JP5295036B2 - Hollow fiber porous membrane module with high utilization efficiency of hollow fiber porous membrane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分離膜として使用される中空糸多孔膜を格納した中空糸多孔膜モジュールに関する。 The present invention relates to a hollow fiber porous membrane module storing a hollow fiber porous membrane used as a separation membrane.
中空糸多孔膜は分離膜として、さまざまな分野に広く使用されている。その主な分離のメカニズムは、液体を中空糸多孔膜の内側から外側、あるいは外側から内側に透過するように通液させることにより、制御された細孔径を利用して、その細孔径より大きな対象物質が多孔膜を通過することを阻害し、不要な成分が除去された精製液を得ることである。細孔により不要物を除去するメカニズムは、平膜の多孔膜と同様である。しかし、中空糸多孔膜を一般工業的な用途に応用するためには、中空糸構造をとることのみでは不十分であり、供給した溶液が必ず中空糸多孔膜を通過したろ液として得られるような構造とすることが求められる。そのため、中空糸多孔膜をモジュールに格納した後、中空糸多孔膜の内側と外側とをつなぐ流路が、中空糸多孔膜を透過する流路以外には形成されえないような構造をとる必要がある。 Hollow fiber porous membranes are widely used in various fields as separation membranes. The main mechanism of separation is to allow liquid to pass through the hollow fiber porous membrane from the inside to the outside or from the outside to the inside, using a controlled pore diameter, and using a controlled pore diameter. It is to obtain a purified solution that inhibits substances from passing through the porous membrane and removes unnecessary components. The mechanism for removing unnecessary substances through the pores is the same as that of a flat porous membrane. However, in order to apply the hollow fiber porous membrane to general industrial applications, it is not sufficient to have a hollow fiber structure, and the supplied solution must be obtained as a filtrate that has passed through the hollow fiber porous membrane. It is required to have a simple structure. Therefore, after storing the hollow fiber porous membrane in the module, it is necessary to adopt a structure in which the flow path connecting the inner side and the outer side of the hollow fiber porous membrane cannot be formed other than the flow path that passes through the hollow fiber porous membrane. There is.
この目的のために、一般に中空糸多孔膜モジュールは円筒形をしており、モジュール内の中空糸多孔膜は、この円筒内の両端において、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコンゴムなどの接着剤により固定される。この接着剤は中空糸多孔膜をモジュールに物理的に固定すると同時に、中空糸多孔膜を通過する以外の、中空糸多孔膜の内側領域から外側領域あるいはその逆方向への流路を確実に遮断する隔壁としての重要な機能を有する。 For this purpose, the hollow fiber porous membrane module generally has a cylindrical shape, and the hollow fiber porous membrane in the module is fixed at both ends in the cylinder by an adhesive such as epoxy resin, polyurethane, silicon rubber or the like. The This adhesive physically secures the hollow fiber porous membrane to the module, and at the same time, reliably blocks the flow path from the inner region to the outer region of the hollow fiber porous membrane or the opposite direction other than passing through the hollow fiber porous membrane. It has an important function as a partition wall.
中空糸多孔膜モジュールは工業的にも極めて一般的なものであり、水処理などに代表される液体の精製、ガス分離、逆浸透法、パーベーパレーションなどに広く使われており、技術専門書などにも紹介されている。例えば非特許文献１には、液体又は気体の供給方法として、中空糸多孔膜の内側あるいは外側から供給し、外側あるいは内側に透過させて、液体又は気体を精製する方法が紹介されている。また、中空糸多孔膜モジュールの利点として、モジュールケースへの膜充填密度が高いという特徴が上げられ、体積当たりの膜面積が約３０，０００ｍ2／ｍ3にも達することが紹介されている。 Hollow fiber porous membrane modules are very common industrially, and are widely used for liquid purification, gas separation, reverse osmosis, pervaporation, etc. represented by water treatment. It is also introduced in. For example, Non-Patent Document 1 introduces a method for purifying a liquid or gas by supplying the liquid or gas from the inside or outside of the hollow fiber porous membrane and allowing it to permeate outside or inside. Also, as an advantage of the hollow fiber porous membrane module, the feature that the membrane packing density in the module case is high is raised, and it has been introduced that the membrane area per volume reaches about 30,000 m 2 / m 3 .
また近年、非特許文献２のように、タンパク質と相互作用する官能基を付与された、タンパク質を吸着する能力を有する中空糸多孔膜の例も報告されている。このような性質を有する中空糸多孔膜は、タンパク質の精製プロセスにおいて、従来のカラムクロマトグラフィーに比べ、高流速での通液が可能となるため、特に近年での抗体医薬品の生産量が大幅に増大している状況において、その実用化が強く望まれている。即ち、中空糸多孔膜を工業的に実用可能とするためには、モジュール化した形態として提供することが求められている。 In recent years, as in Non-Patent Document 2, an example of a hollow fiber porous membrane provided with a functional group that interacts with a protein and capable of adsorbing a protein has also been reported. The hollow fiber porous membrane having such properties can be passed at a higher flow rate in the protein purification process than conventional column chromatography. In the increasing situation, its practical application is strongly desired. That is, in order to make the hollow fiber porous membrane industrially practical, it is required to provide it as a modularized form.
タンパク質を吸着する能力を有する中空糸多孔膜モジュールの例として、非特許文献３には、電荷相互作用によりタンパク質を吸着する性質を有する中空糸多孔膜を用いて、ペンシル型の中空糸多孔膜モジュールを作成し、タンパク質を吸着、回収する方法が記載されている。 As an example of a hollow fiber porous membrane module having the ability to adsorb proteins, Non-Patent Document 3 discloses a pencil-type hollow fiber porous membrane module using a hollow fiber porous membrane having a property of adsorbing proteins by charge interaction. And a method for adsorbing and recovering proteins is described.
上記のように、中空糸多孔膜モジュールは、モジュール体積当たりの膜面積が極めて高く設計できるという、平膜モジュールにはない優れた特長を有する。一方で、中空糸多孔膜はモジュール内の両端あるいは片端において接着剤により固定される必要があるが、中空糸多孔膜の接着剤で固定された部分は、液体が透過できないため、分離膜としての機能を果たし得ない。即ち、中空糸多孔膜の固定部分はデッドスペースとなる。デッドスペースとなる部分の中空糸多孔膜の長さは、通常数ｃｍから大型モジュールでは１０ｃｍを大きく超えることもある。また小型のモジュールであっても、１ｃｍ以下にすることは難しい。 As described above, the hollow fiber porous membrane module has an excellent feature not found in a flat membrane module, in which a membrane area per module volume can be designed extremely high. On the other hand, the hollow fiber porous membrane needs to be fixed with an adhesive at both ends or one end in the module, but the portion fixed with the adhesive of the hollow fiber porous membrane cannot penetrate the liquid, Cannot fulfill the function. That is, the fixed part of the hollow fiber porous membrane becomes a dead space. The length of the hollow fiber porous membrane in the part that becomes a dead space is usually several cm to a large amount exceeding 10 cm in a large module. Even a small module is difficult to be 1 cm or less.
これは、通常、中空糸多孔膜の固定が、中空糸多孔膜を筒状のモジュール内に入れた後、モジュール側面のアウトレットと呼ばれる貫通管から接着剤を流し込み、モジュール端面からアウトレットの位置までに接着剤を充満することにより中空糸多孔膜を固定する、遠心接着あるいは静置接着と呼ばれる方法によるためである。モジュールを実用可能な形体とするためには、筒状のモジュールの端面に、アウトレットを備えたヘッダーあるいはキャップと呼ばれる部品を接続する必要がある。通常のモジュール形成においては、ヘッダーあるいはキャップはモジュール端面からモジュール側面のアウトレットまでの部分にその外周に沿ってはめ込むようにして接着固定される。その場合、モジュールの長手方向における接着層の長さ、即ち中空糸多孔膜のデッドスペースの長さは、最短でも約１ｃｍ以上は必要となる場合がある。特に、全体の長さが２０ｃｍ以下の小型モジュールの場合、数ｃｍものデッドスペースが存在することは、モジュールに使われている中空糸多孔膜において少なからぬ割合の部分が無駄にされていることを意味し、効率上好ましくない。 This is because the hollow fiber porous membrane is usually fixed after the hollow fiber porous membrane is placed in a cylindrical module, and then an adhesive is poured from a through pipe called an outlet on the side of the module, from the module end surface to the outlet position. This is because the hollow fiber porous membrane is fixed by being filled with an adhesive, and is based on a method called centrifugal adhesion or stationary adhesion. In order to make the module into a practical form, it is necessary to connect a part called a header or cap with an outlet to the end face of the cylindrical module. In normal module formation, the header or cap is bonded and fixed to the portion from the module end surface to the outlet on the side of the module along the outer periphery thereof. In that case, the length of the adhesive layer in the longitudinal direction of the module, that is, the length of the dead space of the hollow fiber porous membrane may be about 1 cm or more at the shortest. In particular, in the case of a small module having an overall length of 20 cm or less, the presence of several centimeters of dead space means that a considerable proportion of the hollow fiber porous membrane used in the module is wasted. This is not preferable in terms of efficiency.
水処理などに利用されている、サイズ分割により夾雑物を除去することにより、精製された液体をろ液として回収することを目的とした中空糸多孔膜モジュールにおいては、除去された夾雑物は中空糸多孔膜の細孔を通過することが出来ないことから、かかるデッドスペースは実用上の大きな問題とはならないものの、中空糸多孔膜の有効利用率を低下させるというデメリットがあることは否定できない。 In the hollow fiber porous membrane module, which is used for water treatment or the like and is intended to recover the purified liquid as a filtrate by removing contaminants by size division, the removed contaminants are hollow. Since it cannot pass through the pores of the yarn porous membrane, such a dead space is not a big problem in practical use, but it cannot be denied that there is a demerit that the effective utilization rate of the hollow fiber porous membrane is reduced.
さらにサイズ分割する通常の分離膜でなく、対象物をイオン相互作用などの原理による吸着により捕捉する吸着膜の場合、接着剤によって固定された中空糸多孔膜部分に吸着した対象物が有効に回収されない結果となる。また、洗浄工程等において、透過させる液体の種類を切り替える際に、デッドスペースに吸着されていた対象物がろ液内に流出し、本来想定していない状況において透過液中に対象物が含まれるという不具合が生じる場合があり、実使用において解決すべき課題となる。 In the case of an adsorption membrane that captures an object by adsorption based on the principle of ion interaction, etc., instead of a normal separation membrane that further divides the size, the object adsorbed on the hollow fiber porous membrane portion fixed by the adhesive is effectively recovered. The result will not be. In addition, when switching the type of liquid to be permeated in a cleaning process or the like, the target object adsorbed in the dead space flows out into the filtrate, and the target object is included in the permeated liquid in a situation that is not originally assumed. In some cases, such a problem may occur, which is a problem to be solved in actual use.
また、非特許文献３に記載されているタンパク質吸着中空糸多孔膜モジュールの場合、モジュール内での中空糸多孔膜の有効長は７．５ｃｍであり、接着剤に固定された両端のデッドスペース部分は各１．５ｃｍであり、合計すると３ｃｍになる。即ち、全中空糸多孔膜長の約３０％が活用されていない部分となる。実際の使用においては、タンパク質を含む溶液を通液し、そのタンパク質を吸着した後、タンパク質の吸着を解除する塩溶液を通液して吸着されたタンパク質を溶出回収するプロセスが記載されている。しかしながら、タンパク質はデッドスペース部分の中空糸多孔膜にも吸着されており、この中空糸多孔膜部分には塩溶液が十分に通液されないため、吸着したタンパク質を充分に回収することができない。即ち、吸着したタンパク質の内、最大３０％を有効に回収することが出来ないこととなり、実用上問題となる。さらに、塩溶液通液後に塩を含まない緩衝液を通液してモジュールを洗浄する際に、塩濃度勾配によりデッドスペース部分に吸着されていたタンパク質が脱離し、洗浄液中に含まれて流出される。そのため、デッドスペース部分の割合が高い場合には、洗浄効率が極めて低下し、大量の洗浄液が必要となる。 Moreover, in the case of the protein adsorption | suction hollow fiber porous membrane module described in the nonpatent literature 3, the effective length of the hollow fiber porous membrane in a module is 7.5 cm, and the dead space part of the both ends fixed to the adhesive agent Are 1.5 cm each, for a total of 3 cm. That is, about 30% of the total hollow fiber porous membrane length is a portion that is not utilized. In actual use, a process is described in which a solution containing a protein is passed, adsorbed, and then a salt solution that releases protein adsorption is passed to elute and recover the adsorbed protein. However, the protein is also adsorbed on the hollow fiber porous membrane in the dead space portion, and the salt solution is not sufficiently passed through the hollow fiber porous membrane portion, so that the adsorbed protein cannot be sufficiently recovered. That is, a maximum of 30% of the adsorbed protein cannot be effectively recovered, which is a practical problem. Furthermore, when the module is washed by passing a salt-free buffer solution after passing the salt solution, the protein adsorbed in the dead space portion is desorbed due to the salt concentration gradient and is contained in the wash solution and flows out. The Therefore, when the ratio of the dead space portion is high, the cleaning efficiency is extremely lowered and a large amount of cleaning liquid is required.
かかる状況に鑑み、本発明の解決しようとする課題は、中空糸多孔膜の接着剤によって固定された部分の長さを短くして、使用する中空糸多孔膜の利用効率を高めると同時に、特にタンパク質の吸着回収の際に、デッドスペースによって生じる回収率の低下、及び洗浄液等のろ液への吸着対象物の混入を抑制する、モジュール並びにその製造方法を提供することである。 In view of such a situation, the problem to be solved by the present invention is to shorten the length of the portion fixed by the adhesive of the hollow fiber porous membrane to increase the utilization efficiency of the hollow fiber porous membrane to be used. It is intended to provide a module and a method for manufacturing the same that suppress a decrease in the recovery rate caused by dead space and the mixing of an object to be adsorbed into a filtrate such as a washing liquid during protein adsorption recovery.
本発明の態様は、中空糸多孔膜と、中空糸多孔膜を格納するモジュールと、を備え、モジュール内に中空糸多孔膜の両端が接着剤によって固定されており、モジュールが、筒状のパイプ部分と、パイプ部分の両端部にそれぞれ接続される、側面にそれぞれヘッダー貫通管が設けられた、筒状のヘッダー部分と、筒状のヘッダー部分のパイプ部分に接続する側の反対側に接続される、パイプ部分内に格納された中空糸多孔膜の内側と連通するためのキャップ貫通管が設けられたキャップ部分と、を備え、キャップ部分の側壁に、ヘッダー部分のヘッダー貫通管と嵌合する凹部が設けられた、中空糸多孔膜モジュールであることを要旨とする。 An aspect of the present invention includes a hollow fiber porous membrane and a module for storing the hollow fiber porous membrane, and both ends of the hollow fiber porous membrane are fixed by an adhesive in the module, and the module is a cylindrical pipe. Connected to both ends of the pipe and the pipe, and to the opposite side of the side of the pipe that is connected to the pipe part of the cylindrical header part. A cap portion provided with a cap through-tube for communicating with the inside of the hollow fiber porous membrane housed in the pipe portion, and fitted on the side wall of the cap portion with the header through-tube of the header portion The gist is that the hollow fiber porous membrane module is provided with a recess.
また、本発明の他の態様は、筒状のパイプ部分と筒状のヘッダー部分とを接続することと、接続されたパイプ部分とヘッダー部分との内部に、中空糸多孔膜を挿入することと、接着剤を、ヘッダー部分に設けられたヘッダー貫通管から、中空糸多孔膜の外面とヘッダー部分の内壁との間に注入して、中空糸多孔膜をヘッダー部分に固定することと、ヘッダー部分のパイプ部分と接続した端部と反対側の端部を、ヘッダー貫通管を残すようにして切断することと、ヘッダー貫通管の外壁と嵌合する凹部が設けられたキャップ部分を、ヘッダー部分に接続することと、を含む、中空糸多孔膜モジュールの製造方法であることを要旨とする。 Another aspect of the present invention is to connect a cylindrical pipe portion and a cylindrical header portion, and to insert a hollow fiber porous membrane inside the connected pipe portion and header portion. The adhesive is injected between the outer surface of the hollow fiber porous membrane and the inner wall of the header portion from the header through pipe provided in the header portion to fix the hollow fiber porous membrane to the header portion, and the header portion Cut the end opposite to the end connected to the pipe part, leaving the header penetrating pipe, and the cap part provided with a recess to fit the outer wall of the header penetrating pipe in the header part. The gist of the present invention is a method for producing a hollow fiber porous membrane module, including connecting.
本発明の中空糸多孔膜モジュール及びその製造方法を用いることにより、接着剤によって固定される中空糸多孔膜のデッドスペースが少ない中空糸多孔膜モジュールを提供することが可能となる。また、モジュールにおける中空糸多孔膜の有効活用率を大幅に向上することが可能となる。 By using the hollow fiber porous membrane module of the present invention and the method for producing the same, it is possible to provide a hollow fiber porous membrane module with a small dead space of the hollow fiber porous membrane fixed by an adhesive. In addition, the effective utilization rate of the hollow fiber porous membrane in the module can be greatly improved.
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施の形態」という。）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。本実施の形態に係る中空糸多孔膜モジュールは、中空糸多孔膜と、中空糸多孔膜を格納するモジュールと、を備える。モジュール内に、中空糸多孔膜の両端が接着剤によって固定されている。本実施の形態に係るモジュールは、図１に示すように、筒状のパイプ部分５０と、パイプ部分５０の両端部にそれぞれ接続される、側面にそれぞれヘッダー貫通管１１１が設けられた、筒状のヘッダー部分１００と、筒状のヘッダー部分１００のパイプ部分５０に接続する側の反対側に接続される、パイプ部分５０内に格納された中空糸多孔膜の内側と連通するためのキャップ貫通管２１１が設けられたキャップ部分２００と、を備える。ここで、キャップ部分２００の側壁には、ヘッダー部分１００のヘッダー貫通管１１１と嵌合する凹部が設けられている。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist. The hollow fiber porous membrane module according to the present embodiment includes a hollow fiber porous membrane and a module that stores the hollow fiber porous membrane. In the module, both ends of the hollow fiber porous membrane are fixed with an adhesive. As shown in FIG. 1, the module according to the present embodiment is a tubular pipe part 50 and a tubular pipe part 50 connected to both ends of the pipe part 50 and provided with header through pipes 111 on the side surfaces. The cap through-tube for communicating with the inside of the hollow fiber porous membrane stored in the pipe portion 50, which is connected to the opposite side of the side of the tubular header portion 100 connected to the pipe portion 50. And cap part 200 provided with 211. Here, the side wall of the cap portion 200 is provided with a recess that fits into the header through pipe 111 of the header portion 100.
本実施の形態における「中空糸多孔膜」とは、細孔を有する中空糸状の多孔質分離膜をいう。中空糸多孔膜の素材、多孔膜の細孔径は限定されるものではない。 The “hollow fiber porous membrane” in the present embodiment refers to a hollow fiber-shaped porous separation membrane having pores. The material of the hollow fiber porous membrane and the pore diameter of the porous membrane are not limited.
本実施の形態における「中空糸多孔膜モジュール」は、筒状のモジュールと、モジュールに格納された中空糸多孔膜であって、モジュール内に接着剤によって両端を固定された中空糸多孔膜と、を備える。さらに、モジュールの端面及び側面には、少なくとも１つ以上のアウトレットと呼ばれる貫通管又はインレットと呼ばれる貫通管が設けられている。円筒状のモジュールの端面の貫通管から導入された液体は、モジュール内の中空糸多孔膜の内側から外側に透過し、さらにモジュールの側面の貫通管を経て外部に通液される。あるいは、円筒状のモジュールの側面の貫通管から導入された液体が、モジュール内の中空糸多孔膜の外側から内側に透過し、さらにモジュールの端面の貫通管を経て外部に通液される。このように、中空糸多孔膜モジュールとは、液体が中空糸多孔膜を通過したろ液として回収されるように通液し、液体の精製あるいは液体に含まれる目的物の回収に利用される形態のものをいう。モジュール及び接着剤の材質は限定されるものではない。 The `` hollow fiber porous membrane module '' in the present embodiment is a cylindrical module, a hollow fiber porous membrane stored in the module, and a hollow fiber porous membrane fixed at both ends by an adhesive in the module, Is provided. Further, at least one or more through pipes called outlets or through pipes called inlets are provided on the end face and side face of the module. The liquid introduced from the through pipe on the end face of the cylindrical module permeates from the inside to the outside of the hollow fiber porous membrane in the module, and is further passed to the outside through the through pipe on the side face of the module. Alternatively, the liquid introduced from the through pipe on the side surface of the cylindrical module permeates from the outside to the inside of the hollow fiber porous membrane in the module, and is further passed through the through pipe on the end face of the module. As described above, the hollow fiber porous membrane module is a form that allows liquid to be collected so as to be collected as a filtrate that has passed through the hollow fiber porous membrane, and is used for purification of the liquid or collection of a target substance contained in the liquid. Means things. The material of the module and the adhesive is not limited.
モジュール内において、中空糸多孔膜の接着剤によって固定された部分の長さの、中空糸多孔膜の全体の長さに対する割合は、中空糸多孔膜の有効に活用される部分をより多く確保するという観点から、１％以上３０％以下が好ましく、より好ましくは１％以上２０％以下、さらに好ましくは１％以上１０％以下である。３０％を超える場合は、中空糸多孔膜の有効に活用可能な部分の、中空糸多孔膜全体に対する割合が低下するため、非効率になる傾向にある。また１％未満では、モジュール内において、中空糸多孔膜の固定が有効になされない場合がありうる。 In the module, the ratio of the length of the portion fixed by the adhesive of the hollow fiber porous membrane to the total length of the hollow fiber porous membrane secures more portions of the hollow fiber porous membrane that are effectively utilized. From this viewpoint, it is preferably 1% or more and 30% or less, more preferably 1% or more and 20% or less, and further preferably 1% or more and 10% or less. If it exceeds 30%, the proportion of the part that can be effectively used in the hollow fiber porous membrane with respect to the entire hollow fiber porous membrane tends to be low, so that it tends to be inefficient. If it is less than 1%, the hollow fiber porous membrane may not be effectively fixed in the module.
モジュール内に格納されている中空糸多孔膜の長さは、中空糸多孔膜の処理能力の観点から、３ｃｍ以上２００ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３ｃｍ以上１５０ｃｍ以下、さらに好ましくは５ｃｍ以上１００ｃｍ以下である。中空糸多孔膜長が３ｃｍ未満の場合、処理できる液体の量が少ないため実用性が低くなる場合がある。２００ｃｍを超える場合、モジュールの力学的強度が低下するため実用的に利用することが容易でなくなる場合がある。 The length of the hollow fiber porous membrane stored in the module is preferably 3 cm or more and 200 cm or less, more preferably 3 cm or more and 150 cm or less, and further preferably 5 cm or more and 100 cm or less from the viewpoint of the processing capability of the hollow fiber porous membrane. is there. When the length of the hollow fiber porous membrane is less than 3 cm, the amount of liquid that can be processed is small, and thus the practicality may be lowered. If it exceeds 200 cm, the mechanical strength of the module is lowered, so that it may not be easy to use practically.
本実施の形態におけるモジュールは、上記の好ましい条件を満たすために、５個の部品より構成され、これらを組み合わせて形成されるモジュールが好ましい。即ち、５個の部品とは、（１）モジュールの中央部分に位置し、中空糸多孔膜有効長の殆どが格納される図１に示す「パイプ部分５０」、（２）「パイプ部分５０」の両端部分にそれぞれ接続される２個の部分であって、図２乃至図４に示すように、側面１１２に中空糸多孔膜外側からモジュール外部へののアウトレット又はモジュール外部から中空糸多孔膜外側へのインレットとなるヘッダー貫通管１１１を有し、中空糸多孔膜の接着部分が主に格納される「ヘッダー部分１００」、並びに（３）２個の「ヘッダー部分１００」のそれぞれの、パイプ部分への接続部分１１３の反対側に接続される、図５乃至図８に示すように、モジュール外部から中空糸多孔膜内側へのインレット又は中空糸多孔膜内側からモジュール外部へのアウトレットとなるキャップ貫通管２１１を有する「キャップ部分２００」である。 In order to satisfy the above-mentioned preferable conditions, the module in the present embodiment is preferably composed of five parts, and a module formed by combining these parts. That is, the five parts are (1) “pipe part 50” shown in FIG. 1 which is located in the central part of the module and stores most of the effective length of the hollow fiber porous membrane, and (2) “pipe part 50”. 2 to 4, respectively, and as shown in FIGS. 2 to 4, the side surface 112 has an outlet from the outside of the hollow fiber porous membrane to the outside of the module, or the outside of the module from the outside of the hollow fiber porous membrane. "Header part 100" having a header through pipe 111 serving as an inlet to which the adhesive part of the hollow fiber porous membrane is mainly stored, and (3) pipe parts of each of the two "header parts 100" As shown in FIG. 5 to FIG. 8, connected to the opposite side of the connecting portion 113 to the inlet from the outside of the module to the inside of the hollow fiber porous membrane or the outlet from the inside of the hollow fiber porous membrane to the outside of the module Having a cap through tube 211 serving as a "cap portion 200 '.
ここで（１）の図１に示す「パイプ部分５０」は、格納すべき中空糸多孔膜の長さに応じて任意にその長さを変えることができる。また、（３）の図５及び図６に示す「キャップ部分２００」は、（２）の図２に示す「ヘッダー部分１００」に接続される際、ヘッダー部分１００が有するヘッダー貫通管１１１が接続の障壁となることにより、その分接着剤で固定された中空糸多孔膜のデッドエンド部分が長くなってしまうことを避けるために、図６に示すキャップ部分２００の図２に示すヘッダー部分１００にはめ合わされる側面部分には、ヘッダー部分１００が有するヘッダー貫通管１１１の形状に合わせた切れ込みである、図６及び図８に示す凹部２１２が設けられている。キャップ部分２００の凹部２１２が図２に示すヘッダー部分１００のヘッダー貫通管１１１と嵌合することにより、図６に示すキャップ部分２００と図２に示すヘッダー部分１００との接続に要する長さがその分短くなり、中空糸多孔膜のデッドスペース部分の長さが短くなる。このような部品の構成によりモジュールを組み立てることにより、中空糸多孔膜のモジュール内におけるデッドスペースを、従来のモジュールより低減することが可能となる。さらに、本実施の形態に係る図２に示すヘッダー部分１００及び図６に示すキャップ部分２００の形状によれば、モジュールの図２に示すヘッダー部分１００の側面のヘッダー貫通管１１１の直径が大きい場合、あるいは、モジュールの長さが短く、通常の方法ではデッドスペース部分を減らすことが困難なモジュールを組み立てる場合にも、デッドスペース部分の長さを短くしうるという、顕著な効果を奏する。 Here, the length of the “pipe portion 50” shown in FIG. 1 of (1) can be arbitrarily changed according to the length of the hollow fiber porous membrane to be stored. 5 and FIG. 6 of (3), when connected to the “header part 100” shown in FIG. 2 of (2), the header through pipe 111 included in the header part 100 is connected. In order to avoid the length of the dead end portion of the hollow fiber porous membrane fixed with the adhesive by that amount, the header portion 100 shown in FIG. 2 of the cap portion 200 shown in FIG. A recessed portion 212 shown in FIG. 6 and FIG. 8 is provided in the side surface portion to be fitted, which is a cut corresponding to the shape of the header through pipe 111 included in the header portion 100. The recess 212 of the cap portion 200 is fitted to the header through pipe 111 of the header portion 100 shown in FIG. 2, so that the length required for the connection between the cap portion 200 shown in FIG. 6 and the header portion 100 shown in FIG. And the length of the dead space portion of the hollow fiber porous membrane is shortened. By assembling the module with such a component configuration, the dead space in the module of the hollow fiber porous membrane can be reduced as compared with the conventional module. Further, according to the shape of the header portion 100 shown in FIG. 2 and the cap portion 200 shown in FIG. 6 according to the present embodiment, when the diameter of the header through pipe 111 on the side surface of the header portion 100 shown in FIG. Alternatively, even when a module having a short module length and it is difficult to reduce the dead space portion by a normal method, the remarkable effect is obtained that the length of the dead space portion can be shortened.
本実施の形態において、図２に示すヘッダー部分１００の形状は、側面のヘッダー貫通管１１１が、パイプ部分への接続部分１１３の反対側の、図６に示すキャップ部分２００への接続部分の端面により近い位置にあることが好ましい。しかしながら、図２に示すヘッダー貫通管１１１が図６に示すキャップ部分２００への接続部分の端面の直近にあると、実際のモジュール作成時に困難が生じる場合がある。これは、モジュール作成において、まず図２に示すヘッダー部分１００をパイプ部分の両端に接続して接着剤にて固定し、次いで中空糸多孔膜を挿入した後に、ヘッダー部分１００の側面のヘッダー貫通管１１１から、中空糸多孔膜を固定するための接着剤を注入する際に、固定される部分の中空糸多孔膜の長さに相当するヘッダー部分１００に十分な長さがないと、接着剤が中空糸多孔膜内側に侵入し、中空糸多孔膜の通液を閉塞する可能性が高くなる傾向にあるためである。 In the present embodiment, the shape of the header portion 100 shown in FIG. 2 is such that the side header penetrating pipe 111 is the end surface of the connection portion to the cap portion 200 shown in FIG. It is preferable that the position is closer. However, if the header through pipe 111 shown in FIG. 2 is in the immediate vicinity of the end face of the connection portion to the cap portion 200 shown in FIG. In the module production, first, the header portion 100 shown in FIG. 2 is connected to both ends of the pipe portion and fixed with an adhesive, and after inserting the hollow fiber porous membrane, the header through pipe on the side surface of the header portion 100 is inserted. When injecting an adhesive for fixing the hollow fiber porous membrane from 111, if the header portion 100 corresponding to the length of the hollow fiber porous membrane to be fixed does not have a sufficient length, the adhesive This is because the possibility of entering the inside of the hollow fiber porous membrane and blocking the liquid passing through the hollow fiber porous membrane tends to increase.
このため、中空糸多孔膜の接着剤による固定の際にはかかる閉塞が生じないように、接着剤が注入されるヘッダー部分１００の長さは十分に長くあることが要求される。しかしながら、かかる作製に適したヘッダー部分１００の構造は、本実施の形態の主旨である、デッドスペース部分の長さの割合を３０％以下に抑制するという目的の上では、好ましくない。このため、本実施の形態においては、ヘッダー部分１００の内壁と中空糸多孔膜の外面を接着剤にて固定する際のヘッダー部分１００の接着剤が注入される部分の長さは、接着剤が中空糸多孔膜内側に浸透しない、あるいは浸透しても中空糸多孔膜の奥深くまで浸透しない程度に長くあり、中空糸多孔膜の接着剤による固定後、ヘッダー部分１００の図６に示すキャップ部分２００に接続される方向の端部を、図２に示すように、ヘッダー貫通管１１１の直近まで切断し、その後、ヘッダー部分１００のヘッダー貫通管１１１の形状に合致した図６に示す凹部２１２を有するキャップ部分２００を図２に示すヘッダー部分１００に接続して、接着剤にて固定する方法にて、図１に示すモジュールを製造する方法が望ましい。この方法に従ってモジュール作成することにより、中空糸多孔膜のモジュールへの固定の際に、固定に用いる接着剤が中空糸多孔膜内側に侵入し、中空糸多孔膜を閉塞する不都合を抑制することが可能となると同時に、本実施の形態の主旨である、デッドスペース部分の比率の小さなモジュールの作成が可能となる。 For this reason, the length of the header portion 100 into which the adhesive is injected is required to be sufficiently long so that such blockage does not occur when the hollow fiber porous membrane is fixed with the adhesive. However, the structure of the header portion 100 suitable for the production is not preferable for the purpose of suppressing the ratio of the length of the dead space portion to 30% or less, which is the gist of the present embodiment. For this reason, in the present embodiment, the length of the portion into which the adhesive of the header portion 100 is injected when the inner wall of the header portion 100 and the outer surface of the hollow fiber porous membrane are fixed with an adhesive is The cap portion 200 shown in FIG. 6 of the header portion 100 is not long enough to penetrate inside the hollow fiber porous membrane or is so long that it does not penetrate deep into the hollow fiber porous membrane even if it penetrates. As shown in FIG. 2, the end in the direction to be connected to is cut to the nearest of the header through pipe 111, and then has a recess 212 shown in FIG. 6 that matches the shape of the header through pipe 111 of the header portion 100. A method of manufacturing the module shown in FIG. 1 by connecting the cap part 200 to the header part 100 shown in FIG. 2 and fixing it with an adhesive is desirable. By creating a module according to this method, when fixing the hollow fiber porous membrane to the module, it is possible to suppress the inconvenience that the adhesive used for fixing penetrates into the hollow fiber porous membrane and closes the hollow fiber porous membrane. At the same time, it is possible to create a module having a small dead space ratio, which is the gist of the present embodiment.
本実施の形態において、それぞれモジュールと外部配管とを接続するための、ヘッダー貫通管１１１の形状と、図５に示すキャップ貫通管の形状とは、同じであることが好ましい。これにより、モジュール使用に当たって、中空糸多孔膜の内側から液体を供給して、外側に通液するいわゆる内側供給（Ｉｎｓｉｄｅ−ｏｕｔ）の流路、あるいは、その反対に中空糸多孔膜の外側から液体を供給して、内側に通液するいわゆる外側供給（Ｏｕｔｓｉｄｅ−ｉｎ）の流路の、どちらの流路採用する場合でも、外部配管の同一形状の接続部分を使用することが可能となり、配管接続部分の交換の必要がなく、実際の使用において有効である。 In the present embodiment, it is preferable that the shape of the header through pipe 111 for connecting the module and the external pipe is the same as the shape of the cap through pipe shown in FIG. Thus, when the module is used, a liquid is supplied from the inside of the hollow fiber porous membrane, and the liquid is supplied from the outside of the hollow fiber porous membrane to the outside, or vice versa. It is possible to use the connection part of the same shape of the external pipe regardless of which one of the so-called outside supply (outside-in) flow paths is used. There is no need to replace parts, which is effective in actual use.
さらに、本実施の形態に係るモジュールのサイズが、実験用に用いるに適したほどに小さい場合、即ち、モジュールに格納された中空糸多孔膜の長さが数ｃｍから数１０ｃｍ程度までの場合には、通液する液体の単位時間当たりの流量、即ち流速は小さいことが想定されるため、モジュールが有する図２に示すヘッダー貫通管１１１及び図５に示すキャップ貫通管は、その実用流速に適応した形態であることが好ましく、具体的には、当業者が用いる実験室において配管の接続に多用される、ルアーロックの形状であることが好ましい。 Furthermore, when the size of the module according to the present embodiment is small enough to be suitable for an experiment, that is, when the length of the hollow fiber porous membrane stored in the module is from several centimeters to several tens of centimeters 2 is assumed to have a small flow rate per unit time, i.e., a flow rate, so that the header through pipe 111 shown in FIG. 2 and the cap through pipe shown in FIG. Specifically, it is preferably a luer lock shape frequently used for piping connection in a laboratory used by those skilled in the art.
本実施の形態に係るモジュールは、サイズによるろ過によって夾雑物を除去する中空糸多孔膜を用いたモジュールの場合にも有効であるが、相互作用によって、イオン、分子、あるいは微粒子状の目的物を吸着することを目的とした、中空糸多孔膜の一種である、いわゆる中空糸吸着膜の場合にも有効である。これは、課題の説明において詳述したように、吸着する対象が目的物であって、吸着後に溶出、回収する場合には、中空糸のデッドスペースの割合が大きいと、回収される目的物の回収効率がその割合に応じて低下するためであり、また吸着する対象が夾雑物であって、ろ液中から除去することが目的の場合に、液の切り替えなどの際に吸着された目的物が溶出し、ろ液中に混入する可能性が生じるためにある。 The module according to the present embodiment is also effective in the case of a module using a hollow fiber porous membrane that removes contaminants by filtration according to size. However, an ion, molecule, or particulate object is obtained by interaction. It is also effective in the case of a so-called hollow fiber adsorption membrane which is a kind of hollow fiber porous membrane for the purpose of adsorption. As described in detail in the description of the problem, when the object to be adsorbed is an object, and when elution and collection are performed after adsorption, if the proportion of the dead space of the hollow fiber is large, This is because the recovery efficiency decreases according to the ratio, and when the object to be adsorbed is a contaminant and the purpose is to remove it from the filtrate, the object adsorbed when switching the liquid Is likely to elute and mix into the filtrate.
このような対象物との相互作用によって、対象物を吸着する性質を有する中空糸多孔膜としては、非特許文献２及び３に記載されている、アニオン交換基を有する中空糸多孔膜がその例として挙げられるが、これに限定されるものではなく、それ以外にカチオン交換基、疎水性基あるいは、そのたプロテインＡなどのアフィニティ型の官能基を有する、中空糸多孔膜であっても同様である。吸着する対象物としては、その単価が効果であり、医薬品及び食品として有効に活用される、タンパク質が好適であり、したがって、タンパク質を吸着する性質を有する中空糸多孔膜を、本実施の形態に適用することが好適である。 Examples of the hollow fiber porous membrane having the property of adsorbing an object by such interaction with the object include the hollow fiber porous film having an anion exchange group described in Non-Patent Documents 2 and 3. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to a hollow fiber porous membrane having a cation exchange group, a hydrophobic group, or an affinity functional group such as protein A. is there. As an object to be adsorbed, the unit price is effective, and proteins that are effectively used as pharmaceuticals and foods are suitable. Therefore, a hollow fiber porous membrane having a property of adsorbing proteins is used in this embodiment. It is preferable to apply.
このように、本実施の形態に係る中空糸多孔膜モジュール及びその製造方法を用いることにより、中空糸の有効利用率が高く、工業使用並びに実験室レベルでの使用のどちらにも適切に対応した、特に吸着相互作用を有する多孔質中空糸膜のモジュールを効率的に製造することが可能となる。また、本実施の形態に係るモジュールを用いることにより、医薬品あるいは食品として有用なタンパク質の精製及び回収を効率的に行うことも可能となる。 As described above, by using the hollow fiber porous membrane module according to the present embodiment and the manufacturing method thereof, the effective utilization rate of the hollow fiber is high, and it appropriately corresponds to both industrial use and laboratory use. In particular, it becomes possible to efficiently manufacture a module of a porous hollow fiber membrane having an adsorption interaction. Further, by using the module according to the present embodiment, it is possible to efficiently purify and recover proteins useful as pharmaceuticals or foods.
以下、製造例及び実施例（本明細書中において、単に「実施例等」ともいう。）に基づいて本実施の形態をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例のみに限定されない。また、以下の全ての実施例等において、中空糸多孔膜は、基材に細孔が設けられた中空糸状の多孔膜である。 Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically based on production examples and examples (also referred to simply as “examples” in the present specification), but the scope of the present invention is limited to the following examples. It is not limited to. In all of the following examples and the like, the hollow fiber porous membrane is a hollow fiber-like porous membrane in which pores are provided on a substrate.
［製造例１］アニオン交換基を有する中空糸多孔膜
（１）中空糸多孔膜へのグラフト鎖の導入
外径３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍ、バブルポイント法で測定した最大細孔径が０．３μｍのポリエチレン多孔質中空糸膜（中空糸多孔膜）の重量を測定した。次に、中空糸多孔膜を密閉容器に入れ、密閉容器内の空気を窒素で置換した。その後、密閉容器の外側からドライアイスで冷却しながら、中空糸多孔膜に２００ｋＧｙのγ線を照射し、ラジカルを発生させた。次に、ラジカルを発生させた中空糸多孔膜をガラス反応管に入れ、ガラス反応管内部を２００Ｐａ以下に減圧し、ガラス反応管内部の酸素を除いた。次に、ガラス反応管内部に、グリシジルメタクリレート３体積部、メタノール９７体積部からなる、４０℃に調整したグリシジルメタクリレートのメタノール混合溶液からなる反応液を、１０重量部の中空糸多孔膜に対して、１００重量部注入した。なお、メタノール混合溶液を予め窒素でバブリングし、メタノール混合溶液内の酸素を窒素置換しておいた。その後、１２分間ガラス反応管を密閉した状態で静置してグラフト重合反応を進行させ、中空糸多孔膜にグラフト鎖を導入した。
[Production Example 1] Hollow fiber porous membrane having anion exchange group (1) Introduction of graft chain into hollow fiber porous membrane The outer diameter is 3.0 mm, the inner diameter is 2.0 mm, and the maximum pore diameter measured by the bubble point method is 0.00. The weight of a 3 μm polyethylene porous hollow fiber membrane (hollow fiber porous membrane) was measured. Next, the hollow fiber porous membrane was put in a sealed container, and the air in the sealed container was replaced with nitrogen. Thereafter, while cooling with dry ice from the outside of the sealed container, the hollow fiber porous membrane was irradiated with 200 kGy of γ rays to generate radicals. Next, the hollow fiber porous membrane in which radicals were generated was put into a glass reaction tube, and the inside of the glass reaction tube was depressurized to 200 Pa or less to remove oxygen inside the glass reaction tube. Next, a reaction solution comprising a methanol mixed solution of glycidyl methacrylate adjusted to 40 ° C., consisting of 3 parts by volume of glycidyl methacrylate and 97 parts by volume of methanol, is added to 10 parts by weight of the hollow fiber porous membrane. 100 parts by weight were injected. In addition, the methanol mixed solution was bubbled with nitrogen in advance, and oxygen in the methanol mixed solution was replaced with nitrogen. Subsequently, the graft reaction was allowed to proceed with the glass reaction tube sealed for 12 minutes to introduce a graft chain into the hollow fiber porous membrane.
グラフト重合反応後、ガラス反応管内の反応液を捨てた。さらに、ガラス反応管内にジメチルスルホキシドを入れ、中空糸多孔膜を洗浄した。洗浄後、ジメチルスルホキシドを捨てた後、再度ガラス反応管内にジメチルスルホキシドを入れ、中空糸多孔膜を洗浄した。これを３回繰り返した後、メタノールを用いて同様に洗浄を３回行った。洗浄後、ガラス反応管から中空糸多孔膜を取り出し、４０℃に調整した真空乾燥機に入れ６時間以上乾燥することにより、グリシジルメタクリレートのグラフト鎖が導入された中空糸多孔膜を得た。得られた中空糸多孔膜のグラフト鎖の導入量を示すグラフト率は４７％であった。ここでグラフト率（ｄｇ）は下記（１）式で算出した。
ｄｇ＝（ｗ1−ｗ0）／ｗ0 ・・・（１）
ここでｗ0は反応前の中空糸多孔膜の重量、ｗ1はグラフト鎖が導入された中空糸多孔膜の重量である。
After the graft polymerization reaction, the reaction solution in the glass reaction tube was discarded. Furthermore, dimethyl sulfoxide was placed in a glass reaction tube to wash the hollow fiber porous membrane. After washing, dimethyl sulfoxide was discarded, and then dimethyl sulfoxide was again placed in the glass reaction tube to wash the hollow fiber porous membrane. After repeating this three times, washing was similarly performed three times using methanol. After washing, the hollow fiber porous membrane was taken out from the glass reaction tube, put into a vacuum dryer adjusted to 40 ° C. and dried for 6 hours or more, thereby obtaining a hollow fiber porous membrane into which a graft chain of glycidyl methacrylate was introduced. The graft ratio indicating the amount of graft chains introduced into the obtained hollow fiber porous membrane was 47%. Here, the graft ratio (dg) was calculated by the following equation (1).
dg = (w 1 −w 0 ) / w 0 (1)
Here, w 0 is the weight of the hollow fiber porous membrane before the reaction, and w 1 is the weight of the hollow fiber porous membrane into which the graft chain is introduced.
（２）グラフト鎖へのアニオン交換基の固定
グラフト鎖を導入した後、乾燥した中空糸多孔膜を、１０分以上メタノールに浸漬して膨潤させた後、純水に浸漬して水置換しておいた。また、５０体積部のジメチルアミン及び５０体積部の純水を混合して得た反応液を用意した。次に、グラフト鎖が導入された中空糸多孔膜の２０重量部の反応液をガラス反応管に入れ、３０℃に調整した。その後、グラフト鎖が導入された中空糸多孔膜をガラス反応管に挿入し、２１０分間静置して、グラフト鎖のエポキシ基をジエチルアミノ基に置換し、実施例に係るアニオン交換基を有する中空糸多孔膜を得た。得られた中空糸多孔膜のアニオン交換基の導入程度を示すモル転化率は９３％であった。ここで、エポキシ基のモル数Ｎ2のうち、ジエチルアミノ基に置換されたモル数Ｎ1をモル転化率Ｔと呼び、下記（２）式で算出した。
Ｔ＝１００×Ｎ1／Ｎ2
＝１００×｛（ｗ2−ｗ1）／Ｍ1｝／｛ｗ1（ｄｇ／（ｄｇ＋１００））／Ｍ2｝・・・（２）
ここで、Ｍ1はジエチルアンモニウムの分子量（７３．１４）、ｗ1はグラフト重合反応後の中空糸多孔膜の重量、ｗ2はジエチルアミノ基置換反応後の中空糸多孔膜の重量、ｄｇはグラフト率、Ｍ2はグリシジルメタクリレートの分子量（１４２）である。
この製造例１にて得られた中空糸多孔膜をタンパク質を吸着する性質を有する中空糸多孔膜として実施例に用いた。
(2) Fixing of anion exchange group to graft chain After introducing the graft chain, the dried hollow fiber porous membrane was immersed in methanol for 10 minutes or more to swell, and then immersed in pure water to replace with water. Oita. Moreover, the reaction liquid obtained by mixing 50 volume parts dimethylamine and 50 volume parts pure water was prepared. Next, 20 parts by weight of the reaction liquid of the hollow fiber porous membrane into which the graft chain was introduced was placed in a glass reaction tube and adjusted to 30 ° C. Thereafter, the hollow fiber porous membrane into which the graft chain was introduced was inserted into a glass reaction tube and allowed to stand for 210 minutes to replace the epoxy group of the graft chain with a diethylamino group, and the hollow fiber having an anion exchange group according to the example A porous membrane was obtained. The molar conversion indicating the degree of introduction of anion exchange groups in the obtained hollow fiber porous membrane was 93%. Here, out of the number of moles N 2 of the epoxy group, the number of moles N 1 substituted with a diethylamino group was called the mole conversion rate T, and was calculated by the following equation (2).
T = 100 × N 1 / N 2
= 100 × {(w 2 −w 1 ) / M 1 } / {w 1 (dg / (dg + 100)) / M 2 } (2)
Here, M 1 is the molecular weight of diethylammonium (73.14), w 1 is the weight of the hollow fiber porous membrane after the graft polymerization reaction, w 2 is the weight of the hollow fiber porous membrane after the diethylamino group substitution reaction, and dg is the graft The rate, M 2, is the molecular weight (142) of glycidyl methacrylate.
The hollow fiber porous membrane obtained in Production Example 1 was used in the examples as a hollow fiber porous membrane having a property of adsorbing proteins.
［製造例２］
テイヨー株式会社に製造依頼することにより、内径５ｍｍ、外径８ｍｍ、長さ１００００ｍｍのポリスルホン製のパイプ部分５０を押出し成型にて製造した。
［製造例３］
村角株式会社に製造依頼することにより、図２乃至図４に示すようなポリスルホン製のヘッダー部分１００を、金型成型により製造した。また、図５乃至図８に示すようなポリスルホン製のキャップ部分２００を、金型成型により同様に製造した。
[Production Example 2]
By requesting production from Teiyo Co., Ltd., a polysulfone pipe portion 50 having an inner diameter of 5 mm, an outer diameter of 8 mm, and a length of 10,000 mm was manufactured by extrusion molding.
[Production Example 3]
By making a manufacturing request to Murakaku Co., Ltd., a header portion 100 made of polysulfone as shown in FIGS. 2 to 4 was manufactured by molding. Further, a polysulfone cap portion 200 as shown in FIGS. 5 to 8 was similarly manufactured by molding.
［実施例１］
製造例２で得られたポリスルホン製のパイプ部分５０を長さ８ｃｍに切断し、この両端に製造例３で得られた図２に示すヘッダー部分１００を接着剤で固定した。ここに製造例１で得られた中空糸多孔膜を挿入し、片方のヘッダー部分１００を下（重力方向）にしてヘッダー部分１００の側面１１２のヘッダー貫通管１１１から接着剤を注入することにより、このヘッダー部分１００の内壁の中空糸多孔膜の外面とを固定した。次に、もう一方のヘッダー部分１００を下（重力方向）にして同様に接着剤を注入し、中空糸多孔膜の両端を固定した。固定後、両方のヘッダー部分１００のそれぞれの端を１０ｍｍ切断し、ヘッダー部分１００の側面のルアーロックアウトレット状のヘッダー貫通管１１１がヘッダー部分１００の端面の直近に位置するようにした。ここに製造例３で得られた図５及び図６に示すキャップ部分２００を、その凹部２１２が図２に示すヘッダー部分１００のヘッダー貫通管１１１の外壁と嵌合するようにして、両端のヘッダー部分１００にはめ合わせ、接着剤で固定した。これによりモジュール内における中空糸多孔膜の全長が１０７ｍｍ、有効長が９６．８ｍｍ、接着剤で固定されたデッドスペース部分の長さが両端とも５．１ｍｍの、図１に示すようなタンパク質吸着モジュールが得られた。得られた中空糸多孔膜モジュールにおいて、中空糸多孔膜の固定された部分の長さの、中空糸多孔膜の全長に対する割合は９．５％であった。
[Example 1]
The polysulfone pipe portion 50 obtained in Production Example 2 was cut into a length of 8 cm, and the header portions 100 shown in FIG. 2 obtained in Production Example 3 were fixed to both ends with an adhesive. By inserting the hollow fiber porous membrane obtained in Production Example 1 here and injecting the adhesive from the header through pipe 111 on the side surface 112 of the header portion 100 with one header portion 100 down (in the direction of gravity), The inner surface of the header portion 100 was fixed to the outer surface of the hollow fiber porous membrane. Next, the other header portion 100 was placed downward (in the direction of gravity), and an adhesive was injected in the same manner to fix both ends of the hollow fiber porous membrane. After fixing, the respective ends of both header portions 100 were cut by 10 mm so that the luer lock outlet-shaped header through pipe 111 on the side surface of the header portion 100 was positioned in the immediate vicinity of the end surface of the header portion 100. The cap part 200 shown in FIGS. 5 and 6 obtained in the manufacturing example 3 is fitted to the outer wall of the header through pipe 111 of the header part 100 shown in FIG. Part 100 was fitted and secured with an adhesive. As a result, the protein adsorption module as shown in FIG. 1 has an overall length of the hollow fiber porous membrane in the module of 107 mm, an effective length of 96.8 mm, and the length of the dead space part fixed with an adhesive at both ends of 5.1 mm. was gotten. In the obtained hollow fiber porous membrane module, the ratio of the length of the fixed portion of the hollow fiber porous membrane to the total length of the hollow fiber porous membrane was 9.5%.
本実施の形態に関わる中空糸多孔膜モジュール並びにその製造方法を用いることにより、中空糸の有効利用率が高く、工業使用並びに実験室レベルでの使用のどちらにも適切に対応した、特に吸着相互作用を有する多孔質中空糸膜のモジュールを効率的に製造することが可能となる。また、本発明のモジュールを用いることにより、医薬品あるいは食品として有用なタンパク質の精製及び回収が効率的になされることが可能となる。 By using the hollow fiber porous membrane module and its manufacturing method according to the present embodiment, the effective utilization rate of the hollow fiber is high, and it is suitable for both industrial use and laboratory use. It becomes possible to efficiently produce a module of a porous hollow fiber membrane having an action. Further, by using the module of the present invention, it is possible to efficiently purify and recover proteins useful as pharmaceuticals or foods.
５０ パイプ部分
１００ ヘッダー部分
１１１ ヘッダー貫通管
１１２ 側面
１１３ 接続部分
２００ キャップ部分
２１１ キャップ貫通管
２１２ 凹部
50 Pipe part 100 Header part 111 Header through pipe 112 Side face 113 Connection part 200 Cap part 211 Cap through pipe 212 Concave part
Claims (6)
前記中空糸多孔膜を格納するモジュールと、
を備え、
該モジュール内に前記中空糸多孔膜の両端が接着剤によって固定されており、
前記モジュールが、
筒状のパイプ部分と、
該パイプ部分の両端部にそれぞれ接続される、側面にそれぞれヘッダー貫通管が設けられた、筒状のヘッダー部分と、
該筒状のヘッダー部分の前記パイプ部分に接続する側の反対側に接続される、前記パイプ部分内に格納された前記中空糸多孔膜の内側と連通するためのキャップ貫通管が設けられたキャップ部分と、
を備え、
前記キャップ部分の側壁に、前記ヘッダー部分の前記ヘッダー貫通管の外壁と嵌合する切れ込みである凹部が設けられた、中空糸多孔膜モジュール。 Hollow fiber porous membrane,
A module for storing the hollow fiber porous membrane;
With
Both ends of the hollow fiber porous membrane are fixed in the module by an adhesive,
The module is
A tubular pipe part,
A cylindrical header portion connected to both ends of the pipe portion, each provided with a header through pipe on the side surface;
A cap provided with a cap penetrating tube connected to the inside of the hollow fiber porous membrane stored in the pipe portion, connected to the opposite side of the cylindrical header portion to the side connected to the pipe portion Part,
With
The hollow fiber porous membrane module in which the recessed part which is a notch fitted to the outer wall of the said header penetration pipe | tube of the said header part was provided in the side wall of the said cap part.
前記中空糸多孔膜の全長が３ｃｍ以上２００ｃｍ以下である、
請求項１に記載の中空糸多孔膜モジュール。 The ratio of the length of the fixed part of the hollow fiber porous membrane to the total length of the hollow fiber porous membrane is 1% or more and 30% or less,
The total length of the hollow fiber porous membrane is 3 cm or more and 200 cm or less,
The hollow fiber porous membrane module according to claim 1.
前記接続されたパイプ部分とヘッダー部分との内部に、中空糸多孔膜を挿入することと、
接着剤を、前記ヘッダー部分に設けられたヘッダー貫通管から、前記中空糸多孔膜の外面と前記ヘッダー部分の内壁との間に注入して、前記中空糸多孔膜を前記ヘッダー部分に固定することと、
前記ヘッダー部分の前記パイプ部分と接続した端部と反対側の端部を、前記ヘッダー貫通管を残すようにして切断することと、
前記ヘッダー貫通管の外壁と嵌合する切れ込みである凹部が設けられたキャップ部分を、前記ヘッダー部分に接続することと、
を含む、中空糸多孔膜モジュールの製造方法。 Connecting the tubular pipe portion and the tubular header portion;
Inserting a hollow fiber porous membrane inside the connected pipe portion and header portion;
An adhesive is injected between the outer surface of the hollow fiber porous membrane and the inner wall of the header portion from a header through pipe provided in the header portion, and the hollow fiber porous membrane is fixed to the header portion. When,
Cutting the end of the header portion opposite to the end connected to the pipe portion, leaving the header through pipe;
Connecting a cap portion provided with a recess which is a cut to be fitted to the outer wall of the header through pipe, to the header portion;
A method for producing a hollow fiber porous membrane module, comprising:
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