JPS5832604B2 - ゲンカイロカ オヨビ デンキトウセキホウホウ ナラビニ ソノソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、概して限外濾過および電気透析の流体精製技
術、更に詳しくはこれら２つの技術を組合せた方法およ
び装置に関するものである。

簡単に云えば、限外濾過とは供給溶液を半透膜に対して
加圧することにより該供給溶液から大分子量の物質を分
離することである。

大分子量物質は膜によって拒絶され、担体液が膜を強制
通過させられるのにつれて増々濃厚となる。

この場合、担体液は一般に限界濾過透過液と呼ばれる。

他方、電気透析とは、少なくとも一部がイオン選択膜に
よって定められている電気透析セルをよぎって電場をか
けることにより、溶液のイオン性成分を分離することで
ある。

簡単な形を例示すれば、脱塩すべき溶液は第一のアニオ
ン透過性かつカチオン不透過性膜と第二のカチオン透過
性かつアニオン不透過性膜とによって定められたセルの
中に供給される。

このセルを作動させるのは夫々アノードおよびカソード
をもった別のセルである。

分離セルをよぎって電場を与えると、陰イオンは第一の
膜を通してカソードの方へ引きつけられ、一方陽イオン
は第二の膜を通してアノードの方へ引きつけられ、そし
てこの場合最初の供給溶液は電場が与えられている間連
続的に脱塩される。

実際上、電気透析系は一般にセルバック内に多数のかか
るセルを有しており、モして容器をセルに供給および再
循環しかつ廃棄濃厚物を除去するために適当な流動体輸
送系が備えられている。

上記した２つの方法は、例えば海水の脱塩ならびにチー
ズホエーからの蛋白の分離および濃縮のような多くの流
体精製分野に別々に使用されている。

更に、これら方法は工業プラントから出る廃棄物の処理
に有用である。

しかしながら、限外済過および電気透析がその十分な能
力を発揮するのを幾つかの問題が妨げている。

しばしば遭遇する一つの問題はチーズホエーの各種成分
の分離により例示することができる。

ホエーは比較的大量の貴重な蛋白質および乳糖を含有し
ている。

ホエーはまた著量の一般に灰分と呼ばれる望ましくない
鉱物質をも含有している。

ホエーからこの灰分を除去するのに電気透析を利用せん
とする従来の試みにおいては、特に陰イオン透過性膜に
おける急速な膜破壊が認められた。

このような破壊は、マイナスに帯電してカソードの方に
引きつけられかつアニオン選択膜と接触する蛋白質分子
自体によって引き起こされる。

チーズホエーの限外済過では、勿論、灰分の除去は起こ
らず、したがって灰分除去が望ましい場合には蛋白質濃
縮物の流れと乳糖透過液の流れの双方を追加処理段階に
かけねばならない。

チーズホエーに関して記述したことと同様な問題はその
他の分野においても遭遇する。

例えば、紙加ニブラントの廃液流には価値あるリグニン
および糖部分が見出される。

これらの再循環しうる物質の精製は廃液流の酸成分によ
って阻害される。

本発明は、イオン性物質と大分子量物質との双方を含有
する供給溶液の電気透析と限外済過とを行なうための組
合せ方法およびその装置に向けられている。

イオン選択膜の寿命は向上しそして膜破壊は、例えば蛋
白質がアニオン選択膜を駄目にする傾向が減少すること
により、減少する。

また本発明により、濃縮物および透過液の限外済過流の
同時脱塩が可能である。

本発明は種々な流体の脱塩、分離、濃縮および精製に対
して用いることができる。

本発明により、限外濾過と電気透析との組合せ装置が提
供され、該装置は容器内に複数セルを形成させるように
間隔を置いて配置された複数の膜を支持するための手段
を有する容器、該膜の面に対して間隔を置いて配置され
かつそこをよぎって複数の膜および該膜の少なくとも２
枚の間のすき間に流体を加圧下に供給するための手段か
ら成り、そして該複数の膜は、一方がカチオン透過性で
あり他方がアニオン透過性である１対のイオン選択膜と
その間に配置された限外濾過膜によって定められる少な
くとも一対の限外済過セルを含む分別系を与えることを
特徴としている。

本発明はまた、分別方法をも提供し、該方法は一対のイ
オン選択膜、即ちその一方はカチオン透過性でありそし
て他方はアニオン透過性である膜の間に配置された限外
済過膜によって定められる少なくとも一対の限外ｐ過セ
ルを包含する分別系を与え、該セル対をよぎって電場を
かけ、この場合カソードは該第−のイオン透過膜に隣接
して該容器の面に配置される そして限外済過と電気透
析とに同時にかけるべき流体を限外ｐ過膜と該イオン選
択膜の一つとで形成された該セル対の第一セルに加圧下
に注入し、それにより該流体のイオン成分を該電場に対
して一方向に向けて該セル対から引出しそして透過液を
該セル対の第二セルの中へと該限外済過膜を強制通過さ
せることを特徴としている。

好適な態様において、本発明は一対のイオン選択膜の間
に挿入された限外済過膜セル対を有する電気透析と限外
済過との組合せセルパックを与える。

濃縮および脱塩すべき溶液は加圧下に限外沖過膜の一面
に供給され、電場はセルパックをよぎって与えられる。

成る極性を有するイオンは供給セルに相隣る第一のイオ
ン選択膜を通過し、一方反対に帯電したイオンは限外済
過透過液と一緒に限外済過膜に浸透する。

次いで、後者のイオンは他方のイオン選択膜を透過する
。

３種の別々の工程流がこの系から得られる。

即ち濃縮されかつ脱塩された供給溶液；脱塩された透過
液：およびイオン性廃棄濃厚物である。

本発明を添付図面と結びつけて以下に詳細に説明する。

図面はｐ過装置１０を図示しており、該装置はセルパッ
ク１２、限外濾過注入、再循環および生成物取出し系１
４、透過液再循環および取出系１６、イオン性廃棄物再
循環および取出系１８、ならびに電極洗浄系２０および
２０′を包含している。

本図面は単に例示のものであり、本発明の範囲を離れる
ことなく変更をなしうろことが認められるであろう。

セルパック１２は、複数の平面膜３０．３１および３２
を平行かつ間隔を置いて支持するのに適合した適当な非
電導性容器から成っている。

容器２４は、電気透析セルパックに通常使用されるよう
な容器と同様な設計であるから、詳細には説明しない。

膜３０．３１および３２は適当なガスケット（当分野で
は公知であり、図示しない）により容器２４内に支持さ
れ、それぞれ２枚の膜と容器２４の壁とによって定まる
一連の平行セル３３ａ３３ｂ、３３ｃ、３４ａ、３４ｂ
、３４ｃ、３５ａ。

３５ｂおよび３５ｃを形成することができる。

セルパック１２の末端セル３６および３７は単一の膜３
１と容器２４の壁とによってそれぞれ定められる。

適当なカソード３８は末端セル３６内に配置されまたア
ノード４０は反対側の末端セル３７に配置される。

カソード３８およびアノード４０はリード４１および４
２により適当な電源（図示せず）のマイナスおよびプラ
ス端子にそれぞれ接続される。

容器２４はまた各セル３３ａ、３３ｂ。３３ｃ 、３４
ａ 、３４ｂ 、３４ｃ 、３５ａ、３５ｂ。

３５ｃ 、３６および３７に液体を出入させるための適
当なカップリング（図示せず）を有している。

容器２４は、限界済過において一般に使用される圧力例
えば１７０〜８００キロパスカルもしくはそれ以上の程
度の圧力に耐えつる点で、大低の従来の電気透析セルパ
ック容器とは異なっている。

膜３０．３１および３２ならびに容器２４内におけるそ
れらの配置を以下に述べる。

膜３０は限外済過膜であり、膜３１はカチオン透過性か
つアニオン不透過性の膜でありそして膜３２はアニオン
透過性かつカチオン不透過性の膜である。

限外済過膜３０の透過性に関しては、それらがプラスま
たはマイナスイオンのいずれかに対して透過性であるこ
と好ましくはそれらがどちらの電荷のイオンに対しても
透過性の中性膜であることが必要である。

本発明に使用しうる広範囲の適当な材料は限外済過およ
び電気透析技術において公知である。

限外ｐ過膜３０に対する主な要点は上記したイオン透過
性および孔径選択性である。

それぞれの特定用途に応じ、濃縮すべき大分子量成分を
拒絶するような膜を選択する。

次いで、水透過性、流速、イオン排斥能力および特定の
仕事において遭遇するイオン成分の性質を考慮して、膜
３１および３２を選択する。

全ての膜は、勿論、限外済過操作圧力に耐える十分な引
張強さを有さねばならない。

限外濾過膜３０に対して使用するのに適した好適材料は
織物支持体上の微孔質かつ異方性のポリビニルホルマー
ル膜である。

この種の膜およびその製造方法はベルギー特許第７８８
，４１１号（１９７２年９月６日付）に開示されている
。

この種の膜は本発明に使用するのに特に好適である。

伺故なら、それらは通常の操作圧力に耐えることができ
、かつ酸性およびアルカリ性洗浄溶液との反復接触に耐
えることができるからである。

この使用につき、以下に説明する。

膜３１および３２として使用するのに適した材料はイオ
ン捕獲活性個所を有するカチオンおよびアニオン交換樹
脂である。

膜３１は例えばイオナツク・ケミカル・シブロン社によ
り製造されるＭＣ−３１４２カチオン交換膜であり、一
方膜３２は例えば同社から入手しうるＭＡ−３１４８イ
オン交換膜である。

これら２種の膜の性質を次の第１表に示す。

例示した態様において、膜３１は各末端室３６および３
７のところに膜壁を形成し、そして図面の左から右に進
んで膜配置は３１，３０，３２゜３１．３０，３２．・
・・・・・３１となっている。

同様に図面の左から右に進んで、末端セル３６と３７と
の間には反復セル群があり、該セル群は膜３１および膜
３０によって定まるセル３３ ａ ｓ ３３ ｂまたは
３３ｃ（以後限外済過濃縮セル３３と呼ぶ：膜３０およ
び膜３２によって定まるセル３４ａ。

３４ｂまたは３４ｃ（以後限外ｐ過透過液セル３４と呼
ぶ）および膜３２および３１によって定まるセル３５ａ
、３５ｂまたは３５ｃ（以後廃棄濃厚物セル３５と呼ぶ
）から成っている。

例示した態様は３個のそのような反復セル群を示してい
るが、１個以上５０個もしくはそれ以上までにわたる如
何なる数でも使用することができる。

即ち、該装置は、相対する末端壁の間に平行かつ間隔を
置いて支持された３Ｎ＋１個の膜を有する流体容器から
成る濾過装置と定義することができ、ここでＮは１〜１
０の数であり、そして第一番目の膜第四番目の膜および
その後３つ目の膜は第一の電荷イオンに対して選択性で
あり、第二番目の膜およびその後３つ目毎の膜は限外濾
過膜であり、そして第二番目の膜およびその後３つ目毎
の膜は第一電荷と反対に帯電したイオンに対して選択性
である。

これにより、相隣る限外ｐ過膜と第一電荷イオンに選択
性の膜との間に限外ｐ過セル、相隣る限外濾過膜と反対
電荷イオンに選択性の膜との間の透過液セル、相隣るイ
オン選択膜の間のイオン集合セルおよび該末端壁と第一
電荷イオンに選択性の該膜の第一番目および最終番目の
ものとによって定まる２つのセル、から成る複数のセル
が該容器内に定まり：該最後に挙げたセル内にありかつ
残余のセルをよぎって電場を与える電極手段、ならびに
濃縮と脱イオンとを行なうべき流動体を該容器内の各限
外濾過セルに導入するための手段が与えられる。

例として、膜シートは８９ｍ１Ｘ ３０５ｍｍとするこ
とができ、これは容器２４内において適当なガスケット
（図示せず）によって部分的に覆われた場合、膜１枚当
り０．０１６ｍの有効面積を与える。

以下に流動体輸送系１４．１６，１８．２０および２０
′について述べる。

限外ｐ過失産物注入、再循環および取出系１４は濃縮お
よび脱塩すべき液体を、セル３３ａ 、３３ｂおよび３
３ｃにそれぞれ連結された側管５１ａ、５１ｂおよび５
１ｃを有する第一の多岐管５１を介して、各限外ｐ過濃
縮セル３３に供給するためのポンプ５０を有することが
できる。

これらセルの出口側には、流出管５２ａ 、５２ｂおよ
び５２ｃが順に流出用多岐管５２に接続される。

限外側過濃縮セル３３における背圧を調節するために、
適当な圧力調節器もしくは弁５３が多岐管５２中に接続
される。

更に、多岐管５２を管５６を介してタンク５５へ、また
は脱塩濃縮された生成物を排出するための管５７へ、選
択的に連結させるために３万弁５４が多岐管５２に連結
される。

タンク５５は管６０により第二の３刀弁６１に接続する
ことができ、これは管６３を介してポンプ５０へおよび
管６４を介して原料供給源へ連結させる。

管５２を管５７に連結するように弁５４をセットしかつ
管６４を管６３に連結するように弁６１をセットすると
、系は連続様式となる。

他方、管５２を管５６に連結するように弁５４をセット
しかつ管６０を管６３に連結するように弁６１をセット
すると、系は再循環様式となる。

透過液再循環および取出系１６は、圧力調節弁または液
体を系へ添加するための第二の３万弁をもたない以外は
、系１４と同様である。

ポンプ７０は透過液を、側管７１ａ、７１ｂおよび７１
ｃを有する流入多岐管７１から透過液セル３４ａ 、３
４ｂおよび３４ｃを通して循環させ、一方送過液は流出
多岐管７２に接続されている流出側管７２ａ 、７２ｂ
および７２ｃによりセル３４から取出される。

３方弁７３は管７５を介して多岐管７２をタンク７４に
または管７６を透過液排出に連結することができる。

タンク７４は管７７によりポンプ７０に接続される。

弁７３を適宜セットすることにより、系１６を排出また
は再循環用として操作することができる。

廃棄物再循環および除去系１８は、側管８１ａ。

８１ｂおよび８１ｃを有する流入多岐管８１を介して廃
棄液を廃棄物濃縮セル３５ａ 、３５ｂ、および３５ｃ
に再循環させるためのポンプ８０を有しており、一方更
に濃縮された廃棄物はこれらセルから流出多岐管へと流
出多岐管８２ａ 、８２ｂ、および８２ｃにより除去さ
れる。

３方弁８３は多岐管８２を、管８５によりタンク８４へ
および管８６により廃棄へ連結することができる。

管８７はまた廃棄物タンク８４をポンプ８０に接続する
。

ここでも、弁８３を適切に調節することにより、系１８
を排出または再循環用にセットすることができる。

電極洗浄系２０は、流入管９１によりセル３６の一方の
末端におよび管９２により洗浄溶液タンク９３に接続さ
れたポンプ９０を有しており、該洗浄溶液タンク９３は
管９４によりセル３７の他方の末端に接続される。

セル３７用の洗浄系２０も同一であり、数字にダッシュ
を付した以外は系２０における数字記号により同じ装置
を示している。

例を示す目的で、濾過装置１０の操作方法をチーズホエ
ーからの蛋白質および乳糖の脱塩および分離に関して有
利に示すことができる。

この記述の目的で、ホエーの灰分成分は専らＮａ＋ＣＩ
−であると仮定する（実際にはチーズホエー中にはその
他のイオン成分も存在する）。

先ず電場を電極３８と４０との間に与える。

例えば８９Ｘ３０５間の膜を用いる例示した態様の７個
のセル群については、１．５〜３．５アンペアのとき電
圧を３０〜４０ボルトの範囲とすることができる。

しかし、これらの数値は、セルバック１２全体の抵抗に
応じて適当に操作パラメーターが広く変化するので、限
定的なものと見做すべきでない。

次いで、管６４を通して原料ホエーを限外済過生成物注
入、再循環および取出系１４に導入し、該系はポンプ５
０により１７０〜８００ＫＰａもしくはそれ以上の圧力
下に原料をセル３３ａ、３３ｂ、および３３ｃに供給す
る。

所望の圧力は圧力調節器５３の調整によりセットする。

セル３３ａ 、３３ｂおよび３３ｃの各々において、塩
化ナトリウム、乳糖および水が限外ｐ過膜３０を通過し
、ナトリウムイオンは膜３０および３１を通ってカソー
ド３８の方へと逆行するが膜３２により排斥され、そし
て塩素イオンは膜３０および３２の両者を透過してアノ
ード４０に向うが膜３１により排斥される。

ナトリウムおよび塩素イオンの移動は限外濾過力でなく
電気透析力によって生ずるのである。

膜３２によるナトリウムイオンの排斥および膜３１によ
る塩素イオンの排斥によって、これらイオンは多岐管８
２を介して除去することができる。

蛋白質は膜３０によって拒絶され、多岐管５２により取
出されそして乳糖含有の脱塩透過液は多岐管７２により
取出される。

弁５４，６１，７３および８３を適切に調節することに
より、系を連続的に運転することができる。

工程の初段階においては、所望の固形分および鉱分レベ
ルに到着するまで蛋白質濃縮物を循環するのか望ましい
であろう。

これらは弁５４および６１を再循環様式にセットするこ
とにより達成される。

所望レベルに達した後、蛋白質濃縮物のバッチ全体を管
５７により排出させるかまたは弁５４を僅かに開いて生
成物を管５７により系から流出させることができる。

後者の方法を選ぶ場合、原料ホエーの対応容量を入れる
ように弁６１を調節することにより、液体総容量を系１
４内に維持することができる。

系１６および１８においても同じ手順に従うことができ
、その場合脱塩透過液（乳糖）および廃棄濃厚物は所望
に応じて取出される。

電極３６および３７は、希硫酸溶液を、電極洗浄系２０
および２０′を使用してセルに連続的に通すことにより
、洗浄するのが好ましい。

硫酸の代りに亜硫酸ナトリウムを用いることもでき、そ
して電気透析技術においてはその他多くの電極洗浄用組
成物が公知である。

また、当分野で公知の膜洗浄工程を用いて、セルパック
１２内の膜を時折完全に洗浄することも望ましいであろ
う。

そのような工程の例として、セルパック全体を水で洗い
、アルカリ性洗浄溶液で洗い、水で洗い、酸性洗浄溶液
で洗い、そして供給溶液および得られる生成物の種類に
応じた間隔で再び水により完全に洗浄する。

チーズホエーは細菌成長に対する優れた培地を与えてし
まうから、系をチーズホエーの分離に用いるときには装
置１０を毎日洗浄することが必要であろう。

洗浄溶液は系１４を介してまたはその他の方法で導入す
ることができる。

限外濾過膜セル対にとって特に有用な別の洗浄工程は、
セル３３を通して流れの方向を周期的に逆転せしめ、限
外濾過膜３０の表面における蛋白質の蓄積を除去するこ
とである。

第１表は、膜３１および３２の水透過度が無視しうろこ
とを示しており、このためセル３５ａ。

３５ｂおよび３５ｃから灰分を運ぶには循環溶液を系１
８にポンプ輸送すべきである。

こ＼でも、適当な溶液は電気透析技術において公知のも
のから選ぶことができ、そして一つの例は蒸留水中の０
．５〜１．０％塩化ナトリウム溶液である。

限外濾過膜は操作圧力下において高度に水透過性である
から、系１６中には追加の流体を使用する必要はない。

例示した具体例はチーズホエー蛋白の脱塩と濃縮に関し
て記述したが、本発明の思想はその他の系にも同等に応
用できる。

紙加ニブラントは、リグニン、糖および酸を含んだ大量
の廃棄混合物を生ずる。

そのようなプラントは、セル３３ａ。３３ｂおよび３３
ｃにおいてリグニンの濃縮および脱酸、セル３４ａ、３
４ｂおよび３４ｃにおいて糖の分離および脱酸、そして
セル３５ａ、３５ｂおよび３５ｃにおいて酸性成分の濃
縮という工程を採ることができる。

膜、操作電圧および注入圧力の適正な選択は、系の成分
をその分子量、イオン特性などに関して分析した後、容
易に行なうことができる。

更に、通常の電気透析セルパックで遭遇するようなイオ
ンの逆流を減少させることにより、該第は電気透析の電
流効率を著しく高めることが予想される。

そのような逆流は、異なるイオン選択膜を通るイオン移
動度の差に起因するイオンの不均衡によって生ずるもの
と信じられる。

一定の系において陰極へ向かう陽イオンの移動度が陽極
へ向かう陰イオンのそれよりも犬であるならば、陽イオ
ンの消耗により陰イオンの濃度が増大し、これにより結
局陽イオンが更に移動するのを阻止する二次的電場が作
り出される。

装置１０においてアニオンおよびカチオン選択膜の間に
２つのセル即ち３３および３４を備えることにより、イ
オン流れの抑制が生じ、したがって全電力効率が高まる
こととなる。

イオン選択膜の破壊も同時に減少する。

何故なら、限外沢過濃縮セルの他壁を形成する膜３１の
低い水透過性により、大量の液体が限外濾過膜を通過し
そして蛋白質が隣りの膜３１にではなくセルの限外沖過
膜側に蓄積することが保証されるからである。

勿論、隣接するどの膜にも望ましくない量の蛋白質が蓄
積するのを避けるために、工程全体を通じて、流体を個
々のセルに循環させる。

本発明を特定の好適具体例につき説明したが、本発明は
種々に変化させることができ、したが後記の実施態様に
よってのみ限定さるべきである。

なお、本発明の実施態様を要約すれば次の通りである。

１、間隔を置いて複数の膜を支持するための手段をもっ
た容器、鉄膜の面に対して間隔が置かれかつそこをよぎ
って電場を与えるための電極手段、こ＼で鉄膜の少なく
とも第一のものは成る電荷をもったイオンに対して選択
性でありそして鉄膜の少なくとも第二のものは反対電荷
をもったイオンに対して選択性である、該イオン選択膜
の少なくとも１枚に隣接して配置させた限外濾過膜、お
よび鉄膜の少なくとも２枚の間のすき間に流体を加圧下
に供給するための手段、からなることを特徴とする限外
沖過と電気透析との組合せ装置。

２、複数の膜が該容器内において複数のセルを形成して
おり、こＸで該限外−過膜は該イオン選択膜の間に配置
されて鉄膜の該第−のものの−面との間に少なくとも１
つの限外濾過セルを定めかつ該層の該第二のもの＼−面
との間に透過液集合セルを定めており、該層の第一のも
の＼反対面は電極セルの境界面を定めていることを特徴
とする上記１の装置。

３、該第−のイオン選択膜の第二のものが他方の末端壁
に隣って支持され、該容器内に第二の電極セルを定めて
いることを特徴とする上記２の装置。

４、該装置が少なくとも２枚の限外濾過膜ならびに第一
と第二のイオン選択膜の対を有することにより少なくと
も２つの該限外濾過セルと透過液集合セルを定めている
ことを特徴とする上記２の装置。

５、該層は限外濾過膜を相隣るイオン選択膜の対の間に
置くように配置され、こＳで膜対の膜は異なった種類の
イオンに対して選択性である、該装置内のイオン集合セ
ルは相隣るイオン選択膜対の間に形成され、そして該限
外濾過セルは少なくとも流体入口および流体出口手段を
備えていることを特徴とする上記４の装置。

６、装置が、該限外濾過セル内の流体圧力を調節するた
めの手段および該限外濾過セルの流体出口を出た流体の
少なくとも１部を流体入口に再循循させるための手段を
有することを特徴とする上記５の装置。

７、装置が、限外濾過濃縮物を該再循環手段から選択的
に取出しかつ未濃縮流体を該限外濾過セルに選択的に導
入するための手段を有することを特徴とする上記６の装
置。

８、該限外濾過膜が異方性かつ微孔質のポリビニルホル
マール膜から成ることを特徴とする上記７の装置。

９、該容器内の各セルが流体の入口および出口手段を有
し、更に流体を該電極セル、透過液セル、限外濾過セル
およびイオン集合セルのそれぞれからそれぞれへと循環
させる手段を有することを特徴とする上記５の装置。

１０、該限外ｐ過膜が異方性かつ微孔質のポリビニルホ
ルマール膜から成ることを特徴とする上記９の装置。

１１、装置が、成る極性をもったイオンに対して選択性
の第一群の膜および反対の極性をもったイオンに対して
選択性の第二群の膜を有しそして第三群の膜は限外濾過
膜であり、第一群および第二群の膜は交互に間隔を置い
て配置され、限外濾過膜は該第一群および第二群の膜の
少なくとも幾つかの間に配置されていることを特徴とす
る上記１の装置。

１２、装置が、 （ａ） 相対する末端壁の間に平行かつ間隔を置いて
支持された３Ｎ＋１枚の膜を有する流体用容器であって
、こへでＮは１〜１０の数であり、第１番目、第４番目
およびその後３つ目毎の膜は第一の電荷イオンに対して
選択性であり、第２番目およびその後３つ目毎の膜は限
外ｐ過膜であり、そして第３番目およびその後３つ目毎
の膜は第一の電荷とは反対に帯電したイオンに対して選
択性であり、かくして （ｉ） 隣接する限外濾過膜と第一電荷イオンに対し
て選択性の膜との間の限外濾過セル、（１１）隣接する
限外濾過膜と、反対電荷のイオンに対して選択性の膜と
の間の透過液セル、（ｉｉＤ 相隣るイオン選択膜の
間のイオン集合セル、および （ＩＶ） 末端壁と、該第−電荷のイオンに対して選
択性の膜の第１番目および最終番目とによって定められ
る２つのセル、 より成る複数のセルを該容器内に定めて いる、該容器、 （ｂ） 上記の最後に挙げたセル内にあり、該セルの
残余のものをよぎって電場を与えるための電極手段、お
よび （ｃ） 濃縮および脱イオンすべき流体を該容器内の
各限外濾過セルに導入するための手段、から戒ることを
特徴とする上記１１の装置。

１３、装置は流体を該限外濾過セルへ連続的に出入され
るための循環手段を有し、そして該循環手段は該セル内
の流体圧力を調節するための手段および該セルから出た
流体を該装置から選択的に排出しかつ脱イオンと濃縮と
を行なうべき追加の流体を該限外濾過セルに導入するた
めの手段を有する、ことを特徴とする上記１２の装置。

１４、装置が、透過液セル、イオン集合セルおよび末端
セルのそれぞれに流体を独立的に循環させるための手段
を有することを特徴とする上記１３の装置。

１５、該限外濾過膜が異方性かつ微孔質のポリビニルホ
ルマール膜であることを特徴とする上記１１の装置。

１６、該層がお＼むね平面でありそしておへむね平行関
係に配置されることを特徴とする上記１６の装置。

１７、第一群の膜の１枚が該容器の一端に隣接して配置
され、そして第二群の膜の１枚が該容器の他端に隣接し
て配置され、該電極手段は一対の電極から成り、それら
各々は該容器の各末端に隣接して配置されていることを
特徴とする上記１１の装置。

１８、 １対のイオン選択膜、そのうち第一のものはカ
チオン透過性でありそして他のものはアニオン透過性で
ある、の間に配置された限外濾過膜によって定められる
少なくとも一対の限外濾過セルを含む分別系を与え、該
セル対をよぎって電場をかけ、この場合カソードは該容
器の片側に該第−のイオン透過膜に隣接して配置されて
いる、そして限外濾過および電気透析を同時に行なうべ
き流体を該限外濾過膜と該イオン選択膜の１つとで形成
された該セル対の第一セルの中へ加圧下に注入し、それ
によって該流体のイオン成分を該電場に対し一方向に向
けて該セル対から引き出しかつ透過液を該セル対の第二
のセルの中へと該限外濾過膜を強制通過させる、ことを
特徴とする分別方法。

１９、該容器が複数の該セル対を有し、そして該流体を
各セル対の第一セルの中へ同時に注入することを特徴と
する上記１８の方法。

２０、該イオン透過膜が該セル対の第一のセルの中に注
入された流体に対して実質的に不透過性であり、そして
該限外濾過膜に対置した該イオン選択膜の面に向けて該
容器内へ追加流体を注入することを特徴とする上記１９
の方法。

２１、限外濾過および脱イオンした後に濃縮流体を該第
−セルから取出しそして取出された該流体の少なくとも
１部を該第−セルの中へ再循環させることを特徴とする
上記１９の方法。

２２、限外濾過膜が異方性かつ微孔質のポリビニルホル
マール膜であることを特徴とする上記１９の方法。

２３、該流体がチーズホエーである上記１９の方法。

２４、濃縮および脱イオンされた流体を濾過系から取出
す段階およびそれと同時に限外濾過および脱イオンさる
べき新たな流体を加えて系内の液体容積を実質的に一定
に保つ段階を包含する上記２１の方法。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好適具体例による限外濾過−電気透析装
置の略図である。 図において、１２はセルパック、２４は容器、３０．３
１および３２は膜、３８はカソードそして４０はアノー
ドである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一方がカチオン透過性でありそして他方がアニオン透
   過性である１対のイオン選択膜の間に配置された限外ｐ
   過膜によって定められる少なくとも一対の限外濾過セル
   を含む分別系を与え、該セル対をよぎって電場をかけ、
   この場合カソードは該容器の片側に該第−のイオン透過
   膜に隣接して配置されており、そして限外濾過および電
   気透析を回時に行なうべき流体を該限外濾過膜と該イオ
   ン選択膜の１つとで形成された該セル対の第一セルの中
   へ加圧下に注入し、それによって該流体のイオン成分を
   該電場に対し一方向に向けて該セル対から引き出しかつ
   透過液を該セル対の第二のセル中へと該限外ｐ過膜を強
   制通過させる、ことを特徴とする分別方法。 、２ 間隔を置いて複数の膜を支持するための手段をも
   った容器、該膜の面に対して間隔が置かれかつそこをよ
   ぎって電場を与えるための電極手段、複数の膜および該
   膜の少なくとも２枚の間のすき間に流体を加圧下に供給
   するための手段から成り、そして該複数の膜は、一方が
   カチオン透過性であり他方がアニオン透過性である１対
   のイオン選択膜とその間に配置された限外濾過膜によっ
   て定められる少なくとも一対の限外濾過セルを含む分別
   系を与えることを特徴とする限外濾過と電気透析との組
   合せ装置。