JPS5836605B2 - Dehydration method - Google Patents

Dehydration method

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JPS5836605B2
JPS5836605B2 JP14330177A JP14330177A JPS5836605B2 JP S5836605 B2 JPS5836605 B2 JP S5836605B2 JP 14330177 A JP14330177 A JP 14330177A JP 14330177 A JP14330177 A JP 14330177A JP S5836605 B2 JPS5836605 B2 JP S5836605B2
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JP
Japan
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gel
exchange membrane
membrane
water
paste
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JP14330177A
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Japanese (ja)
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JPS5476488A (en
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昌彦 村越
忠範 野村
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Asahi Dow Ltd
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Asahi Dow Ltd
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気滲透による脱水方法の改良に係るものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a dehydration method by electroosmosis.

従来電気滲透による脱水においては、多くの場合濾過材
を使用し、通常の濾過と同時に、電流を通じて水を分離
するもの(特公昭36−9246号、同37−581号
、同37−14034号および46−10600号公報
)が普通であり、電流の作用は補助的に用いられている
Conventional dehydration by electro-osmosis often uses a filter material and separates water through electric current at the same time as normal filtration. 46-10600) is common, and the action of electric current is used supplementarily.

これらに対して本発明においては、通常の濾過が殆ど不
可能なゲル状物、ペースト状物を専ら対象とし、一般に
圧力等による通常の濾過を同時に行わない。
In contrast, the present invention deals exclusively with gel-like substances and paste-like substances for which ordinary filtration is almost impossible, and generally does not perform ordinary filtration using pressure or the like at the same time.

このため電気的に引き出された水が逆もどりしないこと
が必要であるが、ゲルの場合は引き出された水の逆もど
りが殆どな《、またペーストの場合、イオン交換膜は後
述の性質によって逆もどりを阻止する。
For this reason, it is necessary that the electrically drawn water does not return back, but in the case of gel, the water drawn out almost never returns, and in the case of paste, the ion exchange membrane prevents the water from returning due to the properties described below. do.

イオン交換膜は通電に際し、陽又は陰イオン選択透過性
を有するが、イオンと同方向に水を透過せしめる性質が
ある。
When energized, the ion exchange membrane has selective permeability for positive or negative ions, but has the property of allowing water to permeate in the same direction as the ions.

膜におけるこの電気滲透なる現象は膜の構造、液の濃度
等によってその大小が大巾に変るが、一般に膜の含水率
は高い方が、また液中のイオン濃度は低い方が電気滲透
は大きくなり、それらの条件により、膜における電気滲
透を非常に大きなものとすることができる。
The magnitude of this phenomenon of electrophoresis in membranes varies greatly depending on the structure of the membrane, the concentration of the liquid, etc., but in general, the higher the water content of the membrane is, and the lower the ion concentration in the liquid, the greater the electrophoresis. According to these conditions, the electrical permeation in the membrane can be made very large.

イオン交換膜は一般に緻密な材質からなり、圧力による
水の透過が殆どなく、又拡散による水の移動も極めて低
速であるのが通常である。
Ion exchange membranes are generally made of a dense material, and there is almost no permeation of water due to pressure, and the movement of water due to diffusion is usually extremely slow.

イオン交換膜も電荷を有する一種のゲルであるが、内部
に緻密な架橋構造をもっているため、通電により水の通
過はあっても収縮は起らない。
The ion exchange membrane is also a type of gel that has an electric charge, but because it has a dense crosslinked structure inside, it does not contract even though water passes through it when electricity is applied.

以上のようなイオン交換膜の性質より、専ら電気的作用
によって脱水を行う場合、最も使用に適した隔膜はイオ
ン交換膜であることが結論される。
From the properties of ion exchange membranes as described above, it can be concluded that ion exchange membranes are the most suitable diaphragms to use when dehydration is carried out exclusively by electrical action.

ゲルからの脱水は膜を用いず、両電極板を直接ゲルと接
触せしめることによってもできる。
Dehydration from the gel can also be achieved by bringing both electrode plates into direct contact with the gel without using a membrane.

しかしこの場合、電極における反応、特に陽極における
酸化反応が対象物に化学変化をもたらすので、一般には
好ましくない。
However, in this case, the reaction at the electrode, especially the oxidation reaction at the anode, causes a chemical change in the object, which is generally not preferred.

特に対象物が食品等の場合、化学変化は避ける必要があ
る。
Especially when the target object is food, etc., chemical changes must be avoided.

イオン交換膜を以って電極と対象物とを隔てれば、この
化学変化を防ぐことができる。
This chemical change can be prevented by separating the electrode and the object with an ion exchange membrane.

膜を用いることによって電極室が形成され、水溶液がみ
たされることになるが、前述の膜の性質により、対象物
の方への水の移動は、殆ど起らない。
By using a membrane, an electrode chamber is formed and filled with an aqueous solution, but due to the aforementioned properties of the membrane, almost no movement of water towards the object occurs.

一般のイオン交換膜は、塩素等の酸化作用に弱いので、
ゲル等が塩素イオンを含み、陽極で塩素を発生するとき
は、陰イオン交換膜に耐酸化性のものを選ぶか、或は陽
極と陰イオン交換膜との間に、耐酸化性半透膜をそう人
することが望ましい。
Ordinary ion exchange membranes are susceptible to oxidizing effects such as chlorine, so
If the gel etc. contains chlorine ions and generates chlorine at the anode, choose an oxidation-resistant anion exchange membrane, or install an oxidation-resistant semipermeable membrane between the anode and anion exchange membrane. It is desirable for people to do so.

又通常の陰イオン交換膜は有機物によって目づまりによ
る電気抵抗増大をもたらすので、そのような可能性があ
る場合は耐有機物汚染性の膜を用いることが望ましい。
In addition, since ordinary anion exchange membranes are clogged with organic matter and cause an increase in electrical resistance, it is desirable to use a membrane that is resistant to organic contamination if there is such a possibility.

本発明に用いる装置の構成を第1図によって説明する。The configuration of the apparatus used in the present invention will be explained with reference to FIG.

図において各符号が表示するものは次の通りである。What each symbol represents in the figure is as follows.

1 陽極 2 陰極 3 陰イオン交換膜 4 中性隔膜又は陽イオン交換膜 5 脱水対象物 6 陽極室 7 陰極室 8 耐酸化性隔膜 脱水対象物本体が陰電荷をもったゲルの場合、陰陽両極
間に通電すると、本体成分は陰イオン交換膜側に引きよ
せられ、水分は中性隔膜又は陽イオン交換膜の側に引き
ませられて、陽イオン交換膜が存在する場合はかなりの
部分が陰極室に引き込まれ、一部が下部に滴下するが、
中性隔膜の場合は大部分は引き込まれず、滴下する。
1 Anode 2 Cathode 3 Anion exchange membrane 4 Neutral diaphragm or cation exchange membrane 5 Object to be dehydrated 6 Anode chamber 7 Cathode chamber 8 Oxidation-resistant diaphragm When the body of the object to be dehydrated is a gel with a negative charge, between the negative and anode poles When energized, the main body components are drawn toward the anion exchange membrane, and water is drawn toward the neutral diaphragm or cation exchange membrane, and if a cation exchange membrane is present, a large portion of the water is drawn into the cathode chamber. It is pulled in and some of it drips to the bottom, but
In the case of a neutral diaphragm, most of it is not drawn in and drips out.

両極室の両側から僅かの圧をかげると、水分の減少に従
ってゲル等の体績が減り、陰陽両イオン交換膜の間隔が
次第に減少し、かくして脱水の目的が達せられる。
When a slight pressure is applied from both sides of the bipolar chamber, as the water content decreases, the amount of gel etc. decreases, and the distance between the negative and positive ion exchange membranes gradually decreases, thus achieving the purpose of dehydration.

ゲル又はペーストは一般に電荷を有して居るか、または
電荷を有する状態になり易く、これが電流によって前述
のような作用をうける。
Gels or pastes are generally electrically charged, or tend to become electrically charged, and are affected by the electric current in the manner described above.

電荷を有する状態になり易いというのは、ゲル又はペー
ストが、弱酸または弱塩基の基をもっている場合で、弱
酸の場合はアンモニアのような塩基を添加することによ
り、又弱塩基の場合は酢酸のような酸を添加することに
より、夫々弱酸または弱塩基性の基が解離して荷電を有
することになることを指すのである。
The gel or paste tends to become electrically charged when it has a weak acid or weak base group. This means that by adding such an acid, the weak acid or weak basic group, respectively, dissociates and becomes electrically charged.

このようにpH調節をして荷電を与えることは本発明に
おいて極めて大きな効果がある。
In this way, adjusting the pH and imparting a charge has a very large effect in the present invention.

対象物がゲルであるときは第1図の5の部分はゲルその
ものだけまたはゲルを布の袋に入れた状態でもよく、一
般に室を構成する必要はないが、ペーストの場合はこの
部分は一つの室としてその中にペーストを入れることが
必要である。
When the object is a gel, the part 5 in Figure 1 may be the gel itself or the gel placed in a cloth bag, and generally there is no need to constitute a chamber, but in the case of a paste, this part is It is necessary to put the paste in it as one chamber.

ペーストの場合は陰陽両イオン交換膜を用いる構成が望
ましいが、中性隔膜を使用するときは水を阻止できる半
透膜であることが好ましい。
In the case of a paste, it is desirable to use a structure that uses both negative and positive ion exchange membranes, but when using a neutral diaphragm, it is preferably a semipermeable membrane that can block water.

対象物が陽イオン交換性の場合(陰電荷を有する場合)
は陽イオン交換膜を用いない構成とすることができる。
When the target substance is cation exchangeable (has a negative charge)
can be configured without using a cation exchange membrane.

対象物が陽イオン交換膜と類似の作用をするからである
This is because the target substance acts similar to a cation exchange membrane.

また、陰イオン交換膜を用いない構成も可能であるがそ
れについては本願の範囲外とする。
Further, a configuration without using an anion exchange membrane is also possible, but this is outside the scope of the present application.

対象物が電荷を有しないときは、メカニズムかや瓦異る
が、可溶性無機塩類等を適当量対象物に含有せしめ、イ
オン交換膜の電気滲透特性のみを利用して、イオンとと
もに水を引き出すことが可能である。
When the object has no electric charge, the mechanism may be different, but it is possible to incorporate an appropriate amount of soluble inorganic salts into the object and draw out water along with ions by utilizing only the electroosmotic properties of the ion exchange membrane. is possible.

本発明は陶土の脱水等、無機物に対しても可能であるが
、有機物のゲル又はペーストよりの脱水に特に有用であ
る。
Although the present invention is applicable to inorganic substances such as dehydration of china clay, it is particularly useful for dehydration of gels or pastes of organic substances.

たとえばところてんの脱水(寒天の製造)、蛋白ゲル或
は可溶性蛋白ペーストよりの脱水等である。
For example, dehydration of tokoroten (agar production), dehydration of protein gel or soluble protein paste, etc.

実施例 1 第1図で示される装置において、陽イオン交換膜として
は、酢酸ビニルとエチレンの共重合体をスルホン化した
もの( 交換容量3. 1 meq / gr、含水率
42%、厚さ0.05mm)、陰イオン交換膜としては
、スチレンージビニルベンゼン系強塩基性陰イオン交換
膜(交換容量1.8meq/gr、含水率35%、厚さ
0. 1 mm )を用いた。
Example 1 In the apparatus shown in Fig. 1, the cation exchange membrane was a sulfonated copolymer of vinyl acetate and ethylene (exchange capacity 3.1 meq/gr, water content 42%, thickness 0). As the anion exchange membrane, a styrene-divinylbenzene-based strongly basic anion exchange membrane (exchange capacity 1.8 meq/gr, water content 35%, thickness 0.1 mm) was used.

有効面積は倒れもsxsc4である。The effective area and tilt are sxsc4.

隔膜8は使用しなかった。電極は何れもニッケル板を用
い、又両極室溶液には何れも5%硫酸ナトリウム水溶液
を用いた。
Diaphragm 8 was not used. A nickel plate was used for each electrode, and a 5% aqueous sodium sulfate solution was used for both electrode chamber solutions.

膜間にゲル状大豆蛋白(水分88%、塩類0.3%、厚
さ12mm)をはさみ、0.25アンペアの電流(11
〜13ボルト)を25分間通電した。
Gel-like soy protein (88% moisture, 0.3% salt, thickness 12 mm) was sandwiched between the membranes, and a current of 0.25 amperes (11
~13 volts) for 25 minutes.

両電極室を含めて、全体を細いゴム輪で軽く締めること
により、通電中ゲルに僅かの圧力を与えた。
A slight pressure was applied to the gel during energization by lightly tightening the entire structure, including both electrode chambers, with a thin rubber ring.

通電後ゲルの厚さは4山となった。After electricity was applied, the thickness of the gel became four peaks.

実施例 2 陽イオン交換膜の代りにポリエチレン微多孔膜(厚さ0
. 1 mm )を用いたほかは実施例1と同じ装置を
用い、大豆蛋白ゲルの代りに寒天ゲルを挿入した。
Example 2 A polyethylene microporous membrane (thickness 0) was used instead of a cation exchange membrane.
.. The same apparatus as in Example 1 was used except that a 1 mm ) gel was used, and agar gel was inserted instead of soybean protein gel.

(寸法は5X5X1.4CrIL、乾燥寒天或分1%、
アンモニア少量を加えゲルのpHを約9とした。
(Dimensions are 5X5X1.4CrIL, dry agar or 1%,
A small amount of ammonia was added to bring the pH of the gel to about 9.

)0.40アンペア(12〜15ボルト)の電流を15
分間通電した。
) 0.40 ampere (12-15 volts) current 15
Power was applied for a minute.

通電後ゲルの厚さは約7.0關となった。After energization, the thickness of the gel was approximately 7.0 mm.

実施例 3 第1図の5の部分を厚さ5關の一室とし隔膜8にテフロ
ン多孔膜を用いたほかは、実施例1と同じ装置を用いた
Example 3 The same apparatus as in Example 1 was used, except that the section 5 in FIG. 1 was made into one chamber with a thickness of 5 mm and a Teflon porous membrane was used as the diaphragm 8.

室5に可溶性魚肉蛋白20%水溶液(塩分2%)をみた
した。
Chamber 5 was filled with a 20% aqueous solution of soluble fish protein (2% salt).

これに0.5アンペア(65〜9ボルト)の電流を通じ
、室5の液の減少に応じて上記の20%可溶性蛋白溶液
を追加した。
A current of 0.5 ampere (65-9 volts) was passed through this, and the 20% soluble protein solution described above was added as the liquid in chamber 5 decreased.

100分後室5の蛋白質濃度は50%となった。After 100 minutes, the protein concentration in chamber 5 became 50%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に使用する装置の構成を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an apparatus used in the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ゲルまたはペースト状物の電気滲透による脱水に際
し、陽極側に陰イオン交換膜を配置することを特徴とす
る脱水方法。 2 ゲルまたはペースト状物の電気滲透による脱水に際
し、陽極側に陰イオン交換膜、陰極側に陽イオン交換膜
を配置することを特徴とする脱水方法。 3 ゲルまたはペースト状物に対し陽極側に陰イオン交
換膜を用いる電気滲透によって脱水を行うに際し、陽極
と陰イオン交換膜との間に耐酸化性隔膜を配置すること
を特徴とする脱水方法。
[Scope of Claims] 1. A dehydration method characterized by arranging an anion exchange membrane on the anode side when dehydrating a gel or paste-like material by electroosmosis. 2. A dehydration method characterized by arranging an anion exchange membrane on the anode side and a cation exchange membrane on the cathode side when dehydrating a gel or paste-like material by electroosmosis. 3. A dehydration method characterized by arranging an oxidation-resistant diaphragm between the anode and the anion exchange membrane when dehydrating a gel or paste-like material by electroosmosis using an anion exchange membrane on the anode side.
JP14330177A 1977-12-01 1977-12-01 Dehydration method Expired JPS5836605B2 (en)

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JPS5476488A JPS5476488A (en) 1979-06-19
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FR2538551B1 (en) * 1982-12-27 1988-11-10 Asahi Chemical Ind METHOD AND INSTALLATION FOR DEHYDRATION OF A SUBSTANCE CONTAINING WATER BY ELECTRO-OSMOSIS

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