JPH08281081A - 膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

膜モジュールの洗浄方法

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JPH08281081A
JPH08281081A JP8402595A JP8402595A JPH08281081A JP H08281081 A JPH08281081 A JP H08281081A JP 8402595 A JP8402595 A JP 8402595A JP 8402595 A JP8402595 A JP 8402595A JP H08281081 A JPH08281081 A JP H08281081A
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JP
Japan
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membrane module
cleaning
membrane
aqueous solution
performance
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JP8402595A
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English (en)
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Takeshi Sasaki
武 佐々木
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、膜面や膜モジュ−ル構成部材など膜
モジュ−ル内に沈着堆積したフレーバーや着色成分等が
水不溶性の微量成分であっても洗浄除去し、膜分離性能
を回復させる洗浄方法を提供することにある。 【構成】膜モジュールを洗浄して性能を回復させる洗浄
方法において、膜モジュールをメチルアルコール、エチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコ
ールから選ばれた少なくとも一つを含む有機溶剤を用い
て循環洗浄する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、膜モジュール内の膜表
面にタンパク質や微生物等のファウリング物質が沈着堆
積することによって、水透過流束が低下したり、阻止率
が変化した膜モジュールを洗浄し、および/または膜表
面などの膜モジュ−ル内に沈着堆積したフレーバーや着
色成分等の微量成分を洗浄することにより、特に食品分
野で使用する膜モジュールの性能を回復させる洗浄方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】膜モジュールを濃縮分離手段として備え
た膜分離装置は、熱エネルギーを必要とせず、且つ連続
的に濃縮分離操作ができるので、食品ほか、種々の産業
分野で、広く実用化されている。しかし、このような膜
分離処理においては、膜分離処理を長時間にわたって行
った場合や、処理原液の濃縮によってタンパク質や糖
類、さらには微生物等の所謂ファウリング物質が原液供
給側の膜面に沈着堆積し、経時的に膜分離装置の透過流
束と分離効率の低下を招く。
【0003】上記ファウリング物質によって性能低下し
た膜を洗浄し、性能を回復させる方法として、ブラシや
スポンジボール等の機械洗浄、温水や熱水による洗浄、
界面活性剤、過酸化水素や塩素のような酸化剤、アルカ
リ性水溶液等を用いて洗浄する方法が提案されている。
あるいは、上記の洗浄方法を組み合わせて洗浄すること
も提案されている。しかし、フレーバーや着色成分等の
微量成分が膜表面などの膜モジュ−ル内に沈着堆積した
場合、最も効果的な洗浄方法の一つとして、上記の薬剤
や温水あるいは熱水による浸漬洗浄というようないくつ
かの洗浄方法を組み合わせることが挙げられるが、満足
できる洗浄結果が得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】分離膜で処理しようと
する原液が果汁、お茶、エキス、コーヒー等であればフ
レーバーの管理が重要となる。ところが膜分離処理後に
膜モジュールを洗浄したにもかかわらず、満足できる洗
浄結果が得られない場合、膜面や膜モジュ−ル構成部材
など膜モジュ−ル内に匂いが残り、腐敗臭に変わること
が多く、次に行う処理液に匂いが移り、その処理液の品
質低下を招く。あるいは分離膜で処理しようとする原液
が染料や果汁等であれば、着色成分の管理が重要とな
る。ところが膜分離処理後に膜モジュールを洗浄したに
もかかわらず、満足できる洗浄結果が得られない場合、
膜面や膜モジュ−ル構成部材など膜モジュ−ル内に微量
の着色成分が残り、次に行う処理液に着色成分が混入
し、品質低下を招く。さらにフレーバーや着色成分等の
微量成分以外であっても水溶性でない物質が膜面や膜モ
ジュ−ル構成部材など膜モジュ−ル内に沈着堆積した場
合、上記の薬剤洗浄などを組み合わせても満足できる洗
浄結果が得られないことがある。本発明は、これらの課
題を解決するためになされたものであって、水透過流束
が低下したり、阻止率が変化した膜モジュールを洗浄し
て、特に膜面や膜モジュ−ル構成部材など膜モジュ−ル
内に沈着堆積した物質が、フレーバーや着色成分等の微
量成分であっても洗浄除去し、膜分離性能を回復させる
洗浄方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、膜モジュール
を洗浄して性能を回復させる洗浄方法において、膜モジ
ュールを有機溶剤を用いて循環洗浄する構成である。
【0006】本発明において用いる有機溶剤としては、
アルコール水溶液、トルエン、キシレン、ヘキサンやヘ
プタンなどが挙げられる。上記有機溶剤は濃度が1重量
%未満のアルコール水溶液の場合は、性能回復が十分に
達成できないこともあるので、上記有機溶剤は濃度が1
重量%以上のアルコール水溶液が好ましく用いられる。
また、本発明において用いる有機溶剤としてはメチルア
ルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、ブチルアルコールから選ばれた少なくとも1つを含
むことが好ましい。
【0007】本発明において用いる膜モジュールは、上
記有機溶剤によって膜性能が低下したり材質が劣化しな
いものであればよく、例えばスルホン化ポリエーテルス
ルホン系、ポリビニルアルコール系あるいはポリアミド
系などの複合膜が挙げられる。これらの複合膜は、上記
有機溶剤による膜性能の低下や材質の劣化はみられな
い。また膜モジュ−ルの型式は何ら限定されないが、ス
パイラル型、中空糸型、チューブラー型及びプレート&
フレーム型が好ましく用いられる。なお膜モジュ−ル内
の接液部の構成部材の材質は、ウレタン樹脂、ポリスル
ホン樹脂、ポリプロピレン等が好ましく用いられる。
【0008】本発明における洗浄方法において、膜モジ
ュールを上記有機溶剤を用いて循環洗浄を始める前に、
水による循環洗浄工程を加え、次に酸水溶液やアルカリ
水溶液等の薬剤を用いて循環洗浄することが好ましい構
成である。上記水による循環洗浄は、原液を濃縮分離処
理する時の循環流量を上回る循環流量で且つ該膜モジュ
ールの許容最大差圧の循環流量以下で運転することが好
ましい。ただし、該水洗浄の有無は、全体の洗浄時間や
水洗浄後に使用する薬剤等のコスト面から適宜選択され
る。また、上記薬剤を用いて循環洗浄をした後に、本発
明における上記有機溶剤を用いた循環洗浄を始めるにあ
たり、洗浄済の上記薬剤を流し出すために再度水による
循環洗浄工程を加えても良い。
【0009】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、膜面や
膜モジュ−ル構成部材など膜モジュ−ル内にファウリン
グ物質が沈着堆積して、水透過流束の低下や阻止率の変
化した膜モジュールを、膜劣化なしに、簡単な方法にて
洗浄して速やかに性能を回復させることができる。特に
膜面や膜モジュ−ル構成部材など膜モジュ−ル内に沈着
堆積した物質が、フレーバーや着色成分等の微量成分で
あっても洗浄除去できるので、処理原液の品質を低下さ
せることなく、濃縮分離操作が簡単に再開できるように
なる。
【0010】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定さ
れるものではない。
【0011】参考例1 ポリイミド系複合膜(日東電工製、NTR−759HG
−S4F)を用いて、ブレンドコーヒー(糖度5.5B
rix)50Lを液温25℃、循環流量25L/min,操
作圧力30kg/cm2 で2時間運転し、2.4倍に濃縮し
た。処理開始前には0.15%NaCl 水溶液において透過速度
は6.85ton/day , 阻止率は99.5%であった性能
が、ファウリング物質による膜汚染によって、透過速度
は1.40ton/day まで低下し, 阻止率は99.6%に変化
した。次に純水50Lを水温25℃、循環流量30L/
min,操作圧力3kg/cm2 で1時間洗浄運転した。引き
続き、薬剤(0.05%NaOH 水溶液) 50Lを液温25℃、
循環流量25L/min,操作圧力3kg/cm2 で1時間洗
浄運転した後、性能評価したところ、0.15%NaCl 水溶液
において透過速度は6.53ton/day , 阻止率は99.
5%まで回復した。しかし、性能評価した上記水溶液に
はコーヒー臭が残存していた。
【0012】実施例1 上記参考例1と同様にしてブレンドコーヒー(糖度5.
5Brix)50Lを2.4 倍に濃縮した。処理開始前に
は0.15%NaCl 水溶液において透過速度は6.85ton/da
y , 阻止率は99.5%であった性能が、ファウリング
物質による膜汚染によって、透過速度は1.50ton/day ま
で低下し, 阻止率は99.6%に変化した。次に上記参考例
1と同様にして純水50Lで1時間洗浄運転し、引き続
き、薬剤(0.05%NaOH 水溶液) 50Lで1時間洗浄運転
した。その後30%エチルアルコール水溶液50Lを液
温25℃、循環流量25L/min,操作圧力3kg/cm2
で1時間洗浄運転した後、性能評価したところ、0.15%N
aCl 水溶液において透過速度は6.82ton/day , 阻止
率は99.5%まで回復した。また、性能評価した上記
水溶液にはコーヒー臭は全く感じられなかった。
【0013】実施例2 30%エチルアルコール水溶液に代えて50%イソプロ
ピルアルコール水溶液を用いた以外は実施例1と同様に
して洗浄したところ、性能評価した上記水溶液にはコー
ヒー臭は全く感じられなかった。
【0014】参考例2 スルホン化エーテルスルホン系複合膜(日東電工製、N
TR−7450HG−S4F)を用いて、メチレンブル
ー(濃度5.1%)50Lを液温25℃、循環流量25
L/min,操作圧力20kg/cm2 で2時間の全循環運転
を行った。処理開始前には0.15%NaCl 水溶液において透
過速度は9.84ton/day ,阻止率は53.0%であった性能
が、ファウリング物質による膜汚染によって、透過速度
は9.80ton/day まで低下し, 阻止率は53.5 %に変
化した。次に純水50Lを水温25℃、循環流量30L
/min,操作圧力3kg/cm2 で1時間洗浄運転した。引
き続き、薬剤(0.05%NaOH 水溶液) 50Lを液温25
℃、循環流量25L/min,操作圧力3kg/cm2 で1時
間洗浄運転した後、性能評価したところ、0.15%NaCl 水
溶液において透過速度は9.77ton/day ,阻止率は53.5
%まで回復した。しかし、性能評価した上記水溶液には
UV吸光度計を使って分析したところ、90ppmの染
料(メチレンブルー)が含有していた。
【0015】実施例3 上記参考例2と同様にしてメチレンブルー(濃度5.1
%)50Lの全循環運転を行った。処理開始前には0.15
%NaCl 水溶液において透過速度は10.6ton/day , 阻止
率は50.5%であった性能が、ファウリング物質による
膜汚染によって、透過速度は9.6ton/day まで低下し,
阻止率は52.0%に変化した。次に上記参考例2と同様
にして純水50Lで1時間洗浄運転し、引き続き、薬剤
(0.05%NaOH 水溶液) 50Lで1時間洗浄運転した。そ
の後30%エチルアルコール水溶液50Lを液温25
℃、循環流量25L/min,操作圧力3kg/cm2 で1時
間洗浄運転した後、性能評価したところ、0.15%NaCl 水
溶液において透過速度は10.3ton/day , 阻止率は5
0.1%まで回復した。また、性能評価した上記水溶液に
は参考例2と同様にUV吸光度計を使って分析したが、
染料(メチレンブルー)の含有は認められなかった。
【0016】実施例4 上記参考例2と同様にしてメチレンブルー(濃度5.1
%)50Lの全循環運転を行った。処理開始前には0.15
%NaCl 水溶液において透過速度は10.6ton/day 、阻止
率は50.5%であった性能が、ファウリング物質による
膜汚染によって、透過速度は9.8ton/day まで低下し、
阻止率は51.5 %に変化した。次に純水や薬剤(0.05%N
aOH 水溶液) による洗浄を行わずに、30%エチルアル
コール水溶液50Lを用いて2時間洗浄運転した。その
後再度30%エチルアルコール水溶液50Lを用いて、
液温25℃、循環流量25L/min 、操作圧力3kg/
cm2 で1時間洗浄運転した後、性能評価したところ、0.
15%NaCl 水溶液において透過速度は10.5ton/day 、阻止
率は50.4%まで回復した。また、性能評価した上記水溶
液には参考例2と同様にUV吸光度計を使って分析した
が、染料(メチレンブルー)の含有は認められなかっ
た。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】膜モジュールを洗浄して性能を回復させる
    洗浄方法において、有機溶剤を用いて膜モジュールを循
    環洗浄することを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
  2. 【請求項2】有機溶剤が濃度が1重量%以上のアルコー
    ル水溶液であることを特徴とする請求項1記載の膜モジ
    ュールの洗浄方法。
  3. 【請求項3】有機溶剤がメチルアルコール、エチルアル
    コール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールか
    ら選ばれた少なくとも1つを含むことを特徴とする請求
    項1ないし2記載の膜モジュールの洗浄方法。
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