JPH07507007A - カセット膜装置および低圧分離の使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 カセット膜装置および低圧分離の使用法本発明は膜力セットを含み膜を横切る圧 力が低くてよい分離に有用であるシステムで使用するためのシステムと装置に関 する。

膜分離法は供給流を２つの流れすなわち保持流と浸透流に分離するために益々ポ ピユラーになりつつある。保持流は膜を選択的に通過しない成分に富み、浸透流 は膜を選択的に通過する成分に富む。

このような方法の例としてガス分離たとえば窒素からの酸素の分離、逆浸透法（ 溶解した塩を水から除去する方法）、表面水をポータプル水に転化する方法（粒 状物および高分子量の種たとえばバクテリアを除去することによって行う）、お よび完全蒸発法（液体流の揮発性成分が膜に選択的に浸透する）があげられる。

膜分離を有効に行うためには、若干の駆動力が存在しなければならない。２つの 最も一般的な駆動力は膜の一面と他面との濃度差または圧力差である。圧力か駆 動力であるとき、その圧力は膜の供給側でより高くなければならない。濃度が駆 動力であるとき、優先的に浸透する種の濃度は供給側において代表的に高い。

最近、若干のプレートおよび枠の膜分離装置が開示された（特開平４−１００９ ０　（出願番号２−２２９６３１号）１９９２年４月ＩＯ日刊行；特開平４−７ ０２３　（出願番号２−１０７９９１号）１９９３年１月ＩＯ日刊行、および特 開平４−１８７２２２　（出願番号２−３１９１４１号）ｌＬ９２年７月３日刊 行）。これらはプレートおよび枠膜の浸透物側に吸引ポンプをもっている。差圧 は吸収ポンプによって発生させることかできる。このような装置において、それ ぞれの膜要素は膜付きのプレートであり、それぞれのプレートは膜の浸透物側に 浸透流チャンネルをもつ。吸引ポンプはそれぞれのプレートに個々に接続される 。膜プレートは相互に注意深く接続されてそれぞれの膜面にそって乱流を生ぜし めて、膜の保持流の側に付着する傾向のある固体の除去を促進する。プレートは 一般に槽に垂直に配置される。乱流はポンプ、ブレード（刃）、または膜装置近 くに配置されたエアレーションパイプを通る空気吹き込み、によって発生される 。

米国特許第５０８４２２０号には大量の表面水を飲料水に転化するのに有用な膜 力セットを含む装置が記載されている。開示されている装置は中間プレートによ って分離された一列のカセット枠を含む。カセット枠と中間プレートには高圧密 封が備えてあり、カセット枠と中間プレートが一緒に嵌合するときに高圧密封が 生成するようになっている。カセット枠と中間プレートの全配列は端部カセット 枠と共に密封される端部プレートを使用するとき圧力容器を形成する。カセット 枠と中間プレートと端部プレートとの配列は、必要に応じてその長手方向に一緒 に締めたり弛めて、えらばれたカセット枠を除去するのに適している。それぞれ のカセット枠は膜の積み重ねからなる濾過ユニットを含み、そこでは第１の流路 系が備えてあり、カセット枠内の２つの自由帯域に接続している。この自由帯域 は供給物入口から濃縮物出力への直列、平行また組合せ系列および平行パターン を確立するように接続される。それぞれの膜の積み重ねには第２系列の流路があ り、これは第１系列がら分離され、膜を通って浸透する流れをそれぞれの濾過ユ ニットからの少なくとも１つの出口に導く働きをする。この系列は比較的高圧で 操作されるように設計されている。この系列は端部プレート・カセット・ユニッ トと中間プレートが膜のまわりに圧力ケースが形成されるように一緒に嵌合する ように注意深く設計された。この系列はまた比較的複雑な圧力制御および流量制 御の手段を含むように設計される。そしてこの系列に使用される物質はこのよう な高圧に耐えるように注意深くえらばれた。このように高価な材料の使用および 複雑なプロセス制御は低圧用途にはコスト的に有効ではありえない系統をもたら した。低い膜を横切る圧力の分離を行うことのできる且つこのような複雑な材料 とプロセス制御を必要としない系を開発することか望ましい。

膜分離装置は他の周知の分離装置と比へたとき比較的にコンパクトである。然も 、多くの周知の膜装置は分離を行うために直接使用されないかなりな量の空間を 依然として占めている。加圧装置は代表的に外部ポンプ、大きな加圧容器、供給 物、浸透物、濃縮物、および循環導管および外部制御を必要とし、これらは分離 に直接使用されない空間を占める。もっと有効に空間を使用する装置か望ましい 。

液体の分離に有用な膜装置のふつうの設計はラセン巻き装置であり、これは多数 の対の平らなシートおよびこれらの対の間のスペーサからなり、これらの対は密 封される。これらの平らなシートは次いてゼリーロール形態に巻かれ、圧力ケー ス中に配置される。ラセン巻き装置の利点はそれか大きな膜面積を膜モジユール 中に配置するのを可能にすることである。このような装置の顕著な問題は、フラ ックスか膜表面上に不均一に分布されることである。その１つの理由は、膜の一 端から膜の他端までの圧力低下が著しいことである。

この圧力低下の問題を補償するために、はとんどのラセン巻き膜は大きな供給側 圧力で操作される。高い供給側圧力および膜横断差圧の使用によって生ずる顕著 な問題は膜の汚れであり、これは膜の供給側に層を形成する且つ供給流か膜の供 給側に近づくのを制限する、膜を通過しない材料から生ずる。

必要なのは、分離に直接使用されない装置もしくは系の部分によって取り上げら れる空間を最小にするという点で比較的コンバクである膜分離系および装置であ る。更に必要なのは、全体の膜表面にそって供給物の比較的均一な分布を提供す る且つ比較的低い供給圧力および膜横断差圧で所望の分離を行いうる装置である 。このような装置はそれによって通常の膜分離装置の固有の汚れを減少させる。

また必要なのは、高価な圧力容器を必要としない、そして高圧環境で操作するの に必要な副部も必要としない膜分離装置である。

比較的高い供給圧力および膜横断差圧はまた所望の分離を達成するために高いエ ネルギー消費を必要とする。望ましいのは低圧で操作することができそれによっ て分離を行うためのエネルギーをかなり節約しうる装置である。

本発明の１つの態様において、 次のＡ−Ｄの要素すなわち、 Ａ、複数の膜とこれらの膜をそれらの周縁で支持する支持体とを含み、これらの 膜が複数の膜層の形体で与えられていて、それぞれの層がその周縁の少なくとも ２つで１以上の隣接膜層に、膜が供給物側と浸透物側を形成するように、密封さ れており、これらの膜のそれぞれの浸透物側が少なくとも１つの収集区域に開放 しており、膜か膜の供給物側と浸透物側が膜を通る以外は連通していないように 密封されている、少なくとも１つのカセット：Ｂ、供給物流体を膜の供給物側と 接触させる手段：Ｃ９浸透物を浸透物収集室から除く手段；Ｄ、膜の浸透物側の 圧力を並太気圧（大気圧より低い圧力）に減少させることによって膜を横切る差 圧を発生させる手段：を備えることを特徴とする膜流体分離装置が提供される。

本発明の更なる態様によれば 次の諸要素すなわち、 Ａ、下記の１）およびｉｌ）を含む複数の膜力セット、１）比較的低い膜を横切 る圧力で流体分離を行いうる膜構造物を含み、その膜構造物か連通しない内面と 外面をもち、複数の膜ユニットが膜ユニットの内面から出る浸透物の流れを促進 するように１つ以上の共通区域に開いており、そのような共通開放区域が、膜ユ ニットの内面近くから流れる流体が膜ユニットの外面と連通しえないように、密 封されている、複数の膜ユニットを備える１つ以上の濾過ユニット： １１）その１つ以上の濾過ユニットのまわりに配置した枠組を含むケーシングで あって、連通しない２つの流体流のシステムか存在するように配置されており、 第１の流体流のシステムが膜ユニットの外面に接触状態にあって供給流体を膜ユ ニットに接触させるのに適しており、そして第２の流体流のシステムが膜ユニッ トの内面に接触状態にあり、モしてケーシングが更に共通開放区域の近くて膜ユ ニットの内面と接触する浸透物収集室、および膜ユニットの内面近くから浸透物 を除去するのに適した流れ通路、を備えるケーシング。

Ｂ、供給流体を膜ユニットの外面と接触させる手段：Ｃ０複数の膜力セットの浸 透物流路から浸透物を除く手段：Ｄ、膜ユニットの内面の圧力を至大気圧に減少 させることによって膜を横切る差圧を発生させる１つ以上の手段；およびＥ、膜 を横切って浸透しない供給流体を膜の外面近くから除く手段； を備えることを特徴とする膜流体分離装置か提供される。

本発明の別の態様によれば、次の諸工程すなわち、Ａ、供給物の流れを上記装置 の膜ユニットの外表面と接触させ。

Ｂ、膜の浸透物側の圧力を好ましくは０．　１〜０．８バール（１ｏ、ｏｏｏ〜 ８０，０００Ｐａ）に減少させて供給流体の一部を膜中に浸透させ： Ｃ１膜を通って浸透する供給流体の部分を膜の内面近くから除き；そして り、膜を通って浸透しない供給流体の部分を膜の外面近くから除く。

諸工程を含むことを特徴とする供給流体の流れを２成分に分離する方法が提供さ れる。

本発明の装置は比較的低い供給物膜横断圧力で働らき、高圧な圧力装置および高 い供給圧力での操作に必要なプロセス制御装置を必要としない。装置は通常のシ ステムおよび方法よりもかなり低い供給圧力および膜横断差圧で操作される。こ の供給圧力および膜横断差圧は今まで可能と信ぜられたものよりも低い。本発明 の膜装置は比較的コンパクトであり、分離を行うのに必要な空間を越える目立っ て大量の空間を必要としない。本発明のシステム、装置および使用法は通常の膜 装置よりも一般にコスト的に効果的である。

図１および２は本発明による備え付は自由の装置の２つの図を示す。図３および ４は本発明の組立体の一部とくに２５個の二重膜力セットを保持するのに適した ラックを示す。図５．６および７は本発明の大きな開口分離装置の３つの異なっ た図を示す。図８は膜力セットに使用するための中空繊維の層の端部図を示す。

図９は図８に示すのと同じ層の頂面図を示す。図１０は図８および９に示す層の 積み重ねの端部図を示す。図１１は図１０に示す組立体の側面図を示す。図１２ は膜力セットの好ましい組立体を示す。図１３は図４の支持体ラックの浸透物マ ニホールドへの膜力セットの浸透物収集室の接続の拡大図を示す。

図３および４に示す膜力セットは一般に、所望の分離を行いつる濾過ユニットに 配置した複数の膜を含むケーシングの形体の支持体を含む。ここに使用する複数 とは１つより多いことをいう。一般に、記述するユニットの若干を使用するけれ ども、ユニットの数は特定の用途および必要に適合するようにえらぶことかでき る。ここに使用する「内面」および「外面」なる用語はそれぞれ膜の浸透側およ び供給側を意味することが意図される。

図示する濾過ユニットは複数の平行膜ユニットを含む。濾過ユニットは膜の内面 が膜の外面と接触しないように密封されて、膜ユニットの内面近くから浸透物が 流れる帯域を形成するようになっている。この帯域は、供給流システムと接触す る膜ユニットの外面とは連通しない。ここでいう膜ユニットとは相互に連通しな い内面と外面をもつ膜構造物のことをいう。如何なる形体の膜も使用することが できる。例として中空繊維、中空管、および端部にそって密封した対の平らな繊 維かあげられる。膜ユニットはポリマー、セラミックまたは金属材料から作るこ とができ、均一、非対称、または薄いフィルムの形態でありうる。本発明に有用 な膜は比較的低い供給物圧力および膜横断差圧で分離を行うことのできる膜であ る。ここに使用する比較的低い膜横断差圧とは２Ｘ１０’Ｎｍ未膚の差圧（すな わち一般に膜の浸透物側に真空を適用することによって及びこれに加えて膜の供 給物側に１０’　Ｐａ　（ｌｏｍ　Ｗ、Ｃ，（水柱のメートル数）に等しい）以 下の更に好ましくは３ｘｌＯ’　Ｐａ　（約３ｍＷ、Ｃ，）以下の圧力を加える ことによって、発生する膜横断圧力）を意味する。好ましい態様において、膜横 断圧力は膜の供給物側にのみ真空を適用することによって発生される。本発明に 有用な膜によって分離される流体は、低い膜横断差圧で分離されるガス、蒸気ま たは液体である。たとえば、本発明はガスの分離、液体からの揮発性蒸気の分離 （完全蒸発）、液体からの高分子量または大粒子径の物質の分離に使用すること ができる。好ましくは本発明の膜は高分子量物質または大粒径物質を液体から分 離するために使用される。たとえば飲料水製造のための水からの粒子状固体およ び高分子量物質の除去である。好ましい膜は限外濾過法およびミクロ濾過法に有 用な膜である。このような膜は一般に１０，０００以上の、更に好ましくは２０ ，０００以上の、最も好ましくは５０，０００以上の分子量カットオフをもつ。

一般にこのような膜は５ミクロン以下の、好ましくは２ミクロン以下の粒径をも つ物質を液体流から除くことができ、更に好ましくはこのような膜は１００，０ ００以下の分子量カットオフをもつ。

図示する態様において、この膜ユニットは示す順序で配列され、好ましくは相互 に平行に配置される。複数の膜ユニットの内面は膜ユニットからの浸透物の流れ を促進するために１つ以上の共通区域中に開放される。この共通開放区域は第１ の流体流系統から密封される。この共通開放区域は膜ユニットの内面から浸透流 体を流れさせ、従って第２の流体流すなわち浸透流系統の一部である。共通区域 は平らなシート膜対の積み重ねの縁にそって存在することができるか、あるいは 中空のシートもしくは管の束の端部に存在することができる。好ましい態様にお いて、順序立った膜の２つの端部もしくは縁は硬化バインダーで結合させること によって密封される。作用なバインダーは配列した膜を一緒に保持し、硬化した ときに流体不浸透性密封を形成するバインダーである。使用しつる硬化性バイン ダーとして、硬化前に流動性であるが硬化後に比較的剛性の固体ポリマーを形成 する物質があげられ、例としてエポキシ樹脂およびポリウレタンがある。膜ユニ ットの浸透物側は濾過ユニットの少なくとも１つの縮合端部上で開放している。

濾過ユニットの膜の両方の端部もしくは縁は開放していてもよい。膜ユニットの 一方または双方の端部もしくは縁が開放しているか否かは膜分離装置の所望の分 離および設計に依存する。高いフラックスが望まれる場合には、膜ユニットの一 方の端部もしくは縁のみを開放させるのが望ましい。

膜ユニットの端部または縁のまわりの硬化バインダーはカセット枠に密封を作っ て膜の開放内面を膜ユニットの外面から密封する。この膜ユニットの密封端部は 枠の浸透物収集室に開放連通して近くの膜ユニットから膜を通って浸透する流体 の除去を可能にする。それぞれの浸透物収集室は膜力セットユニットから浸透物 を除去するのに適している。

膜支持体は複数の膜ユニットのまわりに配置したケーシングまたは枠でありうる 。これによって連通しない２つの流体流の系統が存在することによる。第１の流 体流系統は膜ユニットの外面もしくは自由側と接触し、供給流体を膜ユニットと 接触させるのに適している。第２の流体流系統は膜ユニットの内面もしくは浸透 物側から浸透物を除去するのに適している。ケーシングは浸透収集室を作るのに 適している。この浸透収集室は膜ユニットの浸透物側と接触し、膜を通って膜の 内部に浸透する流体を受入れるのに適している。浸透収集室はまたカセットユニ ットから浸透物を除去するための出口をもつ。

支持体は供給流体を膜ユニットの供給物側に接近させる。従って、支持体は、膜 の一端または両端の硬化性バインダーと組合せて、供給物の流れ系統を浸透物の 流れ系統から密封する。１つの好ましい態様において、支持体は膜のまわりに配 置した４面体のボックスもしくはケーシングであり、ボックスの一端で少なくと も１つの浸透収集室をもち、これがボックスの残余から密封されている。ボック スの２つの面は供給流体を膜ユニットの供給物側に接近させるように開放されて いる。ボックスは、膜ユニットの支持体を形成しうる、膜と接触させる流体に対 して不浸透性の、そしてこのような流体と反応しない、いかなる材料からも製造 することができる。好ましくは、ケーシングは金属、プラスチック、ガラスファ イバー、または複合物から製造される。

前述のように、膜ユニットに配列させた支持体は２つの流れ系統を作る。第１の 系統は流体を膜ユニットの供給物側に接触させるように分離させることを可能に する供給物流系統である。第２の流れ系統は膜ユニットの付近から膜を通って浸 透する流体を除去するように設計された浸透物除去系統である。

１つの態様において、ケーシングは２つの分離した濾過ユニット、すなわち２重 カセット、を含むことができる。好ましくは、濾過ユニットの膜はケーシングの 対向端部の浸透物出口に開いており、膜ユニットは膜の浸透物側からの１つの出 口のみをもつ。別の態様において、それぞれのユニットからの膜は溶接によって 開口とは反対の端部で密封することができる。

一般に、濾過ユニットは第１に膜層を相互に平行に配置することによって製造で きる。その後に、濾過ユニットの１方の又は双方の端部を、たとえば端部を硬化 性バインダーと接触させることによって及びバインダーを使用することによって 、密封する。これによって膜ユニットの端部は濾過膜ユニットの端部と膜ユニッ トの供給物側との間で密封される。その後に、膜の密封端部の一部は濾過ユニッ トの一端または両端から注意深く切り離して膜ユニットの内面もしくは浸透物側 を露出させることができる。上記の濾過ユニットの製造は、それらをケーシング と接触させる前に行うことができ、あるいは膜ユニットかケーシング中に配置さ れた後に行うこともできる。

１つの態様において、一連の平らなシート膜を使用してカセットユニットを作る ことができる。このような態様において、平らなシートは長方形（たとえば正方 向）で対に配置することができる。平らなシートの寸法は、所望の最終用途に好 適な任意の寸法でありうる。この系の顕著な利点は、膜が大きな面積をもちうる ということである。寸法の選択は所望のフラックス、流量および膜横断差圧に依 存する。好ましくは、平らなシート膜は１００ｍｍ以上の、更に好ましくは２０ ０ｍｍ以上の、最も好ましくは４００ｍｍ以上の幅をもつ。好ましくはこのよう な膜シートは２０００ｍｍ以下の、更に好ましくは１０００ｍｍ以下の、最も好 ましくは５００ｍｍ以下の幅をもつ。このような膜シートは好ましくは１００ｍ ｍ以上の、更に好ましくは２００ｍｍ以上の、最も好ましくは４００ｍｍ以上の 長さをもつ。好ましくはこのような膜シートは２０００ｍｍ以下の、好ましくは １０００ｍｍ以下の、最も好ましくは５００ｍｍ以下の長さをもつ。ｌの態様に おいて、膜対のそれぞれの膜の間にはスペーサが配置される。このようなスペー サは当業技術において周知であり、スペーサの選択は使用する系の分離に応じて 変わる。膜スペーサは膜ユニット中の浸透物の流れ及び膜ユニットからの浸透物 の除去を促進するのに使用される。別の態様において、膜ソートの隣接する対の 間にスペーサを配置して膜への供給流体の流れを促進するのか望ましい。使用し うるスペーサは当業技術において周知であり、その選択は行うべき分離に応じて 変わる。米国特許第５０８４２２０号には好ましいスペーサユニットの記述がな されている。

本発明の平らなシート膜ユニットは米国特許第５０８４２２０号に記載の方法に よって作ることができる。特に、封筒形状の膜ユニットは正方形または長方形の 膜シートを、相互の頂部に、すへての四辺にそってシートを溶接またはニカワ付 けによって合体させて配置することによって好ましくは製造される。スペーサの ユニット又は要素は、溶接またはニカワ付けの前に、前述のように膜層の間にサ ンドインチ状にはさむことかできる。任意に、後に必要に応じて硬化性バインダ ーと接触させる区域の表面は、膜ユニットへのバインダーの接着を改良するため に、処理することができる。膜ユニットの積み重ね、及び任意に外部スペーサ要 素、は組み立てられ、そして硬化性バインダーか、この積み重ねの一端または二 つの対向端の膜の間の相互空間の中に、導入される。バインダーか硬化した後に 、膜ユニットの周縁部およびそれらの間に配置したスペーサ、ならびにバインダ ーが表面から除去される。この場合のバインダーは膜ユニット間のすきま又は開 口中に既に導入されたものである。膜材料の除去は、所望の開口が膜ユニットの 縁にそって形成されて浸透物の除去か促進され、これによってバインダーによっ て形成されたジヨイントの残余の部分が悪影響を受けず密封として働く、ときに 完了する。その後に濾過ユニットのまわりにケーシングを作ることができる。ケ ーシングは、バインダーに適当な手段によって溶接を行って適当な密封および浸 透収集室を作ることによって作ることかできる。別の態様において、膜の積み重 ねを予め形成したボックス中で作り、その後に酸化性バインダーと接触させるこ とに作ることもてきる。バインダーと膜が積み重ねの１端または両端から切り離 された後に、枠は完成する。

別の態様において、膜は中空繊維または中空管の形態でありうる。

この態様において、中空繊維または中空管の薄い層が成形用ボックス中で相互に 平行に配置される。その後に、少量のバインダーを中空繊維のいずれかの端部に 導入して中空繊維を一緒に結合させる。

任意に、バインダーの１つ以上の支持ストリップをバインダーの端部ストリップ の間に配置して中空繊維の中央を支持することができる。その後に、−緒に結合 させた複数のこれらの中空繊維の層を成形用ボックス中に配置して所望の高さに 積み重ね、追加の硬化性バインダーを中空繊維の端部に加えて中空繊維の層を一 緒に結合させる。次いで、中空繊維の積み重ねの一端または両端を注意深く開い て中空繊維の端部を露出させ、積み重ねを一緒に結合させるに十分なバインダー を残し、浸透流系に開いた中空繊維の端部と供給流系に開いた中空繊維の外側と の間に密封を形成する。その後に、適当なケーシングを前記の中空繊維の積み重 ねのまわりに作ることができる。

平らなシート膜を使用する態様において、濾過ユニット中の平らなシート膜の数 には物理的制限はない。臨界点は系の所望のフラックスと流量であり、これは特 定の用途に応じて変わる。平たいシートの形体においては、好ましくは２００枚 以下のシート、更に好ましくは１００枚以下のシートが存在する。好ましくは５ ０枚以上のソート、更に好ましくは７０枚以上のシートが存在する。

本発明の装置はまた、膜ユニットへの及びこれらにそった供給流体の流れを発生 させるための手段をも含む。これは、供給流体か膜ユニットそって流れ、それに よって膜ユニットの効率および分離を改良することを確伴するのに適している。

この手段は、供給流体を膜ユニットに沿って及び膜ユニットに接触して流す任意 の手段でありうる。この手段は川または流れ、重力によって生ずるような自然の 流れであることができ、あるいは流体を適当な方法で流れさすポンプ又はプロペ ラを使用して発生させることもできる。供給流体か液体でありそこから高分子量 物質または大粒径物質を除去しようとする場合の態様において、膜にそって供給 流体を循環させるプロペラか好ましい手段である。好ましくは、供給流は膜の表 面に平行な方向に供給物が流れるように発生される。

本発明の系または装置は、浸透物収集室から浸透物を除去するための手段、を更 に含む。これは浸透物収集手段および系から浸透物を除去する機能をもつ任意の 手段でありうる。浸透物を除去する手段はそれぞれのカセットの浸透出口に、従 ってそれぞれのカセッ１〜の浸透収集室に接続した一連の導管でありうる。ある いは、浸透除去手段はそれぞれのカセットを付属するマニホルドであってもよい 。

一連の導管もしくはマニホルドは従ってカセットの近くから浸透物を除去する手 段に接続される。好ましくはこの手段はそれぞれのカセットユニットからの浸透 収集室および浸透出口のすべてと一体化される。

本発明の系もしくは装置は更に、膜の内面もしくは浸透物側の圧力を至大気圧に 減少させることによって膜横断差圧を発生させる手段を含む。１つのこのような 手段は膜ユニットの浸透物側を真空にかける手段である。任意に、追加の膜横断 圧力を、膜の供給物側に比較的低い圧力を適用することによって発生させること かできる。

膜の供給物側に圧力を加えるために周知の任意の手段を使用することができる。

このような態様においては圧力容器を使用しなければならない。膜ユニットの供 給物側に加えつる圧力は比較的低いという事実にかんがみ、圧力容器の要件は厳 格ではなく、系に著しいコストを加えない。膜の供給物側に加えうる供給圧力は 好ましくは１０’　Ｐａ　（約１０ｍ　Ｗ、　Ｃ，（水柱））以下、更に好まし くは３０．０ＯＯＰａ　（３ｍ　Ｗ、Ｃ，）以下でありうる。膜の供給物側に加 える供給圧力は２０．　０００Ｐａ　（０，２ｍ　Ｗ、　Ｃ，）以上、更に好ま しくは５０．　０００Ｐａ　（０，５ｍ　Ｗ、　Ｃ，）以上でありうる。膜ユニ ットの浸透物側の圧力を至大気圧に減少させることのみによって膜横断差圧を発 生させるのが好ましい。これは真空を適用する手段を浸透流系の一部として浸透 物除去手段に組み入れることによって達成させることができる。一般に、真空を ユニットの浸透物側に適用しうるポンプが使用されつる。当業者は圧力を減させ る好適な手段を認識するであろう。好ましくは浸透物側の圧力は１バール絶対圧 以下であり、更に好ましくは０．６バール絶対圧以下である。好ましくは膜の浸 透物側の圧力は０．１バール（ＩＯ９０００Ｐａ）以上であり、最も好ましくは ０．３バール（３０，０００Ｐａ）以上である。一般に膜横断圧力は０．８バー ル以下、更に好ましくは０．６バール以下である。好ましくは膜横断差圧は０゜ １バール（１０，００ＯＮｍ２）以上であり、最も好ましくは０゜３バール（３ ０，００ＯＮｍ２）以上である。低い膜横断差圧を使用する利点は、膜の汚れか 少なくて、逆洗浄以前に長時間膜を使用しうるということである。

膜横断差圧の選択は分離を膜の性質と分離すべき物質の性質によって影響される 。膜の浸透物側に真空を適用するのに使用しつる真空ポンプは、当業者に知られ ているもののいずれかであることができ、好ましくは１．　５ｍ　Ｗ、　Ｃ，（ すなわち８５，０００Ｐａの絶対圧）またはそれより良好な真空を発生しうるち のである。このポンプは８．０ｍ　Ｗ、Ｃ，（２０，０００Ｐａ）以下の特に３ ゜０ｍ　Ｗ、Ｃ，（７０，０ＯＯＰａ）以下の真空を発生させることができる。

別の態様において、浸透物を除去するための手段はウェル（井戸）中のポンプと 共にウェルに取り付けることができる。ウェルの使用は効率のわるいポンプを使 用して、ウェルを使用しない効率的なポンプによって与えられるのと均等な真空 を浸透物側に適用することを可能にする。たとえば良好なポンプは８〜９ｍ　Ｗ Ｃ，（１０，０００〜２０，０００Ｐａの絶対圧）の真空を発生させうるか、１ ０ｍ深さのウェルを使用してウェルの下３−４ｍにポンプを配置することかでき る。この場合、完全真空（水の蒸気圧によって限定される）は６〜７ｍ　Ｗ、　 Ｃ，の真空を発生するポンプによって発生させることができる。

本発明の装置はまた、カセット近くから濃縮物を除去するための手段をも含む。

ここに使用する濃縮物とは、膜を横断して又は通って浸透しない供給流体の部分 を意味し、ふつうリチンテート（保留物）とも呼ばれる。カセットの近くから従 ってシステム又は装置から流体を除去する任意の手段を使用することができる。

本発明の装置は更に、ガスたとえば空気、窒素あるいは類似のガスを膜力セット 付近に注入する手段を含む。このような手段は当業技術において周知であり、膜 のりテンテートの粒状物質の蓄積を防ぐために存在する。空気ジェットまたは穴 をもつ膜装置中へのパイプまたはホースの配置はガスを装置に注入するとりわけ て好ましい手段である。好ましくは、このような手段は膜力セットに密接して配 置される。好ましくは、ガス注入手段は、注入したガスの流れか分離されるへき 流体とは反対であるように、更に好ましくは膜面に平行になるように配置される 。ガス注入の使用か流体流と反対の流れと組み合わさってバックフラッシングを 形成するとき、このような粒状物質の除去は特に有効である。

本発明の装置は付加的に、膜力セットを保持するのに適した且つそれらを供給流 体と接触させるのに適した容器を含む。この容器は、膜力セットを含みこれらを 供給流体と接触させる働きをする任意の容器または包囲体でありうる。１つの態 様において、陶容器たとえば上申の孔もしくは分割物であることができ、川、湖 、流れ、または池の堤および底であることができる。別の態様において、容器は 上記のように働きうるすべての種類の容器でありうる。この容器は供給物質によ って悪影響を受けない又は供給物質に悪影響を与えないいずれかの材料から構成 されうる。好ましい物質の中心は金属、プラスチック、コンクリート、ガラスフ ァイバーおよび複合体がある。１つの態様において、容器は比較的低い超周囲圧 力を取扱いつる圧力容器でありうる密封容器でありうる。分離すべき流体が蒸気 またはガスであるとき、あるいは低い圧力を膜の供給物側に適用するのが望まし い場合に、圧力容器が望ましい。あるいはまた、容器は周囲環境に開放されてい てもよい。本発明の装置に使用される容器は好ましくは、大気圧より高い圧力で 使用するのに特に適したというわけではない、たとえばコストのかかる特別な容 器ではない、単純な容器である。

本発明の装置は付加的に、装置に供給物流体を導入するための手段を含んでいて もよい。この手段は分離すべき物質を膜ユニットに与えて適当な分離を行わせる のに適している。この手段は供給流体を膜ユニットと接触させる任意の方法であ りうる。これは流体の輸送を行いつるチャンネル（溝）、パイプまたは導管であ りうる。供給物を導入する手段は単に供給物を系に導入する口でありうる。

カセットは、それぞれのカセットが浸透物除去手段に接続されているならば、支 持体付きの又は支持体のない容器中に配置することができる。好ましくはカセッ トは支持手段によって容器中に配置または支持される。このような支持手段の目 的は、カセットの位置を最適の場所に配置して供給流体流を膜ユニットに対して 最適化することにある。このような支持手段は容器またはスリーブまたはブラケ ットまたは類似物中に配置しうるラックでありうる。これらは容器に直接に取り 付けることができ、カセットを所望の位置に支持しうるものである。使用される ラックは自由起立性のものであることができ、あるいは容器中に固定することも できる。１つの好ましい態様において、使用するラックは少なくとも１つの密封 マニホルドを含み、このマニホルドはそれぞれのカセットの浸透物出口と連通し て配置することができ、従って浸透物除去手段中に一体となって存在する。

本発明の製造は更に、膜を逆洗浄する手段を含むことができる。

本発明の系もしくは装置を使用する分離の多くにおいて、膜を通らず追加の供給 流体が膜ユニットに接近するのを制限し、それによって膜ユニットを汚す有用な 物質かありうる。このような物質を除くために、膜ユニットを逆洗浄することが できる。逆洗浄は、浸透物側から供給物側に液体を押出して膜ユニットを汚す物 質を除去することによって行なわれる。−膜を逆洗浄する手段は当業技術に常用 されるいづれかの手段であることができる。好ましくは、若干の形体のポンプを 使用して浸透物側に圧力を与え、浸透物側に対する及びそこを通る液体を供給物 側に押圧する。このような圧力を加えるために別のポンプを使用することができ る。あるいは浸透物側の圧力を減少させるために使用するポンプか可逆ポンプで あることもてきる。これは液体を浸透物側に対して逆に押すように可逆性であり うる。１つの好ましい態様において、本発明の装置は膜を逆洗浄するのに使用す る液体を含む追加のタンクを含む。膜を浸透する逆洗浄液を除去するための別の 導管を装置中にくみ入れることができる。

このような手段は逆洗浄した物質を逆洗浄タンクにリサイクルすることかできる か、あるいはそれを装置から除くことができる。分離したポンプを使用して膜の 浸透物側に真空を適用するか、あるいは膜を逆洗浄する態様において、導管とパ ルプの別のセットが浸透液除去と逆洗浄とを分離するのに必要である。このよう な導管、パルプ、およびポンプの設計と配列は当業技術の範囲内にある。このよ うな態様において、パルプを使用して膜の浸透物側と真空ポンプとの間の連結を オフにし、そして更に逆洗浄ポンプと浸透物側との間の連結を開き、それによっ て逆洗浄液体を膜の浸透物側に対して押圧させ膜を通って、膜ユニットの供給物 側を通る汚れを清浄にする。

本発明の１つの態様において、濃縮物を供給物入口にまたは容器内に戻してリサ イクルさせることができる。この態様において、供給流体は所望濃度の濃縮物か えられるまで絶えず循環させる。ボン、　プが容器内の物質を絶えず循環させる 本発明の実施において、別の再循環ポンプおよびパイプまたは導管は必要ではな いけれども、このような別のポンプおよび導管は装置から排除されない。装置か 容器それ自体の中で供給物を絶えず再循環させうるという事実は本発明の装置の 固有の利点である。本発明の別の態様において、浸透物を供給物入口に戻してリ サイクルさせることが望まれることがある。

これは、浸透物が所望の生成物であり膜中のワンバスの結果として浸透物の品質 か不充分である場合に望ましい。再循環を行なうすべての手段か好適であるが、 好ましい一連の導管またはパイプおよびポンプを使用して再循環を行なうことか できる。１つの態様において、単純なチャンネル（流）を使用して物質を膜の供 給物側に戻して再循環させることができる。

付加的に、容器にはオイル・スキマーを備えることができる。供給物か非混和性 液体の混合物を含む場合には、供給物を膜ユニットと接触させる前に非混和性成 分の１つをすくいとるように装置に通常のスキマーをくみ入れるのか望ましいこ とがある。別の態様において、供給物入口に熱交換器をくみ入れることか望まし いことかある。これは温度か分離に対して臨界的である態様において有用である 。通常の熱交換器を使用することかてきる。

一般に、本発明の装置または系は次のようにして操作することかてきる。浸透法 および濃縮法もしくは保持法に分離すべき流体混合物を供給液入口から容器に供 給する。供給流体を膜の供給物側と接触させる手段は、好ましくは供給物流体が 膜の表面に平行に流れるように操作される。好ましい態様において、プロペラま たは再循環ポンプを使用して膜面にそった流れを保持する。同時に、浸透物側に 真空を適用して膜横断差圧を発生させる。任意に、膜の供給物側は前述のように 加圧して膜横断差圧を増大させることができる。膜を通って浸透する物質は浸透 物流から除かれる。所望ならば濃縮物もしくは浸透物はリサイクルさせることも てきる。本発明の系もしくは装置はワン・バス系として又はリサイクル系として 操作することかできる。ワン・バス系において、供給物は膜を１回だけ通過して から次いて膜の近くから除かれる。リサイクルの態様においては、浸透物および 保持物（リチンテート）のいづれか一方または双方か膜への供給物としてリサイ クルされうる。リサイクル系は、所望の生成物（浸透物または保持物のいずれか ）が膜の１回通過では所望の品質に達しないときに好適である。好ましい態様に おいて、本発明の装置を使用して、液体から高分子量物質または大粒径物質を分 離する。たとえばバクテリアまたは粒状物質を表面水から分離する。

別の例は発酵ブロマから酵素または醗酵ブロマ製品の分離である。

本発明を操作する好ましい態様において、膜横断圧力は前述のとおりである。好 ましくは、膜を通る流量はｌ０Ｉｌ／ｍ２　・ｈ以上、更に好ましくは３０１／ ｍ２　・ｈ以上、最も好ましくは５（１７／ｍ２・ｈ以上である。好ましくは、 このような流量は３０００１／ｍ２・ｈ以下、更に好ましくは＋０００１／ｍ” 　・ｈ以下、最も好ましくは５００ｆ／ｍ２　・ｈ以下である。高分子量物質お よび大粒径物質を流体から除く好ましい態様において、これらの物質を、供給液 流か膜ユニットにそって流れ、浸透物収集手段がカセット膜要素の側にあるよう に、循環させるのが好ましい。これは、重力が膜面にそった供給流を制御もしく は助けるのに使用されつるという点で利点をもつ。

本発明の装置は膜ユニットの外面にそって低い圧力低下か存在する場合にとくに 有用である。ここにいう圧力低下とは、供給流体との初期の接触点から保持流（ リチンテート）が膜の外面との接触から除かれる膜面にそった点までの膜外面の 圧力差のことを意味する。

好ましくは圧力低下は０．５バール以下、更に好ましくは０．２バール以下、最 も好ましくは０．１５バール以下である。好ましくは圧力低下はゼロに近い。更 に好ましくは圧力低下は０．０５バ一ル以上、更になお好ましくは０．１０バー ル以上である。供給流体か膜力セットユニットの頂部から底部に下降する好まし い態様において、圧力低下はゼロに近づきうる。

本発明の好ましい態様を図面を参照して説明する。図１は本発明による装置の側 面図であり、カセット膜を含むタンクを部分的に破断して示す。図１はそれぞれ のカセット（１２）の側に浸透物出口（１３）をもつ４個の膜力セット（１２） を含むタンク（１１）を示している。カセット（１２）はラック（１４）上に支 持されている。管（１６）に含まれるプロペラ循環ポンプ（１５）か更に示され ている。この管の頂部にはタンク（１１）に供給物を導入するための入口（１７ ）（図示されていない）がある。プロペラ・ポンプ（１５）を取付けた管（１６ ）は底部か部分的に開放されており、膜力セット（１２）の下のタンク（１１） 中の開放区域間に接続かある。プロペラ（１５）は供給物を循環させる機能をも つ。それによって供給物は膜力セット（１２）を通って下に流れる。逆洗浄タン ク（１８）が示しであるが、これは膜力セット（１２）を逆洗浄するのに使用す る流体を保持するのに適している。ポンプ（１９）か示されているか、これは膜 力セット（１２）の真空を適用するのに、あるいは逆洗降流体を加圧して膜力セ ット（１２）を逆洗浄するのに適している。ポンプ（１９）は浸透物出口接続を 介して膜力セット（１２）の浸透物出口（１３）に接続される。浸透物出口接続 （図１には示していない）はパイプ（２０）に接続され、バイブ（２０）からポ ンプ（１９）への流れはバルブ（２１）によって制御される。浸透物は導管（２ ２）および浸透物出口（図１には示していない）を経て装置から除去することが できる。導管（２２）中のバルブ（２３）は浸透物を導管（２４）を経て逆洗浄 タンクに向けるのに適している。バルブ（２５）は逆洗浄タンク（１８）をポン プ（１９）に接続する。導管（２６）は導管（２２）を導管（２０）に接続する 。導管（２６）にはバルブ（２７）が配置されている。導管（２６）およびバル ブ（２７）はポンプ（１９）による流体の導管（２０）への戻しポンプ輸送を促 進し、従って膜力セット（１２）の浸透物側への逆洗降流体のポンプ輸送を促進 する。

図２は図１に示す装置の頂面図である。１次タンク（Ｉ　Ｉ）、３個の膜力セッ ト（１２）、及びプロペラポンプ（１５）（図示していない）を含む管（１６） の頂部が示されている。図２は供給物入口（１７）、逆洗浄タンク（１８Ｌポン プ（１９）、および膜カセッ１−（１２）から浸透物を除去するための導管（２ ０）を示している。浸透物導管（２０）からポンプ（１９）への流れを制御する のに適したバルブ（２Ｉ）の部分図も示しである。ポンプ（１９）から流体をは こび去るのに適した導管（２２）、および導管（２２）に一体化されてポンプ（ １９）から導管（２４）を経て逆洗浄タンク（１８）に流れる流体流を制御する ためのバルブ（２２）も示しである。逆洗浄タンク（１８）からポンプ（１８） への流れを制御するのに適したバルブ（２５）も示しである。導管（２６）およ びバルブ（２７）も示しである。この頂面図には浸透物導管（２０）と共に膜力 セット（１２）の浸透物出口（１３）を制御するのに適したタンク（１８）のそ れぞれの側の４つの浸透物コネクター（２８）も付加的に示されている。バルブ （２９）は導管（２２）に接続され、浸透物を管（１６）またはタンク（１８） に再指向させて浸透物を供給流として再循環させるのに適している。装置から浸 透物を除去するための浸透物出口（３ｏ）も示しである。浸透物出口（３０）へ の浸透物の流れはバルブ（３１）によって制御される。

この装置の操作を図１および２を参照して説明する。供給流体は供給物入口（１ ７）を介して管（１６）を通してタンク（１１）に導入される。この装置は次の ようにしてスタートアップさせうる。

バルブ（２１）、（２３）、（２７）、（２９）および（３１）を閉じる。バル ブ（２５）を開いてポンプ（１９）を始動させる。バルブ（２３）を開いて流体 を逆洗浄タンク（１８）に戻して循環させ、バルブ（２１）を開いてポンプ（Ｉ ９）を膜力セット（１２）からの浸透物から抜き出す。バルブ（２５）を、０． １−０．２バールの真空かえられて空気か膜力セット（１２）から取出されるま で、閉じる。空気のすべて又はほとんどか膜力セット（１２）から除去されたと き、バルブ（２３）を閉じバルブ（３１）を開放してモジュールを操作状態にす る。その後に循環ポンプ（１５）を始動させ、タンク（１１）内の液を循環させ る。これによって液体は頂部から膜力セットに入り、膜面にそって底部に下降し て流れる。膜中を浸透する流体は浸透物出口（１３）を通って膜力セットから取 出され、浸透物出口コネクター（２８）によって導管（２ｏ）に移される。浸透 物は導管（２０）およびバルブ（２１）を通ってポンプ（１９）に流れる。導管 （２２）は浸透物をポンプ（１９）からはこび去る。導管（２２）において、浸 透液は導管（２４）およびバルブ（２３）を通って逆洗浄タンク（１８）にリサ イクルし、７＜ルブ（２９）を通って供給物タンクに循環するか、あるいは出口 （３０）を通って装置から除去される。濃縮物は濃縮物出口（３０）（図示して いない）を経由して装置から除去しうる。

膜力セット（１２）の逆洗浄は、バルブ（２５）を開放し、ノくルブ（３１）を 閉じ、そしてバルブ（２６）を開放する、ことによって行なうことかできる。逆 洗浄タンク（１８）からの流体はポンプ（１９）を介して導管（２２）および（ ２６）を導管（２０）に、逆に浸透物のコネクター（２８）および浸透物出口（ １３）を通って膜力セット（１２）にポンプ輸送される。逆洗浄が完了したら、 モジュールは前述のように操装態様に戻すことができる。

図３および４は２５枚のダブル膜力セットのラックを示す。図３は２５枚のダブ ルカセットラックの透視図を示す。特に、ラック（３３）はラック（３３）中に 配置した２５枚のダブル膜カセット（３４）を含み、膜力セット（３４）の頂部 は開放していて膜面にそって流体を膜力セット（３４）を通って下降して流すよ うになっている。更に、ダブル膜力セット（３４）のそれぞれの側の浸透物マニ ホルドチャンネル（３５）も示しである。この浸透物マニホルド（３５）に接続 して浸透物出口（３６）がある。ラック（３３）の一端にはラック（３３）中に 膜力セット（３４）を保持するだめの突起（３７）がある。

図４はラック（３３）の端部の破断図てあり、その膜は２つの濾過ユニット（３ ８）をもつダブルカセット（３４）を含む。この膜力セット（３４）は突起（３ ７）によって支持されている。浸透物コネクター（３９）を通ってダブル膜力セ ット（３４）の浸透物出口（４０）に到る浸透物マニホルド（３５）の接続も示 されている。

図５．６および７は本発明の範囲にある大開口分離装置を示すものである。図５ は開放チャンネルのラック膜力セット装置の頂面図であり、２つの隣接する１０ 個のラック（３３）の列を示す。それぞれのラックは２５枚のダブル膜力セット （３４）を含む。２つの隣接列の間の供給物チャンネル（４１）も示しである。

供給物チャンネル（４１）の中央には循環ポンプ（４２）があり、これは膜力セ ット（３４）に流体を循環させるように設計されている。これによって流体は膜 面に隣接する膜力セット（３４）を通って下降する。

一連の出口（３６）も示されているが、これは浸透物マニホルド（４３）に連結 されており、膜力セット（３４）付近から浸透物を除去する。浸透物マニホルド にはポンプの場（４４）が取付けてあって、膜力セット（３４）中の膜の浸透物 側に真空を適用するのに適している。浸透物はウェル（井戸）の底から除くこと ができる。

ウェル底部からの浸透物の除去は、膜ユニットの浸透物側の真空の発生と維持を 助ける。装置に供給液体を加えるための入口チャンネル（４５）も示されている 。コンクリート容器（４６）の輪郭も示されているが、これは供給流体をダブル 膜力セット（３４）のラック（３３）に接触させるのに適している。

図６は図５に示す開放チャンネル分離装置の側部破断図である。

この装置は一連のラック（３３）をもつコンクリート容器（４６）の輪郭を示し ている。これは浸透物出口（３６）によって接続されており、更に浸透物マニホ ルド（４３）にも接続されている。ラック間の中心には循環ポンプ（４２）（図 示していない）を含む供給物チャンネル（４１）がある。この容器（４１）は濃 縮物チャンネル（４７）を生ずるように設計されている。濃縮物タンク（４６） 中の、ラック（３３）を支持する濃縮物支持体（４８）も示されている。水のレ ベルは線（４９）で示されている。

図７は同じ装置の側から取り去った部分カットを示している。これは一連の３個 の隣接ラック（３３）を示し、う・ツク（３３）の突起（３７）によって支持さ れる３個のダブル膜力セット（３４）を説明している。コンクリート・タンク（ ４６）中のラックを保持するように設計されたコンクリート支持体（４８）も示 されている。

更に、浸透物出口（３６）および浸透物マニホルド（３５と４３）も示されてい る。

図８．　９．　１０および１１は中空繊維カセットの組立体の種々の段階のもの を示している。図８は固化性バインダー（５３）中に埋めこんだ中空繊維（５２ ）の単一層（５１）の端部図を示す。図９は硬化性樹脂（５３）に埋めこんだそ れぞれの端部をもつ一連の中空繊維（５２）を備えた頂部からの同じ層（５１） を示す。更に示すのは中空繊維（５２）に平行な硬化性樹脂のストリップ（５４ ）である。このような補強ストリップ（５４）は補強の必要に応じて中空繊維（ ５１）にそって固定間隔て配置することができる。また中空繊維（５２）に垂直 に走行する補強層（５５）も示されている。

図１Ｏは積み重ねに製作した一連の中空繊維層（５１）を示す。

それぞれの層（５１）は中空繊維（５２）の端部（５３）で硬化性バインダー（ ５３）中の一連の中空繊維膜（５２）をもち、それらを所定の場所に保持する。

それらの各層の硬化性バインダー（５３）の間に硬化性バインダ一層（５６）が 見出されるが、これは中空繊維（５２）の各層（５１）を−緒に結合する。図１ １は図１０の示すのと同じ組立体の側面図を示す。この図はそれぞれの端部を硬 化性バインダー（５３）中で結合させた中空繊維（５２）からなる一連の中空繊 維層（５１）を示す。これらの層（５１）のそれぞれはそれらの端部において硬 化性バインダ一層（５６）によって−緒に結合される。このバインダ一層は、中 空繊維（５２）を所定の場所に保持する硬化性バインダー（５３）ストリップを 一緒に結合させる。この図には層間の開放区域（５７）も示されている。これは 中空繊維（５２）間の流体の流れを可能にし、供給流体と膜との必要な接触を生 ぜしめて供給流体の一部の中空繊維膜（５２）中への浸透を可能にする。

図１２に示す濾過ユニットは、対で配置した１００枚以上の膜（たとえば６１． ６２）からなる膜積み重ね（６０）、およびネートもしくはウェブ（６３）の形 体のスペーサせ含む。スペーサはそれぞれの対の膜（６１，６２）はそれぞれの 対（６１，６２）の膜の間に配置されていて、膜（６１，６２）を相互に距離を 置いて保持するのに役立つ。これによって浸透物は膜（６１，６２）にそって下 記のように浸透物収集室に向けて流れることができる。対の膜（６１，６２）は ネットまたはウェブ（６４）の形体のスペーサによって相互に間隔をおいて配置 される。間隔はネットまたはウェブ（６３）よりも粗い。膜の積み重ねの端部に は端板（６５）が備えてあり、この端板は膜の積み重ね（６０）の下側で底板（ ６６）によって相互接続されている。

積み重ね（６０）の側面には支持リブ（６７）があり、リブの端部は端板（６５ ）の縁のスロット中で締着されている。

濾過装置の側面は頂板（６９）によって構成されており、頂板は端部片（７１） と−緒になって積み重ねの頂部で浸透物収集室（７２）を形成している。この１ （７２）には横方向支持リブ（７３）か備えてあり、そこではアーチ状の切込み が頂部で作られて室（７２）に集めた浸透物を浸透物出口（７５）に向けて流す 。

図１２に示す濾過装置（ユニット）は有利には次のようにして製造される：それ ぞれの支持リブ（６７）の一端を端板（６５）のうちの１つの対応する周縁スロ ット（６８）に挿入し、内部で溶接する。次いで介在するスペーサ（６３）をも つ膜の必要な数の対を、それぞれの対（６ｊ、６２）の２枚の膜（６４，６２） の間にネットまたはウェブ（６３）を配置し、それぞれの対の膜を接着によって 又は熱密封によって３つの縁にそって閉じることによって、製造する。このよう にして作った膜の対は、次いて対の間のスペーサ（６４）の介在と共に端部ウェ ルの上に相互に積み重ねられる。他の端板（６５）は今や積み重ねに対向して配 置され、リブ（６７）の自由端を端板の周縁スロット（６８）中に導入し、それ らを内部で溶接することによって支持リブ（６７）により接続される。

形成用物質もしくはバインダーは今や装置の頂部および底部から対の膜（６１， ６２）の間のすきまに導入する。成形用ボックスのそれぞれ反転および右方の位 置にユニットを配置することによってこれが行なわれる。ボックスには成形材料 が部分的に充てんされ、これもスペーサ（６４）のすきまに浸透する。成形材料 はユニットの頂部および底部の面からそれぞれたとえば４０ｍｍの距離にまで導 入される。成形材料の硬化の際に、成形用ボックスを除き、頂部および底部がこ のように処理されたときに、底部（６６）を２つの端板（６５）の間の所定位置 に溶接する。

このようにして製造したユニットの頂部を今や表面カッティングもしくは機械操 作にかけて材料のある深さまで除く。この深さは上記の距離よりも小さく、たと えば３ｍｍである。これによって自由通路がそれぞれの対（６１，６２）の２枚 の膜の間に確立される。

これは順次の対（６１，６２）の膜の間にスペーサによって形成される流路と連 通ずることなしに行なわれる。

最後に、浸透物収集室が形成されるが、これは支持リブ（７３）およびウェル部 分（７０，７１）と共に頂板（６９）ユニットに溶接することによって行なわれ る。

図１３は図４からの膜力セットにラック支持体の浸透物マニホルドを接続した拡 大図である。図１３は浸透物出口（４０）および浸透物マニホルド（３５）への 浸透物接続（３９）を通る浸透物収集室（７２）の接続を示す。浸透物収集室（ ７２）のリブ（７３）および切欠き（７４）も示されている。また浸透物出口（ ４０）の接続および浸透物接続（３９）のまわりの密封（７６）も示されている 。このようにして、浸透物収集室（７２）に収集された浸透物は、浸透物出口（ ４０）および浸透物接続（３９）を通って浸透物マニホルド（３５）に流れる。

マニホルドは浸透物を、それが装置から除かれる点まで、はこぶ。

下記の実施例は説明の目的のためにのみ示すものである。他に記載のない限り、 すべての部および％は重量基準である。

実施例 図１および２に示す装置を次の実施例のために使用する。装置は、４３５ｍｍＸ ４３５ｍｍの寸法の平らなシート膜の１００葉（対）をもつ４個の膜力セット、 を含む。それぞれの葉中のスペーサは０゜４ｍｍであり、葉の間の間隔は０．８ ｍｍである。この膜は、１０ｏ、ｏｏｏの分子量カットオフおよび５０　Ｃ１− ６００１／ｍ”　／ｈ／バールの純飲料水フラックスをもつポリビニリデンフル オライド限外濾過膜である。分離タンクおよび逆洗浄タンクの両者は４００１容 量をもつ。この装置を供給物タンクへの浸透物の循環を行ないながら操作した。

実施例１ 装置の水フラックスを２つの浸透物圧力水準で１５°Ｃにおいて試験する。それ らの結果を下記に示す。

４００１水中２１の濃度をもつラテックス／カラー混合物の試験を行なう。これ らの結果を下記に示す。

３０分後の逆洗浄は装置を始めの性能に回復させる。

実施例３ 膜装置を実施例２の後に飲料水でフラッシュする。１ｋｇのイーストを供給物タ ンクの４００１の水に加えて０．２５％のイースト溶液を作る。膜装置をスター トアップして長業間操業する。膜の操作状態を周期的に検査して次のように報告 する。

口９．１ Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　３ Ｆｉｇ、　４ Ｆｉｇ、＋３ Ｆｉｇ、　５ Ｆ″ｉ９．６ Ｆｉｇ、　７ Ｆｉｇ、　８ Ｆｉｇ、　９ 日９．１０ Ｆｉｇ、１１ Ｆｉｇ、　１２ Ｆｉｇ、　１３ フロントページの続き （８１）指定−ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧＲ，ＬＫ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、 　Ｎｏ、　ＮＺ、　ＰＬ、　ＰＴ、　ＲＯ，ＲＵ、　ＳＤ、ＳＫ、　ＵＡ、　Ｕ Ｓ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．次のＡ〜Ｄの要素すなわち、 Ａ．複数の膜とこれらの膜をそれらの周縁で支持する支持体とを含み、これらの 膜が複数の膜層の形体で与えられていて、それぞれの層がその周縁の少なくとも ２つで１以上の隣接膜層に、膜が供給物側と浸透物側を形成するように、密封さ れており、これらの膜のそれぞれの浸透物側が少なくとも１つの収集区域に開放 しており、且つ膜が膜の供給物側と浸透物側が膜を通る以外は連通していないよ うに密封されている、少なくとも１のカセット；Ｂ．供給物流体を膜の供給物側 と接触させる手段；Ｃ．浸透物を浸透物収集室から除く手段；Ｄ．膜の浸透物側 の圧力を亜大気圧に減少させることによって膜を横切る差圧を発生させる手段； を備えることを特徴とする膜流体分離装置。
2. ２．複数の膜カセットを保持する容器および供給物流体をそれぞれの膜カセット の供給物側と接触させる手段、およびそれぞれのカセットの収集区域容器から浸 透物を除去する手段、を更に備える請求項１の流体分離装置。
3. ３．膜が積み重ね伏に配置した長方形シートの形体にあり、シートの縁が膜の表 面に垂直な４つの面を形成するように整列されており、膜の積み重ねが４つの面 の少なくとも２つにそって硬化バインダーによって一緒に結合されている請求項 １または２の装置。
4. ４．膜層の積み重ねが２つの向き合った縁にそって硬化バインダーによって結合 されており、膜の隣接する対の縁がそれらの他の向き合った縁にそって相互に密 封されており、それによってそれぞれの隣接する膜の対の膜の間に、およびそれ ぞれの膜の対の間に流路ができてそれぞれ供給物側と浸透物側を形成している請 求項３の装置。
5. ５．膜の対のそれぞれのシートの間にスペーサが配置されていて膜の間の浸透物 の流れを促進する請求項４の装置。
6. ６．膜が分子量１０，０００から粒径５ミクロンまでの成分を液体流から分離す るのに適合したものである請求項１〜５のいづれか１項の装置。
7. ７．膜の浸透物側の減圧を膜の浸透物側に真空を適用することによって発生させ る請求項１〜６のいづれか１項の装置。
8. ８．供給流体を膜の供給物側と接触させるためのプロペラを含む請求項１〜７の いづれか１項の装置。
9. ９．次の諸工程すなわち、 Ａ．供給物の流れを請求項１〜８のいづれか１項の装置の膜の供給物側と接触さ せ； Ｂ．膜ユニットの浸透物側の表面の圧力を１０，０００〜８０，０００Ｐａに減 少させて供給流体の一部を膜中に浸透させ；Ｃ．膜を通って浸透する一部の供給 流体を膜の内面近くから除き；そして Ｄ．膜を通って浸透しない供給流体の部分を膜の外面近くから除く； 諸工程を含むことを特徴とする供給流体の流れを２成分に分離する方法。
10. １０．次の諸要素すなわち、 Ａ．下記のｉ）およびｉｉ）を含む複数の膜カセット、ｉ）比較的低い膜を横切 る圧力で流体分離を行ないうる膜構造物を含み、その膜構造物が連通しない内面 と外面をもち、複数の膜ユニットの内面が、膜ユニットから出る浸透物の流れを 促進するように１つ以上の共通区域に開いており、そのような共通開放区域が、 膜ユニットの内面近くから流れる流体が膜ユニットの外面と連通しえないように 、密封されている、複数の膜ユニットを備える１つ以上の濾過ユニット； ｉｉ）その１つ以上の濾過ユニットのまわりに配置した枠組を含むケーシングで あって、連通しない２つの流体流のシステムが存在するように配置されており、 第１の流体流のシステムが膜ユニットの外面に接触状態にあって且つ供給流体を 膜ユニットに接触させるようになっており、そして第２の流体流のシステムが膜 ユニットの内面に接触状態にあり、そしてケーシングが更に共通開放区域の近く で膜ユニットの内面と接触する浸透物収集室、および膜ユニットの内面近くから 浸透物を除去するようになっている流れ通路、を備えるケーシング； Ｂ．供給流体を膜ユニットの外面と接触させる手段；Ｃ．複数の膜カセットの浸 透物流路から浸透物を除く手段；Ｄ．膜ユニットの内面の圧力を亜大気圧に減少 させることによって膜を横切る差圧を発生させる１つ以上の手段；およびＥ．膜 を横切って浸透しない供給流体を膜の外面近くから除く手段； を備えることを特徴とする膜流体分離装置。