JPH05115758A - 膜分離装置 - Google Patents
膜分離装置Info
- Publication number
- JPH05115758A JPH05115758A JP31180491A JP31180491A JPH05115758A JP H05115758 A JPH05115758 A JP H05115758A JP 31180491 A JP31180491 A JP 31180491A JP 31180491 A JP31180491 A JP 31180491A JP H05115758 A JPH05115758 A JP H05115758A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- membrane
- rotary shaft
- hollow rotary
- flat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜分離装置において遠心力に起因する循環流
の発生を抑え、効率良く処理液を分離する。 【構成】 圧力容器１内には固定の平膜２と中空回転軸
３に取り付けた邪魔板４とを交互に配設され、中空回転
軸３には容器１内に処理液を供給するための多数の供給
孔５を形成している。そして中空回転軸３内に処理液を
圧送し、容器１内の中心部から外方向に向かって処理液
を供給すると、平膜２を透過した透過液は容器１の外周
部からバルブ６を介して外部に取り出され、濃縮液は容
器１の外周部からバルブ７を介して外部に取り出される
の発生を抑え、効率良く処理液を分離する。 【構成】 圧力容器１内には固定の平膜２と中空回転軸
３に取り付けた邪魔板４とを交互に配設され、中空回転
軸３には容器１内に処理液を供給するための多数の供給
孔５を形成している。そして中空回転軸３内に処理液を
圧送し、容器１内の中心部から外方向に向かって処理液
を供給すると、平膜２を透過した透過液は容器１の外周
部からバルブ６を介して外部に取り出され、濃縮液は容
器１の外周部からバルブ７を介して外部に取り出される
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は食品製造、医薬品開発、
発酵、廃水処理、化学等の分野で用いられる所謂クロス
フロー式膜分離装置のうちの膜分離装置に関する。
発酵、廃水処理、化学等の分野で用いられる所謂クロス
フロー式膜分離装置のうちの膜分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の管状膜或いは中空糸膜を用いたク
ロスフロー式膜処理装置よりも高粘度の処理液の分離が
行える回転平膜装置が注目されている。この回転平膜装
置としては、特開昭６１−２５６０７号公報、特開昭６
１−１８１５０３号公報或いは特開昭６１−１３８５０
５号公報に記載されているように、円板状平膜を処理液
中で回転させることによって濾材面と処理液間に剪断力
を生じさせるようにしたもの、あるいは実公昭６０−３
１７６１号公報に記載されているように、円板状平膜を
固定して回転軸に取付けた邪魔板（攪拌板）を回転させ
て処理液の乱流と円板状平膜との間に剪断力を生じさせ
るようにしたものがある。そしていずれも剪断力によっ
て膜表面に付着したゲル層（ケーキ層）を除去しつつ分
離を行うことで、透過流束の低下を抑えるようにしてい
る。
ロスフロー式膜処理装置よりも高粘度の処理液の分離が
行える回転平膜装置が注目されている。この回転平膜装
置としては、特開昭６１−２５６０７号公報、特開昭６
１−１８１５０３号公報或いは特開昭６１−１３８５０
５号公報に記載されているように、円板状平膜を処理液
中で回転させることによって濾材面と処理液間に剪断力
を生じさせるようにしたもの、あるいは実公昭６０−３
１７６１号公報に記載されているように、円板状平膜を
固定して回転軸に取付けた邪魔板（攪拌板）を回転させ
て処理液の乱流と円板状平膜との間に剪断力を生じさせ
るようにしたものがある。そしていずれも剪断力によっ
て膜表面に付着したゲル層（ケーキ層）を除去しつつ分
離を行うことで、透過流束の低下を抑えるようにしてい
る。
【０００３】前者の膜分離装置は、図３に示すように容
器１０１内に複数枚の邪魔板１０２を所定の間隔をおい
て固定し、各邪魔板１０２間に中空回転軸１０３に固定
した円板状平膜１０４を配置し、容器１０１の外周側か
らバルブ１０５を介して邪魔板１０２間に処理液を供給
し、円板状平膜１０４で濾過した透過液を中空回転軸１
０３内を通じて、また濃縮液を容器１０１の外周側から
バルブ１０６を介してそれぞれ取り出すようにしてい
る。
器１０１内に複数枚の邪魔板１０２を所定の間隔をおい
て固定し、各邪魔板１０２間に中空回転軸１０３に固定
した円板状平膜１０４を配置し、容器１０１の外周側か
らバルブ１０５を介して邪魔板１０２間に処理液を供給
し、円板状平膜１０４で濾過した透過液を中空回転軸１
０３内を通じて、また濃縮液を容器１０１の外周側から
バルブ１０６を介してそれぞれ取り出すようにしてい
る。
【０００４】また、図４に示すように容器１０１の一端
部から処理液を容器１０１内に供給し、円板状平膜１０
４で濾過した透過液を中空回転軸１０３内を通じて、ま
た濃縮液を容器１０１の他端部からそれぞれ取り出すよ
うにしたものもある。
部から処理液を容器１０１内に供給し、円板状平膜１０
４で濾過した透過液を中空回転軸１０３内を通じて、ま
た濃縮液を容器１０１の他端部からそれぞれ取り出すよ
うにしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような膜分離装置にあっては、回転する円板状平膜表
面によって処理液に遠心力が作用するために半径方向外
向きの流れが誘発され、円板状平膜側では半径方向外向
きの、邪魔板側では半径方向内向きの流れが形成され
て、内部に例えば図３に示すような循環流１１０が発生
する。また実公昭６０−３１７６１号公報にあっては邪
魔板と円板状平膜との関係が逆になるが同様に循環流が
発生する。また、流体が回転運動している時には遠心力
による圧力差が発生するため、容器内部では外周部は加
圧状態、内周部は減圧状態となる。
たような膜分離装置にあっては、回転する円板状平膜表
面によって処理液に遠心力が作用するために半径方向外
向きの流れが誘発され、円板状平膜側では半径方向外向
きの、邪魔板側では半径方向内向きの流れが形成され
て、内部に例えば図３に示すような循環流１１０が発生
する。また実公昭６０−３１７６１号公報にあっては邪
魔板と円板状平膜との関係が逆になるが同様に循環流が
発生する。また、流体が回転運動している時には遠心力
による圧力差が発生するため、容器内部では外周部は加
圧状態、内周部は減圧状態となる。
【０００６】このように循環流が発生した場合には、容
器内での処理液の滞留時間がながくなり、濃縮液の置換
が悪くなるため、濃縮速度の低下や膜面の剪断応力によ
る損傷を受ける可能性があり、また循環流により処理液
の温度が上昇するために大きな冷却能力が必要になる。
また、特開昭６０−３１７６１号公報のようにジグザグ
な流路を処理液が流れる場合、内部の圧力損失が大きく
なり、その結果容器内では圧力分布が生じ、処理液の安
定した濾過ならびに処理液の供給が困難になる。
器内での処理液の滞留時間がながくなり、濃縮液の置換
が悪くなるため、濃縮速度の低下や膜面の剪断応力によ
る損傷を受ける可能性があり、また循環流により処理液
の温度が上昇するために大きな冷却能力が必要になる。
また、特開昭６０−３１７６１号公報のようにジグザグ
な流路を処理液が流れる場合、内部の圧力損失が大きく
なり、その結果容器内では圧力分布が生じ、処理液の安
定した濾過ならびに処理液の供給が困難になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、膜分離装置の容器に平膜を固定し、この平
膜と平行に邪魔板を回転するようにし、この邪魔板を取
り付けた回転軸に処理液の供給通路を設け、この供給通
路を容器の中心部または中心部に近い位置にて開口させ
るようにした。また、前記平膜と邪魔板との間隔は、平
膜表面に形成される境界層よりも小さくした。
決するため、膜分離装置の容器に平膜を固定し、この平
膜と平行に邪魔板を回転するようにし、この邪魔板を取
り付けた回転軸に処理液の供給通路を設け、この供給通
路を容器の中心部または中心部に近い位置にて開口させ
るようにした。また、前記平膜と邪魔板との間隔は、平
膜表面に形成される境界層よりも小さくした。
【０００８】
【作用】邪魔板を固定した中空回転軸に形成した供給孔
から処理液を容器内に供給することにより、遠心力を逆
に利用して容器内で半径方向外向きの流れのみを発生せ
しめることができ、循環流の発生を防止する。
から処理液を容器内に供給することにより、遠心力を逆
に利用して容器内で半径方向外向きの流れのみを発生せ
しめることができ、循環流の発生を防止する。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。ここで、図１は本発明に係る膜分離装置の概
略図である。本発明に係る膜分離装置は、円筒状の圧力
容器１内壁に中央部に貫通孔２ｃを形成した複数の円板
状平膜２…を固定し、一方、容器１の一端面に回転自在
に軸支される中空回転軸３を前記貫通孔２ｃの部分に挿
通し、この中空回転軸３に取り付けた複数の円板状邪魔
板４…と前記複数の円板状平膜２…とを交互に配設して
いる。この場合、円板状平膜２と邪魔板４との間隔は円
板状平膜２表面に形成される境界層よりも薄くなるよう
にしている。ここで、圧力容器１を角筒形状とし、この
内壁に中央部に貫通孔を形成した複数の方形状平膜２…
を固定するようにしてもよい。また、円板状平膜は、孔
径１０μｍ〜１００μｍと粗く透過抵抗が小さい多孔質
層２ａと、その表面に設けた孔径０．０１μｍ〜５μｍ
と細かく透過抵抗の大きい多孔質層２ｂとから構成され
ている。
説明する。ここで、図１は本発明に係る膜分離装置の概
略図である。本発明に係る膜分離装置は、円筒状の圧力
容器１内壁に中央部に貫通孔２ｃを形成した複数の円板
状平膜２…を固定し、一方、容器１の一端面に回転自在
に軸支される中空回転軸３を前記貫通孔２ｃの部分に挿
通し、この中空回転軸３に取り付けた複数の円板状邪魔
板４…と前記複数の円板状平膜２…とを交互に配設して
いる。この場合、円板状平膜２と邪魔板４との間隔は円
板状平膜２表面に形成される境界層よりも薄くなるよう
にしている。ここで、圧力容器１を角筒形状とし、この
内壁に中央部に貫通孔を形成した複数の方形状平膜２…
を固定するようにしてもよい。また、円板状平膜は、孔
径１０μｍ〜１００μｍと粗く透過抵抗が小さい多孔質
層２ａと、その表面に設けた孔径０．０１μｍ〜５μｍ
と細かく透過抵抗の大きい多孔質層２ｂとから構成され
ている。
【００１０】そして、中空回転軸３内は処理液の供給通
路３ａとするとともに容器１内に処理液を供給するため
に中空回転軸３に多数の供給孔５を形成している。この
供給孔５は先端部側（低圧側）の孔を根元部側（高圧
側）の孔より順次大径になるように形成して、処理液を
均一に供給するようにしている。また、容器１の外周部
から円板状平膜２を透過した透過液をバルブ６を介して
取り出すようにし、また濃縮液は容器１の外周部からバ
ルブ７を介して取り出すようにしている。この透過液用
のバルブ６は、各膜に対して設けることができるため、
膜面積の調節や膜の故障のチェックがやりやすくなると
いった利点も有する。
路３ａとするとともに容器１内に処理液を供給するため
に中空回転軸３に多数の供給孔５を形成している。この
供給孔５は先端部側（低圧側）の孔を根元部側（高圧
側）の孔より順次大径になるように形成して、処理液を
均一に供給するようにしている。また、容器１の外周部
から円板状平膜２を透過した透過液をバルブ６を介して
取り出すようにし、また濃縮液は容器１の外周部からバ
ルブ７を介して取り出すようにしている。この透過液用
のバルブ６は、各膜に対して設けることができるため、
膜面積の調節や膜の故障のチェックがやりやすくなると
いった利点も有する。
【００１１】以上のように構成した膜分離装置において
は、中空回転軸３内に処理液を圧送することによって供
給孔５から容器１内中心部から外方向に向かって処理液
が供給され、円板状平膜２を透過した透過液が容器１の
外周部からバルブ６を介して外部に取り出され、濃縮液
は容器１の外周部からバルブ７を介して外部に取り出さ
れるが、この場合、邪魔板４が回転することによって邪
魔板４表面の処理液に回転による遠心力が作用するため
に半径方向外向きの流れが誘起され、円板状平膜２と邪
魔板４との間隔は円板状平膜２表面に形成される境界層
よりも薄くしているので、円板状平膜２表面で半径方向
内向きの流れが形成されず、したがって循環流が発生し
ない。
は、中空回転軸３内に処理液を圧送することによって供
給孔５から容器１内中心部から外方向に向かって処理液
が供給され、円板状平膜２を透過した透過液が容器１の
外周部からバルブ６を介して外部に取り出され、濃縮液
は容器１の外周部からバルブ７を介して外部に取り出さ
れるが、この場合、邪魔板４が回転することによって邪
魔板４表面の処理液に回転による遠心力が作用するため
に半径方向外向きの流れが誘起され、円板状平膜２と邪
魔板４との間隔は円板状平膜２表面に形成される境界層
よりも薄くしているので、円板状平膜２表面で半径方向
内向きの流れが形成されず、したがって循環流が発生し
ない。
【００１２】即ち、処理液を容器１の外周部あるいは一
端部から供給していると、容器１の中心部の処理液が遠
心力により外周側に移動しようとするために中心部が減
圧して圧力分布が生じるが、この装置のように容器１中
心部に位置する中空回転軸３から処理液を供給すること
によって中心部が加圧状態となり、容器１の中心部と外
周部の圧力差を軽減することが可能となる。
端部から供給していると、容器１の中心部の処理液が遠
心力により外周側に移動しようとするために中心部が減
圧して圧力分布が生じるが、この装置のように容器１中
心部に位置する中空回転軸３から処理液を供給すること
によって中心部が加圧状態となり、容器１の中心部と外
周部の圧力差を軽減することが可能となる。
【００１３】また、他の実施例として図２に示すように
円板状平膜２の外周部から中心部の貫通孔２ｃに至るま
で伸びる処理液の供給通路３’ａを、円板状平膜２の外
表面部に添設し、この供給通路３’ａの先端部に、容器
１の中心部に近い位置にて開口する供給孔５’を形成す
るようにしてもよい。
円板状平膜２の外周部から中心部の貫通孔２ｃに至るま
で伸びる処理液の供給通路３’ａを、円板状平膜２の外
表面部に添設し、この供給通路３’ａの先端部に、容器
１の中心部に近い位置にて開口する供給孔５’を形成す
るようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
容器の中心部または中心部に近い位置に形成した供給孔
から処理液を容器内に供給するようにしたので、邪魔板
と円板状平膜との間に半径方向外向きの流れのみを発生
せしめることができ、したがって遠心力による循環流の
発生を阻止でき、循環流に起因する発熱、及び圧力損失
を抑制することができ処理能力を大幅に向上することが
できる。しかも平膜は回転していないため、一旦透過し
て平膜内に保持されている液が平膜外周部から平膜の外
に飛散して、効率が低下することもなく、また平膜自体
に加わる応力も低減されるため、平膜の破壊に対して安
全な設計をすることが可能になる。
容器の中心部または中心部に近い位置に形成した供給孔
から処理液を容器内に供給するようにしたので、邪魔板
と円板状平膜との間に半径方向外向きの流れのみを発生
せしめることができ、したがって遠心力による循環流の
発生を阻止でき、循環流に起因する発熱、及び圧力損失
を抑制することができ処理能力を大幅に向上することが
できる。しかも平膜は回転していないため、一旦透過し
て平膜内に保持されている液が平膜外周部から平膜の外
に飛散して、効率が低下することもなく、また平膜自体
に加わる応力も低減されるため、平膜の破壊に対して安
全な設計をすることが可能になる。
【図１】本発明に係る回転平膜装置の断面図
【図２】他の実施例に係る回転平膜装置の断面図
【図３】従来の回転平膜装置の断面図
【図４】従来の回転平膜装置の断面図
１…容器、２…円板状平膜、３…中空回転軸、４…邪魔
板、５…供給孔。
板、５…供給孔。
Claims (4)
- 【請求項１】 容器内に平膜を固定し、この平膜と平行
に邪魔板を回転させることによって容器内に供給した処
理液を分離するようにした膜分離装置において、容器内
に処理液を供給する供給通路を形成し、この供給通路を
容器の中心部または中心部に近い位置にて開口させたこ
とを特徴とする膜分離装置。 - 【請求項２】 前記邪魔板を取り付ける回転軸を中空回
転軸とし、この中空回転軸内を処理液の供給通路とする
とともに、中空回転軸に処理液の供給孔を形成したこと
を特徴とする請求項１に記載の膜分離装置。 - 【請求項３】 前記平膜と邪魔板との隙間は平膜表面に
形成される境界層よりも小さいことを特徴とする請求項
１または２に記載の膜分離装置。 - 【請求項４】 前記供給孔の大きさを、各供給孔からの
流量が一定となるように、前記中空回転軸内の処理液の
高圧側から低圧側にかけて順次大きくなるよう形成した
ことを特徴とする請求項２に記載の膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31180491A JPH05115758A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 膜分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31180491A JPH05115758A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 膜分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115758A true JPH05115758A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=18021633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31180491A Pending JPH05115758A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 膜分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05115758A (ja) |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP31180491A patent/JPH05115758A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010327 |