JPH0615019B2 - ▲ろ▼過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過方法に関するものであり、分画特性の異な
る２種類の膜を同時に使って原液中の中分子成分を分離
する方法に関するものである。

〔従来技術〕 一般に、溶液やエマルジョン、サスペンジョンのような
液体混合物の中の特定の成分を選択的に透過させる膜を
選択性透過膜と呼んでいるが、これらの中で限外過膜
はコロイド、タンパク質、合成分子物質、微生物等を
含む溶液やエマルジョンからその溶媒や分散媒を分割す
ることができるので、工場排水の処理、下水浄化、食
品、医薬、醸造、発酵等の分野における精製、濃縮工程
に用いられている。

このような限外過膜としては酢酸セルロースを素材と
するものをはじめ、芳香族ポリアミド、ポリスルホン、
ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール等種々の
素材の膜が利用されている。

また、溶質の分子量に対する分画性においても数百から
数百万と広範囲の膜が市販されており、分離したい溶質
の分子量により適宜適当な分画性の膜が利用されてい
る。

限外過は圧力を駆動力として物質を分離する方法であ
るが、一種類の膜では、いわゆる大分子と小分子部分の
２つに分離出来るのみで、その中間のいわゆる中分子の
みを分離することは不可能である。

したがって中分子成分のみを分離するためには２種類の
分画性の異なる膜を用いて、分画膜により、大分子成
分と、中・小分子成分を別した後、低分画膜により中
分子成分と小分子成分を別するという方法、或いは低
分画膜により、大・中分子性と小分子成分を別した
後、分画膜を用いて大分子成分と中分子成分とを別
するという方法により行なわれているが、どちらの場合
も通常別系列での２回の過を必要とし、過装置及び
運転コストが高くなるという問題があった。また２度に
わたる過操作のため、ロス分が多くなったり、液の変
質が生じたりする事もあった。

〔発明の目的〕

本発明は中分子成分の分離における上述した問題を解決
すべく検討した結果、２種類の異なる分画性を有する中
空糸膜を用いて、分画膜の過で得られた過液が低
分画膜過での過原液となる様に組合せることによ
り、１回の過運転で、効率良く中分子成分を分離でき
る事を見出し、本発明をなすに至ったものである。

〔発明の構成〕

本発明は分画特性の異なる２種類の中空糸膜が同一ハウ
ジング内に収納され、２種の膜開口部が互いに液密性を
有した状態で少くとも一端が固着されている中空糸過
膜モジュールを用い、分画中空糸膜の過で得られた
濾液が低分画過原液となるよう構成することにより
過する方法に関するものである。

中空糸過膜の素材としては酢酸セルロース系、ポリオ
レフィン系、ポリアクリルニトリル系、ポリビニルアル
コール系、ポリスルホン系、ポリアミド系、ポリエーテ
ルイミド系、ポリ塩化ビニル系などのポリマーが一般に
用いられるが、選択性透過膜として使えるものなら特に
制限はない。また、中空糸の内径・外径・膜・厚及び長
さ、或いは本数についても特に限定されない。

又本発明で用いる分画特性の異なる２種類の過膜とは
分離したいいわゆる中分子成分を透過させる膜（分画
中空糸膜）と阻止する膜（低分画中空糸膜）であり、中
分子成分の大きさにより適宜選択して用いる。

この２種類の中空糸膜の接続方法について、第１図にし
たがって模式的に説明する。分画中空糸膜１により
過原液７は濃縮液２と過液３とに分離される。濃縮液
２には大分子成分が多く含まれ、過液３には中分子成
分と小分子成分が含まれる。低分子画中空糸膜４に過
液３が供給され、濃縮液５と過液６とに分離され、濃
縮液５には中分子成分が多く含まれ、過液６には小分
子成分が含まれる。膜への原液供給は分画膜１に対し
て行なえば良く、低分画中空糸膜４に対しては分画中
空糸膜１の過液３が自動的に供給される。

したがって過運転は分画中空糸膜１への供給のみの
１回で良い。

また分画中空糸膜での過は原液を循環させる循環方
式でも、或いは循環させない全過方式でも良いが、
過効率を考えた場合、膜面の汚れを除去する効果のある
循環方式が好ましい。低分画中空糸膜での過は全過
方式に行なわれる。

第２図は、第１図で模式的に図示したものを具体的に示
した中空糸過膜モジュールの断面図である。

このモジュールは分画性の異なる分画中空糸膜１及び
低分子画中空糸膜４よりなり分画中空糸膜１と低分子
画中空糸膜２の膜開口部が互いに液密になるように設け
られた隔壁８、該２種類の分画性能を有する中空糸膜を
収束して接着固定した樹脂９、９′およびハウジング１
０より構成されている。中空糸束の端部を収束して接着
固定する樹脂としてはエポキシ樹脂、或いはポリウレタ
ン、不飽和ポリエステルなどの樹脂が好適であるが、こ
れらの樹脂にクレー、タルク、シリカなどの無機物を添
加する事もできる。

また、接着固定部の外枠として金属或いは樹脂成形品を
接着しても差仕えなく、この場合には別に用意したハウ
ジングに装填することもできる。

分画膜及び低分子画膜の配列方法としては同じ側にあ
る少なくとも片方の膜が開口していない側はランダムに
配されて良いが、両方の膜とも開口している側について
は互いに液密性を持たせるために隔壁８が必要であり、
隔壁形状を容易にするためには、同種の膜を集めた形に
配する方が良い。

第２図のモジュールにおける過の方法であるが、ま
ず、原液を分画膜で過する操作で始まる。この場
合、原液は原液圧入口１１より分画中空糸膜１へ送ら
れ、出口１２を通って循環される。過液はハウジング
内側１２にたまるが、第一次過液取出口１３を閉め、
さらにエアー抜き１４を閉めることにより、内部の圧力
が上がり、低分画膜４により再過され第二次（最終）
過液出口１５により再過液がとり出される。

したがって原液には大分子成分が濃縮され、再過液に
は小分子成分が分離され、ハウジング内側には中分子成
分が濃縮されることとなり、１回の操作で中分子成分の
分離が可能となる。第２図は本発明の一実施例にすぎ
ず、第２図のモジュール下部を上部と同じ構造にする事
も可能であり、両側ともに開口している膜また片側のみ
開口している膜を用いる事もできる。さらに分画膜及
び低分画膜を別々に収束、モジュールした後、同一ハウ
ジング内に収納する事も可能である。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明は分画性の異なる２種類の膜の組合せ
により、１回の操作で目的とする中分子成分の別を可
能としたものであり、中分子成分のみを必要とする分
野、或いは逆に中分子成分のみを除去したい分野に有用
な過方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は分画中空糸膜と低分子画中空糸膜の２種類の
膜を用いた過方法の模式図である。 第２図は中空糸過膜モジュールの１例の断面図を示
す。 図中 １……分画中空糸膜、２……分画中空糸膜による濃
縮液、３……分画中空糸膜による過液、４……低分
子画中空糸膜、５……低分子画中空糸膜による濃縮液、
６……低分子画中空糸膜による過液、７……過原
液、８……隔壁、９、９′……樹脂固定部、１０……ハ
ウジング、１１……原液入口、１２……原液出口、１３
……第一次過液取出口、１４……エアー抜き、１５…
…第二次（最終）過液出口 なお、第２図中○印の番号は第１図の模式図と対応する
番号である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分画中空糸膜と低分画中空糸膜が同一ハ
   ウジング内に収納され、その各々の膜開口部が互に液密
   性を有している中空糸過膜モジュールを用い一段階で
   分画部及び低分画部を過する方法。
2. 【請求項２】高分画の過が循環方式又は全過方式で
   行う特許請求の範囲第１項記載の過する方法。
3. 【請求項３】低分画の過が全過方式で行う特許請求
   の範囲第１項記載の過方法。