JPH02258002A - 破泡機構および破泡処理設備 - 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】 「発明の目的」 本発明は破泡機構および破泡処理設備に係り、液体中の
気泡を化学的な消泡剤の如きを用いることなしに簡易に
破泡すると共にその気体骨を除去し、外部からのバクテ
リヤ、雑菌等の侵入を防ぐことのできる破泡機構および
その処理設備を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野） 醗酵工業などに関するバイオリアクター、浄水場、製紙
工場、アルコール製造工程などにおいて液中に発生混入
した泡を除去するための技術。

（従来の技術） 生物を利用した醗酵工業や、浄水場、製紙工場、アルコ
ール系中間体の製造工業などにおいて処理液中に発生ま
たは混入した気泡が有害な場合において、該気泡を除去
ないし消滅させるために従来採用されている手法として
は消泡剤を添加混入することである。

又回転打泡翼を用いて機械的に破壊消泡することも行わ
れている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように消泡剤を用いる従来の技術によるときは当
然にランニングコストが嵩む。

又−船釣に消泡剤の添加によって活性剤の洗浄効果が低
下し、あるいは目的と異った反応の発生することが、特
にバイオリアクターやアルコール系中間体の製造工程な
どにおいて発生し、処理工程を複雑ないし困難化する。

更には処理結果を低減することが多い。

回転打泡翼を用いて機械的に破壊消泡するものにおいて
はその機構が複雑で、コンタミネーションを起こす恐れ
があり、又必ずしも有効な消泡をなし得ないなどの不利
がある。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） １、気体を透過せしめ、しかも液体を透過せしめないよ
うに多孔質化された合成樹脂膜とヒータ材とを含むこと
を特徴とする破泡機構。

２、ヒータ材を多段に形成したことを特徴とする破泡機
構。

３、多段に形成されたヒータ材が夫々メツシュ状で、起
泡する液面に近いもの程微細なメ・ノシュ構造を有せし
めた請求項３に記載の破泡機構。

４、多段に形成されたヒータ材に温度差を採った請求項
３に記載の破泡機構。

５、気体を透過せしめ、しかも液体を透過せしめないよ
うに多孔質化された合成樹脂膜と、ミスト防止材および
電源に接続されたヒータ材とより成ることを特徴とする
破泡機構。

６、ミスト防止材に穿孔を配設し、しかもそれら穿孔に
遮蔽部を設けた請求項６に記載の破泡機構。

（作用） ヒータ材における通電加熱により気、池内の気体温度を
上昇させ、気体圧力を高めると共に表面張力を変化させ
て破泡せしめる。

破泡された気体は多孔質化された合成樹脂膜を介して排
気し起泡液体を収容した容器内部圧の上昇を防止する。

前記のように液体の透過を阻止する微細な多孔繊維は外
部からの異物の混入または雑菌類などの侵入を防止する
。

前記ヒータ材が多孔質化された合成樹脂膜内に配設され
ることによりこの合成樹脂膜を支持体として起泡液体の
収容された容器における所定位置に設定せしめ、上記作
用を得しめる。

上記したようなヒータ材が多段に設定されることにより
全体としての発熱量を大とし、上記破泡を的確化する。

ヒータ材がメツシュ状たることにより破泡された気体の
通過脱気を図り、又前記のように多段に設けられたヒー
タ材において起泡された液面に近いもの程微細メツシュ
とすることにより液分の通過を阻止し気体分のみを適切
に排除する。

多段に形成されたヒータ材において温度差を採ることに
より夫々の設定位置との関連において好ましい脱気を図
り、例えば生物の培養液からの破泡脱気において液面側
を比較的低温として培養系などに対する悪影響を回避し
、しかも液面より離隔するに従い高温化して破泡脱気を
完全とする。

ミスト防止材を配設することにより破泡時におけるミス
ト分の通過を阻止し、気体のみの有効な脱気を図る。

破泡処理設備として起泡する液体を収容する液体収容部
上に形成された破泡機構部設定域を該液体収容部より拡
大することにより破泡面積を拡大し有効な破泡脱気を図
る。

前記液体収容部を密閉し、該液体収容部と分離して形成
された破泡機構部がこの液体収容部における底部および
液面部において夫々連通されることにより液体収容部に
おける液体に影響を与えることなしに破泡を図る。

（実施例） 本発明によるものの具体的実施例について説明すると、
本発明においては気体を透過せしめ、しかも液体を透過
せしめないように多孔質化された合成樹脂膜３と、電源
に接続されたヒータ材１より成る破泡機構を提案する。

前記合成樹脂膜３としては実質的に密実な合成樹脂シー
トないし膜材を圧延ないし延伸することにより薄層化す
ると共にフィブリル化し、無数の微細繊維間に孔隙の形
成されたものとして採用する。ヒータ材１は発熱材を間
隙ないし孔隙をもったものが用いられる。

実際の破泡機構としては上記のような合成樹脂膜３とヒ
ータ材１とが起泡する液面にそって設定される必要があ
り、このためこれらの合成樹脂膜３とヒータ材１とを一
体化するものが第１図と第２図に示されている。即ち第
１図に示すように両端を接続部２．２とし屈曲した回路
を形成したヒータ材ｌを準備し、該ヒータ材１を第２図
に示すように液体を透過せしめず、気体のみを透過する
ように多孔質化された合成樹脂膜３に添着する。

この多孔質化合成樹脂膜としては好ましくは耐熱性、耐
薬品性を備え上記多孔質化が適切に得られるものとして
例えばポリテトラフルオロエチレンの延伸処理による多
孔組織膜などがあり、即ち前記合成樹脂フィルムを延伸
処理することによりフィブリル化して無数の微小結節部
の間に多数の微細繊維かくもの巣状に形成されたものと
することができ、その微細繊維間に形成された微小孔の
孔径は１μｍ以下のようになって材質自体の撥水性など
と相俟ち液体を透過せしめることなく、気体を透過せし
める膜材が得られる。このような合成樹脂膜３の間に前
記ヒータ材１を介在せしめ、しかも部分的に充実部４を
形成してヒータ１を包囲した状態とする。即ちこの充実
部４は一旦多孔組織として形成されたものを部分的に溶
着せしめるような手法で容易に形成することができ、斯
うして形成された充実部４はヒータ１の温度が低下し、
泡が多孔質膜３に接して活性剤などが多孔組織中に進入
した場合においても漏電するようなことを防止する。

具体的な製造例としてポリテトラフルオロエチレンによ
る孔径０６２μｍで空孔率約８０％とされた厚さ５０μ
ｍの多孔質膜３の間にヒータ１を挟み、充実部４でヒー
タ１部分を包囲した第２図のような破泡膜５を作成し、
この破泡膜５を別に第３図に示すようなケース１０上に
張設し、ケース１０上に濃度１％の活性剤を含有した水
を入れると共に底部にバブリングパイプ１１を設けて１
．０ｋｇ／ａＪの圧力で空気を吹込み、液面と破泡膜５
の間に泡１３を発生せしめ、ヒータ１に通電させて加熱
し、測温手段１２で温度を測定しなから破泡１１０表面
の温度をスライダック１４で調整し、その破泡性能を評
価した。

このような評価の結果は次表の如くであって好ましい破
泡作用が確認され、又上記のように１．０ｋｇ　／　ｃ
ｉの圧力による空気吹込みに拘わらず、ケース１０内の
圧力は０，１ｋｇ／ｃｊであって破泡された空気は前記
破泡膜５の多孔質組織から外部へ有効に排出されている
ことが確認された。

又本発明においては第４図に示すようにヒータ材１を多
段化し、各ヒータ材１における温度が比較的低いもので
あっても全体としての発熱量を大とすることにより破泡
効果を高める。特に液面側の温度を低くし、液面より離
れるに従って温度を高くした温度差をつけ、培養液など
に対する高温ヒータによる悪影響を防止しながら破泡効
果を的確に大とする。ヒータ材１におけるヒータとして
はニクロム線のような金属発熱体の外に導電性樹脂など
が採用され、その形状としては渦巻状、くし状、メツシ
ュ状、面状などがあり、発熱体の表面は耐熱性、電気絶
縁性に優れたシリコン樹脂、弗素樹脂などで被覆するこ
とが好ましい。

上記のように温度差をつけて破泡する場合には、液面側
のヒータ材は泡と直接に接触するので発生した泡の直径
に即応した目を有するメツシュ状ヒータ材を用い泡粒子
がすべてヒータ材と接触するようにし、このヒータ材で
破泡しきれなかった泡はヒータ材のメツシュよりもそれ
なりに大きくなって上昇するのでこれを上段のヒータ材
で破泡する操作を繰返さしめ高度の破泡効果を得しめる
。

このような場合の具体的実施例としては、メツシュの目
の大きさが、それぞれ１ｆｉ、２鶴、５ｆｌのヒータ材
１．１，１を１５１１間隔で平行に配列し、それぞれの
表面温度を５０℃、１００℃、１５０℃となるように調
節した破泡機構を内径１０５ｍで高さが２５０　ｍの培
養槽１０における上部に設け、１０％の廃糖密水溶液を
発泡液として収容し、３．５１２　／ａｋｉｎの空気を
送入せしめて発泡したところ、生成した泡は３番目のヒ
ータ材下方３ｆｉの位置で阻止された状態となり、適切
に破泡することができる。

これに対し比較例として第１、第２番目のヒータ材を用
いることな（第３番目のヒータ材のみで破泡処理を同様
に実施した場合には発生した泡はヒータ材を超えて上昇
し合成樹脂Ｍ３に達し目詰まりを生じた。

更に本発明によるものは前記第４図においても示したよ
うにヒータ材１と多孔質化合成樹脂膜３との間にミスト
防止板７を用いる。このようなミスト防止板としては第
５図から第７図に代表的に示すように穿孔８と遮蔽部８
ａの形成されたものを用い、第５図に示すものにおいて
は穿孔８がその位相を異にして配設されたものをスペー
サ８ｂで適当な間隔を採って取付け、穿孔８の形成され
ない部分が相互に遮蔽部８ａとして機能するように成っ
ている。第６図のものは穿孔８部分を打出して屈曲せし
め遮蔽部８ａとし、側方に隙間を形成したものであり、
第７図のものは溝部９をもった素材を採用し、溝部９の
側面部分を打出して穿孔８とすると共に遮蔽部８ａを形
成したものである。

なおこのようなミスト防止板７は一般的に第８図に示す
ようにスペーサ１日を用い上述したようなヒータ材１お
よび多孔質化合成樹脂ＩＩＩ！３とセット化し、培養槽
などのケース１０に取付けられる。

この第８図に示すような破泡機構５を上記したように内
径１０５鶴で高さが２５０鶴の円筒状培養槽であるケー
ス１０の上部に設置し、発泡液として１０％廃糖密１７
３ｉを収容し、２．５１１７ｓｉｎの空気を通せしめて
発生した泡の破泡試験を行ったところ、４８時間に亘る
操業でもヒータ材１の下方２ｃ１１の位置で泡を阻止す
ることができた。

これに対しミスト防止板７を取外したものは操業の頭初
においては同様であったが、８時間から１２時間後には
ミストが合成樹脂膜３に付着し、それによって内圧上昇
を来たし円滑な操業をなし得ないものであった。

このようなケース１０に対して破泡機構５を取付けた破
泡処理設備としては第９図に若干例が示されている。即
ち同図（Ａ）のものは−船釣な上下方向において略同じ
水平断面をもったケース１０の上部に取付けたものであ
って、このようにしても本発明の破泡目的が達成し得る
ことは明らかである。これに対し同図（Ｂ）のものはケ
ース１０の上部が広い面積となるように拡大されたもの
で、このような面積拡大部分を破泡機構設定域として前
記したような破泡機構５を設けたもので、発生した起泡
はこのように拡大された設定域に展開されて破泡効果を
受けるのでより効果的な破泡が得られる。

更に第９図（Ｃ）のものはケース１０とは別に破泡機構
部１０ａを形成し、ケース１０の頂面ば密閉せしめ、然
してケース１０における底部と液面部において夫々達通
部１０ｂを形成し、泡を破泡機構部１０ａに導いて破泡
せしめ、又破泡によって生じた液体をケース１０に戻す
ようにしたもので、破泡機構５のヒータ材１の如きによ
る影響がケース１０内の液に直接に影響することをなか
らしめ、適切な処理を行わしめる。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは液体における気
泡を適切に破泡し簡易適切に除去することができるもの
で、化学的消泡剤や、機械的打泡機構などを必要とせず
に低コスト且つ静的条件下で好ましい消泡を図り、又破
泡ないし消泡のために対象とする液体に微生物の耐着侵
入や変質などの影響を与えないなどの効果を有しており
、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであって、第１図は
本発明におけるヒータ材の１例についての平面図、第２
図はこれを多孔質化された合成樹脂膜に組合わせた破泡
機構の１例を示す平面図、第３図はその破泡処理設備に
ついての全般的関係を示した説明図、第４図はヒータ材
を多段化した破泡処理ケース部分の断面図、第５図はミ
スト防止板の１例を示した平面図と断面図、第６図と第
７図はそれぞれその別の例を示した同様に平面図と断面
図、第８図はこのミスト防止板とヒータ材および多孔質
化合成樹脂膜のセット状態を示す断面図、第９図はその
容器ケースに装備した破泡処理設備の若干例についての
概要説明図である。 然してこれらの図面において、１はヒータ材、２は接続
部、３は多孔質化された合成樹脂膜、４は充実部、５は
破泡機構、７はミスト防止板、８は穿孔、８ａはその遮
蔽部、９は溝部、１０は培養槽などのケースを示すもの
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気体を透過せしめ、しかも液体を透過せしめないよ
   うに多孔質化された合成樹脂膜とヒータ材とを含むこと
   を特徴とする破泡機構。 ２、ヒータ材を多段に形成したことを特徴とする破泡機
   構。 ３、多段に形成されたヒータ材が夫々メッシュ状で、起
   泡する液面に近いもの程微細なメッシュ構造を有せしめ
   た請求項３に記載の破泡機構。 ４、多段に形成されたヒータ材に温度差を採った請求項
   ３に記載の破泡機構。 ５、気体を透過せしめ、しかも液体を透過せしめないよ
   うに多孔質化された合成樹脂膜と、ミスト防止材および
   電源に接続されたヒータ材とより成ることを特徴とする
   破泡機構。 ６、ミスト防止材に穿孔を配設し、しかもそれら穿孔に
   遮蔽部を設けた請求項６に記載の破泡機構。