JPS5867312A - 液体の「ろ」過装置 - 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】 本発明は液体の１過装置に係る。

−ｊ４過すべき液体の収容タンクと、 −パイプを介して前記タンクに連結された多孔性管状フ
ィルタであって、該フィルタを通過しなかった液体部分
を流出せしめる開孔を有するチャンバを形成１−べく両
端が閉鎖された多孔性管状フィルタと、 一チャンバの入口で液体を定圧下に維持するだめの手段
と、 一チャンバ内に同軸的に回転自在に装着されており回転
駆動されるべくモータに連結されている実質的に円柱状
のコアと、 一沢液を収集すべくフィルタの周囲に配置されており流
出口を備えた円筒状ケーシングと、−フィルタの目詰り
を除去１べ東フィルタの円筒状外面に汁液の逆圧を生成
することにより汁液を逆流せしめるための制御自在な手
段とを有する　４− 液体のｆ１過装置はフランス特許第１，５６４，９９５
号（ＭＥＲＣＫ　＆　Ｃｏ、　ｌＮＣ１）により知られ
ている。

本発明の目的は、ｆ：Ｉ液及び非濾過液の流量の間に所
定の定當比な維持することによってこの種の装置の作動
を改良することである。

本孔り］の目的は、 −ｔ”過ずべき液体の収容タンクと、 −パイプを介して前記タンクと連通した多孔性管状フィ
ルタであって、該フィルタを通過しなかった液体部分を
流出せしめる開孔を有するチャンバを形成すべく両端が
閉頌された多孔性管状フィルタと、 一チャンバの入口で液体を定圧下に維持するための手段
と、 一チャンバ内に同軸的に回転自在に装着されており回転
駆動されるべくモータに連結されている実質的に円柱状
のコアと、 一沢液を収集すべくフィルタの周囲に配置されており排
出口を備えた円筒状ケーシングと、−フィルタの目詰り
を除去すべく、フィルタの円筒状外１ａ１にｔ−１液の
逆圧を生成することによりＰ液を逆流せしめるだめの制
御自在な手段とを有しており、更に、 一前記排出口に接続された流量測定装置と、−前記開孔
に接続された入口を有する容積形ポンプと、 一前記の流量測定装置により測定されたｒ液流量に従っ
て容積形ポンプの流量を調整し得る制御システムと、 を有する液体の濾過装置を提供することである。

添付図面に示す具体例に基いて本発明を非限定的に以下
に説明する。

第１図に於いて、例えばミルクの如き濾過すべき液体１
はタンク２に収容されている１、タンク２の上部気体ス
ペースは、圧縮ガスボンベ４の出口に接続された減圧弁
３と連通している。夕／り２の液体１は、パイプ５を介
してフィルタカートリッジ６の内部スペースと連通して
いる。カートリッジ６は円筒状ケーシング７の内部に例
えばセラミックから成る円筒状回転体の形状のフィルタ
８を含む。ケーシング７と管８とは同軸である。管８の
両端は夫ｋ、ケーシング７のみに支持されている２つの
端部軸受部材９，１０により閉鎖されており、パイプ５
Ｖｉ、管８と端部軸受部材９，１０とにより形成される
チャンバの内部に開口している。円柱状同軸コア１１は
、端部軸受部材９．１０に設けられた２つの軸受面に対
して回転自在に装着されたスピンドル１２を備える。ス
ピンドル１２の一端はプーリ１３に固定されており、プ
ーリ１３は、ベルト１４を介してプーリ１５に連結され
ており、プーリ１５は、駆動モータ１６の出力軸に装着
されている。

好ましくは多孔誉８が、比較的粗大な細孔を有する管状
外周部と微小な細孔を有する管状内側部　７− とを含む。内側部は本来のｊ１過膜を構成しており、外
周部は膜の支持体として機能する。外周部と内側部とは
勿論互いに固着されている。

フィルタ管８とケーシング７との間に含まれるカートリ
ッジ６の内部スペースは、制御自在な逆流システム１８
と２個のパイプ１９．２０とを介して流量測定装置１７
に接続されている。装置１７はパイ、プ２１を介して、
図示しない１液収集タンクに接続されている。

コア１１と管８との間に含まれるカートリッジ６の内部
スペースは、容積形ポンプ２２と２つのパイプ２３．２
４とを介して、非１−１過液即ちフィルタ管８を′通過
しなかった液体部分を収集するだめの図示しない別のタ
ンクに接続されている。

１過ずべき液体が充填された補助タンク２５はポンプ２
６を介してタンク２に接続されている。

最後に、１ｈ制御システム２７け、一方で装置１７及び
他方でポンプ２２．２６の電気制御装置に電気　８− 的に接続されている。

第２図は、第１図に概略的に示し７にフィルタカートリ
ッジ６の具体例を示す。

第２図によれば、カートリッジの円筒状ケーシングは、
両端内面に雌ネジを設けた管２８から成り、これらのネ
ジは２つの末端挿入部材３１．３２に夫々設けられた２
つのネジ山２９．３０と螺合し得る。部材３１．３２は
第１図の端部軸受部材９．１００機能を果す。セラミッ
ク多孔奮８は多孔性でない両端部３５．３６を有してお
り、これらの端部３５，３６は、環状パツキン３３．３
４を介して末端挿入部材３１．３２のショルダに支持さ
れている。コア３７の両端は、同軸の２つの軸端部材３
８．３９を有しており、これらの軸端部材３８．３９は
２つの軸受４’０　、４１を介して末端挿入部材３１．
３２内に回転自在に装着されている。

図示の具体例ではコア３７に４つのやや隆起した長手方
向羽根４２，４３，４４．４５　を有する。

これらのリブ４２，４３，４４．４５　は、第２図の川
−■面に沿ったカートリッジの横断面図たる第３図に示
されている３゜ 末端挿入部材３１．３２の内部に２つの環状パツキン４
６．４７が固着されており、コア３７が回転駆動される
とき軸端部材３８．３９はこれらのパツキン４６．４７
のリップに対して摺動する。

末端挿入部材３１に入口管４８が固着されている。

この管４８はパイプ５０カー）　ＩＪツジ到達端（第１
図）に相当する。同様に、出口管４９が末端挿通部材３
２に固着されている。管４９はパイプ２３の出発端（第
１図）に相当する。ダ０４８の対向側で省′２８に出口
管５０が固＞＝されている０、管５０はパイプ１９の出
発端（第１図１）に相当する。

環状パツキン５１，５２仁１末翰挿入１に１を材３　＋
　、　３２に設けられた渦に保合しており、１ｆｊ２Ｈ
の円筒状内面を４１１持して管８と管２８との間のスペ
ースの気密性を確保する。コア３７と管８との間のスペ
ースの気密性はパツキン３３，３４，４６．４７により
確保される。

前記の如く説明した第１図乃至第３図の装置は下記の如
く作動する。

カートリッジ６の入口で液体の圧力は一定値に維持され
る。この値は減圧弁；３の操作によって調整し得る。次
にモータ１６を作動させフィルタカートリッジ６内でコ
ア１１を回転せしめる。一定圧力下の１遇すべき液体が
パイプ５を介してカートリッジ６に流入する。コア１１
が回転するので、コア１１とフィルタ管８との間の液体
は、管８の内面に対して接線方向に旋回運動せしめられ
る。

この液体の一部は管８の細孔を通過する。コアに羽根が
設けられている場合（第２図及び第３図参照）、液体の
乱流が増加しｉ１過速度がｊ’：’ｎ大する。

逆流システム１８は主として摺動ピストンを内蔵するシ
リンダと所定の時間間隔でピストンのス１１− トロークを制御する手段とを有しており、１液を正常流
動方向とは逆にカートリッジ６に向って逆流せしめ、フ
ィルタの目詰りを除去するに十分な逆圧を多孔管８の外
面に生成する。特にこの逆圧は、膜の％（１１孔を閉？
にする固体粒子を多孔￥−８の内面から構成される 装置の正常動作中はシステム１８が作動しないので、ｅ
液は管８と管７との間のスペースに充満し、パイプ１９
、システム１８、パイプ２０、装Ｗ１７及びパイプ２１
を介して回収タンクに向って自由に流れる。システム１
８はｒ液の流れを全く妨害しない。制御システム２７は
装置１７により測定されたｒ液の流量に関する情報を受
は取り、次に−、透過液及び卵重過液の流量間に所定の
定常比を維持するように容積形ポンプ２２の回転を制御
する。

第２図に示す如く、制御システム２７は、補助タンク２
５からタンク２に供給される１過すべき１２− 液体を所定流量に維持するためにポン１２６０回転をも
制御し得る。補助タンク２５の流量は、フィルタカート
リッジ６から出る透過液及び非１過液の総流量を補償す
るように選択される前記の１過装置は下記の如き利点を
有する。

コアの回転はフィルタの壁に対して接線方向の高速度を
液体に伝達するので、１過される粒子がフィルタの円筒
状内壁に凝集して生じる目詰りがかなり減少する。更に
、これらの粒子は卵重過液と共に不断に排出されろ。

動作中にコアとフィルタ管との間でカートリッジ内の液
体の圧力は管８の内面全体に亘って均一であることが確
認された。これに反して従来技術による装置ではこの圧
力はカートリッジの入口から出口に向って減少する。

更に、コアとフィルタ管との間の半径方向距離はフィル
タ管の壁部の不均等な摩耗が少しでも生じると特に変化
し易い。しかし乍ら管８に於ける圧力は、このよう々半
径方向距離の変化には殆んど影４（１）を受けない、っ
その結果本発明装置ｄに於いては、フィルタの目詰りが
表面全体に亘って等方的に生じる。従って、例えば符号
】８の如きシステムにより平均的な逆圧を膜に作用させ
てフィルタの洗浄を極めて容易に行なうことが可能であ
る１゜このようなフィルタ洗浄法の使用が従来技術の装
置では遥かに錐しいことは明らかである。従来装置では
フィルタ管が極めて不均等な目詰りを生じるので、フィ
ルタの最も目詰りのひどい部分の洗浄を確保するために
冒い逆圧を作用させろ必要がある。

本発明装置に於いてはカートリッジ入口での圧力とコア
の回転速度とは、各場合毎の装置の働き具合に適応すべ
く独立に調整することが可能な２種のパラメータを構成
する。

更に注目すべきは、各瞬間毎に拘束状態にある液体の量
（即ち、コアとフィルタ管との間に含まれる液体址）が
極めて少なく、極めて短時間のうちに定常作動状態が確
立されることである。従って、極めて少量の液体で十分
にｆ過処理を実施できるので、希少液体又は高価な液体
を処理するときに有利である。

前記の如く本発明装置の作動は特に安定で均質的である
ため、従来技術の装置に比較して、信頼性が増し更に、
目詰りによるフィルタの連続する２回の閉塞の間の時間
の長さも増加する、ｆ過すべき液体が拘束状態におかれ
るのは極めて短時間にすぎないので、ｐ過処理中の発熱
による液体の変質の危険も低減する。

前記の説明に於いて明らかな如く、本発明装置は特に、
沢液／非汐１過液の体積比の極めて容易な調整を伴なっ
た連続作動に適している。例えば、液体に含まれた細菌
を１過する場合、細菌の連続的排出が行なわれるので増
殖の危険が低減する。

最後に本発明装置は、カートリッジに供給する１５− だめの循環ポンプを含−ま−へいので特に簡単である。

注目すべきは、ある場合にはカートリッジの入口で液体
の圧力を一定にするために圧縮ガス使用の必要がなくタ
ンクの液体を所定の一定レベルに維持する手段（例えば
手段１７，２７．２６）を配設するだけで十分なことで
ある。。

装置の主部、即ちフィルタカートリッジと該カートリッ
ジの駆動モータとは小型化される。この主部を、一定温
度に維持されたエンクロージャ内に配置することも可能
である。このような配置は、ある種の生物学的液体を１
過する場合に必要になり得る。この場合、装置の作動に
よって生じる液体の発熱が微少なので、このようか発熱
が液体の平衡温度に与える影響を無視し得る。

本発明装置は、ミルクから脂肪質又はカゼインを抽出す
べく使用され得る。例えば、カートリッジの入力での圧
力が２バールでｅ過膜の細孔の平均寸法が０．２６ミク
ロンの場合、透過液の流者１は１６− 沢過面１　？７Ｚ’当り約２０ｔ／時である。低圧下例
えば圧力５０ミリバールでは透過液の流Ｍは（非濾過液
の体積に対する非濾過液と透過液との総体積の比として
定義される）濃縮率に殆んど影響されない。濃縮率が２
．５から５まで上っても透過液の流量は９．６ｔ／時／
？イから９，１１７時／　ｍ”に変るだけである。コア
の回転速度が増加すると透過液の流量がやや増加する。

回転速度が１０００回転／分から１９００回転／分まで
増加すると透過液の流量ば７ｔ／時／？？ｌから９，６
１７時／７７１’に変る。

勿論、コアに羽根が設けられていることは透過液の流量
に影響を与える。コアが長手方向羽根を有する場合、該
流量は圧力と共に増加する。圧力が０．５から２．５バ
ールまで増加すると該流量は１４．５ｔ／時／ｍ１から
２３．：３ｔ／時／７７２’まで増加する。

勿論、本発明は、単なる例として示された記載及び図示
の具体例に全く限定されない。特に、本発明の範囲を逸
脱することなくいくつかの技術的手段を等価の手段によ
り代替するととが可能である。

例えば、濾過の多孔性の青げセラミックのみでなく種々
の多孔性材料例えばフリット金属からも製造され得る。

更に、必要に応じてコアの円筒状外面に配設される羽根
は任意の形状を有し得る。特に、カートリッジ内での非
ネ負過液の投手力向流ηｔｌ＋を促進すべく該羽根がコ
アの軸に沿って螺旋状に設けられていてもよい。

本発明は概括的には多数の液体のゴー１過匠使用され得
、特に細菌除去による液体の滅菌を目的とする食品用液
体の１過１り１１えばミルク、ビールのＰ　：ｉＭに使
用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一具体例の概略説明図、第２図は
第１図の装（にｔの一部を成すフィルタカートリッジの
長手方向断面図、第３図は第２図のカ１９− 一トリッジの第２図より拡大した横断面図である。 １・・・液体、　　　　　　　２・・・タンク、３・・
・減圧弁、　　　　　　　４・・・ガスボンベ、５・・
・パイプ、　　　　　　　６・・・フィルタカートリッ
ジ、７・・・ケーシング、　　　　８・・・フィルタ、
９．１０・・・端部軸受部材、 １１・・・コア、１２・・・スピンドル、１３・・・プ
ーリ、１４・・・ベルト、１５・・・プーリ、　　　　
　１６・・・モータ、１７・・・流量測定装置、　　１
８・・・逆流システム、２５・・・補助タンク、　　　
２６・・・ポンプ、２７・・・制御システム、２８・・
・管、３１　、３２・・・末端挿入部材、３７・・・コ
ア、４８・・・入口管、　　　　４９・・・出口管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車ヰ。 （１）−ｆ’過すべき液体が導入される多孔性管状フィ
   ルタであって、該フィルタを通過しなかった液体部分を
   流出せしめる開孔を有するチャンバを形成すべく両端が
   閉鎖された多孔性管状フィルタと、 一チャンバ内に装着された実質的に円柱状のコアと、 −Ｆ’液を収集すべくフィルタの周囲に配置されており
   流出口を備えた筒状ケーシングと、−前記流出口に接続
   された流量測定装置と、−前記開孔に接続された入口を
   有する容積形ポンプと、 一前記の流量測定装置により測定されたｆ液流量に従っ
   て容積形ポンプの流量を調整し得る制御システムと、 を有する液体の沢過装置。 櫓（ （Ｚ）　−濾過すべき液体の収容タンクと、−パイプを
   介して前記タンクに連結された多孔性管状フィルタであ
   って、該フィルタを通過しなかった液体部分を流出せし
   める開孔を有するチャンバを形成すべく両端が閉鎖され
   た多孔性管状フィルタと、 一チャンバの入口で液体を定圧下に維持するだめの手段
   と、 一チャンバ内に同軸的に回転自在に装着されており回転
   駆動されるべく連結されている実質的に円柱状のコアと
   、 一？Ｐ液を収集すべくフィルタの周囲に配置されており
   流出口を（ｒｉｆｔえた円筒状ケーシングと、 −フィルタの目詰りを除去すべく、フィルタの円筒状外
   面に汁液の逆圧を生成することにより汁液を逆流せしめ
   るだめの制御自在な手段とを有しており、更に、 一前記流出口に接続された波相−測定装置と、−前記開
   孔に接続された入口を有する容積形ポンプと、 一前記の流量測定装置により測定されたｉ１５液流量に
   従って容積形ポンプの流量をＷ＾１整し得る制御システ
   ムと、 を有する液体の１過装置。 （３）前記液体が充填されており旧つ供給ポンプを介し
   て前記タンクに接続されている補助タンクを有しており
   、前記制御システムが更に、前記流量測定装置によって
   測定されたｆ１液の流計に従って前記供給ポンプＪ）流
   １１；をＡＩｌ“１１軒し□ 得る特許請求の範囲第２項にｎ■１載（Ｊ）ル’ｒ　ｌ
   ｆ’ｌ’、　ｎ（４）　　液体を定圧下に維持する手段
   が、タンクの液体を一定レベルに維持する手段である特
   許ｎＰ＋求の範囲第２項に記載の装置。 （５）液体を定圧下に維持する手段が、タンク上部の気
   体収容スペースと連通した圧縮ガス源を翁する特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 （６）　　フィルタか、マクロポーラスな外管部とミク
   ロポーラスな内管部とを有する特許請求の範凹を拮２項
   にｉ己ｌ１１１〈の羽・泣）゛。 （７１更に、前記チャンバを包囲するエンクロージャを
   有しており、このエンクロージャは一定温度に維持され
   ている特許請求の範囲第２項に記載の装置。 （８）　　フィルタがセラミックから成る特許請求の範
   囲第２項乃至犀２６項のいずれかに記載の装置δ・ （９）　　フィルタがフリット金属から成る特許請求の
   範囲第２項乃至第６項のいずれかに記載の装置。 　３−