傾向は制御できる。
バッチ式での具体的な透過傾向の制御は、多くの場合望ましい透過液流量設定域を実現する操作圧力の調節によって実現できる。透過傾向は、膜の状態、循環液の温度、循環液濃度、pH、循環液量の影響を受け、使用すべき透過液流量は常時同一でなくてもよく、透過液流量の変化は透過傾向に強く影響し、透過液流量の変更によって迅速な制御が達成できる。望ましくは透過液の組成を反映した分離状態指標による分離状態の把握と、透過液流量や運転圧力などの操作項目やその設定域の設定、維持、変更、調整、制御することによって制御することができ、場合によって分離状態指標を用いなくても、透過液量や経過時間などの進行経過指標を用いて操作項目の設定域の設定、維持、変更、調整、制御によって適切な膜分離が実施できる。
また、循環液の温度は、運転の過程では変動する要因、例えばポンプからの入熱、投入液の温度などにより異なる条件が刻々形成される一方、制御する項目は、熱交換器による冷却や加熱によって透過液の流量や組成が調節できる。温度を制御と圧力や濃度等他の運転項目の制御によって透過傾向の調整や制御が可能である。
また、循環液の組成やpHは透過液流量や透過傾向に影響し、糖度や電気伝導度などによって測定される循環液中の内容物濃度は、直接透過液流量に影響を与える。また、濃度の制御は供給する洗浄液量や循環液量の設定量の変更、あるいは透過液の循環液への返送量の調節による濃度調整によって制御でき、pHについては、酸性物質やアルカリ性物質の投入や、それらによるpH調整によって制御することも可能である。
こうした透過傾向の変動要因を組み合わせて、望ましくは透過流束の運転圧力による制御を組み合わせることで、透過傾向の制御が可能になる。
<Control of transmission tendency>
The passage of one component can be used when the flow rate of permeate increases and the passage becomes smaller and vice versa. The permeate flow rate and permeation flux as the operation items are related to the permeation tendency of each component in the selected separation membrane or membrane separation device, and the passage is changed depending on the operating pressure and operating temperature of the membrane device. The permeate flow rate due to various operation operations can be changed by various operations, and the permeation tendency also changes at the same time. The change can be changed together even with substances having similar transmission tendencies, and the transmission tendency can be controlled by using such an action.
The control of the specific permeation tendency in a batch system can be realized by adjusting the operation pressure to realize a desired permeate flow rate setting range in many cases. The permeation tendency is affected by the state of the membrane, the temperature of the circulating fluid, the circulating fluid concentration, pH, and the circulating fluid volume. The permeate flow rate to be used may not always be the same. Can be quickly controlled by changing the permeate flow rate. Desirably, it is possible to control by grasping the separation state by the separation state index reflecting the composition of the permeate and setting, maintaining, changing, adjusting and controlling the operation items such as the permeate flow rate and the operating pressure and the setting range thereof. Even if the separation state indicator is not used in some cases, appropriate membrane separation can be performed by setting, maintaining, changing, adjusting, and controlling the setting range of the operation item using the progress indicator such as the permeate amount and the elapsed time. .
In addition, the temperature of the circulating fluid varies depending on factors that fluctuate during the operation process, such as heat input from the pump and the temperature of the input fluid, while the items to be controlled are cooling and heating by the heat exchanger. Can adjust the flow rate and composition of the permeate. The permeation tendency can be adjusted and controlled by controlling the temperature and controlling other operating items such as pressure and concentration.
In addition, the composition and pH of the circulating fluid affect the permeate flow rate and the tendency to permeate, and the content concentration in the circulating fluid measured by sugar content, electrical conductivity, etc. directly affects the permeate flow rate. Also, the concentration can be controlled by changing the set amount of the supplied cleaning fluid and circulating fluid, or by adjusting the concentration by adjusting the amount of permeate returned to the circulating fluid, and the pH can be controlled by adding an acidic or alkaline substance. It is also possible to control the pH by adjusting the pH.
The permeation tendency can be controlled by combining these fluctuation factors of the permeation tendency, and preferably by combining the control based on the operating pressure of the permeation flux.

<組成に関する測定値、循環液濃度、含有物質濃度>
本発明では原液、運転開始時の循環液、膜分離装置の循環液、透過液などについて屈折率計、糖度計、密度計、光透過度測定装置、電気伝導度計などのセンサーから得る組成や濃度に関する測定値を、循環液や透過液の状態を示す指標として用いることができる。特に循環液の濃縮や洗浄液供給量などでの循環液の管理においては、循環液の組成や濃度に関する測定値膜分離装置の運転に適した管理が重要で、膜の透過傾向に直接影響するほか、濃度が高すぎる場合は急激なファウリングの進行や運転可能時間の短縮が起こりやすくなり、濃度が薄い場合はダイアフィルトレーションの効果が低下する。そこで糖度、密度、屈折率、電気伝導度などの測定値を循環液の管理に用いるもので、複数の成分を含む液でのそれらの測定値は、物質や物質群の合計濃度のほかにも組成比、温度などの複雑に影響を受けるが、必ずしも測定値が実際の物質や物質群の濃度と対応していることは不可欠ではなく、こうした測定値やそれらを基礎にした値を用いて、適切な循環液量管理や濃度管理を実現するための指標として用いることが重要である。測定に際して、必要に応じて温度補正やサンプルの温度管理などを行うことが望ましい。
循環液の濃度について膜分離に適する濃度範囲に関係する濃度の意味で用いる場合、特に“合計物質濃度”を用いて説明した。
<Measured values related to composition, circulating fluid concentration, concentration of contained substances>
In the present invention, the composition obtained from a sensor such as a refractometer, a saccharimeter, a density meter, a light transmittance measuring device, an electrical conductivity meter, etc. for the stock solution, the circulating fluid at the start of operation, the circulating fluid of the membrane separation device, and the permeate The measured value related to the concentration can be used as an index indicating the state of the circulating fluid or permeate. In particular, in the management of the circulating fluid, such as the concentration of the circulating fluid and the supply amount of the cleaning fluid, it is important to manage the measured values regarding the composition and concentration of the circulating fluid, which is suitable for the operation of the membrane separator. If the concentration is too high, abrupt fouling is likely to occur and the operating time is shortened. If the concentration is low, the effect of diafiltration is reduced. Therefore, measured values such as sugar content, density, refractive index, and electrical conductivity are used for the management of circulating fluids, and those measured values for fluids containing multiple components are not only the total concentration of substances and substance groups. Although it is affected by the composition ratio, temperature, and other complexities, it is not essential that the measured values correspond to the concentrations of actual substances or substance groups. Using these measured values and values based on them, It is important to use it as an index for realizing appropriate circulating fluid volume management and concentration management. In measurement, it is desirable to perform temperature correction, sample temperature management, and the like as necessary.
In the case of using the concentration of the circulating fluid in the meaning of the concentration related to the concentration range suitable for membrane separation, the explanation was made using “total substance concentration”.

<糖度、糖度比、濃度>
本発明で用いる“糖度比”は〔透過液の糖度〕÷〔循環液の糖度〕を指し、その分離状態指標としても進行経過指標としても用いることができる。すなわち同じ循環液に対して、透過傾向が大きい運転では、糖度比は大きくなり、透過傾向が小さい運転では糖度比が小さくなり、この指標の設定域を設けて操作項目を調整、制御することができる。またこの糖度比は、膜精製の進行経過指標として運転段階の変更や運転段階の終了使用する事も可能である。
また、この糖度比や透過液の糖度は透過傾向の変化を表す。圧力を推進力とする膜分離において、基準となる物質のパッセージの上昇や下降と他のパッセージの上昇や下降とリンクして発生することが一般的と考えられ、同じ循環液濃度に対する透過液の糖度や糖度比は、パッセージすなわち膜分離での各物質の透過傾向変化の変化による各物質濃度の変化として表れ、同じ濃度の出発時の循環液からの運転後の循環液の透過液の濃度は、それまでの操作によって到達した濃度とそこまでの分離性能の双方を反映しており、その双方を総合した指標として把握できる。
糖度は屈折率の測定原理と同じ方法で測定され、糖以外にもグリセリン類やグリコール類にも適応できる。糖度以外にも電気伝導度や、TOC(全有機炭素)、液の密度を基準についても、糖度と同様の循環液あるいは透過液の濃度をあらわす指標として用いること可能で、それぞれ分離状態指標として重要である。
<Sugar content, sugar content ratio, concentration>
The “sugar content ratio” used in the present invention refers to [sugar content of permeate] ÷ [sugar content of circulating fluid], and can be used as a separation state index or a progress indicator. That is, for the same circulating fluid, the sugar ratio is large in the operation with a large permeation tendency, and the sugar ratio is small in the operation with a small permeation tendency. it can. This sugar content ratio can also be used as an indicator of the progress of membrane purification by changing the operation stage or ending the operation stage.
Further, the sugar content ratio and the sugar content of the permeate represent changes in permeation tendency. In membrane separation using pressure as a driving force, it is generally considered to occur in conjunction with the rise and fall of the reference substance passage and the rise and fall of other passages. The sugar content or sugar content ratio appears as a change in the concentration of each substance due to a change in the permeation tendency of each substance in the passage, that is, membrane separation, and the concentration of the permeated liquid in the circulating fluid after operation from the circulating fluid at the start of the same concentration is It reflects both the concentration reached by the previous operation and the separation performance up to that point, and can be grasped as a comprehensive index.
The sugar content is measured by the same method as the principle of refractive index measurement, and can be applied to glycerins and glycols in addition to sugar. In addition to sugar content, electrical conductivity, TOC (total organic carbon), and liquid density can also be used as an index to indicate the concentration of circulating fluid or permeate, similar to sugar content, and are important as separate state indicators. It is.

<流動の状態を制御するための指標>
膜モジュールの入口と出口の圧力差などの密度や粘度の変化を総合した指標は、循環液濃度の制御あるいは管理に利用できる。すなわち圧力損失がある値あるいはそれ以下になるように洗浄液を添加するなどの方法を用いることで、循環液濃度を制御することは可能である。すなわち圧力損失を一定にするなどの方法で濃度を膜分離に支障がない範囲で運転することは可能である。
<Indicators for controlling the flow state>
Indicators that integrate changes in density and viscosity, such as the pressure difference between the inlet and outlet of the membrane module, can be used to control or manage the concentration of the circulating fluid. That is, it is possible to control the circulating fluid concentration by using a method such as adding a cleaning solution so that the pressure loss becomes a certain value or less. That is, it is possible to operate in a range where the concentration does not hinder membrane separation by a method such as making pressure loss constant.

<ダイアフィルトレーションの進行>
ダイアフィルトレーションの進行にともなって、その操作項目の設定域を一定にしても、徐々にあるいは段階的に操作項目の設定域を変更しても、循環液や透過液の分離状態に応じた分離性能を確保することが可能で、望ましくは他の操作条件は必要に応じて変更し、分離状況指標あるいは進行結果指標にあわせて透過液流量を変更することができる。
また、ダイアフィルトレーションの進行にともなって、その操作項目の設定域を一定にしても、徐々に変更して循環液や透過液の分離状態に応じた分離性能を確保しても良い。
<Diafiltration progress>
As the diafiltration progresses, even if the setting area of the operation item is made constant or the setting area of the operation item is changed gradually or step by step, it depends on the separation state of the circulating fluid and permeate. Separation performance can be ensured. Preferably, other operating conditions can be changed as necessary, and the permeate flow rate can be changed in accordance with the separation status index or progress result index.
Further, as the diafiltration progresses, the setting range of the operation item may be made constant, or may be gradually changed to ensure the separation performance according to the separation state of the circulating fluid and permeate.

また、ダイアフィルトレーションを複数の段階に分け、段階毎に各々選択した操作項目の設定域を設定することができる。すなわち透過液流量、運転圧力、運転温度の設定域の変更、薬剤の添加によるpHの変更などの方法などにより、各段階の終点や始点を管理しながら、各段階の操作項目の設定域を制御し、各段階の膜分離に望ましい分離状態を達成することで、ダイアフィルトレーション全体として望ましい分離について、繰り返して実施するダイアフィルトレーションでの分離結果をそれぞれの分離目的に沿ったものにする。   Further, the diafiltration can be divided into a plurality of stages, and a setting area for each selected operation item can be set for each stage. In other words, by controlling the end point and start point of each stage by controlling the permeate flow rate, operating pressure, operating temperature setting range, changing the pH by adding chemicals, etc. In addition, by achieving a desired separation state for each stage of membrane separation, the separation results obtained by repeated diafiltration for the separation desired for the entire diafiltration are in line with each separation purpose. .

<透過液流量の変更による混合物の糖度の変化>
仮に開始時の運転条件における2種類の物質のパッセージが、開始時の物質Aは0.1、物質Bは0.0の状態で、物質Aが10%物質Bが10%(以下この項は糖度相当分として説明)の開始時の液を、物質Aの濃度をダイアフィルトレーションによって低下させながら、合計糖度を20%に維持する運転を実施し、物質Bの濃度は徐々に上昇し20%に近づくようにする。ここでは糖度とこの合計量は徐々に少なくなり、その物質Aの濃度は0%に近づくことになる。
元の透過液流量の状態を維持した運転で、物質Aの濃度が1.5%でパッセージが0.1の時、糖度測定は0.15%(1.5%×0.1)になり、糖度計の測定限界が0.2%であれば、この状態は検知できないことになる。ところが透過液流量を下げて、パッセージの0.1を0.2で運転すれば、透過液の糖度は0.3%(1.5%×0.2)になり、糖度計の測定可能な範囲に入るようになる。以上の説明に基づいた現象は、検出限界に近い場合に限らず、開始時や終了時、段階の変更点など適切な場面での透過液や循環液の濃度状況の把握や確認あるいは切り替えなどの運転の判断時にも利用できる。
<Change in the sugar content of the mixture by changing the permeate flow rate>
Assuming that the passage of two types of substances in the starting operating conditions is 0.1 for substance A and 0.0 for substance B, 10% for substance A and 10% for substance B. The liquid at the start of the explanation of the sugar content equivalent) is operated to maintain the total sugar content at 20% while reducing the concentration of the substance A by diafiltration, and the concentration of the substance B gradually increases. Try to get closer to%. Here, the sugar content and the total amount gradually decrease, and the concentration of the substance A approaches 0%.
When the original permeate flow rate is maintained and the concentration of substance A is 1.5% and the passage is 0.1, the sugar content measurement is 0.15% (1.5% x 0.1). If the measurement limit of the sugar content meter is 0.2%, this state cannot be detected. However, if the flow rate of the permeate is lowered and the passage 0.1 is operated at 0.2, the sugar content of the permeate becomes 0.3% (1.5% × 0.2), which can be measured by a saccharimeter. Get into the range. Phenomena based on the above explanations are not limited to cases near the detection limit, such as grasping, confirming, or switching the concentration status of permeate and circulating fluid at appropriate situations such as at the start, end, and stage changes. It can also be used when judging driving.

また、多成分混合系での分離で、多量の膜を透過しやすい目的物質Aがあり、膜を透過しにくく透過したくない物質Bを保持しながら、物質Aと物質Bの中間の透過傾向をもつ物質Cを除去したい場合、透過傾向は初め物質Aの透過を主にした低い透過傾向での運転を、次いで物質Bの透過をすすめる運転を実施することで、物質A、Bの透過と物質Cの保持が実現できる。   In addition, there is a target substance A that easily permeates a large amount of membrane by separation in a multi-component mixed system, and the permeation tendency between substance A and substance B is maintained while retaining substance B that is difficult to permeate the membrane and does not permeate. When the substance C having the above characteristic is to be removed, the permeation tendency is first performed by operating with a low permeation tendency mainly consisting of the permeation of the substance A, and then carrying out the operation of promoting the permeation of the substance B. The retention of the substance C can be realized.

ダイアフィルトレーションを実施する際に、循環液の容積を少なくし目的物質の濃度は高い方が、分離効果は高くなる。そこで、例えば糖度計を用い循環液の濃度をそのダイアフィルトレーションの段階で、適切な濃度に維持して運転することで、ダイアフィルトレーションの効率的な進行が可能になる。常に濃度を高く設定する方がよいとは限らず、運転の安定性や膜表面の保護のために設定域に余裕を設けることが望ましい。
また、原料を投入した最初の段階では透過しやすい物質が多量に含まれるが、こうした循環液の組成変化が大きい段階でのみ循環液や内部循環液の濃度管理を行ない、他の段階では濃度以外の管理、例えば液量による管理を行なうこともできる。
When diafiltration is performed, the separation effect is higher when the volume of the circulating fluid is reduced and the concentration of the target substance is higher. Therefore, for example, by using a saccharimeter and maintaining the concentration of the circulating fluid at an appropriate concentration in the diafiltration stage, the diafiltration can proceed efficiently. It is not always better to set the concentration high, and it is desirable to provide a margin in the set area for operational stability and protection of the membrane surface.
In addition, a large amount of easily permeable substances are contained in the first stage when the raw materials are added, but the concentration of the circulating fluid and internal circulating fluid is controlled only at the stage where the composition change of the circulating fluid is large. For example, management based on the amount of liquid can be performed.

〈ポリグリセリン混合液のナノ膜および/または限外濾過膜による分離〉
ナノ膜は2nmより小さい程度の粒子や分子が阻止される膜で、分子量1000以下の種々のポリグリセリンについて、透過しやすいポリグリセリンと透過しにくいポリグリセリンの分離として取扱いうる膜が選定できる。
重合の程度が低いポリグリセリンを透過液側に分離し、重合がより進んだポリグリセリンを分離する場合、例えば実施例1に示したジグリセリンやトリグリセリンを透過液側に、テトラグリセリン以上を残液側に分離したい場合、ナノ膜の範囲のPCI Membranes製AFC30,AFC40などのナノ膜が選定できる。また重合が進んだポリグリセリンが除去すべき対象となる場合、ナノ膜の範囲の膜の利用が考えられるほか、限外濾過膜の範囲にはいる膜を用いる膜も選択できる。例えばPCI Membranes社製のXP197を用いることで、透過液側に、より多くの低分子成分を得、一方残液側に分子量の大きいポリグリセリンをより多く残すことができる。
またこの場合ダイアフィルトレーションによる分離を用いることも用いないことも可能であり、その分離程度は分離目的から選定できる。
またナノ膜を用いて低分子のポリグリセリンを分離したポリグリセリンについて、さらに別のナノ膜や限外濾過膜を用いて、大分子のポリグリセリンを分離しすることで、低分子側と大分子側が除去されたポリグリセリンを得ることができる。ここでダイアフィルトレーションを用いるか用いないかは、選定する膜と分離するそれぞれのポリグリセリンの分子量領域やそれらの量比率、操作の対象液の分離操作に適した濃度維持の可否により選定できる。この方法により、分子量領域を狭くしたポリグリセリンあるいはポリグリセリン混合物の製造が可能である。
低分子側と高分子側を分離するにあたっては、分離プロセスとしてどちら側から先に分離してもよい。
低分子側と高分子側の分離にあたっては、別の種類のNF膜や限外濾過膜を用いて行えるほか、同じ種類の膜を、異なる運転圧力、運転濃度、運転温度などの運転条件を変化させて同様の目的で用いることもできる。
アルカリ触媒を用いて合成したポリグリセリン混合物には、当初アルカリ触媒が混入して折り、ポリグリセリンの分離の際に、低分子側にアルカリ触媒を透過させることにより、ダイアフィルトレーションを用いる事によって残液側のアルカリ触媒量を低減する事ができる。
<Separation of polyglycerin mixed solution by nanomembrane and / or ultrafiltration membrane>
The nanomembrane is a membrane in which particles and molecules with a size of less than 2 nm are blocked. For various polyglycerins having a molecular weight of 1000 or less, a membrane that can be handled as separation of easily permeable polyglycerol and difficult to permeate polyglycerol can be selected.
When polyglycerin having a low degree of polymerization is separated on the permeate side and polyglycerin on which polymerization has proceeded further is separated, for example, diglycerin or triglycerin shown in Example 1 is left on the permeate side, and tetraglycerin or more remains. When separation is desired on the liquid side, nano membranes such as AFC30 and AFC40 manufactured by PCI Memranes in the range of nano membranes can be selected. In addition, when polyglycerol having undergone polymerization is a target to be removed, it is possible to use a membrane in the nano membrane range, and a membrane using a membrane in the ultra filtration membrane range can also be selected. For example, by using XP197 manufactured by PCI Membranes, more low molecular components can be obtained on the permeate side, while more polyglycerin having a large molecular weight can be left on the remaining liquid side.
In this case, separation by diafiltration can be used or not, and the degree of separation can be selected for the purpose of separation.
In addition, about polyglycerin which separated low-molecular-weight polyglycerin using nanomembrane, by separating large-molecular-weight polyglycerin using another nanomembrane or ultrafiltration membrane, low molecular weight side and large molecule Polyglycerin from which the side has been removed can be obtained. Here, whether or not to use diafiltration can be selected depending on the molecular weight region of each polyglycerol to be separated from the membrane to be selected, the amount ratio thereof, and whether or not the concentration can be maintained suitable for the separation operation of the operation target liquid. . By this method, it is possible to produce polyglycerin or a polyglycerin mixture having a narrow molecular weight region.
In separating the low molecular weight side and the high molecular weight side, it may be separated first from either side as a separation process.
Separation of the low molecular side and the high molecular side can be performed using different types of NF membranes or ultrafiltration membranes, and the same type of membrane can be operated with different operating pressures, operating concentrations, operating temperatures, etc. Can be used for the same purpose.
The polyglycerin mixture synthesized using an alkali catalyst is initially mixed with an alkali catalyst and folded. By separating the polyglycerin, the alkali catalyst is permeated to the low molecular weight side, thereby using diafiltration. The amount of alkali catalyst on the residual liquid side can be reduced.

本実施例では、原液として通常デカグリセリンとして入手可能なポリグリセリン混合物で、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリンおよびテトラクリセリン以上の高重合のものを含むポリグリセリン混合液を用い、膜による精製を行なった。ナノ膜を用いた膜分離装置からの透過液の糖度を順次記録し、糖度が所定の値になったところで、運転圧力を下げて透過液流量を下げ、原料に対してグリセリンおよびジグリセリンを当初の十分の一以下程度までに低減した例を示す。   In this example, a polyglycerin mixture that is usually available as decaglycerin as a stock solution, and a polyglycerin mixed liquid containing a highly polymerized product of glycerin, diglycerin, triglycerin and tetraglycerin or higher is used for purification by membrane. It was. Record the sugar content of the permeated liquid from the membrane separation device using nanomembranes, and when the sugar content reaches a predetermined value, lower the operating pressure to lower the permeate flow rate. An example of reduction to about one tenth or less of is shown.

<原液>
原料組成 水分 28.7wt%
ポリグリセリン合計濃度 バランス
平均的重合度 10量体
<Undiluted solution>
Raw material composition Moisture 28.7wt%
Polyglycerin total concentration balance
Average degree of polymerization 10mer

<分析方法>
濃縮装置で水分を除いて濃縮サンプルとする。テトラデカンに対し一定量のピリジンを加えた内部標準液を用意しておき、濃縮サンプルに対し、内部標準液、ヘキサメチルジシラザン、クロロメチルシラン、クロロトリメチルシランを加え加熱し、TMS化した後、ガスクロマトグラフィーにより分析した。表2に示した組成についてのデータは、上述の水分を除いた濃縮サンプルに加えた内部標準物質に対するガスクロ分析での面積比から求めた指標である。
<Analysis method>
Remove the water with a concentrator to make a concentrated sample. After preparing an internal standard solution in which a certain amount of pyridine was added to tetradecane, the internal standard solution, hexamethyldisilazane, chloromethylsilane, and chlorotrimethylsilane were added to the concentrated sample, heated, and converted to TMS. Analyzed by gas chromatography. The data on the composition shown in Table 2 is an index obtained from the area ratio in the gas chromatography analysis with respect to the internal standard substance added to the concentrated sample excluding the water.

<装置> 以下に膜分離装置の詳細を説明する。
PCI Membranes社製造の膜分離装置BRO/BUFに同PCI Membranes社製のAFC30、1.2mの膜モジュール2本を装着したものを使用した。別に濃度調節の目的でAFC80、1.2mの膜モジュール1本も装着した。
圧力計は2本のAFC30の膜モジュールの間と、後方の膜モジュールの後に設置した。
図1に膜分離装置のフローシートを示す。
<Apparatus> Details of the membrane separation apparatus will be described below.
A membrane separator BRO / BUF manufactured by PCI Membranes was used with two AFC30, 1.2 m membrane modules manufactured by the same PCI Membranes. Separately, one AFC80, 1.2m membrane module was also mounted for concentration adjustment.
The pressure gauge was installed between the two AFC30 membrane modules and behind the rear membrane module.
FIG. 1 shows a flow sheet of the membrane separation apparatus.

膜分離装置100は、昇圧ポンプ4、熱交換器5、膜モジュール6A(AFC80)、圧力計7、膜モジュール6B(AFC30)、膜モジュール6C(AFC30)、圧力調節弁9およびそれらを結ぶ接続配管からなる。圧力調節弁9は循環液配管/ホース10により、圧力調節弁からの循環液は、循環液槽に投入できる。また、同循環液は、別の膜洗浄用の容器、サンプリング用容器にも投入できる。   The membrane separation apparatus 100 includes a booster pump 4, a heat exchanger 5, a membrane module 6A (AFC80), a pressure gauge 7, a membrane module 6B (AFC30), a membrane module 6C (AFC30), a pressure control valve 9, and a connection pipe connecting them. Consists of. The pressure regulating valve 9 can be circulated from the pressure regulating valve to the circulating fluid tank by circulating fluid piping / hose 10. The circulating fluid can also be charged into another membrane cleaning container or sampling container.

洗浄液貯槽13はドラム缶を容器として3基底部を配管で連結し、それぞれの容器には、元弁を通じて洗浄液ポンプ14および昇圧ポンプ入口配管3とバルブを介して接続しており、40℃〜55℃の温水を貯蔵する。洗浄液ポンプの吐出は制御弁を経由して循環液槽への洗浄液投入用ホースに接続している。   The cleaning liquid storage tank 13 has a drum can as a container, and three base parts are connected by pipes. Each container is connected to the cleaning liquid pump 14 and the booster pump inlet pipe 3 through valves through valves, and is 40 ° C to 55 ° C. Store warm water. The discharge of the cleaning liquid pump is connected to a hose for supplying cleaning liquid to the circulating liquid tank via a control valve.

膜モジュール6Bと膜モジュール6Cの透過液は、透過液容器用の秤2により経時的自動的に重量を測定する。膜モジュールBや膜モジュールCの上部透過液ノズルから各透過液は、各プラスチック容器にそれぞれ透過液用配管/ホース16で投入できる。   The permeated liquid of the membrane module 6B and the membrane module 6C is automatically measured over time by the balance 2 for the permeated liquid container. Each permeate from the upper permeate nozzles of the membrane module B and the membrane module C can be put into each plastic container via a permeate pipe / hose 16.

膜分離装置の通常運転時の循環系は、循環液槽1、昇圧ポンプ入口配管3、昇圧ポンプ4、熱交換器5、膜モジュールA 6A 膜モジュールB 6B、膜モジュールC 6C 圧力調節弁9、およびこれらを結ぶ配管・ホース接続で、後述する温水循環時は、循環液槽を温水膜洗浄液循環用容器11に変更する。   The circulation system during the normal operation of the membrane separation apparatus includes a circulating liquid tank 1, a booster pump inlet pipe 3, a booster pump 4, a heat exchanger 5, a membrane module A 6A, a membrane module B 6B, and a membrane module C 6C. In addition, when circulating hot water, which will be described later, by connecting pipes and hoses connecting them, the circulating liquid tank is changed to a container 11 for circulating hot water film cleaning liquid.

制御盤18には、循環液槽1の重量の測定値を指定した測定値に維持する循環液槽重量調節機構、圧力調節弁9の下流での循環液の温度の測定値を設定値に調節すべくチラー水ユニット19からのチラー水の供給を制御する循環液温度調節機構、透過液の合計重量表示機構および透過液重量の時間変化とその間の時間から計算した表示する透過液流量表示機能、圧力調節弁9下流の糖度を表示する循環液糖度表示機能がある。   The control panel 18 adjusts the measured value of the circulating fluid temperature downstream of the pressure control valve 9 to the set value, and maintains the measured value of the weight of the circulating fluid tank 1 at the specified measured value. A circulating fluid temperature adjustment mechanism for controlling the supply of chiller water from the chiller water unit 19, a total weight display mechanism for the permeate, and a permeate flow rate display function for calculating the change in permeate weight over time and the time between them, There is a circulating fluid sugar content display function for displaying the sugar content downstream of the pressure control valve 9.

<図1 バッチ運転の例>
以下に図1を使ってバッチ運転の例を説明する。
図1は、本発明による1基の膜分離装置によるバッチ式のダイアフィルトレーションを行なう装置全体を示したフローシートである。この装置では内部循環は用いていない。循環液槽1は、金属や合成樹脂などで製造された任意の形状の容器で、底部から槽内の液が全量抜き出せるように適宜工夫し、内部の液量が把握できるように、重量、液位などが常時監視でき、適切な洗浄が実施できることが望ましい。そして、循環液槽1には、pH計8、温度計、循環液の濃度測定機能26、循環液の温度維持機構29、透過液の循環液への返送量調節機構30、原液供給機構21、循環液の抜き出し機構22、洗浄液の供給機構23などを付属することができるが、これらを循環液出口配管/ホース10あるいは昇圧ポンプ入口配管3に接続あるいは付属させてもよい。
<Figure 1 Example of batch operation>
An example of batch operation will be described below with reference to FIG.
FIG. 1 is a flow sheet showing the entire apparatus for performing batch diafiltration by one membrane separation apparatus according to the present invention. This device does not use internal circulation. The circulating fluid tank 1 is a container of an arbitrary shape made of metal, synthetic resin or the like, devised as appropriate so that the entire amount of the liquid in the tank can be extracted from the bottom, and the weight, It is desirable that the liquid level and the like can be constantly monitored and appropriate cleaning can be performed. The circulating fluid tank 1 includes a pH meter 8, a thermometer, a circulating fluid concentration measuring function 26, a circulating fluid temperature maintaining mechanism 29, a permeate returning amount adjusting mechanism 30, a stock solution supplying mechanism 21, The circulating fluid extraction mechanism 22, the cleaning fluid supply mechanism 23, and the like can be attached, but these may be connected to or attached to the circulating fluid outlet pipe / hose 10 or the booster pump inlet pipe 3.

循環液槽1には、受け入れた各液をあらかじめ混合して槽内に導入する受入れ液混合機能、槽内での不要な濃度分布の発生防止、固形分の沈降防止あるいは壁面への付着物の防止を目的として、攪拌機構、バッフル、振動機構、シャワリング機構、外部循環ポンプ、糖度計や密度計などの循環液濃度管理のための測定機構などを設けることができる。循環液槽1の内部には、槽内に長く滞留した液と、槽内に供給したばかり液の間の濃度差を有効に利用するために、槽内を分割する機能、例えば、分割した槽を連結して順次槽内の液を槽内部で移動させる機能、順次液を受け入れる槽と液を抜き出す槽を相互に切り替えて複数の槽を全体として循環液槽1として用いる機能などを適用することができる。   The circulating liquid tank 1 has a receiving liquid mixing function that mixes each received liquid in advance and introduces the liquid into the tank, prevents generation of unnecessary concentration distribution in the tank, prevents sedimentation of solids, or deposits on the wall surface. For the purpose of prevention, a stirring mechanism, a baffle, a vibration mechanism, a showering mechanism, an external circulation pump, a measurement mechanism for managing the circulating fluid concentration such as a saccharimeter and a density meter can be provided. In the circulating liquid tank 1, in order to effectively use the concentration difference between the liquid that stays in the tank for a long time and the liquid that has just been supplied to the tank, the function of dividing the tank, for example, the divided tank A function of moving the liquid in the tank sequentially by connecting the tanks, a function of using a plurality of tanks as the circulating liquid tank 1 as a whole by switching between a tank for sequentially receiving the liquid and a tank for extracting the liquid. Can do.

また、循環液槽1には、ガスシール機能などガス相に関わる槽内ガスや臭気のもれ対策を必要に応じて施すことができる。循環液槽用の秤2は、循環液槽内の液量を重量として計量するために使用する。循環液は循環液槽以外に、膜分離装置内や配管などにも存在するが、合計重量など循環液の全体量それ自体の捕捉を常時実行することができなくても、運転管理の点から、循環液槽内の液量が管理できればよい。   In addition, the circulating liquid tank 1 can be provided with measures against leakage of gas in the tank and odor related to the gas phase, such as a gas sealing function, as necessary. The scale 2 for the circulating fluid tank is used to measure the amount of liquid in the circulating fluid tank as a weight. In addition to the circulating fluid tank, the circulating fluid is also present in the membrane separator and piping, but even if it is not possible to always capture the total amount of the circulating fluid itself, such as the total weight, from the point of operational management. As long as the amount of liquid in the circulating liquid tank can be managed.

昇圧ポンプ入口配管3は、循環液槽および昇圧ポンプ4に接続し、温水膜洗浄液循環用容器11、洗浄液ポンプ14、循環液抜き出し用容器12、ポンプ保護のためのストレーナーやフィルターを接続することができる。
また、循環液槽1には、前述のように槽内での不要な濃度分布の発生を防止するための攪拌機能、固形分の沈降防止機能、振動機能、シャワリング機能、付着物防止機能を付加することができ、膜を使った分離の効果を向上させるために、循環液槽1を複数の槽に分割し、それらを連結して使用することや、複数の分割部分を交互に使用することにより、循環液内の濃度変化を段階的に進めることができる。
The booster pump inlet pipe 3 is connected to the circulating liquid tank and the booster pump 4, and can be connected to a warm water film cleaning liquid circulation container 11, a cleaning liquid pump 14, a circulating liquid extraction container 12, a strainer and a filter for protecting the pump. it can.
In addition, the circulating liquid tank 1 has a stirring function, an anti-settling function for solids, a vibration function, a showering function, and an anti-adhesion function for preventing the occurrence of unnecessary concentration distribution in the tank as described above. In order to improve the effect of separation using a membrane, the circulating fluid tank 1 is divided into a plurality of tanks, and these are connected and used, or a plurality of divided portions are used alternately. Thus, the concentration change in the circulating fluid can be advanced step by step.

膜分離装置は、昇圧ポンプ4、圧力計7、熱交換器5、膜モジュールA 6A、 膜モジュールB 6B、膜モジュールC 6C、 圧力調節弁9、および接続配管などから構成される。圧力調節弁9出口の循環液は、循環液出口配管/ホース10により、循環液槽に投入できる。膜モジュールA、6AにはRO膜であるAFC80を挿入し、膜モジュールB 6B、膜モジュールC 6CにはAFC30を挿入して用いることができる。ここではAFC30は目的とする原料の分離・精製に用いた。AFC80は濃度調整のために用い、循環液濃度の調整時や膜洗浄時を例外として、通常運転時の全ての透過液は循環液槽1に返送する。   The membrane separation device includes a booster pump 4, a pressure gauge 7, a heat exchanger 5, a membrane module A 6A, a membrane module B 6B, a membrane module C 6C, a pressure control valve 9, and a connection pipe. The circulating fluid at the outlet of the pressure control valve 9 can be introduced into the circulating fluid tank through the circulating fluid outlet pipe / hose 10. An AFC 80, which is an RO membrane, can be inserted into the membrane modules A and 6A, and an AFC 30 can be inserted into the membrane modules B 6B and C 6C. Here, AFC30 was used for separation and purification of the target raw material. The AFC 80 is used to adjust the concentration, and with the exception of the adjustment of the circulating fluid concentration and the membrane cleaning, all permeate during normal operation is returned to the circulating fluid tank 1.

膜モジュールの運転圧力は、圧力計7の指示で把握する。圧力計の設置場所は、昇圧ポンプのすぐ下流から圧力調節弁までのプロセス的位置で可能であるが、膜モジュールの前あるいは後の圧力ができる限り反映した測定位置が望ましく、並列に多くの膜モジュールを並べる場合に代表的な膜モジュールがわかる位置を選定することもでき、膜モジュール群全体の圧力がわかる位置を選定することもできる。膜モジュールの下流側に圧力計をつける場合も同様で、圧力計のほかに膜モジュールの上流と下流の差圧計を設ける場合も同様である。   The operating pressure of the membrane module is grasped by an instruction from the pressure gauge 7. The pressure gauge can be installed at a process position from immediately downstream of the booster pump to the pressure control valve, but a measurement position that reflects the pressure before or after the membrane module as much as possible is desirable. When arranging the modules, it is possible to select a position where a representative membrane module can be found, and it is possible to select a position where the pressure of the entire membrane module group can be seen. The same applies when a pressure gauge is attached to the downstream side of the membrane module, and the same applies when a differential pressure gauge upstream and downstream of the membrane module is provided in addition to the pressure gauge.

膜モジュールの圧力の制御は、圧力調節弁で設定するが、それ以外の方法、例えば、昇圧ポンプ出口から循環液槽への戻りラインによる圧力調節機構による方法でもよいし、インバーターで昇圧ポンプの回転数を制御する方法などを採用してもよい。   Control of the pressure of the membrane module is set by a pressure control valve, but other methods, for example, a method by a pressure control mechanism by a return line from the booster pump outlet to the circulating fluid tank, or rotation of the booster pump by an inverter A method of controlling the number may be employed.

熱交換器5の設置位置は、昇圧ポンプ4出口部以外にも、圧力調節弁下流につけてもよいし、循環液槽に付属させてもよく、加熱および冷却機能を備えることが望ましいが、冷却機能のみや加熱機能のみでも必要な範囲に循環液温度が制御できればよい。熱交換器は、膜洗浄時、滅菌、保存処理などの目的でも使用できる。   The installation position of the heat exchanger 5 may be provided downstream of the pressure control valve in addition to the outlet of the booster pump 4 or may be attached to the circulating fluid tank, and preferably has a heating and cooling function. It suffices if the circulating fluid temperature can be controlled within a necessary range only by the function or the heating function. The heat exchanger can also be used for membrane cleaning, sterilization, storage processing, and the like.

洗浄液貯槽13は、洗浄液ポンプ14の給液側にホースおよび配管で接続し、循環液槽1および/または循環液配管/ホース10、昇圧ポンプ入口配管3にも直接洗浄液が供給できるように接続している。洗浄液ポンプによる洗浄液の供給は調節弁を用いて所定の循環液濃度を維持・制御したり、所定の流量で循環液槽に供給するなどの方法で供給を管理する。洗浄液貯槽の液あるいは別に用意した液を使って、洗剤や溶媒を用いた洗浄方法が膜分離装置20および循環液槽1、その他配管などのシステムに適応でき、必要時に膜洗浄を実施する。膜洗浄液はあらかじめ加熱、冷却、濃縮、膜分離などによる精製・分離、pH調整、薬剤添加などの前処理を行ったものを使うことができる。   The cleaning liquid storage tank 13 is connected to the liquid supply side of the cleaning liquid pump 14 by a hose and a pipe, and is connected so that the cleaning liquid can be directly supplied to the circulating liquid tank 1 and / or the circulating liquid pipe / hose 10 and the booster pump inlet pipe 3. ing. The supply of the cleaning liquid by the cleaning liquid pump is managed by a method such as maintaining / controlling a predetermined circulating liquid concentration using a control valve or supplying the circulating liquid tank to the circulating liquid tank at a predetermined flow rate. A cleaning method using a detergent or a solvent can be applied to the system such as the membrane separation apparatus 20, the circulating liquid tank 1, and other pipes using the liquid in the cleaning liquid storage tank or a liquid prepared separately, and the membrane cleaning is performed when necessary. The membrane cleaning solution can be used after pretreatment such as heating, cooling, concentration, purification / separation by membrane separation, pH adjustment, chemical addition and the like.

<運転方法および経緯>
装置の循環系に予め0.5wt%の酵素洗剤(ULTRASIL 53)約30℃を充填し、装置を循環洗浄した後、イオン交換水に置換した。その後約50℃に加温したイオン交換水を温水膜洗浄液循環用容器11に用意し、膜分離装置との間で温水を循環し、さらに透過液を系外にドレンノズルから何度か抜き出した後、温水膜洗浄液循環用容器11を用いて循環液系(温水膜洗浄液循環用容器、ポンプ入口配管、昇圧ポンプ、熱交換器、膜モジュールA、膜モジュールB、膜モジュールC、圧力調節弁、循環液出口配管/ホース、温水膜洗浄液循環用容器)と透過液系(膜モジュールBおよびCの透過液側から抜き出しホースから温水膜洗浄液循環容器間)の両方を循環する運転とし、それらの系を50〜53℃に維持できる状態にした。
<Operation method and history>
The circulation system of the apparatus was preliminarily filled with about 30 ° C. of 0.5 wt% enzyme detergent (ULTRASIL 53), and the apparatus was circulated and washed, and then replaced with ion-exchanged water. After that, ion-exchanged water heated to about 50 ° C. is prepared in the hot water membrane cleaning liquid circulation container 11, hot water is circulated with the membrane separation device, and the permeated liquid is extracted several times from the drain nozzle outside the system. , Circulating water system (hot water membrane cleaning liquid circulation container, pump inlet piping, boost pump, heat exchanger, membrane module A, membrane module B, membrane module C, pressure control valve, circulation The operation is to circulate both the liquid outlet pipe / hose and the container for circulating the warm water membrane cleaning liquid) and the permeate system (between the membrane modules B and C from the permeate side and between the hose and the warm water membrane cleaning liquid circulation container). It was in the state which can be maintained at 50-53 degreeC.

別途約50℃の約70wt%の水分を含むポリグリセリン混合液を加熱したイオン交換水で希釈・攪拌し、約50℃、30wt%のポリグリセリンを循環液槽に用意した。
循環系の膜分離装置中に含まれている温水の一部を抜き出しつつ、ポリグリセリン混合液に置換し、循環系をポリグリセリン液に置換し、透過液はすべて循環液槽に返送する設定とした。
Separately, a polyglycerin mixed solution containing about 70 wt% water at about 50 ° C. was diluted and stirred with heated ion-exchanged water, and about 50 ° C. and 30 wt% polyglycerin were prepared in a circulating liquid tank.
While extracting a part of the hot water contained in the circulatory membrane separator, it is replaced with the polyglycerin mixture, the circulatory system is replaced with the polyglycerin liquid, and all the permeate is returned to the circulating liquid tank. did.

運転圧力を当初33バールに設定し、AFC80の透過液を系外に出し、一旦下がった循環液濃度を25%程度まで回復させた後、AFC80の透過液は全て循環液槽1に戻し、2本のAFC30の透過液を20リットルの透過液用容器に取り出す状態とした。続いて運転温度を50から53℃を維持ながら、循環液の糖度を当初25%程度を維持するように循環液槽の運転を継続し、50℃程度に加温したイオン交換水をダイアフィルトレーション水として循環液槽に供給しながら、AFC30用のモジュール2本からの透過液を系外に取り出した。透過液の合計流量は30〜45kg/時程度になるようにモジュールA入り口圧力を手動の圧力調節弁で調節した。途中透過液を20リットル容器に順次取り
出す方法で、透過液を順次取り出した。下流側モジュールBの透過液の流量について、上流側モジュールA側の透過液流量に対して半分以上であることを確保する方針で運転を継続し、半分以下の流量になった状況では、運転圧力を高めるか運転濃度を低下させて、合計の透過液流量とモジュールBすなわち下流側のモジュールAの透過液流量も確保する方針で、運転を継続した。
The operating pressure was initially set to 33 bar, the AFC80 permeate was discharged out of the system, and the circulating fluid concentration once lowered was recovered to about 25%, and then all the AFC80 permeate was returned to the circulating fluid tank 1. The AFC30 permeate was taken out into a 20 liter permeate container. Subsequently, while maintaining the operating temperature at 50 to 53 ° C., the circulating fluid tank is continuously operated so that the sugar content of the circulating fluid is initially maintained at about 25%, and the ion exchange water heated to about 50 ° C. is diafiltered. The permeated liquid from the two AFC30 modules was taken out of the system while being supplied to the circulating liquid tank as the ration water. The module A inlet pressure was adjusted with a manual pressure control valve so that the total flow rate of the permeate was about 30 to 45 kg / hour. On the way, the permeate was sequentially taken out into a 20 liter container. Continued operation with the policy of ensuring that the flow rate of the permeate flow in the downstream module B is at least half the flow rate of the permeate on the upstream module A side. The operation was continued with the policy of securing the total permeate flow rate and the permeate flow rate of module B, that is, the downstream module A, by increasing the operating concentration or decreasing the operating concentration.

透過液の糖度を測定しながら、ダイアフィルトレーションを継続し、透過液の糖度が0.6%になったところで、運転圧力を22Barに変更して後段の運転に入った。
後段に入ってからは透過液の流量を15から25kg/時程度に維持する運転を実施した。前段と同様に透過液を20リットルの容器に取り出しながら、循環液の糖度は22%程度で運転した。
このようにして運転を継続した後、透過液の糖度が0.4%を示した時点で膜分離装置の運転を停止し、ほぼ同時にダイアフィルトレーションの水供給も停止した。その後循環液槽から残液であるポリグリセリン溶液を抜き出し、循環液槽内の液量は当初30wt%のポリグリセリン液32.6kgから、22wt%相当のポリグリセリン液27.3kgを得た。表1はこの運転経緯をまとめたものである。
得られたポリグリセリン液の分析結果は、表2のサンプル番号C7に示した。続いて、温水で循環系にあるポリグリセリン溶液を循環ポンプにより膜モジュールから系外に押し出して回収した。
Diafiltration was continued while measuring the sugar content of the permeated liquid. When the sugar content of the permeated liquid reached 0.6%, the operating pressure was changed to 22 Bar and the subsequent operation was started.
After entering the latter stage, an operation was carried out to maintain the flow rate of the permeate at about 15 to 25 kg / hour. While the permeate was taken out into a 20 liter container as in the previous stage, the circulating fluid was operated at a sugar content of about 22%.
After the operation was continued in this way, the operation of the membrane separator was stopped when the sugar content of the permeate showed 0.4%, and the water supply of diafiltration was also stopped almost simultaneously. Thereafter, the polyglycerin solution as a residual liquid was extracted from the circulating liquid tank, and 27.3 kg of a polyglycerin liquid corresponding to 22 wt% was obtained from 32.6 kg of the initial 30 wt% polyglycerin liquid. Table 1 summarizes the driving history.
The analysis result of the obtained polyglycerin liquid is shown in sample number C7 in Table 2. Subsequently, the polyglycerin solution in the circulation system with hot water was pushed out of the system from the membrane module by a circulation pump and recovered.

以上の運転により14.8kgの原料中に含まれていた乾燥重量として9.8kgのポリグリセリンから、表2中のC7欄の内部標準物質に対する面積比を有する乾燥重量6.0kgのポリグリセリンを得た。
表3は循環液サンプルの内部標準物質に対する面積比の開始時面積比に対する比率を用いて、各サンプルの成分の変化を追跡したものである。
表3に示した累積透過液量の対初期循環液量の比として計算した進行指標が2.1のデータでグリセリンは従来のグリセリン含有量の1/10以下まで低減でき、ジグリセリンについては同進行指標が5.0で1/10まで低減できた。
そして回収した製品は、グリセリンは測定範囲以下、ジグリセリンは希望する従来の1/10以下の含有率に、トリグリセリンは当初希望した従来の含有量と比べ1/2以下の含有率になり、テトラグリセリン以上の含有率は上昇した。
上記の運転においては、本発明における分離状態指標として透過液流量および透過液糖度を用い、本発明における進行経過指標として対初期循環液量に対する透過液量の比を用い、透過液流量は操作項目としても用いている。すなわち透過液流量は分離状態を知る指標として用いており、先ず操作項目である透過液量を設定域30から45kg/時の範囲内を維持するように、分離状態指標でもある透過液流量を計量しながら運転圧力を調整し、進行経過指標である透過液の糖度が0.6%まで低下した時点で操作項目で透過液流量を15から25kg/時の設定域に変更して、運転圧力の調整および循環液濃度設定値の調整によって、分離状態指標である透過液流量を設定域に調整し、進行経過指標である透過液の糖度が0.4%に達した時点で分離精製を停止した。
ここでは運転温度はあらかじめ設定した50〜53℃に維持する運転であり操作項目の変動はしていないが操作項目を維持している。循環液濃度は、下流側のモジュールBの透過液流量を上流側の1/2以上に確保する際にも、操作項目として使用している。この運転ではpHは操作項目としては使用しなかった。循環液量は操作項目としては用いていないが、循環液濃度の変更は循環液量の変更に直結しており、操作項目としての意味は類似している。すなわち循環液を高濃度にすることは循環液量が少量にすることを意味し、循環液濃度と同様に適用できる。
またここでは透過液流量をそのまま操作項目や分離状態指標としているが、上流側のモジュールのみを指標としても、上流側と下流側の合計を使用しても、下流側を使用しても、それらを使用した分離膜面積で除した透過流束の値として使用することも可能である。
またここでは循環液の糖度値は22〜25%の間で変化しているもののその差は大きくないことから、進行経過指標や分離状態指標として透過液の糖度を用いたが、透過液の糖度を循環液の糖度で除した値すなわち糖度比には、循環液の状態や膜分離の状態を把握する上で利点がある。
As a result of the above operation, a dry weight of 6.0 kg polyglycerin having an area ratio with respect to the internal standard substance in column C7 in Table 2 from 9.8 kg of polyglycerin as a dry weight contained in 14.8 kg of the raw material. Obtained.
Table 3 tracks changes in the components of each sample using the ratio of the area ratio of the circulating fluid sample to the internal standard substance to the area ratio at the start.
The progress index calculated as the ratio of the cumulative permeate volume to the initial circulating fluid volume shown in Table 3 is 2.1, and glycerin can be reduced to 1/10 or less of the conventional glycerin content. The progress index was reduced to 1/10 at 5.0.
And the recovered product is glycerin less than the measurement range, diglycerin is less than 1/10 of the desired conventional content, triglycerin is less than 1/2 of the conventional content desired initially, The content of tetraglycerin or higher increased.
In the above operation, the permeate flow rate and the permeate sugar content are used as the separation state indicators in the present invention, and the ratio of the permeate amount to the initial circulating fluid amount is used as the progress indicator in the present invention. Also used as. In other words, the permeate flow rate is used as an index for knowing the separation state. First, the permeate flow rate, which is also the separation state index, is measured so that the permeate amount, which is an operation item, is maintained within the range from the setting range 30 to 45 kg / hour. While adjusting the operating pressure, when the sugar content of the permeate, which is the progress indicator, has decreased to 0.6%, the permeate flow rate is changed to a setting range of 15 to 25 kg / hr in the operation item, By adjusting and adjusting the circulating fluid concentration set value, the permeate flow rate as the separation state index was adjusted to the set range, and the separation and purification was stopped when the sugar content of the permeate as the progress indicator reached 0.4%. .
Here, the operation temperature is maintained at 50 to 53 ° C. set in advance, and the operation items are maintained although the operation items are not changed. The circulating fluid concentration is also used as an operation item when the permeate flow rate of the downstream module B is secured to 1/2 or more of the upstream side. In this operation, pH was not used as an operation item. Although the circulating fluid amount is not used as an operation item, the change in the circulating fluid concentration is directly related to the change in the circulating fluid amount, and the meaning as the operation item is similar. That is, increasing the concentration of the circulating fluid means that the amount of circulating fluid is small, and can be applied in the same manner as the circulating fluid concentration.
Here, the permeate flow rate is directly used as an operation item or a separation state index, but only the upstream module is used as an index, the sum of the upstream and downstream sides, or the downstream side can be used. It is also possible to use as the value of the permeation flux divided by the separation membrane area.
Here, although the sugar content value of the circulating fluid varies between 22 and 25%, the difference is not large. Therefore, the sugar content of the permeate is used as the progress indicator or the separation state indicator. The value obtained by dividing by the sugar content of the circulating fluid, that is, the sugar content ratio has an advantage in grasping the state of the circulating fluid and the state of membrane separation.

Figure 0004832393
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次に、上述したシステムにおいて、さらに説明する。
図2は、他の実施形態(第1の実施形態)における分離システムの構成を示す図面である。
循環液槽1は、受け入れた各液をあらかじめ混合して槽内に導入する受入れ液混合機能を有する。また、循環液槽1は、ガスシール機能などガス相に関わる槽内ガスや臭気のもれ対策を必要に応じて施すことができる。
昇圧ポンプ4は、循環液槽1に入れられた液を膜分離装置20に供給する。
膜分離装置20は、昇圧ポンプ4によって供給される、循環液槽1内の循環液を分離し、透過液を後段に供給し、透過されなかった循環液を循環液槽1に供給する。
圧力調整弁9は、膜分離装置20と循環液槽1との間に設けられ、膜分離装置20から循環液槽1に供給される循環液の供給圧力を調整する。
透過液流量計100は、膜分離装置20によって分離され膜分離装置20から流出する透過液の流量を測定する。圧力計101は、膜分離装置20の膜モジュールの運転圧力を測定する。膜分離装置20の運転圧力は、圧力調整弁9によって調整される。
Next, the system described above will be further described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a separation system according to another embodiment (first embodiment).
The circulating liquid tank 1 has a receiving liquid mixing function for mixing each received liquid in advance and introducing it into the tank. In addition, the circulating liquid tank 1 can take measures against leakage of gas in the tank and odor related to the gas phase, such as a gas sealing function, as necessary.
The booster pump 4 supplies the liquid put in the circulating liquid tank 1 to the membrane separation device 20.
The membrane separator 20 separates the circulating fluid in the circulating fluid tank 1 supplied by the booster pump 4, supplies the permeated liquid to the subsequent stage, and supplies the circulating liquid that has not been permeated to the circulating fluid tank 1.
The pressure adjustment valve 9 is provided between the membrane separation device 20 and the circulating fluid tank 1 and adjusts the supply pressure of the circulating fluid supplied from the membrane separation device 20 to the circulating fluid tank 1.
The permeate flow meter 100 measures the flow rate of the permeate separated by the membrane separator 20 and flowing out of the membrane separator 20. The pressure gauge 101 measures the operating pressure of the membrane module of the membrane separation device 20. The operating pressure of the membrane separation device 20 is adjusted by the pressure regulating valve 9.

次に、図2の分離システムを用いて処理を行った場合の透過液の糖度の変化について、図3を用いて説明する。図3(a)は、縦軸が運転圧力、横軸が運転時間を示し、図3(b)は、縦軸が透過液糖度を示し、横軸が運転時間を示す。
運転圧を‘圧力段階1’を維持している間に(図3(a))、透過液糖度目標糖度設定値が‘設定1’になるまで、膜分離が行われる(図3(b))。そして、透過液糖度が目標糖度の設定値1になると(図3(a))、運転圧力が圧力段階2に設定され、運転圧が設定2に切り替えられた後は、透過液糖度の測定値が一旦上昇するが、その後、目標糖度の設定値である設定2に近づくように低下し、透過液糖度が目標糖度の設定値2に達するか、達した後一定時間をへて膜分離を完了する。
Next, changes in the sugar content of the permeate when the separation system of FIG. 2 is used will be described with reference to FIG. In FIG. 3A, the vertical axis represents the operating pressure, the horizontal axis represents the operating time, and in FIG. 3B, the vertical axis represents the permeated sugar content, and the horizontal axis represents the operating time.
While maintaining the operation pressure at “pressure stage 1” (FIG. 3A), membrane separation is performed until the permeated sugar content target sugar content set value becomes “setting 1” (FIG. 3B). ). When the permeated sugar content reaches the target sugar content setting value 1 (FIG. 3A), after the operating pressure is set to the pressure stage 2 and the operating pressure is switched to the setting 2, the measured value of the permeated sugar content is measured. , Once increases, but then decreases so as to approach the setting value 2 of the target sugar content, and the permeate sugar content reaches the target sugar content setting value 2 or, after reaching the target sugar content, the membrane separation is completed within a certain time. To do.

次に、図2の分離システムの他の実施形態について説明する。図4は、図2の分離システムの他の実施形態における概略構成図である。この図4における分離システムは、図2における分離システムに、新たな機能を追加したものである。すなわち、ここでは、循環液槽1に、洗浄液を供給する点が異なる。循環液の供給機構23は、循環液を循環液槽1に供給する。この循環液槽1に洗浄液を追加するタイミングとしては、例えば、洗浄液を追加しない状態において、循環液槽1に貯留された循環液の分離を行い、循環液槽1の循環液の残量が基準量より少なくなった場合に、追加する。   Next, another embodiment of the separation system of FIG. 2 will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the separation system of FIG. The separation system in FIG. 4 is obtained by adding a new function to the separation system in FIG. That is, here, the point that the cleaning liquid is supplied to the circulating liquid tank 1 is different. The circulating fluid supply mechanism 23 supplies the circulating fluid to the circulating fluid tank 1. As a timing for adding the cleaning liquid to the circulating liquid tank 1, for example, in a state where no cleaning liquid is added, the circulating liquid stored in the circulating liquid tank 1 is separated, and the remaining amount of the circulating liquid in the circulating liquid tank 1 is a reference. Add when it is less than the amount.

以上説明した実施形態によれば、膜技術により、このポリグリセリンから有意にグリセリン、ジグリセリンを含む縮重合度の低いポリグリセリンを除去することにより、分散度の小さなポリグリセリンを得ることができた。この精製ポリグリセリンを使用することにより、今までにない高HLB値のポリグリセリン脂肪酸エステルを製造することが可能となった。このようにして得られたポリグリセリン脂肪酸エステルは、食品、化粧品、医薬品などの可溶化剤、食器用水系リンス剤、洗浄剤などに好適に用いるおことができる。
また、グリセリンを脱水縮合することによって得られるポリグリセリン中には、触媒に由来する塩、さらには有機酸類が含まれることから反応後は、イオン交換樹脂などによって精製されることが常用されている。膜精製することによりこれら低分子の夾雑物も同時に除去できることも膜利用の有利な点である。
According to the embodiment described above, polyglycerin having a low degree of dispersion could be obtained by removing polyglycerin having a low degree of polycondensation containing glycerin and diglycerin from this polyglycerin by membrane technology. . By using this purified polyglycerol, it has become possible to produce a polyglycerol fatty acid ester having an unprecedented high HLB value. The polyglycerin fatty acid ester thus obtained can be suitably used as a solubilizing agent for foods, cosmetics, pharmaceuticals, etc., an aqueous rinsing agent for tableware, a cleaning agent and the like.
In addition, since the polyglycerol obtained by dehydration condensation of glycerol contains a salt derived from the catalyst and further organic acids, it is commonly used after the reaction to be purified by an ion exchange resin or the like. . Another advantage of using the membrane is that these low-molecular impurities can be removed at the same time by membrane purification.

脱塩処理を実施するまえのデカグリセリン混合液を原液として、原液からジグリセリン、トリグリセリンの分離例を例示する。
<原液>
ポリグリセリン合計濃度 約25wt%
食塩 0.28wt%
水分 バランス
平均的重合度 10量体
<分析方法>
ポリグリセリンについては、実施例1と同様の方法で分析した。
塩分については、株式会社アタゴ製ES421を用いた。
<装置>
実施例1と同じ装置を用い、分離膜AFC30を膜モジュールCに装填して用いた。
<運転方法および経緯>
実施例1と同様の方法で実施した。循環液槽1、昇圧ポンプ4、熱交換器5、XP197設置した膜モジュール6C、圧力調節弁9を経由して、循環液槽に戻る循環系を形成する。循環系をあらかじめ加熱したイオン交換水を循環して50℃程度まで昇温した。原液の水溶液を循環液槽にあらかじめ50℃に保持して処理対象液とする。循環液槽中の処理対象液を循環系に供給し、圧量調節弁9を出たイオン交換水を系外に排出し、循環系全体を処理対象液に置換する。
ここで、膜分離装置の運転温度は、35℃以上100℃未満に維持して運転することが好ましい。すなわち、ポリグリセリンは、粘着性があるので、低い運転温度で分離を行うと、その粘着性のために分離の効率が低下してしまう。そこで、分離を行う前に予め加熱し、運転温度を上げておくことが好ましい。
An example of separation of diglycerin and triglycerin from the stock solution using the decaglycerin mixed solution before the desalting treatment as a stock solution is illustrated.
<Undiluted solution>
Polyglycerin total concentration about 25wt%
Salt 0.28wt%
Moisture balance
Average degree of polymerization 10mer <Analytical method>
Polyglycerin was analyzed in the same manner as in Example 1.
For salt content, ES421 manufactured by Atago Co., Ltd. was used.
<Device>
Using the same apparatus as in Example 1, the separation membrane AFC30 was loaded into the membrane module C and used.
<Operation method and history>
The same method as in Example 1 was performed. A circulation system that returns to the circulation liquid tank is formed via the circulation liquid tank 1, the booster pump 4, the heat exchanger 5, the membrane module 6 </ b> C provided with XP197, and the pressure control valve 9. The temperature was raised to about 50 ° C. by circulating pre-heated ion exchange water in the circulation system. The aqueous solution of the stock solution is preliminarily maintained at 50 ° C. in the circulating liquid tank to make the liquid to be treated. The liquid to be treated in the circulating liquid tank is supplied to the circulation system, the ion exchange water exiting the pressure control valve 9 is discharged out of the system, and the entire circulation system is replaced with the liquid to be treated.
Here, it is preferable to operate the membrane separation apparatus while maintaining the operating temperature at 35 ° C. or higher and lower than 100 ° C. That is, since polyglycerin is sticky, if the separation is performed at a low operating temperature, the separation efficiency is lowered due to the stickiness. Therefore, it is preferable to heat in advance and raise the operating temperature before separation.

<実施結果>
表4に実施例2の実施結果を記載する。ここに記載したジグリセリン,トリグリセリン、テトラグリセリン、ペンタグリセリンのデータは、実施例1の場合と同様に求めた指標であり、実施例2による処理によって、ジグリセリンの除去が実施例1と同様に進められ、同時に塩分含有量の低減ができた。
<Results>
Table 4 lists the results of Example 2. The data of diglycerin, triglycerin, tetraglycerin, and pentaglycerin described here are indices obtained in the same manner as in Example 1, and removal of diglycerin is the same as in Example 1 by the treatment according to Example 2. At the same time, the salt content was reduced.

Figure 0004832393
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デカグリセリン混合液から分離膜を用いた高分子物質の分離例を例示する。
<原液>
ポリグリセリン合計濃度 約25wt%
水分 バランス
平均的重合度 10量体
<分析方法>
ポリグリセリンについては、実施例1と同様の方法で分析した。
An example of separation of a polymer substance using a separation membrane from a decaglycerin mixed solution is illustrated.
<Undiluted solution>
Polyglycerin total concentration about 25wt%
Moisture balance Average polymerization degree Decamer <Analysis method>
Polyglycerin was analyzed in the same manner as in Example 1.

<装置>
実施例1と同じ装置を用い、分離膜としてPCI Membranes社XP197を用いた。
<運転方法および経緯>
循環系をあらかじめ温水で加熱した後、前述の昇圧ポンプを用いてポリグリセリン分16.47kgを含む原料ポリグリセリン水溶液を、75kgの透過液1と、循環系に残り温水で押出すことにより系外に取り出した19.8kgの残液1に分離した。
循環系をあらかじめ50℃程度に加熱した緒イオン交換水に置換した後、循環系を透過液1に置換し、膜分離により、48kgの透過液2と19.8kgの残液2に分離した。
これらの操作の間、イオン交換水の混入およびポリグリセリンのロスが発生している。
以上の操作により得た原液、透過液1、透過液2のポリグリセリン組成のGPC分析結果を表6に示す。
<Device>
The same apparatus as in Example 1 was used, and a PCI membrane XP197 was used as a separation membrane.
<Operation method and history>
After heating the circulatory system with warm water in advance, using the above-mentioned booster pump, the raw polyglycerin aqueous solution containing 16.47 kg of polyglycerin is extruded with 75 kg of permeate 1 and the remaining hot water in the circulatory system. Was separated into 19.8 kg of the remaining liquid 1.
After replacing the circulation system with ion-exchanged water heated to about 50 ° C. in advance, the circulation system was replaced with permeate 1 and separated into 48 kg of permeate 2 and 19.8 kg of residual liquid 2 by membrane separation.
During these operations, contamination of ion exchange water and loss of polyglycerin occur.
Table 6 shows the GPC analysis results of the polyglycerin composition of the stock solution, the permeate 1 and the permeate 2 obtained by the above operation.

<実施結果>
GPC分析結果から、1回目、2回目透過液ともに膜の透過により高分子側のポリグリセリンが削減されている。また複数回XP197を透過することによって高分子側物質の削減効果がより大きく発揮されている。
これらの事実から、所望する分子量領域での透過傾向の有意な差をもつ分離膜を一度あるいは複数回透過することで、ポリグリセリンの高分子側の物質が分離、除去、削減できる事がわかった。

Figure 0004832393
2GPC分析結果
Figure 0004832393
<Results>
From the results of GPC analysis, polyglycerin on the polymer side is reduced by the permeation of the membrane in both the first and second permeates. In addition, the effect of reducing the polymer side substance is exerted more by passing through XP197 multiple times.
From these facts, it was found that the substance on the polymer side of polyglycerin can be separated, removed and reduced by permeating once or multiple times through a separation membrane having a significant difference in permeation tendency in the desired molecular weight region. .
Figure 0004832393
2GPC analysis results
Figure 0004832393

バッチ式のダイアフィルトレーションを行なうためのフローシートの一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the flow sheet for performing batch type diafiltration. 他の実施形態(第1の実施形態)における分離システムの構成を示す図面である。It is drawing which shows the structure of the separation system in other embodiment (1st Embodiment). 図2の分離システムにおける透過液糖度の変化について説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the change of the permeate sugar content in the separation system of FIG. 図2の分離システムの他の実施形態における概略構成図である。It is a schematic block diagram in other embodiment of the separation system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 循環液槽
2 秤
3 昇圧ポンプ入口配管
4 昇圧ポンプ
5 熱交換器
6A 膜モジュールA
6B 膜モジュールB
6C 膜モジュールC
7 圧力計
8 pH計
9 圧力調節弁
10 循環液出口配管/ホース
11 温水膜洗浄液循環用容器
12 循環液抜き出し用容器
13 洗浄液貯槽
14 洗浄液ポンプ
15 透過液容器
16 透過液用配管/ホース
17 透過液ドレンホース
18 制御盤
19 チラー水ユニット
20 膜分離装置
21 原液の供給機構
22 循環液の抜き出し機構
23 洗浄液の供給機構
24 透過液の抜き出し機構
25 透過液の流量測定機構
26 循環液の濃度測定機構
27 洗浄液供給量の制御による循環液濃度維持機構
28 透過液の濃度測定機構
29 循環液の温度維持機構
30 透過液の循環液への返送量調節機構
31 先行バッチ貯槽
32 内部循環ポンプ
33 洗浄液調節弁
51 原液
52 洗浄液
53 透過液
54 残液
55 返送透過液
100 透過液流量計
101 圧力計
130 流量調節弁
135 流量調節弁
140 流量調節弁
145 ポンプ
150 流量調節弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circulating fluid tank 2 Scale 3 Booster pump inlet piping 4 Booster pump 5 Heat exchanger 6A Membrane module A
6B Membrane module B
6C Membrane module C
7 Pressure gauge 8 pH meter 9 Pressure control valve 10 Circulating fluid outlet piping / hose 11 Hot water membrane cleaning fluid circulation vessel 12 Circulating fluid extraction vessel 13 Cleaning fluid storage tank 14 Cleaning fluid pump 15 Permeating fluid vessel 16 Permeating fluid piping / hose 17 Permeating fluid Drain hose 18 Control panel 19 Chiller water unit 20 Membrane separation device 21 Stock solution supply mechanism 22 Circulating fluid extraction mechanism 23 Cleaning fluid supply mechanism 24 Permeate extraction mechanism 25 Permeate flow rate measurement mechanism 26 Circulating fluid concentration measurement mechanism 27 Circulating fluid concentration maintaining mechanism 28 by control of cleaning liquid supply amount Permeate concentration measuring mechanism 29 Circulating fluid temperature maintaining mechanism 30 Permeate returning amount adjusting mechanism to circulating fluid 31 Predecessor batch storage tank 32 Internal circulation pump 33 Cleaning fluid adjusting valve 51 Stock solution 52 Cleaning solution 53 Permeate 54 Residual liquid 55 Return permeate 100 Permeate flow meter 101 Pressure gauge 130 Flow Regulating valve 135 flow rate control valve 140 the flow rate control valve 145 the pump 150 flow rate control valve

Claims (15)

複数種類のポリグリセリン成分を含む混合液を、分離膜としてナノ膜および/または限外濾過膜を用いて該ポリグリセリン成分について含有比率が異なる液に分離することを特徴とする膜を用いたポリグリセリンの分離方法。   A poly using a membrane characterized by separating a mixed liquid containing a plurality of types of polyglycerin components into a liquid having a different content ratio for the polyglycerin component using a nanomembrane and / or ultrafiltration membrane as a separation membrane. Method for separating glycerin. 複数種類の異なる透過傾向をもつナノ膜および/または限外濾過膜を用いる請求項1記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。   The method for separating polyglycerin using a membrane according to claim 1, wherein a plurality of types of nanomembranes and / or ultrafiltration membranes having different permeation tendencies are used. 膜分離装置の運転温度を35℃以上100℃未満に維持する運転をおこなうことを特徴とする請求項1または2に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The method for separating polyglycerin using a membrane according to claim 1 or 2 , wherein the operation of maintaining the operating temperature of the membrane separation apparatus at 35 ° C or higher and lower than 100 ° C is performed. 前記分離方法が、前記混合液を膜分離した後あるいは膜分離の過程に生じる濃縮液および/または透過液の濃度、糖度、比重、粘度、圧力損失から選択した少なくとも一つの測定項目を測定し、それらの値に基づいて希釈液あるいは洗浄液を供給し、透過液と残液の比率、希釈液あるいは洗浄液の供給量を制御する膜分離操作あるいはダイアフィルトレーションを含むものであることを特徴とする請求項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The separation method measures at least one measurement item selected from the concentration, sugar content, specific gravity, viscosity, and pressure loss of the concentrated liquid and / or permeated liquid produced after membrane separation of the mixed liquid or in the process of membrane separation, The present invention includes a membrane separation operation or diafiltration for supplying a diluting liquid or a cleaning liquid based on those values and controlling a ratio of a permeate and a residual liquid and a supply amount of the diluting liquid or the cleaning liquid. 3. A method for separating polyglycerol using the membrane according to 3 . 前記濃縮液および/または透過液の濃度、糖度、比重、粘度、圧力損失から選択した少なくとも一つの項目に目標値を設け、対応する測定項目を測定し、それらの値に基づいて、バッチ操作における分離の終点、連続操作での残液流量と透過液流量の比率、洗浄液あるいは希釈液を添加する場合のそれらの供給量の制御することで膜分離操作を自動制御することを特徴とする請求項3または4に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 A target value is set for at least one item selected from the concentration, sugar content, specific gravity, viscosity, and pressure loss of the concentrate and / or permeate, and the corresponding measurement item is measured. Based on these values, batch operation is performed. The membrane separation operation is automatically controlled by controlling the end point of the separation, the ratio of the residual liquid flow rate to the permeate flow rate in the continuous operation, and the supply amount in the case of adding a cleaning liquid or a diluent. A method for separating polyglycerol using the membrane according to 3 or 4 . 複数種類のポリグリセリンを含む混合液、希釈液あるいは洗浄液の供給を調節する機能により、膜分離操作あるいはダイアフィルトレーションを実施することを特徴とする請求項乃至5のいずれか1項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 Mixture containing plural kinds of polyglycerol, the ability to regulate the supply of the diluent or washing liquid, according to any one of claims 3 to 5 which comprises carrying out the membrane separation operation or diafiltration Of separating polyglycerin using the above membrane. 膜分離装置へのポリグリセリン原液の供給に先立って、膜分離装置の温度を35℃以上100℃未満への範囲となるよう加熱を行うことを特徴とする請求項乃至6いずれか1項記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 Prior to the supply of polyglycerol stock to the membrane separation unit, any one of claims 3 to 6, characterized in that the heating to a range of the temperature 35 ° C. or more but less than 100 ° C. of the membrane separator A method for separating polyglycerol using the membrane described in 1. 濃縮液糖度を測定し、その値に基づいて希釈液あるいは洗浄液を、複数種類のポリグリセリンを含む混合液に添加あるいは循環液と混合・供給することを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The concentrate sugar content is measured, the diluent or washing liquid on the basis of the value, any one of claims 3 to 7, characterized in that mixing and supply the added or circulating fluid mixture containing a plurality of types of polyglycerol A method for separating polyglycerol using the membrane according to item 1. 複数の目的物質が含まれる原液を膜分離装置に供給し、前記膜分離装置から得る透過液中に目的物質を抜き出し、残る他の目的物質を残液に分離するダイアフィルトレーションにおいて、分離操作の分離状態指標および/または進行経過指標を用い、透過液流量、膜分離装置の運転圧力、運転温度、循環液濃度、循環液量から選択した少なくとも1項目の操作項目を設定域に調整あるいは制御することで目的物質の透過傾向を制御することを特徴とする膜を用いた請求項3乃至8のいずれか1項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 Separation operation is performed in diafiltration in which a stock solution containing a plurality of target substances is supplied to a membrane separation apparatus, the target substance is extracted from the permeate obtained from the membrane separation apparatus, and the remaining other target substances are separated into residual liquid. Using the separation status indicator and / or progress indicator, adjust or control at least one operation item selected from the permeate flow rate, the operating pressure of the membrane separator, the operating temperature, the circulating fluid concentration, and the circulating fluid volume within the set range. the method of separating polyglycerol using a membrane according to any one of claims 3 to 8 with a membrane, characterized by controlling the transmission tendency of a target substance by. 管状のナノ膜および/またはUF膜を用いることを特徴とする請求項3乃至9のいずれか1項に記載膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The method of separating polyglycerol using a membrane according to any one of claims 3 to 9, characterized by using a nano-film and / or UF membrane tubular. ナノ膜および/またはUF膜を複数回透過することを特徴とする請求項3乃至10のいずれか1項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The method for separating polyglycerol using the membrane according to any one of claims 3 to 10, wherein the membrane permeates the nano membrane and / or the UF membrane a plurality of times. 複数種類のポリグリセリンを含む混合液が、塩類を含む混合液であることを特徴とする請求項3乃至11のいずれか1項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The method for separating polyglycerol using a membrane according to any one of claims 3 to 11, wherein the mixed solution containing a plurality of types of polyglycerol is a mixed solution containing salts. 該複数種類のポリグリセリン成分を含む混合液が、グリセリンおよび/またはポリグリセリンを原料とし、アルカリ触媒下での反応工程を含む製造工程により製造したポリグリセリン混合液であることを特徴とする請求項3乃至12のいずれか1項に記載の膜を用いたポリグリセリンの分離方法。 The mixed liquid containing the plurality of types of polyglycerin components is a polyglycerin mixed liquid produced by a production process including a reaction process under an alkali catalyst using glycerin and / or polyglycerin as a raw material. A method for separating polyglycerol using the membrane according to any one of 3 to 12 . 複数の目的物質が含まれる原液を、分離膜としてナノ膜および/または限外濾過膜を備えた膜分離装置に供給し、前記膜分離装置から得る透過液中に目的物質を抜き出し、残る他の目的物質を残液に分離するダイアフィルトレーション設備において、原液の膜分離前に膜分離装置との間で温水を循環して膜分離装置を昇温する温水膜洗浄液循環用容器と、分離操作の分離状態指標および/または進行経過指標の監視手段と、透過液流量、膜分離装置の運転圧力、運転温度、循環液濃度、循環液量から選択した少なくとも1項目の操作項目を制御する制御手段を設けたことを特徴とする膜を用いたポリグリセリン混合液の分離装置。 A stock solution containing a plurality of target substances is supplied to a membrane separation apparatus having a nano membrane and / or an ultrafiltration membrane as a separation membrane , and the target substance is extracted from the permeate obtained from the membrane separation apparatus, and the remaining other In a diafiltration facility that separates the target substance into the residual liquid, a container for circulating hot water membrane cleaning liquid that circulates hot water between the membrane separator and warms the membrane separator before membrane separation of the stock solution, and separation operation And a control means for controlling at least one operation item selected from the permeate flow rate, the operating pressure of the membrane separator, the operating temperature, the circulating fluid concentration, and the circulating fluid amount. An apparatus for separating a polyglycerin mixed solution using a membrane characterized by comprising: 透過液濃度、透過液糖度、累積透過液量あるいは、経過時間の少なくとも1つに基づき、運転圧力および/または透過液流量を設定する機能、対応する循環液濃度、循環液糖度、あるいは循環液流量に調整しながら洗浄液を供給する調節機能を備え、ダイアフィルトレーションを実施することを特徴とする請求項14記載の膜を用いたポリグリセリン混合液の分離装置。   A function for setting the operating pressure and / or the permeate flow rate based on at least one of the permeate concentration, the permeate sugar content, the accumulated permeate amount, or the elapsed time, the corresponding circulating fluid concentration, the circulating fluid sugar content, or the circulating fluid flow rate The apparatus for separating a polyglycerin mixed liquid using a membrane according to claim 14, wherein the apparatus is equipped with an adjusting function for supplying a cleaning liquid while adjusting the pressure to perform diafiltration.
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