JPH07155559A - ミクロ濾過によって流体から濁りを引き起こす成分を除去する方法 - Google Patents

ミクロ濾過によって流体から濁りを引き起こす成分を除去する方法

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JPH07155559A
JPH07155559A JP6226912A JP22691294A JPH07155559A JP H07155559 A JPH07155559 A JP H07155559A JP 6226912 A JP6226912 A JP 6226912A JP 22691294 A JP22691294 A JP 22691294A JP H07155559 A JPH07155559 A JP H07155559A
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ディーク・マリヌス・コーンヘン
Hendrik Dirk Willem Roesink
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Gede Wenten
ゲーデ・ウェンテン
Alan Rasmussen
アラン・ラスムッセン
Gunnar Jonsson
グンナー・ヨンソン
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • B01D2321/2066—Pulsated flow

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ミクロ濾過によって流体から濁り
を引き起こす成分を除去する方法を提供する。 【構成】 非対称膜の供給側の孔が呼称孔サイズより大
きく、呼称孔サイズの孔が透過側に近い方の断面に存在
するという孔構造を有する非対称膜を隔てて処理すべき
流体が供給され、濾別された成分が非対称膜からバック
フラッシュされて、引き続き流体とともに移送される。
上記の流体としては、ビール、ワイン、フルーツジュー
ス、バクテリア懸濁液、血液、ミルク、および酵素懸濁
液などがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ミクロ濾過によって流
体から濁りを引き起こす成分を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ミクロ濾過（膜壁に沿って流れを保持す
ることによって汚物の堆積を防止しようとする）の適用
はよく知られている技術である。この技術は一般に、ク
ロスフロー・ミクロ濾過（ｃｒｏｓｓｆｌｏｗ ｍｉｃ
ｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）と呼ばれている。
【０００３】この技術は実際に、例えば、限外濾過やミ
クロ濾過に適用されている。
【０００４】汚物層の堆積を防止するための有効な速度
は２ｍ／ｓあたりから始まることが多いが、一般には４
〜６ｍ／ｓの速度が使用される。
【０００５】膜の配置構成によって異なるが、この範囲
は乱流が起こる範囲である。
【０００６】自立性のキャピラリー膜に関して膜をバッ
クフラッシュする技術がＫｌｅｉｎとＳｃｈｎｅｉｄｅ
ｒによって紹介され（脱塩，４１（１９８２ ２６３−
２７５）、これによって０．０１μｍの孔サイズを有す
るミクロ濾過膜が適用されるようになった。さらに他の
従来技術に関しては、Ｓ．Ｒｉｐｐｅｒｇｅｒによる
“Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｉｔ Ｍｅｍｂ
ｒａｎｅｎ”（ＩＳＢＮ３−５２７−２８４５７−５，
１９９２）を参照のこと。
【０００７】上記の公知の技術においては、バックフラ
ッシュが数分ごとに１回行われ、生産性の低下をきた
す。なぜなら、透過物の一部が膜の濃縮物側に押し戻さ
れるからである。Ｍｅｍｔｅｃによれば、膜をガスでバ
ックフラッシュする特殊な技術が使用されている（ＡＵ
−Ｂ−３４．４００／−８４）。ＤＫ−Ａ−４７６／９
０（ＡＰＶ Ｐａｓｉｌａｃ）には、最も速いバックフ
ラッシュ間隔が記載されている。
【０００８】ここではバックフラッシュの頻度は、１〜
５秒のバックフラッシュ持続時間にて１分当たり１〜１
０回のバックフラッシュであると記載されている。この
ようにバックフラッシュ時間が比較的長いことから、こ
の装置は、バックフラッシュ時間を１０〜２０％に減ら
した場合には濾過に使用できない。
【０００９】従来知られている膜の欠点は、膜がいわゆ
る二次膜を形成する（濾別すべき粒子が入り込むために
孔の一部が詰まり、層として限定された“それ自体の
（ｏｗｎ）”透過性を示すにすぎなくなる）ことによっ
て生産性の低下をこうむるという点にある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、濾別
すべき粒子の層の厚さを制限し、そして二次膜の形成を
抑えることによって実質的に生産性の低下を起こすこと
のない方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、非対称膜の供給側の孔が呼称孔サイズよ
り大きく、呼称孔サイズの孔が透過側に近い方の断面に
配置されているという孔構造を有する非対称膜に対して
流体が流れ、濾別された成分が前記非対称膜からバック
フラッシュされて、引き続き流体とともに移送されるこ
とを特徴とする、ミクロ濾過によって流体から濁りを引
き起こす成分を除去する方法を提供する。
【００１２】本発明によるこのような非対称膜において
は、膜の供給側の孔のサイズが呼称孔サイズより大き
い。
【００１３】本発明の方法は、ビール、ワイン、フルー
ツジュース、バクテリア懸濁液、血液、ミルク、および
酵素懸濁液等から濁りを引き起こす成分を除去するのに
特に適している。
【００１４】フルーツジュースとしては、チェリージュ
ースやアップルジュースなどが挙げられる。
【００１５】本発明はビールの処理に特に適しているこ
とが判明しており、極めて透明なビールが得られ、こう
して得られたビールはさらに、長い貯蔵期間にわたって
安定である。
【００１６】使用される非対称膜は、０．１〜５．０μ
ｍの呼称孔サイズを有する膜であるのが好ましい。
【００１７】０．２〜１．０μｍの呼称孔サイズを有す
る膜が特に適していることが明らかとなっている。本発
明にしたがって要件に極めてよく適合する膜は、チュー
ブ（tubular）、フラット（flat）、またはキャピラリ
ーである。
【００１８】本発明の方法においては、ある特定の成分
を透過させないような膜が使用されるが、多くの場合、
他の数種の成分が膜を透過することのほうが極めて重要
である。このことは、例えばビールの清澄化に対して特
に重要である。周知のように、ビールの製造においては
酵母が使用される。このためビールが濁り、これが処理
後にビールから酵母を除去しなければならない理由とな
っている。酵母の他にも、ビールはさらに、ビールの品
質低下の原因となる成分である沈降タンパク質も含有し
ている。一方、ビールはさらに、濾過時に除去されては
ならない成分も含有している。これらの成分は高分子量
成分であって、ビールの風味、色、および泡安定性など
に寄与している。言うまでもないが、同じことがワイン
や他のフルーツジュースの場合にも当てはまる。
【００１９】高分子量のコロイド状成分が流体の濾過時
に透過することが特に重要なことである。
【００２０】驚くべきことに、米国特許ＲＥ３４２９６
と第５，０７６，９２５号に記載のタイプの親水性膜を
使用すると良好な結果が得られる、ということが見いだ
された。当然のことながら、本発明は上記の膜に限定さ
れない。
【００２１】本発明の方法を使用する場合、非対称膜
が、０．５〜５バールのカウンター圧力にて０．１〜１
秒間、１秒〜１０分の頻度で間欠的にバックフラッシュ
されるときに特に良好な結果が得られる、ということが
見いだされた。
【００２２】膜の間欠的なバックフラッシュは、例え
ば、完全にコンピューター制御された電子式三方弁（ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｈｒｅｅ−ｗａｙ ｖａｌｖ
ｅ）によって行うことができる。ここで使用されるバッ
クフラッシュ媒体は圧縮空気である。圧縮空気のほか
に、他の適切なバックフラッシュ媒体も使用することが
できる。
【００２３】処理すべき流体を２ｍ／ｓ未満の流速で供
給すると、良好な結果が得られる。
【００２４】驚くべきことに、本発明の方法は、膜全体
にわたる圧力差が０．５バール未満であるときに適切に
使用できることが見いだされた。
【００２５】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定さ
れることはない。
【００２６】実施例１と２においては標準的な技術によ
る非対称膜が使用されている。実施例１ではバックフラ
ッシュを行っていないが、実施例２ではバックフラッシ
ュを行っている。
【００２７】実施例３〜９は、本発明の非対称膜を使用
したビールの濾過に関するものであり、実施例１０〜１
１は、本発明の非対称膜を使用したチェリージュースの
濾過に関するものである。
【００２８】実施例１ 未濾過のカールスバーグ・ピルスナー・ビール（Ｃａｒ
ｌｓｂｅｒｇ ｐｉｌｓｎｅｒ ｂｅｅｒ）を、非対称
セラミック膜を使用して濾過に付し、このときバックフ
ラッシュは行わなかった。
【００２９】このセラミック膜は、１．０μｍの呼称孔
サイズを有する。ビールは、０．５ｍ／ｓのクロスフロ
ー速度で供給した。膜全体にわたる圧力差は０．１５バ
ールであった。２時間以内に、膜のフラックスは１５０
リットル／ｍ2／ｈから３リットル／ｍ2／ｈに減少した
ようである。こうした急激なフラックスの減少により、
バックフラッシュのないこのような濾過システムはビー
ルの濾過に対して不適切なものとなる。
【００３０】実施例２ 再び、非対称セラミック膜を使用して未濾過のカールス
バーグ・ピルスナー・ビールを濾過した。
【００３１】呼称孔サイズ、クロスフロー速度、および
膜全体にわたる圧力差は、実施例１の場合と同じであ
る。３秒の間隔でバックフラッシュを行い、このとき各
バックフラッシュは０．０５秒継続した。実施例１と同
じ膜を使用し、バックフラッシュを行うことによって、
フラックスが２時間で１５０リットル／ｍ2／ｈから７
０リットル／ｍ2／ｈに減少することがわかった。この
ことは、フラックスに対するバックフラッシュの好まし
い効果を明らかに示している。
【００３２】実施例３ 非対称（Ｘ−Ｆｌｏｗ）膜を使用し、バックフラッシュ
を行わずに、未濾過のカールスバーグ・ピルスナー・ビ
ールを濾過した。
【００３３】使用した非対称膜の呼称孔サイズは０．６
６μｍであり、ビールは０．５ｍ／ｓの速度で供給し
た。
【００３４】膜全体にわたる圧力差は１．０バールであ
った。６時間後、フラックスが１８０リットル／ｍ2／
ｈから１８リットル／ｍ2／ｈに減少していることがわ
かった。高分子量を有するタンパク質の７５％が透過し
たことが明らかとなった。
【００３５】実施例４ 非対称（Ｘ−Ｆｌｏｗ）膜を使用して、未濾過のカール
スバーグ・ピルスナー・ビールを濾過した。膜の呼称孔
サイズは０．６６μｍであり、ビールは０．５ｍ／ｓの
速度で供給した。
【００３６】膜全体にわたる圧力差は０．０５バールで
あった。
【００３７】１分の間隔でバックフラッシュを行い、各
バックフラッシュは５秒続けた。
【００３８】３時間後、フラックスが１２０リットル／
ｍ2／ｈから１０８リットル／ｍ2／ｈに減少しているこ
とがわかった。
【００３９】実施例５ 非対称（Ｘ−Ｆｌｏｗ）膜を使用し、バックフラッシュ
を行って未濾過のカールスバーグ・ピルスナー・ビール
を濾過した。
【００４０】孔サイズは０．６６μｍであり、ビールは
０．５ｍ／ｓの速度で供給した。
【００４１】膜全体にわたる圧力差は０．０５バールで
あった。
【００４２】バックフラッシュは３秒ごとに行い、各バ
ックフラッシュは０．０５秒続けた。
【００４３】驚くべきことに、フラックスは３日間、２
３０リットル／ｍ2／ｈで一定のままであることがわか
った。高分子量のタンパク質の１００％が透過してい
た。
【００４４】実施例６ 酵母残留物を含有した４００リットルのビール（未濾過
のカールスバーグ・ピルスナー）を濾過した。３００リ
ットルの透過物を得るのに１２４分を要した。１ｍ2の
膜表面およびトランス膜圧（ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎ
ｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）に関し、供給圧力は０．０４ｔ
ｏｔ０．０８バールであり、生産性は約１５０リットル
／ｍ2／ｈに保持した。クロスフロー速度は０．５ｍ／
ｓであった。
【００４５】５秒ごとにバックフラッシュパルスを与
え、このとき約１．５バールの圧力を０．１秒未満かけ
続けた。ビールの温度は０℃であった。膜の呼称孔サイ
ズは０．６μｍであった。
【００４６】得られたデータから、高速のバックフラッ
シュが、膜の一定の生産性保持に極めて良好な効果を及
ぼすことがわかる。この標準的な値は１８７５リットル
／ｍ2／ｈ／バールである。
【００４７】実施例７ ０．６μｍの呼称孔サイズを有する実施例６の膜を適用
した。
【００４８】２．３ｍ／ｓのクロスフロー速度と２バー
ルの圧力を使用した類似の実験において、バックフラッ
シュなしで８０リットル／ｍ2／ｈの平均フラツクスが
達成された（他の条件は同じ）。標準化すると、これは
４０の生産性を意味する。
【００４９】実施例８ 本実施例においては、実施例６および７と同じ膜を使用
した。
【００５０】上記と同じ状況にて、３０リットル／ｍ2
／ｈ／バールのフラックスが得られた。
【００５１】実施例９ 本実施例においては、実施例６および７と同じ膜を使用
した。
【００５２】従来の仕方で、５分ごとに５秒間バックフ
ラッシュすることによって、８０リットル／ｍ2／ｈ／
バールのフラックスが得られた。
【００５３】実施例１０ 本実施例は、バックフラッシュを行わずに非対称（Ｘ−
Ｆｌｏｗ）膜を使用したときのチェリージュースの濾過
に関する。
【００５４】膜の呼称孔サイズは０．５１μｍであり、
チェリージュースは０．５ｍ／ｓの速度で供給した。
【００５５】膜全体にわたる圧力差は０．５バールであ
った。２時間後、フラックスは１２０リットル／ｍ2／
ｈから５リットル／ｍ2／ｈに減少していることがわか
った。
【００５６】実施例１１ 実施例１０と同じ非対称（Ｘ−Ｆｌｏｗ）膜を使用して
チェリージュースの濾過を行った。但し、バックフラッ
シュは行わなかった。
【００５７】膜の呼称孔サイズは０．５１μｍであり、
チェリージュースは０．５ｍ／ｓの速度で供給した。
【００５８】膜全体にわたる圧力差は０．５バールであ
った。３秒ごとにバックフラッシュを行い、各バックフ
ラッシュは０．０５秒間続けた。
【００５９】２時間後、フラックスは１２０リットル／
ｍ2／ｈから８０リットル／ｍ2／ｈに減少していること
がわかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 69/04 9153−4Ｄ 69/06 9153−4Ｄ 69/08 9153−4Ｄ (72)発明者 ヘンドリーク・ディーク・ヴィレム・ロー シンク オランダ国，7623 エイジェイ ボーネ イ，ボンガーズヴェーク １ (72)発明者 ゲーデ・ウェンテン インドネシア国，バリ，セリリト−シンガ ラヤ，ビーアール・パラ−ペンガストゥラ ン（番地なし) (72)発明者 アラン・ラスムッセン デンマーク国，デーカー−2920 シャルロ ッテンロン，エル・エー・ブルンスヴィー 16 (72)発明者 グンナー・ヨンソン デンマーク国，デーカー−3500 ヴァーエ ーンロサ，ホイェロフトファーンガー 134

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非対称膜の供給側の孔が呼称孔サイズよ
    り大きく、呼称孔サイズの孔が透過側に近い方の断面に
    存在するという孔構造を有する非対称膜を隔てて流体が
    供給され、濾別された成分が前記非対称膜からバックフ
    ラッシュされて、引き続き流体とともに移送されること
    を特徴とする、ミクロ濾過によって流体から濁りを引き
    起こす成分を除去する方法。
  2. 【請求項２】 前記流体が、ビール、ワイン、フルーツ
    ジュース、バクテリア懸濁液、血液、ミルク、および酵
    素懸濁液等であることを特徴とする、請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記流体がビールであることを特徴とす
    る、請求項１または２いずれか記載の方法。
  4. 【請求項４】 使用される非対称膜が０．１〜５．０μ
    ｍの呼称孔サイズを有する微孔質膜であることを特徴と
    する、請求項１〜３いずれか記載の方法。
  5. 【請求項５】 呼称孔サイズが０．２〜１．０μｍであ
    ることを特徴とする、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記膜が、チューブ、フラット、または
    キャピラリーであることを特徴とする、請求項１〜５い
    ずれか記載の方法。
  7. 【請求項７】 膜のバックフラッシュが、０．５〜５バ
    ールのカウンター圧力にて０．１〜１秒間、１秒〜１０
    分の頻度で間欠的に行われることを特徴とする、請求項
    １〜６いずれか記載の方法。
  8. 【請求項８】 供給速度が２ｍ／ｓ未満であることを特
    徴とする、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 膜全体にわたる圧力差が０．５バール未
    満であることを特徴とする、請求項１〜８いずれか記載
    の方法。
JP6226912A 1993-09-24 1994-09-21 ミクロ濾過によって流体から濁りを引き起こす成分を除去する方法 Pending JPH07155559A (ja)

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NL9301653A NL9301653A (nl) 1993-09-24 1993-09-24 Werkwijze voor het verwijderen van troebelheid veroorzakende bestanddelen uit een vloeistof met behulp van microfiltratie.
NL9301653 1993-09-24

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US (1) US5560828A (ja)
EP (1) EP0645174B1 (ja)
JP (1) JPH07155559A (ja)
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CA (1) CA2132682C (ja)
DE (1) DE69419296T2 (ja)
DK (1) DK0645174T3 (ja)
ES (1) ES2135536T3 (ja)
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