JPS60132604A

JPS60132604A - 有機質有価物の濃縮回収方法

Info

Publication number: JPS60132604A
Application number: JP58240751A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Baba; 馬場　康夫; Takeshi Osada; 武長田
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1985-07-15

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】本発明は有機質有価物の濃縮回収方法に関するものであ
る。

更に詳しくは無機塩及び分子量が１．０００以下の有機
質有価物を含有している水溶液中から前記有価物を選択
的に濃縮回収する方法に関するものである。

従来、食品工業など各種工業分野において液中から有価
物を回収することが実施されている。

たとえば逆浸透法、限外ｂゴ過法等により回収すること
が実施されている。

しかし逆浸透法においては液中から無機塩及び有機物を
一緒に回収することができてもどちらか一方を選択的に
回収することができず、従って、従来の逆浸透法は無機
塩及び有機質有価物を含有している水溶液中から有機質
有価物のみを選択的に回収したい場合においては採用で
きなかった。

これに対し限外濾過法によれば前記水溶液中から有機質
有価物のみを選択・的に回収することができるが、この
場合において回収しつる有機質有価物ｒｊ　’Ｃノ分子
ｊ１７ｊ”　１．０．０００以上ｏ　；：’５分子量の
ものであってこれ以下の低分子Ｊ７ｊ、の有機質有価物
については回収することができなかった。

なお他の電気透析法によれば、１，０００以下の低分子
量の有機質有価物を選択的に回収しつるといわれている
が、この方法は大型の装置が必要とされると共に濃度分
極による処理効率の低下度が大きい等の問題点を有して
いるので実用に供されていないのが現況である。

本発明はこのようなことに注目して発明されたものであ
って、無機塩及び分子量が１，０００以下の低分子量の
有機質有価物を含有している水溶液中から前記有価物を
選択的に濃縮回収することができる実用的な方法を提供
しようとするものである。

すなわち本発明は、無機塩及び分子量が１，０００以下
の有機質有価物を含有している水溶液中から前記有価物
を選択的に濃縮回収する方法において、前記水溶液の浸
透圧り、下の操作圧力で膜分離処理した場合にその塩排
隙率が５％以上の分離能を有する半透性もしくは多孔性
の分離膜を用いて前記水溶液をその浸透圧以上の操作圧
力で膜分離処理して脱塩し、かつその処理中において前
記水溶液へ連続的もしくは断続的に希釈水を加えること
を特徴とするものである。

本発明において処理する水溶液は、Ｎａｃｌ。

Ｎａ２ＳＯ４、Ｃａｃ１２　、　Ｍｇｃｌ、、などの水
溶性の無機塩類と分子量が１００〜１，０００の水溶性
有機質有価物とを含有しているものであるが、このよう
な水溶液は食品工業、医薬製造工業、あるいは化学工業
等において数多く存在する。例えば食品工業においては
乳製品の加工々捏水及び味噌・しょう油の脱塩水などが
該当し、そして医薬製造工業においては醗酵法により得
られる工程液のカラム分離液、さらに化学工業において
は６Ｆ：、浄中和水などがそれぞれ該当する。

また本発明において使用する分離膜は、その機能上から
みた場合、逆浸透膜と限外濾過膜との中間に位置するも
のであり、換言するならば、処理する水溶液の浸透圧以
下の操作圧力で膜分離処理した場合に５％以上の塩ＪＪ
Ｉ（隙率か得られる分離能を有するものであり、このよ
うな分離膜は低グレードの逆浸透膜、すなわち一般にル
ーズ逆浸透膜と称されている低排除率グレードの分離膜
、あるいは限外濾過膜のうちで、いわゆる低分画分子量
グレードの濾過膜中から選択することができ、また市販
の逆浸透膜を薬品処理等して目的に応じた所定の分離能
に改質してもよい。

具体的には現在市販されている三菱レイヨン株式会社製
のｒＧ−５Ｊ膜及び東洋Ｆ紙株式会社製のｒＵＨ−０５
ｊ膜があげられ、そして改質の例としては市販の酢酸セ
ルロース膜をアルカリ水溶液で加水分解処理したものが
あげられる。

なおこれらの分離膜は、スパイラル、チューブラ−１平
膜、ホロファイバーなど各種形態に用いることができる
が、これらの分離膜を用いて処理するに当っては前記水
溶液をその浸透圧以」二に加圧して行う。

すなわち処理する水溶液に含有されている無機塩及び有
機質有価物の濃度あるいは操作温度によっても異なるが
、通常においては２０〜６０１の操作圧力で膜分離処理
し、かつこの処理中において被処理水溶液へ連続的もし
くは断続的に希釈水を加えて処理する。

なおその他の条件、たとえば処理時のＰＨ。

温度、膜面流束の設定々どについては被処理水溶液の性
状、濃度、要求される脱塩率、膜モジュールの形態など
によって左右されるが、一般には逆浸透法に準じた条件
で行えばよい。

而して本発明によれば無機塩は透過されるか分子量が１
．０００以下の有機質有価物は透過されないのでこれを
選択的に濃縮回収することかできる。

以下、実施例及び比較例に基いてより具体的に述べる。

実施例（１）ら１）被処理水溶液分子量が３００のアミノ酸を１０％、食塩を２％含有し
、その浸透圧が２４顎の医薬品製造工程水。

１、＋　分離膜三菱レイヨン株式会社製のｒｃ、５　Ｊ膜（スパイラル
モジュール）。なおこの膜は、浸透圧が２８気圧（２８
，９％　）の３．５％食塩水を２０気圧（２０，７１）
の操作圧力で膜分離処理（温度２５℃）した場合におい
てはその塩排除率が１２％であった。

傾）処理条件前記−）の水溶液を前記（ｂ、）の分離膜を用いて操作
圧力４０層、２５℃で膜分離処理し、その処理中におい
て非透過液を原液タンクへ循環すると共に原液タンクの
液面が常に一定レベルに保たれるように連続的に希釈水
を加えた。

０□）処理結果前記−）の水溶液の光量に対し２倍量の透過水が得られ
た時点で膜分離処理を停止し、原液タンク中の非透過液
を分析したきころ、アミノ酸が９，７％、食塩が０．４
％であった。すなわちその塩排除率は８０％で、かつア
ミノ酸回収率は９７％であった。

比較例（１）酢酸セルロース系逆浸透膜を用いた以外は実施例（１）
と同一条件で処理した。

その処理結果は表１に示す通りであった。

なお前記逆浸透膜は、３．５％食塩水を５６μの操作圧
力で処理した場合においては、その塩排除率が９８％で
あった。

比較例（２）ポリスルホン系限外涙過膜を用いた以外は実施例（１）
と同一条件で処理した。

その処理結果は表１に示す通りであった。

なお前記限外濾過膜は、３．５％食塩水を２０〜の操作
圧力で処理した場合においてはその塩排除率が２％であ
った。

表１このように一般の逆浸透膜を用いる比較例（１）におい
てはアミノ酸回収率が十分であっても塩排除率が十分で
なく、従って有価物（アミノ酸）のみを有効に選択分離
することができず、また一般の限外沢過膜を用いる比較
例（２）においては塩排除率が十分であってもアミノ酸
回収率が十分でなく、従ってこの場合においては有価物
（アミノ酸）の高率回収が困難である。

これに対し実施例（１）においては塩排除率が８０％で
、かつアミノ酸回収率が９７％であるから有価物（アミ
ノ酸）のみを有効に選択分離し高率に回収することがで
き、従って・一般の膜を用いるよりも処理する水溶液の
浸透圧以下の操作圧力で膜分離処理した場合に５％以上
の塩排除率が得られる膜を用いる方が有利であることが
わかる。

ｂ２）被処理水溶液分子量が４００の樹脂原料を８％、食塩を４％含有し、
その浸透圧が３７気圧（３８，２〜）の化学反応釜洗浄
水。

Ｉｂ２）分離膜東洋Ｆ紙株式会社製のｒＵＨ，０５Ｊ膜。

なおこの膜は、浸透圧が２８気圧（２８，９’！！　）
の３．５％食塩水を２０気圧（２０，７％）の操作圧力
で膜分離処理（温度２５℃）した場合においてはその塩
排除率が６％であった。

（Ｃ→　処理条件前記−の水溶液を前記−の分離膜を用いて操作圧力５６
％、２５℃で膜分離処理し、その処理中において非透過
液を原液タンクへ循環すると共に原液タンクの液面が常
に一定レベルに保たれるように連−的に希釈水を加えた
。

（ｄ）　処理結果前記もωの水溶液の光量に対し２．５倍量の透過水が得
られた時点で希釈水を加えるのを停止し非透過液が光量
の半分になるオで濃縮し、その濃縮非透過液を分析した
ところ、樹脂原料が１５％、食塩が１．６％であった。

すなわちその塩排除率は８０％で、かつ樹脂原料回収率
は９４％であった。

比較例（３）操作圧力を３０１にした以外は実施例（２）と同一条件
で処理した。その処理結果は表２に示す通りてあった。

比　較　例　（４）希釈水を加えないで２倍濃縮した以外は実施例（２）と
同一条件で処理した。その処理結果は表２に示す通りで
あった。゛表２このように前記ら最の水溶液の浸透圧（３８，２￥２）
以下の操作圧力（３０％）で処理する比較例（３）にお
いては樹脂原料回収率及び塩排隙率が８０％以下の低率
であり、これに対し実施例（２）においてはこれが８０
％以上の高率であり、従って処理する水溶液の浸透圧以
上の操作圧力で膜分離処理する方が有利であることがわ
かる。

また膜分離処理に際して希釈水を加えない比較例（４）
においては塩排隙率が６５％ど低率であるのに対し、実
施例（２）においてハ８０％と高率であり、従って膜分
離処理眞際して希釈水を加える方が有利であることがわ
かる。

実施例（３）らω　被処理水溶液平均分子量が１，０００のタンパク質を５％、硫酸ナト
リウムを１．４％含有し、その浸透圧が７．２１の水溶
液。

（転）分離膜東洋痙紙株式会社製のｒ　ＵＨ−１Ｊ膜。

なおこの膜は、浸透圧が３４気圧（３５〜）の９％硫酸
ナトリウム水溶液を１０’ｄの操作圧力て膜分離処理（
温度２５℃）した場合においてはその塩排隙率が２０％
であった。

（ｃ３）処理条件前記−）の水溶液を前記（へ）の分離膜を用いて操作圧
力２０％　、　２５℃で膜分離処理し、その処理中にお
いて非透過液を原液タンクへ循環すると共。

に原液タンクの液面が常に一定レベルに保たれるように
連続的に希釈水を加えた。

（ホ）処理結果前記ら−の水溶液の光量に対し２倍量の透過水が得られ
た時点で膜分離処理を停止し、原液タンク中の非透過液
を分析したところ、タンパク質が４．９％、硫酸すｌ−
１Ｊウムが０．２％であった。

すなわちその塩排隙率は８６％で、かつタンパク質回収
率Ｉ″ｉ９８％であった。

比較例（５）市販のポリスルホン系限外濾過膜（分画分子量１０．０
００）を用いた以外は実施例（３）と同一条件で処理し
、非透過液を分析したところ、タンパク質が１．０％、
硫酸す）　ＩＪウムが０．１％であった。すなわちその
塩排隙率は９３％で、かつタンパク質回収率は２０％で
あった。

このように分子量が１，０００のタンパク質を回収する
場合において、実施例（３）においては９８％の回収率
が得られたのに対し、比較例（５）においては２０％と
著しく低く、従って本発明に係る方法は分子量が１，０
００以下の有機質有価物を回収する場合において好適で
あることがわかる。

なお市販の酉′１酸セルロース膜をアルカリ水溶液で加
水分解処理した膜を用い、浸透圧力が２８気圧（２８，
９％）の３５％食塩水を２０気圧（２０，７憤）の操作
圧力で膜分離処理（１Ｍ度２５℃）しだところその塩排
隙率は３１％であったが、本発明においてはこのような
膜を用いてもよい。

以上詳述したように本発明によれば、従来において混合
水溶液中から選択的に分離回収が困難であった分子量か
１，０００以下の有機質有価物を高率に回収することが
できて資源の有効利用化をより一層図ることができる。

まだ従来の逆浸透法に準じた形て処理することができる
ので、その処理コストか安く広い範囲の実用化に供する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機塩及び分子量が１，０００以下の有機質有価
物を含有している水溶液中から前記有価物を選択的に濃
縮回収する方法において、前記水溶液の浸透圧以下の操
作圧力で膜分離処理した場合にその塩排除率が５％以上
の分離能を有する半透性もしくは多孔性の分離膜を用い
て前記水溶液をその浸透圧以上の操作圧力で膜分離処理
して脱塩し、かつその処理中において前記水溶液へ連続
的もしくは断続的に希釈水を加えることを特徴とする有
機質有価物の濃縮回収方法。