JPH07171359A - ミクロ濾過膜および/または限外濾過膜とその製造法 - Google Patents
ミクロ濾過膜および/または限外濾過膜とその製造法Info
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Abstract
〜10μmの呼称孔サイズを有するミクロ濾過膜および
/または限外濾過膜を提供する。 【構成】 本発明の膜の特徴は、膜のマトリックスが活
性吸着剤(好ましくはポリビニルポリピロリドン)を組
み込んでいるという点にある。通常、ポリビニルポリピ
ロリドンは、膜中に5〜90重量%(好ましくは30〜
70重量%)の量にて存在する。膜は親水性であるのが
好ましく、通常は非対称であるか、あるいは異なった層
で造られている。膜の呼称孔サイズは0.05〜5μm
(好ましくは0.2〜1.0μm)であり、膜はチュー
ブ状、フラット状、またはキャピラリー状である。
Description
または限外濾過膜、その製造法、ならびにこのような膜
を使用することによって液体を濾過する方法に関する。
種の膜については従来より知られており、例えば、固体
成分を含有したあらゆる種類の液体を濾過するのに使用
することができる。これらの膜は、例えば、濁りを引き
起こす酵母菌細胞を未濾過のビールから除去するのに、
あるいは未濾過のフルーツジュースを処理するのに使用
することができる。
は、例えばビールの濾過に使用した場合、溶解成分(ポ
リフェノール類など)が通過し、これらの通過した溶解
成分がタンパク質と反応することによって後で濁りを引
き起こすことがある、という点である。こうした濁りは
ビールの極めて本質的な特徴(すなわち透明性)を損な
うので、望ましくないことは言うまでもない。
ル類がビールから除去できることも知られており、この
場合には先ず、酵母菌等の不溶性成分を除去するため
に、ポリビニルポリピロリドンを粉末形態にて加えるこ
とによってビールを濾過する。望ましくないポリフェノ
ール類がポリビニルポリピロリドン(PVPP)によっ
て吸着され、次いで濾過することによって固体PVPP
粒子がビールから除去される。
土濾過器が使用されているが、この場合には多量の廃棄
物が生じるという欠点がある。最近では、これらのケイ
藻土濾過器に代わってクロスフローミクロ濾過が使用さ
れるようになってきた。
第4,789,847号に説明されている。
リフェノール類を除去するという公知の方法は多くの時
間がかかり、したがってプロセスがコスト高となる。
果的に取り除かれている膜を提供することにある。
発明は、あるポリマーを含んだ0.001〜10μmの
呼称孔サイズを有するミクロ濾過膜および/または限外
濾過膜であって、膜のマトリックスが活性吸着剤を組み
込んでいることを特徴とするミクロ濾過膜および/また
は限外濾過膜を提供する。
性吸着剤(ポリビニルポリピロリドンであるのが好まし
い)を組み込むと、液体から溶解成分を選択的に吸着す
ることのできる膜が得られる、ということがわかった。
このことから、ポリビニルポリピロリドンが、ビールま
たは他の液体からポリフェノール類を除去するための特
に適切な吸着剤となっている。
ン)が膜中に5〜90重量%(好ましくは30〜70重
量%)の量にて存在するときに、良好な結果が得られて
いる。
るならば、PVPP以外の他の活性吸着剤も膜マトリッ
クス中に組み込むことができる。膜構造は再生処理用流
体に対して抵抗性のあるものでなければならない。言い
換えれば、膜構造は、再生処理用溶液が施されても不変
でなければならない。
ツジュース等から苦味を除去するために、膜イオン交換
体を組み込むことができる。このような膜は、例えば、
フルーツジュースの苦味を引き起こす溶解成分を除去す
るのに特に適している。
は、親水性の膜マトリックスが好ましい。
が、異なった層で構成されていてもよい。
ングヘッドを使用することによって、いわゆるサンドイ
ッチ構造の膜が得られる。液体と直接接触する層により
孔サイズが決まり、同時に吸着剤の損失が防止される。
中央層は多量の吸着剤を含むことができる。
mであり、好ましくは0.2〜1.0μmである。
ラット状であっても、あるいはキャピラリー状であって
もよい。
リエーテルスルホン、ポリビニルピロリドン、および適
切な混合溶媒を混合し、これに活性吸着剤であるポリビ
ニルポリピロリドンを懸濁させることによってポリマー
溶液/懸濁液を作製し、次いで前記混合物を膜に加工す
ることを特徴とする、前記のような本発明による膜を製
造する方法に関する。
液体配合物に過剰のPVPP粉末を加える。
は、5〜20重量部のポリエーテルスルホン、1〜10
重量部のポリビニルピロリドン、5〜30重量部のポリ
ビニルポリピロリドン、および0〜15重量部のグリセ
リン/N−メチルピロリドン混合溶媒が使用される。
とによって液体から不溶成分を濾過すると同時に前記液
体から溶解成分を吸着するか、あるいは本発明の膜を使
用することによって液体から不溶成分を濾過するかもし
くは前記液体から溶解成分を吸着する方法であって、こ
のとき前記の吸着された溶解成分が膜の再生処理によっ
て定期的に除去されることを特徴とする前記方法に関す
る。
沿って導かれるいわゆる押出し(longitudinal)流濾過
に付すのが好ましい。
結果が得られ、このとき膜の供給側での孔が呼称孔サイ
ズより大きく、そして呼称孔サイズの孔が透過側に近い
方のセクションにおいて存在するという孔構造を有する
非対称膜に沿って液体が導かれ、分離された不溶成分が
膜からフラッシュバックされて、引き続き供給液体とと
もに移送される。
している液体は、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
どである。本発明の方法は、粗製ビールの処理に適用す
ると特に良好な結果を与える。
1秒〜10分ごとに間欠的に0.5〜5バールの背圧に
て0.1〜1秒間行うと特に効果的である。
2m/秒未満の押出し流速度が好ましい。
ル未満で充分である。
ければならない。これは、適切な再生用溶液(例えば、
50〜90℃での0.5〜2%NaOH溶液)によって
行われる。
液体から、あとでビールの調製に対して問題を引き起こ
す成分、あるいは例えば薬理学的に活性な物質(吸着剤
によって吸着され、膜の再生時に再び放出される)の調
製に関して経済的な観点から極めて重要な成分、を選択
的に分離するのに特に適している。
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。
含んだ膜の作製 13.4%のポリエーテルスルホン、(ウルトラソンE
3000,BASFから市販)、13.4%のPVPP
(XL10,ISPから市販)、60.3%のNMP中
に溶解させた6%のPVP(ISP)、および6.9%
のグリセロールを使用して作製したポリマー溶液/懸濁
液を中空繊維に紡糸し、米国特許第4,798,847
号に記載の手順にしたがって処理した。この方法におい
ては、1μmの孔サイズを有する親水性の中空繊維が得
られ、マトリックス中に活性吸着剤の粒子を導入して不
動化させた。
する濾過モジュールに仕上げた。未濾過のピルスナービ
ール〔安定化されていない,酵母菌(ババリア,リーシ
ャウト)を含有〕を0.6バールの平均圧力にて濾過し
た。フラックスは平均100リットル/m2/hであっ
た。濾過は、最大2.9のスィッケニング(thick
ening)まで行った(トータル8リットルに対して
5.2リットル)。温度は0℃であった。以下のような
結果が得られた。
能であることを示している。
いるという事実、またこのことは一般には3.44リッ
トルを濾過できることを意味しているという事実を考慮
すると、これらは優れた結果であると言える(数値推奨
ISP PlyclarR)。
吸着剤が充分に不動化されているということ、および損
失がないことを示している。
Claims (21)
- 【請求項1】 あるポリマーを含んだ0.001〜10
μmの呼称孔サイズを有するミクロ濾過膜および/また
は限外濾過膜であって、膜のマトリックスが活性吸着剤
を組み込んでいることを特徴とする前記ミクロ濾過膜お
よび/または限外濾過膜。 - 【請求項2】 前記活性吸着剤がポリビニルポリピロリ
ドンであることを特徴とする、請求項1記載の膜。 - 【請求項3】 ポリビニルポリピロリドンが膜中に5〜
90重量%の量にて存在することを特徴とする、請求項
1または2いずれか記載の膜。 - 【請求項4】 ポリビニルポリピロリドンが膜中に30
〜70重量%の量にて存在することを特徴とする、請求
項3記載の膜。 - 【請求項5】 前記膜のマトリックスが親水性であるこ
とを特徴とする、請求項1〜4いずれか記載の膜。 - 【請求項6】 前記膜が非対称であることを特徴とす
る、請求項1〜5いずれか記載の膜。 - 【請求項7】 前記膜が異なった層で造られていること
を特徴とする、請求項1〜5いずれか記載の膜。 - 【請求項8】 前記膜の呼称孔サイズが0.05〜5μ
mであることを特徴とする、請求項1〜7いずれか記載
の膜。 - 【請求項9】 前記膜の呼称孔サイズが0.2〜1.0
μmであることを特徴とする、請求項8記載の膜。 - 【請求項10】 前記膜がチューブ状、フラット状、ま
たはキャピラリー状であることを特徴とする、請求項1
〜9いずれか記載の膜。 - 【請求項11】 ポリスルホンもしくはポリエーテルス
ルホン、ポリビニルピロリドン、および適切な混合溶媒
を混合し、これに活性吸着剤であるポリビニルポリピロ
リドンを懸濁させることによってポリマー溶液/懸濁液
を作製し、次いで前記混合物を膜に加工することを特徴
とする、請求項1〜10いずれか記載の膜を製造する方
法。 - 【請求項12】 5〜20重量部のポリエーテルスルホ
ン、1〜10重量部のポリビニルピロリドン、5〜30
重量部のポリビニルポリピロリドン、および0〜15重
量部のグリセリン/N−メチルピロリドン混合溶媒が使
用されることを特徴とする、請求項11記載の製造法。 - 【請求項13】 請求項1〜10いずれか記載の膜を使
用することによって液体から不溶成分を濾過すると同時
に前記液体から溶解成分を吸着するか、あるいは請求項
1〜10いずれか記載の膜を使用することによって液体
から不溶成分を濾過するかもしくは前記液体から溶解成
分を吸着する方法であって、このとき前記の吸着された
溶解成分が再生処理によって定期的に除去されることを
特徴とする前記方法。 - 【請求項14】 押出し流濾過が適用されることを特徴
とする、請求項13記載の方法。 - 【請求項15】 請求項1〜10いずれか記載の膜と請
求項13に記載の方法を使用することによって、濁りを
引き起こす成分を液体から除去する方法であって、膜の
供給側での孔が呼称孔サイズより大きく、そして呼称孔
サイズの孔が透過側に近い方のセクションにおいて存在
するという孔構造を有する非対称膜に沿って液体が導か
れ、分離された不溶成分が膜からフラッシュバックされ
て、引き続き供給液体とともに移送されることを特徴と
する前記方法。 - 【請求項16】 前記液体がビール、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
素懸濁液などであることを特徴とする、請求項13〜1
5いずれか記載の方法。 - 【請求項17】 前記液体が粗製ビールであることを特
徴とする、請求項13〜15いずれか記載の方法。 - 【請求項18】 膜のバックフラッシュが、1秒〜10
分ごとに間欠的に0.5〜5バールの背圧にて0.1〜
1秒間行われることを特徴とする、請求項13〜17い
ずれか記載の方法。 - 【請求項19】 押出し流速度が2m/秒未満であるこ
とを特徴とする、請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 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13〜19いずれ
か記載の方法。 - 【請求項21】 再生用流体が50〜90℃の0.5〜
2%NaOH溶液であることを特徴とする、請求項17
記載の方法。
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