JPH07506044A - 連続ベルト式分離器／反応器および方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、分離技術の分野および化学反応器、バイオ反応器の技術分野に関し 、より詳しくは、相間の物質移動を容易にする弾性連続気泡発泡ポリマーの無端 ベルトを用いた連続方法および装置に関する。

固体材料への選択的な収着による化学薬品の分離および精製が、ワインやオリー ブオイルを木炭によって濾過して不純物の除去をした古代から知られている。

材料科学では、大きな内部表面積をもち、また、特定の物理的、化学的特性によ る選択的な化学薬品の収着用に設計された官能基を備えた多くの種類の多孔、有 機、無機材料が作られてきた。工業的に有用な溶質収着方法は、例えば木炭で、 非特異的なＬｏｎｄｏｎ／ｖａｎｄ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力による表面への吸着 と、例えばイオン交換樹脂の反対に荷電された官能基への荷電イオンの静電吸着 と、分子の疎水領域と樹脂の炭化水素側基との相互作用と、キレート化又は配位 により樹脂に保持された金属の原子に対する金属依存性酵素プロティンの吸着と 、極性酸素と樹脂の窒素含有基との相互作用によるプロティンと核酸の水素結合 と、基質、補助因子、抗体、抗原、レセプター、樹脂に拘束された毒素又はバイ オミメティック染料に対するプロティンのバイオ特異製の親和力とを含む。

多孔粉体材料は、収着現象に基づく殆どの工業化学的分離で用いられている。

樹脂の積み込みおよび溶離中、溶媒および他の溶質から生成イオン又は分子の分 離は、次の工程を必要とする。

１、バルク（ｂｕｌｋ）溶液から粒子を囲む溶液の境膜を介して粒子表面への生 成物の拡散。

２、曲がりくねった気孔を介して粒子の内側の結合部位への生成物の拡散。

３、その結合部位での生成物の収着反応。

４、バルク溶液から境膜を介して粒子表面への溶離液の拡散。

５、気孔を介して結合部位への溶離液の拡散。

７、気孔を介して粒子表面への生成物の拡散。

８、表面膜を介してバルク溶液への生成物の拡散。

殆どの工業的な収着方法では、細孔内拡数が速度制限工程である。しかしながら 、小さなイオン又は分子の希薄溶液の場合、膜拡散がときどき制限する。収着お よび脱離の反応速度は一般的に非常に速く、事実、これらは、全処理速度の定量 の点で殆ど考慮されていない。

弾性連続ポリウレタン発泡体は、金属の分離のための分析化学と、酵素および抗 体プロティンだけでなくポリ塩化芳香族殺虫剤を含む有機化合物の濃度の分析化 学のためによって用いられてきた。また、レドックス反応は、発泡の支持体で行 われていた。これら分析的な適用例は、非改質のポリウレタン発泡体と、誘導さ れた発泡体と、溶媒、配位子、触媒、試薬で担持された発泡体を用いて行われて いた。連続気泡ポリウレタン発泡支持体の一つの主要な利点は、これが、溶液か ら化合物の濃縮および精製の制限要素として拡散を排除することである。ポリウ レタン発泡体は、発泡体を反復的に溶液中で圧縮及び解放する例えばパルスカラ ム方法と称されるバッチ方法に用いられてきた。この発泡体は、しばしば２ない し５パルスで、溶質との収着平衡になる。特定の脈動中、パルスされるカラムの 発泡体での水相の滞留時間の効果は、制限された拡散ではない。

化学的な分離のための弾性連続ポリマー発泡体の工業的な適用例は、事実上、実 在していなかった。工業上の分離技術での弾性連続気泡ポリマーの商業上の利用 の欠落は、在来の理想的な収着樹脂の特性を考慮することによって説明すること ができる。理想的な工業上の樹脂は、次の特性を有しているべきであると、一般 的に理解されている。

■、樹脂は、破損による消耗を回避するために、硬くあるべきである。

２、樹脂は、度々の再生の要求を回避するために大きな能力を有するべきである 。

３、樹脂は、迅速な交換反応（＞ｌｏｏｍ”／ｇ　）を与えるために、大きな表 面積を有するべきである。

他方、弾性連続ポリマー発泡体は、定義によってフレキシブルであり、平衡にお いて、限定された能力を有することができる。更に、このような発泡体は、約０ 、００８１’／ｇの表面積、最下級市販樹脂よりも４程度等級が低い。熟練した 技術者にとって魅力のないポリマー発泡吸着材を使用する他の因子は、乱流を回 避すべき普通のクロマトグラフィーの実施での知識である。

化学技術者は、固定ベッド、バッチ、収着方法の非効率に打ち勝つことを長く探 しめてきた。拡散の限界による長いサイクル時間と、樹脂の拡散及び能力の限界 による過剰な吸着材および溶離液の要求は、幾つかの場合、処理を連続的に行う ことによって若干相殺することができる。

１９５０年代および１９６０年代に大きな興味を引いた一つのアプローチは、吸 着粒子が詰め込まれ、吸着材で被覆さね、又は吸着繊維で織られた連続ベルトの 使用である。一般的に、これらの方法において、ベルトは、供給溶液を通り、洗 浄され、次いで一組のローラの間を通過して、過剰な液体を除去する。このベル トは、引き続いて、脱離タンクを通り、次いで、再び洗浄される。過剰な液体を 除去するために他の組のローラの間の通過に続いて、ベルトは、供給溶液に再び 入って、サイクルを完了する。

しかしながら、連続ベルト収着装置を実施する企てで、幾つかの問題に遭遇して きた。一つの問題は、ベルトおよびその粒子状樹脂に出入りする溶質の遅い拡散 であり、他は、樹脂の固締めおよび液体のバイパスである。従来の連続ベルト装 置の他の問題は、物質移動速度が非常に遅い傾向にあることであった。

拡散制限による上述した問題に加えて、しばしば工程間で隙間および樹脂の気泡 内に保留される溶液の混合があった。

連続ベルトの他の使用は、水面からのオイルの物理的な除去にあった。この方法 では、ポリウレタン発泡体がオイルと水との界面を通って受動的にベルトにオイ ルを担わせた。荷積みの後、オイルは、ベルトを圧搾ローラを通過させることに よりベルトから除去される。

気相から液相への分子移動は、工業製品の再生およびガス精製、例えば、ジグリ コールアミンでの収着による合成気体流からの二酸化酸素および硫化水素の除去 においては、一般的な方法である。逆の物理的な処理、液相から気相への分子の 移動は、蒸発、蒸留精製および放散による液体からの溶質の除去、例えば地下水 からトリクロロエタンの除去を含む。多くの工業的な適用例では、固体のカラム 詰め材料は、ガスが通る大きな液体膜表面を支える。上述した液体／気体物質移 動方法の全てにおいて、液体の表面積の量が、所定の温度および圧力での物質移 動反応の制限速度要因であると伝統的に考えられている。相間の物質移動速度は 、事実、相間の界面の面積に比例する。

電子工業およびバイオテクノロジー工業の大量の超純水の生成は、しばしば、陽 イオンおよび陰イオン交換樹脂の粒子の混合されたベッドにより行われている。

両樹脂が同じベッドの中にあるので、脱イオン反応の唯一の生成物は水である。

したがって、この反応は完結して行わ札逆反応は存在しない。しかしながら、こ の方法は、２つの種類の樹脂を再生のために離して、その後混合しなければなら ないので、非連続的である。この操作の機械的な複雑さに加えて、樹脂の分離が 完全でないと、再生した化学薬品および樹脂の効率の幾らかの損失がある。理想 的には、この方法を、２つの樹脂の連続的な分離および再生の連続した方法で行 うべきである。

バイオリアクター技術では、バクテリア、酵母、糸状菌類の固定化のみならず、 剪断に敏感な植物および動物の細胞の固定化は、生物化学薬品（例えば、抗体、 ホルモン、酵素、抗生物質）の生産を増大させ、生成物の下流側の処理を簡単化 してきた。マクロ孔質の粒子での細胞の成長およびゲル状のマイクロキャリア内 での捕獲は、固定化の方法で最も普通に用いられていた。しかしながら、栄養素 および特に酸素の細胞への拡散は、これらの装置の生産性においては制限因子で あることが証明された。

固定化された細胞システムにおける支持構造体としての連続気泡ポリウレタン発 泡体の最近の人気は、一部、発泡体内の膜表面で成長する細胞に対して利用可能 な好ましい酸素供給による。しかしながら、このような静止したシステムは、未 だに、栄養素、酸素、ＰＨ１毒素、生成物、供給水溶液が反応器を移動するとき に発生する廃棄生成物の勾配の普遍的な問題に遭遇する。この勾配によって、細 胞の成長および生産性が不均一になる。

発明の概要 本発明の一般的な目的は、連続ベルト式分離器又は反応器および上述した問題お よび従来の分離器又は反応器および方法の他の問題を解消する方法を提供するこ とにある。

本発明は、拡散および樹脂の能力が一般に相間の物質移動での速度制限ではない ような方法で弾性連続発泡ポリマーの移動ベルトを用いる連続した分離および連 続した化学的および生物的反応器を提供する。このベルトは、バルク液体と、ベ ルトの連続的な圧縮と解放の結果としてポリマー表面へのバルク液体の直接の移 送によって物質移動が行われる気相との間を交互に移動するように作られている 。

好ましい実施例では、本発明は、適当な液体に沈められながら移動する発泡ベル トを圧縮および解放することにより、また、ベルトが各サイクルを通じて移動す ると液体のない状態でベルトを圧縮および解放することによって実施される。

圧縮を行うのに組の加圧ローラまたは静止した部材を用いてもよい。幾つかの液 体の各々で数多くの圧縮および解放工程を含む本発明の多くの有用な変形例は、 本発明の範囲内であり、以下に説明する開示および例から明らかになろう。

発泡樹脂の有効表面積は、固体膜表面への新鮮なバルク相液体の迅速な送り込み による新鮮な固体／液体界面の連続した発生による乱流状態の下で、非常に増大 される。かくして、樹脂の単位表面積当たりの物質移動の速度は、非常に増大さ れる。

プロセスで各液体相に新鮮な樹脂表面を連続的に提供するという事実は、システ ムが平衡に達しないことを意味し、かくして、能力が物質移動の制限因子である 必要はない。ベルトの移動による新鮮な樹脂のコンスタントな再生および乱流に よる樹脂膜での新鮮な液相の提供は、それ以上に、樹脂の単位質員当たりの幾ら か制限された表面積を補償する。

本発明による連続ベルトは、発泡されたポリビニルクロライド（ＰＶＣ）　、低 密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）　、ユリア樹脂、アクリレート−ブタジェン−ス チレン（ＡＢＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）であってもよい。弾性又は可撓性は、 一般的に、交差結合の程度を減じることにより、ブロックポリマーの場合、軟質 のブロックセグメントの比率を硬質ブロックセグメント中の連鎖延長剤の数を増 大することによって増大される。

ここで使用した「連続気泡」の用語は、特定の適用例に適したある程度の網目の 弾性ポリマー発泡体を含む。本発明によれば、ベルトを高い引張高度の材料で補 強してもよく、或いは、ベルトの外表面を、高い磨耗抵抗の材料で保護してもよ い。

ベルト用のポリマー材料を、合成中、官能側基を重合体鎖に組み込むことによっ て改質してもよい。成形加工後、配位子、触媒基等をポリマーにグラフトするこ とによって組み込んでもよい。配位子、溶媒、試薬、触媒等をポリマーに溶解し てもよい。例は、スルフヒドリル基のような化学反応基を含み、また、強および 弱イオン交換基、疎水基、キレート化剤、配位化合物、有機溶媒、酸又は金属触 媒を含む。ベルトに組み込むことのできる有益なバイオ親和基の中には、酵素、 基質、補助因子、抗原、抗体、ホルモン、レセプター、炭化水素類、炭化水素に 特異的なプロティン、毒素、バイオミメティック染料がある。

本発明によれば、他のポリマー材料を用いてもよいが、弾性連続気泡ポリウレタ ン発泡体（ＰＵＦ）は多くの理由で好ましい。ポリウレタンは、通常入手できる エラストマーのなかで、最も大きな引張り強度、引き裂き抵抗、磨耗抵抗を有し ているとして認識されている。耐久ベルトで要求される物理的な特性が明確にあ る。幾つかの適用例では、ベルトを高い引張り強度の材料で補強することが必要 であり、或いは、ベルトが磨耗抵抗材料によって保護された表面を有すると認識 される。

また、ＰＵＦの化学特性は、本発明により行われる分離に適している。未処置の ＰＵＦは、化学環境に依存する多くの異なる機構を介して、収着樹脂として働く ことができる。例えば、ポリエステルＰＵＦは、幾つかの場合に、例えば、硝酸 溶液からの硝酸ウラニルの抽出及び水からのポリ塩化芳香属化合物の抽出に、ジ エチルエーテルに似た収着特性を備えた固体溶媒として働く。プラズマプロティ ンは、幾つかのＰＵＦの非極性の軟質セグメントと疎水的な相互作用によって収 着される。水素結合が、ＰＵＦの極性の硬質セグメントで、ウレンタン、アロフ ァンテ（ａｌ　１ｏｐｈａｎｔｅ）、ビューレフト基の酸素原子および窒素原子 で起こる。強酸溶液では、プロティンを受け入れるエーテル−酸素原子と種々の 窒素含有基の両者の傾向のために、ＰＨＦは可変強さの陰イオン交換樹脂として 働き、かくして、ある範囲の強さで正の電荷を得る。非数質ＰＵ発泡体の上記全 ての収着反応は、化学条件でのスイングによって可逆的である。

種々の収着反応を行うために、ポリウレタン発泡体を幾つかの方法で改変するこ とができる。市販のイオン交換樹脂は、粉末化さ札また、ＰＵＦ合成混合物に加 えられている。また、活性炭素およびリグニンを物理的に組み込むことができる 。トリーローブチルフォスフェート、ジチアシン、トリーｎ−オクチルアミン等 のような試薬で満たされたＰＵＦは、湿式精練での使用を見いだした。特異的な 官能基は、ＰＵＦにグラフトされるか、或いは、連鎖延長剤としてポリマーに組 み込んだ。水硫基、抗体、酵素は、ＰＵＦにグラフトされる有用な基の例である 。合成中にＰＵＦに組み込まれたイオノマーは、チオスルフェート、スフォネー ト、カルボキシレート、その他のなかの燐酸基と同様に、第３、第４アミンを含 む。近時、大環状又はクラウンエーテルのような金属を配位した基は、ＰＵＦ合 成混合物に含まれており、金属触媒反応での使用を提案している。Ｃ−８ないし Ｃ−１６炭化水素のような疎水側基は、反対相又は疎水性相互作用の分離のため のＰＵにグラフトされることができる。上記の例から、本発明による広い範囲の 分離および反応方法に順応するために、弾性連続ポリウレタン発泡体に化学的な 改質を行うことができることは明らかである。

本発明の一つの好ましい実施例は、溶液から似たような化学種、例えば、図１ａ に示すようなプロティン又は貴金属の分離および精製での使用に向けられている 。非数質ＰＵＦベルト、或いは、キレート化剤又は水−非混和性試薬が充填され たか、疎水性バイオ親和性又はイオン側基で改質されたＰＵＦベルトを使用する ことができる。

ベルトは供給タンクに入る。より多くの網目発泡で、気孔は、液体に入ると、受 動的に満たされ、かくして、特にプロティン或いは脂肪酸のような表面活性化合 物が存在すると、ガスと液体との激しい混同の結果としてしばしば起こる発泡の 問題を回避する。

供給溶液をタンクの全長に沿ってタンクに導くことができ、かくして、均一な取 り込み状態および最大の樹脂充填を提供する。他方、供給溶液をタンクの一端で 導くと、溶液の流れ速度及びベルト速度を調整することができ、完全に消耗され た溶液はタンクの反対側端から出る。この態様にあっては、樹脂に対して最大の 親和性を有する化学薬品は、ベルトの近位端で収着さワヘ最小の親和性を有する 化学薬品は、競合することなく、ベルトの遠位端で収着されるという、向流の多 くの利点が得られる。この操作の横断流の態様では、流出液に対する零の濃度公 差があるときに、特に、混合した有毒廃棄物を水から除去するのに有用である。

連続的に連結された数多くの供給タンクの使用によって、真の向流状態を確立す ることができる。また、ベルトの侵入部分と退出部分とを分ける邪魔板を備えた 単一の狭く深いタンクの中での数多くの組の加圧ローラの使用によって、向流状 態を確立することができる。交互の充填態様の自在性は、従来技術によって提供 されない。

移動ベルトが圧縮されるとき、ベルトが加圧ローラのロール間隙を通過すると、 気孔中に残留する液体は、取り囲む液体に強制的に排出さねへかくして、タンク 中のベルト対液体の量が多いと、バルク相の液体の乱混合を提供する。この乱れ は、供給液がスラリーであったり有機片を含有しているときに、懸濁液中の粒状 物質を維持するのに役立つ。従来技術は、独立した攪拌源を必要とする。本発明 は、大きな気孔付き樹脂および連続した活発なフラッシュ動作を用いることによ り、非研磨の高固体スラリー又はパルプの存在で、収着分離ができる。樹脂を適 当に選択すると、本発明を、懸濁液からゆっくりと沈降する粒子を取り除くのに 用いることができる（例えば、粘土鉱物の除去のための第３アミン側基）。

ベルトの圧縮部分が加圧ローラ間から出ると、この部分は、拡張し、その中に若 干の真空を作り、バルク相液体の流入によって満たされる。液体のこの突然の移 動は、また、外部の溶液中の混合にも貢献する。侵入する溶液のミクロの渦は、 収着樹脂の半球セルの凹状の膜壁に反復的に接触し、その結果、溶質が液相から 固相へ直接的に物質移動する。かくして、拡散は、相間の物質移動の速度制限因 子として、実質的に除かれる。特定な適用例による要求として、ベルトは、分離 処理での樹脂充填工程を最も効果的にするために、各溶液中の数多くの組の加圧 ローラを通って前進してもよい。

供給溶液の組成（例えば、ｐＨ、イオン強度、有機溶媒含有）は、化学薬品の収 着を最大にし且つ他の収着を最小にするように調整される。これにより、供給溶 液から生成物又は不純物のいずれかを抽出することができる。従来技術の方法は 、一般的に、供給溶液の濃度および粘度の点で制限されているが、これらは、対 応することができ、本発明の連続的な内部ボンピング動作によって、沈殿により 生じる溶解問題および圧力低下により生じる局部流れ又は処理制限無しに、高い 濃度および粘度の溶液を処理することができる。ボンピングが、ベルト移動によ り行われる圧縮および解放の自然の結果として起こるので、補助ポンプは必要で ない。

供給溶液から出た後、ベルトは一以上の加圧ローラを通って移動して過剰の液体 を絞り出し或いは幾つかの場合にはバルク相のガスとの内部ガスの交換を容易に する。膜表面の境膜以外の全ての液体の除去は、供給溶液と抽出液との混合を減 じ、これにより、従来技術の収着分離方法における隙間およびミクロの気孔中で 一方の溶液から次ぎの溶液に運ばれる傾向のある液体の「軸線方向の混合」の問 題を回避する。本発明のこの特徴は、また、種々の工程で必要とされる溶媒およ び試薬の量を減じる。

動力ローラの上を通った後、ベルトは一以上のアイドルローラによって支持され て第１の溶離工程へ差し向けられる。溶離液の組成は、ｐＨ、イオン強度、有機 溶媒、或いは、収着部位のための特別な溶質と競合する特異的な物質のような因 子の調整によって、収着された溶質の一方を脱離するが他方を脱離しないように 選択される。ベルトは、タンクに入ると、受動的に溶離液で満たされる。次いで 、ベルトが一対のローラ間で圧縮されると、ベルトからの溶離液の乱流によって 溶離が容易になる。ベルトがローラを通過した後に拡張すると、ベルトに侵入す る乱流によって、溶離が更に容易になる。この処理は、ローラの数多くの組を介 して、必要な回数反復される。溶離液から出た後、ベルトは、−組のローラを通 って、過剰な溶離液を絞り出す。多くの工業上のクロマトグラフィー分離が希釈 の結果になるが、本発明は、一般的に、分離と同時に量の減少を与える。

−以上のアイドルローラはベルトを、溶離組成が第２の生成物を収着するように 設計されていた第２の溶離工程に案内する。同様の操作を、２以上の生成物の収 着および脱離用に設計することができ、生成物は、最も連続的なりロマトグラフ ィ一方法での場合のように、最も強く或いは最も弱く収着される物質に制限され る必要はない。最新のカラムクロマトグラフィ一方法と同様ではないが、本発明 は、強く収着された生成物を処理するのに、より弱く収着された生成物を処理す るよりも、さほど多くの時間を必要としない。

ベルトが最終の溶離タンクを離れた後、過剰の液体が一組の沈んでいないローラ によって絞り出される。サイクルを完了するために供給タンクに戻す前にベルト を洗浄又は再生溶液中に移動させてもよい。しかしながら、多くの場合、運び込 まれる液体の僅かな量が次の工程で素早く希釈されるので、洗浄工程を省くこと ができる。

最新の収着方法と比較して、必要とされる試薬液の量の相当な減少のために、本 発明は、分離処理の廃棄流れを減少することができ、この方法で環境および経営 の経済的な目的に貢献できる。

本発明の最大の経済的な利点の一つは、簡単、単純、速度に由来し、これらで、 目的物質の収着および脱離の最適な条件を実験で決定することができる。樹脂粒 子の不均一、樹脂の非特異的な多モード収着効果、衰えたイオン錯体（ｃｏ＋ｎ ｐｌｅｘａｔｉｏｎ）、溶質量の他の相互作用、拡散の溶媒和の効果、および、 他のものの間の気孔拡散の現象のために、収着ベースの分離方法での技術的な予 測が異なる。

標準のカラムクロマトグラフィーでは時間ないし日を、高性能液体クロマトグラ フィーでは分ないし時間を必要とする実験運転を、本発明では秒ないし分で行う ことができる。拡散が制限されず、また、混合が全体を通じて且つ本質的に瞬間 的であるので、供給溶液中の種々のパラメータの一時的な勾配を与える一方で、 溶離が最大の収着のために調整される溶離タンクからの流出物中の生成物の濃度 を連続的に監視することによって、収着条件を最適化することができる。溶離条 件を同様に所定の装置の構造のために最適化することができる。本発明でこの方 法を使用する研究および開発に時間と金の両方を省くことができる。この装置の ベンチトップモデル（ｂｅｎｃｈ−ｔｏｐ　ｍｏｄｅｌ）を、基礎化学的な及び バイオテクノロジ−の研究、特に、プロティンの物理化学に用いることができる 。あらゆる操作工程中、ベルトの断面中の条件が実質的に均一であるので、小さ なベンチトップモデルから得られたデータは、ベルトの幅および厚さの点だけが 異なる生産モデルで同じ条件に有効である。

他の好ましい実施例では、本発明は、また、簡単な装置、水の連続混合ベッド式 イオン交換純水化のための方法を考慮する。本発明のこの態様は、２つの分離可 能な層からなるベルトを用いる。ベルトは、弾性連続気泡ポリマー発泡体からな り、その一方の層が陽イオン交換樹脂であり、他方が陰イオン交換樹脂である。

ベルトは、２つの層が固着した状態で供給タンクに入り、単一のベルトとして機 能する。ベルトが一以上の組の加圧ローラを通りながら圧縮および解放されると 、供給溶液からの物質移動によって、陽イオンおよび陰イオンが、沈んだベルト の夫々の部分に充填される。水からの陽イオンは、陽イオン交換樹脂からの水素 イオンを置換し、水からの陰イオンは、陰イオン交換樹脂からの水酸イオンを置 換する。２つの生成物は供給タンク中で結合して、完了に向かう反応で水を作り 、かくして、２つの樹脂が供給溶液と別々に接触されると起こり得る逆反応を防 止する。

ベルトが供給溶液から出ると、加圧ローラは過剰な液体を絞り出す。２つの動力 ローラ間の通過に続いて、移動ベルトの２つの部分は、各々が別のタンク中の適 当な再生溶液に入る前に別れる。沈んだ各樹脂は、再生溶液を出る前に、−以上 の組の加圧ローラの間を通る。再生溶液を出た後、過剰な液体はベルトから絞り 出され、次いで、ベルトの２つの部分は、供給タンクに入ってサイクルを完了す る前に再結合される。

本発明の混合ベッドのイオン交換の適用例の利点は、正確な連続処理による始め ての超純水の生成を含む。資本支出での付随的な減少は、複雑なバルブおよび制 御装置を省く小型で簡単な装置による結果である。供給溶液が可変である場合に は、上述した横断流によってコンスタントな品質を維持することができる。この 方法は、供給液をベルトの一方の側に導くこと、ベルトの反対側から再生溶液を 導くこと、ベルトの速度が、生成物に一定の電気伝導率を維持するように自動的 に調整されることを含む。

例えば、蒸留、放出、蒸発の液体から気相への物質移動と、逆に、例えば、生成 物の再生、ガス精製、脱臭の気相から液相への物質移動とを伴う適用例に本発明 を用いてもよい。このような適用例では、ベルトの弾性連続気泡ポリマー発泡材 料は物質移動に直接関係しないが、物質移動に直接関係する液体膜の支持体とし て働く。親水性ポリウレタン材料をこのような適用例に用いることができる。

沈んだベルトの圧縮および解放のプロセスは、それがバージン膜の再生および生 成物の再生での貴膜の除去、ガス精製を容易にするので、操作の必要不可欠な部 分である。反対のプロセスは、液体から揮発性有機化合物の放出で起こる。すな わち、ベルトは、これに充填される供給前液を通過する。溶液から出ると、ベル トは一組のローラを通過し、これにより過剰な液体が取り除かれる。

ベルトを、発泡体に出入りするガスの乱流が起こる数多くの組の圧縮ローラを通 過させることによって、ポリマー膜表面の液膜とバルク気相との間のガス交換を 容易にすることができる。幾つかの適用例、例えば、液膜による煙突のガスの成 分の収着では、ベルトが気相交換領域に出入りするときの１、ベルトの部分的な 横および水平の両方向の圧縮は利益的である。ベルトが通過する煙突の開口は、 両方の断面寸法でベルトよりも僅かに小さくあるべきである。殆どの場合、移動 ベルトの圧縮は、煙突への入口の外側および煙突の出口の内側に背圧シールを作 り、かくして煙突ガスの損失を阻止する。このことは、本発明の予期しない有益 な結果である。

ＰＵＦの単位質量又は体積当たりの表面積は、収着樹脂粒子に関して小さいが、 工業的な蒸留および蒸発装置で現在用いられている表面に関して大きい。有効表 面積は、本発明において、膜表面の連続再生によって、および液体／ガス界面で のガスのミクロの乱流によって論じられる。ベルトが、徐々に高温になるキャリ アガスに遭遇する室から室へ移動すると、低温の断片的な蒸留を単一装置での連 続処理として行うことができる。これは、ポリマー支持体および液膜の低熱容量 により可能になる。本発明により提供される気相と液相との間の迅速な熱交換は 、移動ベルトを介してのガスの乱流と結合した連続気泡発泡体の大きな膜表面の 結果として起こる。蒸留−液体供給タンクでは、ベルトはローラの組を通り、こ こで、乱流は、樹脂の液膜が供給溶液で置換されるのを確実にする。過剰の供給 溶液は、タンクから離れた後に、−組の加圧ローうによってベルトから絞り出さ れる。ベルトが蒸留室を通過した後、ベルトの残留液は、供給溶液の一つの揮発 成分の僅かな量の中に沈められたローラを通過することにより洗い流される。シ ステムを通じて洗浄液をリサイクルすることができる。

本発明は、最新の技術を提出する以上に、数多くの液体対気体および気体対液体 の物質移動操作のための小さな効果的な装置を提供する。この資本の削減は、膜 支持物質の大きな表面対体積の比によるものであり、また、数多くの分離が一つ のユニットで起こるという事実によるものであり、付加的な物質の扱いおよび制 御装置を不要にする。更なる効果は当業者には明らかであろう。

本発明による装置および方法は、糸状菌類、植物、昆虫、その他のは乳類の剪断 に敏感な細胞と共に、バクテリア、酵母を含む細部の連続培養に用いられる。

同種のバイオリアクターは、酸素が制限的である。これらは、細胞に剪断応力を 与える。現存する異質のバイオリアクターの生産性は、酸素、栄養素、廃棄物、 生産物、熱の勾配によって制限的である。ここに説明したような弾性連続気泡発 泡ポリマーの連続抽出ベルト式バイオリアクターは、これらの問題を除去する。

本発明によれば、移動ベルトの所定の断面での条件は、サイクルを通じて実質的 に同じである。酸素、二酸化炭素、熱は、ポリマー膜に固定化された細胞を覆う 栄養溶液の薄い膜を介して、自由に交換される。本発明の最も簡単な実施例、例 えば、バクテリア又は酵母のための実施例では、固定化された細胞層への溶解し た栄養素の移送は、沈んだ加圧ローラ間を通過するときの軟質ベルトの部分的な 圧縮の結果として起こる。栄養溶液を出た後、ベルトは、過剰な液体を除去する 他の組の加圧ローラによって、また、熱およびガス交換を容易にする数多くの同 様の組のローラによって、部分的に再び圧縮される。また、ベルトを通して流れ るガス流を吹くことによりガス交換を達成することができる。酵母によるアルコ ール発酵の場合、このプロセスによる培地からの揮発性エタノールの除去は、よ り高い生産性を上げ、またアルコール耐性菌株だけを用いる必要性を排除する。

洗浄タンクでは、ベルトが、適当なロール間隙に調整された一以上の組の沈んだ 加圧ローラを通ると、生成物、廃棄物、遊離細胞、破片がベルトから除去される 。

本発明のバイオリアクターの実施例は、剪断に敏感な細胞を同時に培養し、廃棄 物を除去し、抗体、ホルモン、或いは酵素プロティンのような分泌生成物を抽出 する。培養、廃棄物の除去、生成物抽出機能は連続的である。この実施例の重要 な特徴は、分離可能な２層ベルトの使用であり、一方の層は半硬質であり、他方 の層は、軟質且つ好ましくは半硬質層の２倍の厚さを有する。ベルトの半硬質部 分は、固定化した細胞を担持し、剪断に鈍感な細胞のための実施例でベルトにつ いて上述したものと多かれ少なかれ同様の回路に従うが、加圧ローラの通過中、 殆ど或いは全く圧縮されない。しかしながら、ベルトの軟質部分は、ローラによ って圧縮され、ベルトの半硬質部分を介して液体およびガスの両方の移動を強制 する。軟質部分は、また、生成物の特異的な収着のためのバイオ親和性配位子（ 例えば、染料、抗体、基質、レセプター、キレート、毒素等）を含有していても よい。また、殆ど特異的でない収着樹脂、例えば、イオン交換或いは疎水性樹脂 を用いてもよい。

ベルトが、栄養タンクおよび洗浄タンクの間の距離を横断すると、細胞代謝によ り生じた二酸化炭素、アンモニアをバルク気相に移行させる。酸素がバルク気相 から、細胞を覆う液膜に進み、これは、ベルトの軟質部分での加圧ローラのボン ピング動作により行われる。同時に、細胞は、栄養素を消費し、生成分子および 可溶性廃棄物を液膜に分泌する。洗浄タンクに達すると、ローラの洗浄動作によ り可溶性廃棄物および破片がベルトから取り除かれ、生成分子は、ベルトの軟質 部分の生成物に特異性のバイオ親和性配位子に移行される。

洗浄液から出た後、過剰の液体は加圧ローラによってベルトから絞り出され、そ して、ベルトの２つの部分は別れる。半硬質の細胞を支える部分は、直接、栄養 タンクに進み、軟質のバイオ親和性樹脂部分は第１の溶離タンクに入る。

第１の溶離液の組成は、ベルトに非特異的に収着された分子を脱離させ且つ加圧 ローラ間でのベルトの通過によって取り除くようなものである。過剰の溶離液が 、沈んでいない加圧ローラによって除去された後、ベルトの軟質部分は、主溶離 タンクに入る。ここで、過剰な非拘束バイオ親和性配位子或いは他の化学的なス イング（ｓｗｉｎｇ）は、樹脂から生成物を脱離し、生成物が、加圧ローラの通 過中の圧縮によって、ベルトから取り除かれる。溶離液を取り除く最後の洗浄に 続いて、ベルトのバイオ親和性部分は、栄養タンクに入ってサイクルを完了する 前に、細胞支持部分と再結合する。

上述した実施例の利点は多く且つ種々である。拡散が最小限まで減じられ、且つ 、酸素が、低能力の水溶液によるのではなく、高能力のガスキャリアの乱流によ って運ばれるので、酸素供給は、このバイオリアクターでは制限因子ではない。

高価な栄養素は、必要な量だけ及び必要な時だけに供給され、これにより、効率 的な利用を最適化し、また、無駄な流れを減じる。生産性は、過剰な栄養素によ って阻害されない。細胞には、細胞の数多くの層の中で代謝物質の勾配を確立で きる多かれ少なかれ自然な環境が与えられる。潜在的に、有毒な廃棄物は、迅速 且つ連続的に取り除かれる。生成物は迅速且つ連続的に取り除がね、これにより 製造の生成物抑制および生産低下を回避する。また、生成物の迅速な除去は、非 特異性の収着反応によるプロティンの遅い変性を回避する。全装置の殺菌は、大 量の水溶液および比較的高い静水圧を維持することのできる大きな装置を必要と した従来の装置に比べて、それほどコストを要するものではない。本発明のバイ オリアクターは、小さいという事実を含む多くの理由のために資本の支出を殆ど 必要とせず、それほど高価でない材料で構成され、また、複雑な装置および制御 装置を殆ど必要としない。

図面の簡単な説明 図１ａは、収着処理により類似の化学薬品の収着のための本発明の好ましい実施 例の縦断面図である。

図１ｂは、沈んだ加圧ローラと共にベルトの一部分を示す拡大縦断面図である。

図２ａは、水の純水化で２層ベルトを使用した本発明の変形例の縦断面図である 。

図２ｂは、動力ローラと共に、分離可能な２層ベルトの一部分を示す拡大縦断面 図である。

図３ａは、本発明の範囲内の２層ベルトを使用したバイオリアクターの横断面図 である。

図３ｂは、２組の沈んでいない加圧ローラと共に、軟質層と半硬質層とからなる 分離可能な２層ベルトの一部を示す拡大縦断面図である。

参照符号 ｌＯ完全に沈んだ完全圧縮の加圧ローラの組２０　沈んでいない完全圧縮の加圧 ローラの組３０　動力ローラ ４０　単一層のベルト ５０　アイドルローラ ６０２層のイオン交換ベルト ６４　ベルトの陽イオン交換層 ６８　ベルトの陰イオン交換層 ７０２層の抽出バイオリアクターベルト７４　ベルトの半硬質の細胞固定化層 ７８　ベルトのバイオ親和性軟質層 ８０　沈んだ部分圧縮の加圧ローラの組９０　沈んでいない部分圧縮の加圧ロー ラの組タンク Ａ　供給溶液 Ｂ　溶離液 Ｃ再生溶液 Ｄ　供給溶液 Ｅ　陽イオン交換再生溶液 Ｆ　陰イオン交換再生溶液 Ｇ　栄養素 Ｋ　再生溶液 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の好ましい実施例は、図１ａに図示した収着分離装置である。本発明の必 須の物理的要素は、少なくとも１つの液体中に沈んだ一以上の組の加圧ローラ（ １０）と、液中に沈んでいない一以上の組の加圧ローラ（２０）と、動力ローラ （３０）と、ローラの組を通って移動させられる弾性連続気泡発泡ポリマーの連 続ベルト（４０）であり、ベルトは組のローラで交互に加圧および解放される。

本発明の範囲は、また、静止したベルト圧縮手段と、ベルト（４のの循環移動を 引き起こす任意の手段とを含むことに注意すべきである。ベルトの移動を制御す るアイドルローラ（５０）を有していてもよく、幾つかの適用例では、種々のタ ンク、ダクト、流体制御機構が存在していてもよいが、ここに開示の核をなす発 明の必須要素であるとは思われない。

本発明の装置および操作方法の物理的構造の理解を容易にするために、金、銀、 鉄を溶液から次々に分離する湿式精練の詳細な例を説明する。この例で言及され る化学条件は、主に、Ｃａ１ｅｔｋａ等の最近の研究（Ｃａｌｅｔｋａ、　）ｌ ａｕｓｂｅｅｋ、　Ｋｒ１ｖａｎ。

１９９０）から引用する。弾性連続気泡発泡ポリマーは、この場合、ポリエステ ル型ポリウレタンフォームである。タンクへの供給液は、純金（ＩＩＩ）　、銀 （■）、鉄（Ｉｌｌ）の各々を２５ｐｐｍ溶解した０、２　Ｍ　ＨＣＩの水溶液 からなる。タンクＢ中の溶離液はアセトンである。

この例の操作は、動力ローラ（３０）でベルト（４０）を反時計方向に移動させ ることによって行われ、各サイクル中、ベルトの全ての部分がタンクＡ中の供給 溶液に沈められ、溶液は受動的にベルトの気孔を満たす。図１ｂに詳細に示すよ うに、ベルトが、沈んだ加圧ローラ（１０）の間を移動すると、ベルトは圧縮さ れる。

これにより生じるベルト（４０）から出た供給溶液の乱流は、溶液と樹脂膜との 親密な接触を引き起こし、これにより、樹脂膜への溶質の物質移動を高める。圧 縮からの解放の際に、バルク（ｂｕｌｋ）相の溶液から樹脂への更なる溶質移動 が起こり、溶液がベルト（４０）に突進する。ベルトのこの迅速な溶質の充填は 、−組の沈んだローラを通過する度に起こる。本例の条件の下で、金および源の 塩化錯体は、ポリウレタン製ベルトによって強く吸収されるものの、鉄は供給溶 液中に残る。

供給溶液から出ると、ベルト（４ｏ）は、液中に沈んでいない加圧ローラ（２ｏ ）の間を通り、これにより、過剰の供給溶液は絞られてタンクＡに戻される。並 進エネルギーをベルト（４０）に伝える動力ローラ（３０）を通過した後、ベル ト（４ｏ）はアイドルローラ（５０）を通り、タンクＢに入り、そして、第１の 溶離液っまりＩＭのＨＣＩ水溶液で受動的に満たされる。

この溶質を充填したベルトは、次いで、−以上の組、ここでは３組の沈んだ加圧 ローラ（ｌＯ）を通過し、ここで、金を大部分保有したままで銀がベルト（４ｏ ）から溶離する。溶離中、ベルト（４の内のこの湿式精練のプロセスの物理的な 詳細は、供給溶液中での樹脂の充填で説明したのと実質的に同じである。ベルト （４ｏ）が第１の溶解液を出ると、過剰の液体が一組の加圧ローラ（２ｏ）によ ってベルトから絞られる。次いで、ベルト（４０）はアイドルローラ（５のの上 を移動して、タンクＣ中の最後の溶離液つまりアセトンの中まで下降する。ここ で、ベルト（４ｏ）から金が取り除かれ、樹脂の再生が完了する。過剰のアセト ンは、タンクＣの上のローラ（２０）を通過することによって取り除かれ、そし て、ベルト（４ｏ）は、アイドルローラ（５０）を越えて、タンクＡ中の供給溶 液に差し向けられ、サイクルが完了する。

図２８および図２ｂは、水の脱イオン化に関する本発明の実施例を示す。この例 の重要な物理的要素は、図１ａで述べたものと同様であり、すなわち、沈んだ加 圧ローラの組（２０）と、液中に沈められていない加圧ローラの組（２０）と、 一対の動力ローラ（３０）と、弾性連続気泡発泡ポリマーの連続ベルトである。

しかしながら、この例にあっては、ベルト（６のは、図２ｂに示す、一方が陽イ オン交換樹脂（６４）　、他方が陰イオン交換樹脂（６８）の２つの分離可能な 層からなる。

そして又、ベルトガイドとしてアイドルローラ（５０）を有する。

本発明によって教示される純水化の実施例の操作は、図１ａの装置の操作と同様 である。この例では、供給タンクＤは、鉱物の水溶液を収容している。バルク相 の液体は、ベルト（６０）が３組の加圧ローラ（ｌＯ）を通過すると、樹脂中で 乱れて流れる。バルク溶液の陽イオンは、ベルト（６４）の陽イオン交換層の水 素イオンを置換し、また、バルク溶液の陰イオンは、ベルト（６８）の陰イオン 交換層の水酸イオンを置換する。置換された水素イオンおよび水酸イオンは十分 に混合された溶液中で結合し、単一生成物として水を生成する。過剰の液体は、 タンクの上に配置された加圧ローラ（２０）によってベルト（６のから絞り出さ れる。

ベルト（６０）が動力ローラ（３０）の間を通った後、ベルト（６０）の２つの 部分は分離する。アイドルローラ（５０）の通過に続いて、陽イオン交換層（６ ４）は、塩酸を収容したタンクＥに入り、また陰イオン交換層（６８）は、水酸 化ナトリウムを収容したタンクＦに入る。沈んだ加圧ローラ（ｌのの組は、ベル ト中のバルク溶液の乱流を引き起こすことによって、樹脂を再生し、陽イオン交 換および陰イオン交換部位が、収着された陽イオンおよび陰イオン鉱物を夫々水 素イオンおよび水酸イオンで置換することによって、再充填される。ベルトの両 方の層は、各タンクの上の加圧ローラ（２０）を通過すると、過剰の再生溶液が なくなるまで絞られる。陽イオン層（６４）および陰イオン層（６８）は、供給 タンクＤに再び入る前にアイドルローラ（５のを通ると再結合し、サイクルを完 了する。

図３ａおよび図３ｂは、本発明による連続抽出バイオリアクターを示す。この実 施例の重要な物理的な要素は、共に完全に圧縮するように調整された沈んだ加圧 ローラ（ｌＯ）及び沈んでいない加圧ローラ（２０）と、共に若干圧縮するよう に調整された加圧ローラ（８０）及び沈んでいない加圧ローラ（９０）と、一対 の動力ローラ（３０）と、アイドルローラ（５０）である。最も重要な要素は、 細胞を固定化する半硬質層（７４）と、半硬質層の約２倍の厚さで且つ生成物に 対して特異的な親和力を有する側基をもつ軟質層（７８）の２つの分離可能な層 からなる弾性連続気泡発泡ポリマーの連続ベル）　（７０）である（図３ｂ）。

この例では、ベルト（７Ｂ）の軟質のポリエーテル−ポリウレタンの部分に付着 される合成染料に対する親和性のゆえに、は乳類の細胞が、特異的に収着される 酵素を生成するのに用いられる。タンクＧは栄養素を収容し、タンクＨは洗浄液 を収容している。タンクＩは、非特異的に収着された物質の解離のための溶離液 を収容し、タンクＪは、樹脂に拘束された染料分子からの酵素の置換のための過 濃度の遊離染料分子を収容している。タンクには、過剰の遊離染料および他の付 着化合物の除去のための洗浄液を収容している。

本例の連続抽出バイオリアクターの操作は、図２ａに示した純水装置の実施例と 同様である。２層ベルト（７０）は、反時計方向に移動して、タンクＧ中の栄養 素に入り、ベルトの気孔を受動的に液体で滴たす。２層ベルトが一組の加圧ロー ラ（８０）を通過すると、ベルト（７８）の軟質層だけが圧縮されへ軟質層から の流出は、ベルト（７４）の半硬質層を介して栄養素を押しやる。このローラを 出ると、再拡張するベルトの軟質層への流体の注入は、ベルトの半硬質層へ栄養 素を引き寄せる。膜表面で、先の工程からの残留溶液は栄養素で置換される。栄 養素から出た後、ベルトは、調整されたロール間隙の２組の加圧ローラ（９０） を通過して、ベルト（７８）の軟質層だけが圧縮さね、ベルト（７４）の半硬質 層は実質的に圧縮されない。このようなローラの第１の組を通過することにより 、液体は軟質部分から排出される。第２の組のローラの軟質層の圧縮によって生 じるガス圧は、過剰の液体をベルトの半硬質層から追い出す。

ベルトが動力ローラ（３０）を通過中、並進エネルギーがベルトに加えられる。

ベルトが、調整された複数の加圧ローラ（８０）を通過すると、酸素に富んだバ ルク相のガスと、二酸化炭素およびアンモニアでエンリッチされた気孔空間のガ スとの間の交換が起こる。軟質層の圧縮によって発生した圧力は、ベルトの半硬 質相を介してガスの乱流を引き起こす。ベルト速度を減じることにより、或いは ベルトの長さを拡大して加圧ローラ（８０）の組を追加することにより、処理サ イクルを延長することができる。

アイドルローラ（５０）の通過は、ベルトを、可溶性廃棄物の除去のための洗浄 液を収容するタンクＨに差し向ける。ベルトが、沈んだ加圧ローラ（８のを通過 すると、ベルト（７４）の半硬質層に固定化された細胞を取り囲む液体は、乱流 によってバルク洗浄液と交換される。生成分子は、ベルト（７８）の軟質層の特 異的な結合部位に移される。

ベルト（７０）は、洗浄液から出ると、２組のローラ（８０）を通過し、これに より過剰の液体が両層から取り除かれる。ベルトの２つの層は、タンクｌに差し 向けられる軟質層（７８）と、アイドルローラ（５０）によって供給タンクＧに 差し向けられる半硬質層（７４）とに分かれる。

タンク■では、加圧ローラ（７８）によって完全に圧縮されて解放されると、樹 脂に非特異的に拘束された物質は、ベルト（７８）を介した溶離液の乱流によっ て取り除かれる。タンクＩを出た後、過剰の液体は、再び、加圧ローラ（２０間 の圧縮によって取り除かれる。アイドルローラ（５０）の上を通ると、ベルトは タンクＪの遊離染料溶液中に沈められる。生成分子は、２組の加圧ローラ（２０ ）を移動することによって、バルク相の溶液がベルトを介して反復的に汲み上げ られると、遊離染料によって樹脂拘束染料から置換される。前述したように、過 剰の液体は、次のタンクＫに入る前に、ベルトから絞り出される。タンクにの洗 浄液は、残留染料溶液および他の物質をを実質的に除去して、次のサイクルのた めに樹脂を再生する。加圧ローラによる再生溶液の除去に続いて、アイドルロー ラはベルトを供給タンクＧに差し向ける。

ベルト（７８）の再生された軟質層および細胞を担持するベル）　（７４）の半 硬質層は再結合し、アイドルローラの上を通ってタンクＧの栄養素中に入って、 サイクルを完了する。

以上、詳細に説明した特定の例は、単に、請求の範囲によって完全な範囲が定め られる本発明の多くの可能な利益的な使用の幾つかを示すものである。

ＦＩＧ　ＩＡ ＦＩＧ　１８ ＦＩｏ、３Ａ ＦＩＧ、３８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）弾性連続気泡発泡ポリマーの速続したベルトと、（ｂ）該ベルトが液 体中に沈められている間に該ベルトを圧縮するための少なくとも１つの手段と、 （ｃ）前記ベルトの中の前記液体の交換が前記液体と前記ベルトのポリマー膜表 面との間の直接的な物質移動を容易にさせるために、前記ベルトに並進運動のエ ネルギーを与えて、前記ベルトを前記圧縮手段を通して循環的に移動させるため の少なくとも１つの手段とを有する、相間の物質移動を容易にするための装置。 ２．前記ベルトが液体中に沈められていない間に前記ベルトを圧縮するための少 なくとも１つの手段を更に有する、請求の範囲第１項の装置。 ３．前記ベルトが、実質的に、ポリウレタンからなる、請求の範囲第１項の装置 。 ４．前記ベルトが、他の物質を前記ベルトに結合する官能基を有する、請求の範 囲第１項の装置。 配位子が前記ベルトの中に溶解されている、請求の範囲第１項の装置。 溶媒が前記ベルトの中に溶解されている、請求の範囲第１項の装置。 試薬が前記ベルトの中に溶解されている、請求の範囲第１項の装置。 前記ベルトが触媒を含有する、請求の範囲第１項の装置。 前記ベルトが、より高い引張り強度の材料によって補強されている、請求の範囲 第１項の装置。 １０．前記ベルトは、その表面の少なくとも１つが、より高い磨耗抵抗の材料に よって保護されている、請求の範囲第１項の装置。 １１．前記ベルトが、異なる化学的特性を有する分離可能な少なくとも２つの層 かなる、請求の範囲第１項の装置。 １２．少なくとも１つの層が陽イオン交換樹脂であり、他の層が陰イオン交換樹 脂である、請求の範囲第１１項の装置。 １３．前記ベルトが、異なる物理的特性を有する分離可能な少なくとも２つの層 からなる、請求の範囲第１項の装置。 １４．前記層の一つが他の層に比べて圧縮性が小さい、請求の範囲第１３の装置 。 １５．前記圧縮手段が、一組の加圧ローラである、請求の範囲第１項の装置。 １６．前記圧縮手段が、一組の静止した部材である、請求の範囲第１項の装置。 １７．（ａ）弾性連続気泡発泡ポリマーの連続したベルトをサイクルを通じて移 動させる工程と、 （ｂ）前記サイクルの一部の間、前記ベルトを少なくとも１つの液体中に沈めさ せる工程と、 （ｃ）前記ベルトの中の前記液体の交換が液相と前記ベルトのポリマー膜表面と の間の直接的な物質移動を容易にさせるために、前記液体中に沈められている間 に、前記圧縮手段を通過することにより、前記ベルトを圧縮させる工程とを有す る、相間の物質移動を容易にするための方法。 １８．前記ベルトが前記液体中に沈められている間に圧縮から前記ベルトを解放 する工程を更に有する、請求の範囲第１７項の方法。 １９．前記ベルトが液体中に沈められていない間に前記ベルトを圧縮する工程を 更に有する、請求の範囲第１７項の方法。 ２０．前記ベルトが液体中に沈められていない間に前記べルトが圧縮から解放さ れる、請求の範囲第１９項の方法。