JP7474866B2

JP7474866B2 - ろ過装置

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Publication number: JP7474866B2
Application number: JP2022564915A
Authority: JP
Inventors: 一樹大森
Original assignee: Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Current assignee: Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2040-11-26
Also published as: JPWO2022113245A1; WO2022113245A1

Description

本開示は、ろ過装置に関する。

粒子流体系スラリーのろ過による固液分離において、電気浸透や電気泳動を利用して分離対象の粒子と液体を分離する方法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。電気浸透を利用した固液分離は、電極間に挟んだケーキ層に電圧と圧力を加え、ケーキ層中の水分を電気浸透作用によりろ材を通して追い出す方法である。また、電気泳動を利用した固液分離は、スラリー中の粒子を電気泳動により移動させてろ材に直接接触させて、スラリー中の粒子を分離する方法である。

また、中空糸膜を用いたろ過方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６１－０１８４１０号公報国際公開第２００４／０４５７４８号公報特開平１１－３４２３２０号公報

特許文献１から３の技術では、スラリー中の粒子をろ材や中空糸膜に直接接触させて固液分離する。特許文献１から３の技術では、ろ材や中空糸膜の目詰まりによるろ過速度の低下が生じる可能性がある。

本開示は、ろ過速度を向上させることが可能なろ過装置を提供することを目的とする。

本開示の一側面のろ過装置は、中空部を有する筒状のろ材と、複数の第１開口が設けられ、前記ろ材の外周を覆う第１電極と、前記ろ材の一端から前記ろ材の前記中空部に挿入される、第２電極と、を有する、少なくとも１つの電界駆動フィルタと、前記筐体の内部に設けられ、前記電界駆動フィルタが挿入される、第１ろ室と、前記第１ろ室に設けられる第３電極と、前記第１ろ室とは隔てられた前記筐体の内部に設けられ、前記ろ材の前記中空部と連通する第２ろ室と、を有する。

本開示のろ過装置によれば、ろ過速度を向上させることが可能である。

図１は、実施形態のろ過装置の構成例を模式的に示す断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面を模式的に示す断面図である。図３は、電界駆動フィルタの一部分を模式的に示す側面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ断面を模式的に示す断面図である。図５は、実施形態のろ過装置の動作を説明するための説明図である。図６は、第１電極及びろ材の構成を模式的に示す断面図である。図７は、実施形態のろ過装置を示す電気的等価回路図である。

以下、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、実施形態のろ過装置の構成例を模式的に示す断面図である。実施形態のろ過装置１０は、液体７２中に粒子７１が分散された対象処理液であるスラリー（原液）７０から、粒子７１を分離する装置である。ろ過装置１０は、中空糸膜モジュールとも呼ばれる。具体的には、ろ過装置１０は、ライフサイエンス分野や、下水処理、排水処理分野等に適用できる。ライフサイエンス分野では、培養細胞、微細藻類、細菌、バクテリア、ウイルス等の微生物体培養を行うバイオ産業や、培養微生物体が体外、体内に生産する酵素、タンパク質、多糖類、脂質等の利用、応用分野であるバイオ創薬や化粧品業界、又は、醸造、発酵、搾汁、飲料等を扱うビバレッジ産業に適用される。下水処理、排水処理分野では、難ろ過性の微細バイオマス水系スラリーで、バイオマス粒子の分離にろ過装置１０が適用される。あるいは、ろ過装置１０は、表面帯電した微粒子が電気的反発作用で高分散したコロイド粒子系スラリーで、コロイド微粒子の濃縮回収をすることができる。

図１に示すように、実施形態のろ過装置１０は、筐体１１と、台座１２とを有する。ろ過装置１０は、筐体１１で囲まれた内部空間に、第１ろ室３０と、第２ろ室３５Ａとを有する。ろ過装置１０の第１ろ室３０には、複数の電界駆動フィルタ４０が配置されている。実施形態のろ過装置１０は、第１電極３１、第２電極３２及び第３電極３３を有し、第１電極３１、第２電極３２及び第３電極３３には、第１電源５１、第２電源５２及び第３電源５３の少なくとも１つが電気的に接続される。

以下、実施形態では、Ｘ方向と、Ｘ方向と直交するＹ方向があるＸ－Ｙ平面が水平面である。電界駆動フィルタ４０は、Ｘ－Ｙ平面と垂直なＺ方向に延びる。

筐体１１は、例えば、絶縁材料で形成された円柱状の部材である。台座１２は、例えば、金属材料で形成され、筐体１１を支持する。筐体１１は、一体の構造を例示するが、複数の部品で構成される態様でもよい。

筐体１１には、スラリー供給通路１１ａと、排気通路１１ｂとが設けられる。スラリー供給通路１１ａの一端側は、筐体１１の底部に開口し、スラリー供給部１８に接続される。スラリー供給通路１１ａの他端側は、筐体１１の第１ろ室３０に開口している。スラリー（原液）７０は、スラリー供給部１８、スラリー供給通路１１ａを介して第１ろ室３０に供給される。第１ろ室３０の内部圧力は、例えば、０．１ＭＰａである。第１ろ室３０内の内部圧力は、スラリーの種類や粘度によって、適宜変更される。

スラリー供給部１８は、ドレインバルブ１８Ｐにも接続されている。通常、ろ過装置１０が動作している場合、ドレインバルブ１８Ｐは閉状態である。第１ろ室３０の清掃などのろ過装置１０の非動作時には、ドレインバルブ１８Ｐが開状態となり、第１ろ室３０の液体が排水される。

排気通路１１ｂの一端側は、筐体１１の上部に開口し、エア排出部９０に接続される。スラリー供給通路１１ａの他端側は、筐体１１の第２ろ室３５Ａに開口している。エア排出部９０は、不図示のエア排出バルブに接続されている。

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面を模式的に示す断面図である。図１に示す筐体１１の内部には、内壁１１ｈで囲まれる第１ろ室３０が設けられている。第１ろ室３０内部には、上方から延びてきた電界駆動フィルタ４０が複数配置されている。

図１に示すように、第３電極３３は、導電性かつ線状の部材である。第３電極３３は、一端部３３ａから他端部３３ｂまでコイル状に巻回されている。第３電極３３が筐体１１の内壁１１ｈ（図２参照）に沿って配置され、第３電極３３がＺ方向に延びている。図２に示すように、第３電極３３は、複数の電界駆動フィルタ４０の束の周りを巻回される。第３電極３３は、巻回されているので、Ｚ方向において第３電極３３の導体間に隙間が生じている。

第３電極３３の一端部３３ａは、導電部材１６に電気的に接続されている。第３電極３３の他端部３３ｂは、絶縁部材１３で固定され、導電部材１４とは絶縁されている。導電部材１６は、接続導体５６と電気的に接続されている。

図１及び図２に示すように、第１ろ室３０は、複数の仕切り板３９で区画されている。仕切り板３９は、円環状であり、例えばポリアミド繊維で形成されている。仕切り板３９により、粒子７１よりも大きな異物が除去される。

図３は、電界駆動フィルタの一部分を模式的に示す側面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ断面を模式的に示す断面図である。図３及び図４に示すように、電界駆動フィルタ４０は、ろ材３４と、第１電極３１と、第２電極３２とを備える。ろ材３４は、中空部３５を有する筒状である。ろ材３４の中空部３５は、一端が第２ろ室３５Ａ（図１参照）に連通しており、他端が閉止部４２（図１参照）で閉止されている。これにより、第１ろ室３０から中空部３５へ、ろ材３４を通して液体７２の水分子７３が浸透するようになる。

ろ材３４は、いわゆる中空糸膜で形成されている。ろ材３４は、ろ過膜３４ａに複数の目開き３４ｂ（図６参照）が設けられている。ろ材３４は、例えば、精密ろ過膜（ＭＦ膜（ＭｉｃｒｏｆｉｌｔａｔｉｏｎＭｅｍｂｒａｎｅ））が用いられる。

図３に示すように、第１電極３１は、メッシュ状の電極である。具体的には、第１電極３１は、複数の導電細線３１ａを有し、複数の導電細線３１ａの間に複数の第１開口３１ｂが設けられる。導電細線３１ａは、導電性を有していればよく、金属でもよいし炭素繊維でもよい。

図１に示すように、第１電極３１は、周囲を囲む導電部材１４と電気的に接続されている。導電部材１４は、接続導体５４と電気的に接続されている。導電部材１４は、第１電極３１及びろ材３４を支持している。導電部材１４は、第１ろ室３０と第２ろ室３５Ａとを区画しており、不図示のパッキンなどで、スラリー（原液）７０が第１ろ室３０から第２ろ室３５Ａへ移動しないように水密性を有している。

図３及び図４に示すように、第２電極３２は、線状の電極である。第２電極３２は、導電性を有していればよく、金属でもよいし炭素繊維でもよい。第２電極３２は、ろ材３４の一端の開口から中空部３５に挿入されている。

図１に示すように、第２電極３２は、周囲を囲む導電部材１５と電気的に接続されている。Ｚ方向の第２電極３２の長さは、第１ろ室３０に到達する長さが必要である。導電部材１５は、接続導体５５と電気的に接続されている。

図１に示すように、導電部材１４及び接続導体５４を介して、第１電極３１は、第１電源５１の第２端子５１ｂと電気的に接続される。また、第１電極３１は、導電部材１４及び接続導体５４を介して、第２電源５２の第１端子５２ａと電気的に接続される。導電部材１５及び接続導体５５を介して、第２電極３２は、第２電源５２の第２端子５２ｂと電気的に接続される。導電部材１６及び接続導体５６を介して、第３電極３３は、第３電源５３の第１端子５３ａと電気的に接続される。第３電源５３の第２端子５３ｂ及び第１電源５１の第１端子５１ａは、基準電位ＧＮＤに接続される。基準電位ＧＮＤは、例えばグランド電位である。ただし、これに限定されず、基準電位ＧＮＤは、所定の固定された電位であってもよい。

第１ろ室３０に供給されたスラリー（原液）７０は、各電極の駆動により粒子７１が分離され、粒子７１が分離された液体７２（ろ液７５）は、第１電極３１及びろ材３４を通して、中空部３５に流れる。中空部３５は、第２ろ室３５Ａに連通しているので、粒子７１が分離された液体７２（ろ液７５）の水分子７３は、排出部１９から排出され外部の貯留タンクに溜められる。

Ｚ方向において第３電極３３の導体間に隙間が生じているので、粒子７１を含む液体は、第１ろ室３０から第３電極３３を通過して排出部１７へ到達する。そして、粒子７１を含む液体７２は、排出部１７から排出され外部の貯留タンクに溜められる。

次に、図５から図７を参照して、ろ過装置１０の動作について説明する。図５は、実施形態のろ過装置の動作を説明するための説明図である。図５では、説明を分かりやすくするために、第１電極３１、第２電極３２、第３電極３３及びろ材３４と、第１ろ室３０及び中空部３５との配置関係を模式的に示している。

図５に示すように、ろ材３４は、第１電極３１と第２電極３２との間に設けられる。第１電極３１は、ろ材３４と直接、接して設けられる。第２電極３２とろ材３４との間には、中空部３５がある。

図５において、第１電極３１の第１開口３１ｂ及びろ材３４の目開き３４ｂは同じ大きさで示しているが、あくまで説明のために模式的に示したものであり、第１開口３１ｂ及び目開き３４ｂの大きさは異なっていてもよい。

図６は、第１電極及びろ材の構成を模式的に示す断面図である。図６に示すうように、ろ材３４に設けられた目開き３４ｂの径Ｄ３は、第１電極３１の第１開口３１ｂの径Ｄ１よりも小さい。言い換えると、複数の導電細線３１ａの配置ピッチと、ろ過膜３４ａの配置ピッチは、互いに異なって設けられる。例えば、第１電極３１の第１開口３１ｂの径Ｄ１は、０．５μｍ以上５００μｍ以下、例えば７０μｍ程度である。ろ材３４に設けられた複数の目開き３４ｂの径Ｄ３は、０．１μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上７μｍ以下程度である。

第３電極３３は、コイル状の部材であり、第１ろ室３０を挟んで第１電極３１の外周面と対向して設けられる。なお、図５では、第３電極３３のコイル形状（図１参照）の記載は図示を省略し、第３電極３３の位置を示している。

第１ろ室３０は、第１電極３１の外周面と接して設けられる。第１ろ室３０には、上述したように、分離対象の粒子７１と液体７２とを含むスラリー（原液）７０が供給される。粒子７１は、例えば、バイオマス粒子やコロイド粒子であり、粒子表面がマイナスに帯電している。具体的には、粒子７１は、クロレラ、微細藻類スピルリナ、コロイダルシリカ、大腸菌、下水活性汚泥等である。粒子７１の径は、適用される技術分野、分離対象の種類に応じて異なるが、５ｎｍ以上２０００μｍ以下、例えば２０ｎｍ以上５００μｍ以下程度である。

粒子７１が分散される液体７２は、水であり、一部の水分子７３はプラスに帯電している。これにより、スラリー（原液）７０は全体として電気的に平衡な状態となっている。液体７２は、水に限られず、アルコールなどでもよい。つまり、液体７２は、極性溶媒であればよい。

また、スラリー（原液）７０は、さらに色素タンパク質７４を含む。色素タンパク質７４は、粒子７１と同じ極性（マイナス）に帯電しており、粒子７１よりも小さい粒径を有する。色素タンパク質７４は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、例えば、３０ｎｍ程度である。なお、色素タンパク質７４は無くてもよい。

第１電源５１は、第１電極３１に、粒子７１の極性と同じ極性の第１電位Ｖ１を供給する。第１電位Ｖ１は、例えば－３０Ｖである。第２電源５２は、第２電極３２に、粒子７１の極性と同じ極性であって、第１電位Ｖ１の絶対値とは異なる絶対値の第２電位Ｖ２を供給する。第２電位Ｖ２は、例えば－４０Ｖである。第３電源５３は、第３電極３３に、粒子７１の極性と異なる極性の第３電位Ｖ３を供給する。第３電位Ｖ３は、例えば＋３０Ｖである。

図７は、実施形態のろ過装置を示す電気的等価回路図である。図７に示すように、第１電源５１及び第３電源５３は定電圧源であり、第２電源５２は定電流源である。第１電極３１と第２電極３２との間に抵抗成分Ｒ１と容量成分Ｃとが並列に接続される。抵抗成分Ｒ１及び容量成分Ｃは、多数の目開き３４ｂが設けられたろ材３４により等価的に表される成分である。また、第１電極３１と第３電極３３との間に抵抗成分Ｒ２が接続される。抵抗成分Ｒ２は、第１ろ室３０のスラリー（原液）７０により等価的に表される抵抗成分である。

第２電源５２は、定電圧電源であっても、定電流電源であってもよい。実施形態では、第２電源５２は、定電流源であるので、ろ過装置１０のろ過の状態に応じて、すなわち、ろ材３４の抵抗成分Ｒ１及び第１ろ室３０の抵抗成分Ｒ２の変動に応じて、第２電位Ｖ２は変化する。ただし、第２電位Ｖ２は粒子７１の極性と同じ極性であって、第１電位Ｖ１の絶対値よりも大きい値を維持している。

図５に示す第１ろ室３０にスラリー（原液）７０が供給されると、クーロンの法則に基づいて、マイナスに帯電した粒子７１と第１電極３１との間には斥力が発生する。また、マイナスに帯電した粒子７１と第３電極３３との間には引力が発生する。

ここで、クーロンの法則は、下記の式（１）で示される。
Ｆ＝ｋ×（ｑ１×ｑ２／ｓ^２）・・・（１）

ここで、ｋは定数であり、ｋ＝４πεで表される。ｑ１及びｑ２は、電荷であり、ｓは電荷間の距離である。すなわち、距離ｓが小さいほど粒子７１には大きいクーロン力Ｆが作用する。具体的には、第１電極３１に近い位置の粒子７１には、より強力な斥力が発生し、第３電極３３に近い位置の粒子７１には、より強力な引力が発生する。粒子７１に発生する斥力及び引力は、矢印Ｆ１に示す方向、すなわち第１電極３１から離れ第３電極３３に近づく方向に作用する。マイナスに帯電した粒子７１は、電気泳動により第３電極３３側に移動する。

これにより、ろ過装置１０は、粒子７１が第１電極３１の表面及びろ材３４の表面に堆積してケーキ層が形成されることを抑制することができる。つまり、ろ材３４の目開き３４ｂのろ過抵抗が増大することを抑制することができる。

また、プラスに帯電した水分子７３は、第１電極３１との間に引力が発生する。プラスに帯電した水分子７３に作用する引力は、矢印Ｆ２に示す方向、すなわち第３電極３３から第１電極３１に向かう方向に作用する。プラスに帯電した水分子７３は、第１電極３１側に移動する。この際、第１電極３１と第２電極３２との間の電位差により、ろ材３４を厚さ方向に貫通するように、第１電極３１から第２電極３２に向かう電界が形成されている。

第１電極３１側に移動した水分子７３は、電界により力を受けて、第２電極３２側に引っ張られてろ材３４を通過する。プラスに帯電した水分子７３の移動に伴って、帯電していない水分子も第２電極３２側に引きずられて、電気浸透流が形成される。これにより、プラスに帯電した水分子７３を含む液体７２は、中空部３５に流れる。上述したように、粒子７１は、電気泳動により第１電極３１から引き離され、第３電極３３側に移動しており、粒子７１が分離された液体７２（ろ液７５）が排出されることで、第１ろ室３０内のスラリー（原液）７０の粒子７１の濃度を高めることができる。

このように、ろ過装置１０は、第１電極３１と第３電極３３との間で、粒子７１をクーロン力Ｆ（粒子７１と第１電極３１との間に発生する斥力）により移動させる電気泳動と、第１電極３１と第２電極３２との間の電界により水分子７３を移動させてろ材３４を通過させる電気浸透とを組み合わせることで、粒子７１を分離できる。また、第１電極３１は、電気泳動の電極と、電気浸透の電極とを兼用する。これにより、単純にスラリー（原液）７０に圧力を加え、ろ材３４の目開き３４ｂよりも大きい粒径の粒子７１を分離する方法に比べて、第１電極３１の表面及びろ材３４の表面にケーキ層が形成されることを抑制することができ、ろ過速度を数倍から１０倍以上に向上させることができる。

結果的に、単純にスラリー（原液）７０に圧力を加えた方法に比べて、第１ろ室３０内でのスラリー（原液）７０の粒子７１の濃縮度を短時間で高めることができる。また、ろ材３４の清掃、交換の頻度を少なくすることができ、効率よくスラリー（原液）７０のろ過を行うことができる。あるいは、単純にスラリー（原液）７０に圧力を加えてろ過を行う場合に比べて、第１ろ室３０の体積を小さくし、ろ材３４の面積を小さくしても、従来と同程度のろ過速度を実現できる。すなわち、ろ過装置１０は、小型化を図ることができる。

また、第１電極３１と第２電極３２との間に形成される電界を制御することで、ろ材３４を通過する粒子レベル（粒子径）も制御することができる。例えば、第１電極３１に第１電位Ｖ１＝－３０Ｖを印加し、第２電極３２に第２電位Ｖ２＝－４０Ｖを印加することで、第１電極３１と第２電極３２との間にバリアの電界が形成され、ろ材３４の目開き３４ｂよりも小さい粒径の色素タンパク質７４が、ろ材３４を通過することを抑制できる。

つまり、精密ろ過膜（ＭＦ膜）相当のろ材３４を用いた場合であっても、第１電源５１、第２電源５２及び第３電源５３での各電極間の電界制御により、限外ろ過膜（ＵＦ膜）、あるいはナノろ過膜（ＮＦ膜）相当まで、分離対象の粒子径を変更することができる。限外ろ過膜（ＵＦ膜）は、開口の径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度のろ過膜である。ナノろ過膜（ＮＦ膜）は、開口の径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度のろ過膜である。

なお、上述したろ過装置１０の構成はあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、第１電極３１は、第３電極３３のようにコイル状であって、第１電極３１の導体間の隙間が第１開口３１ｂであってもよい。また、第３電極３３は、メッシュ状の筒体であってもよい。また、第２電極３２は、メッシュ状の電極であって、ろ材の内側に接していてもよい。また、第１ろ室３０に供給される対象処理液であるスラリー（原液）７０の濃度は、特に限定されず、ろ過装置１０が適用される分野に応じて変更できる。

実施形態では、第１ろ室３０の内部圧力は、加圧されており、第２ろ室３５Ａの内部圧力よりも大きい。他の態様としては、第２ろ室３５Ａの内部圧力を真空引きするなどにより陰圧することで、第１ろ室３０の内部圧力が、第２ろ室３５Ａの内部圧力よりも相対的に大きくするようにしてもよい。

また、第１電位Ｖ１、第２電位Ｖ２及び第３電位Ｖ３は、分離対象の粒子７１の種類や、要求される、ろ過特性に応じて適宜変更することが好ましい。

なお、ろ過装置１０は、第３電源５３を備えていなくてもよい。この場合、第３電極３３は、例えば基準電位ＧＮＤに接続される。第３電極３３を基準電位ＧＮＤに接続する場合、第１電極３１、第２電極３２、第３電極３３のそれぞれに電源を設ける場合に比べ、ろ過装置１０の小型化を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態のろ過装置１０は、筐体１１と、少なくとも１つの電界駆動フィルタ４０と、第１ろ室３０と、第３電極３３と、第２ろ室３５Ａと、を有する。電界駆動フィルタ４０は、中空部３５を有する筒状のろ材３４と、複数の第１開口３１ｂが設けられ、ろ材３４の外周を覆う第１電極３１と、ろ材３４の一端からろ材３４の中空部３５に挿入される、第２電極３２と、を有する。第１ろ室３０は、筐体１１の内壁１１ｈの内側に設けられ、第１ろ室３０には、電界駆動フィルタ４０が挿入される。第２ろ室３５Ａは、第１ろ室３０とは隔てられた筐体１１の内部に設けられ、ろ材３４の中空部３５と連通する。

これによれば、ろ過装置１０では、第１電極３１と第３電極３３との間で粒子７１に発生するクーロン力Ｆ（粒子７１と第１電極３１との間に発生する斥力）により粒子７１が第１電極３１から第３電極３３に向かう方向に移動する。このような電気泳動により、第１電極３１の表面及びろ材３４の表面にケーキ層が形成されることを抑制することができる。また、第１電極３１と第２電極３２との間の電界により水分子７３を移動させてろ材３４を透過させる電気浸透により、粒子７１を分離でき、第１ろ室３０内でのスラリー（原液）７０の粒子７１の濃縮度を高めることができる。これにより、単純にスラリー（原液）７０に圧力を加え、ろ材３４の目開き３４ｂよりも大きい粒径の粒子７１を分離する方法に比べて、ろ過速度を数倍から１０倍以上に向上させることができる。

また、ろ過装置１０において、第１電位Ｖ１と第３電位Ｖ３との電位差は、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２との電位差よりも大きい。

これによれば、第１電極３１と第２電極３２との距離に比べ、ろ材３４を挟んで対向する第１電極３１と第３電極３３との距離が大きい場合でも、電気泳動により、良好に粒子７１を第３電極３３側に移動させることができる。

また、第１ろ室３０内に挿入された電界駆動フィルタ４０のＸ－Ｙ平面の断面では、中央から外側へ、第２電極３２、ろ材３４、第１電極３１、第１ろ室３０の順に並んでいる。ここで、第１電極３１と第２電極３２との間の距離は、第１電極３１と第３電極３３との間の距離よりも小さい。

これによれば、第１電極３１と第２電極３２との間で形成される電界強度を高めることができ、電気浸透により水分子７３を移動させて、第１電極３１と第２電極３２との間のろ材３４を良好に透過させることができる。

第３電極３３は、複数の電界駆動フィルタ４０の周りを巻回されているコイル状である。第３電極３３の導体間に隙間を設けつつ、複数の電界駆動フィルタ４０の第１電極３１と、と第３電極３３との間に、電位差を生じさせることができる。

また、ろ過装置１０において、第１電源５１及び第３電源５３は、定電圧源であり、第２電源５２は、定電流源である。

これによれば、第１電源５１により供給される第１電位Ｖ１及び第３電源５３により供給される第３電位Ｖ３により、第１電極３１と第３電極３３との間で、粒子７１に発生するクーロン力Ｆを規定することができる。また、第１電源５１により供給される第１電位Ｖ１及びに第２電源５２により供給される電流により、第１電極３１と第２電極３２との間で形成される電界強度が規定され、良好に電気浸透を行うことができる。

また、ろ過装置１０において、ろ材３４の目開き３４ｂの大きさ（径Ｄ３）は、第１電極３１の第１開口３１ｂの径Ｄ１よりも小さい。

これにより、水分子７３は、電気浸透により良好にろ材３４の目開き３４ｂを通過することができる。

なお、上述した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。

１０ろ過装置
１１筐体
１１ｈ内壁
３０第１ろ室
３１第１電極
３１ｂ第１開口
３２第２電極
３３第３電極
３４ろ材
３４ａろ過膜
３４ｂ目開き
３５中空部
３５Ａ第２ろ室
３９仕切り板
４０電界駆動フィルタ
４２閉止部
５１第１電源
５２第２電源
５３第３電源
７０スラリー（原液）
７１粒子
７２液体
７３水分子
７４色素タンパク質
７５ろ液

Claims

筐体と、
中空部を有する筒状のろ材と、複数の第１開口が設けられ、前記ろ材の外周を覆う第１電極と、前記ろ材の一端から前記ろ材の前記中空部に挿入される、第２電極と、を有する、少なくとも１つの電界駆動フィルタと、
前記筐体の内部に設けられ、前記電界駆動フィルタが挿入される、第１ろ室と、
前記第１ろ室に設けられる第３電極と、
前記第１ろ室とは隔てられた前記筐体の内部に設けられ、前記ろ材の前記中空部と連通する第２ろ室と、を有し、
分離対象の粒子と、前記粒子と異なる極性の極性溶媒とを含む対象処理液が第１ろ室の内部であって、かつ前記電界駆動フィルタの外側に供給され、
前記第１電極に、前記粒子の極性と同じ極性の第１電位が供給され、
前記第２電極に、前記粒子の極性と同じ極性であって、前記第１電位の絶対値とは異なる絶対値の第２電位が供給され、
前記第３電極には、前記粒子の極性と異なる極性の第３電位が供給される、
ろ過装置。
前記ろ材は、前記ろ材の他端を閉止する閉止部を有し、
前記閉止部は、前記第１ろ室の内部にある、請求項１に記載のろ過装置。
前記第３電極は、複数の前記電界駆動フィルタの周りを巻回されているコイル状である、請求項１または２に記載のろ過装置。