JPH0361483B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 流体供給原料からあらかじめ選定した成分を
除去するためのクロスフローロ過装置であつて、 複数の接近して離された固定された突起を有
し、該突起は第１の平面内にある先端を持つてい
る第１のプレート部材； 複数の接近して離された固定された突起を有
し、該突起は第２の平面内にある先端を持つてい
る第２のプレート部材； 前記第１のプレート部材の突起を前記第２のプ
レート部材の突起に対面させそして固定関係に保
つて前記第１および第２のプレート部材を相互に
対して固定した離された関係に支持する手段； 各自が前記あらかじめ選定した成分を通過させ
ることができ、そして第１の表面および反対表面
を持つている第１および第２の圧縮し得る弾力性
のシート材料の膜； を備え、 前記第１の膜は、前記供給原料の流れがない時
前記第２の膜の第１の表面と接触しているその第
１の表面を有し； 前記第１の膜は前記第１のプレート部材の突起
と接触したその反対表面を有し、そして前記第２
の膜は前記第２のプレート部材の突起と接触した
その反対表面を有し； 前記第１および第２のプレート部材の支持手段
は前記第１および第２の平面間に配置された前記
第１および第２の膜の非圧縮状態の合計厚みより
大きくない固定距離に前記第１および第２の平面
を相互から維持し； さらに、装置を通る与圧された供給原料によつ
て前記圧縮し得る弾力性膜自体が前記第１および
第２のプレート部材の固定突起に対して圧縮さ
れ、そのため圧縮により膜各自の第１および反対
表面間の距離が小さくなつた結果膜を相互から引
き離し、膜間に供給原料の流路を形成するように
装置内部へそして第１および第２の膜間へ与圧さ
れた供給原料を導入するための入口手段； を備えていることを特徴とする前記装置。

２ 前記膜は周縁を有し、前記流路を液漏れなし
にするため前記膜周縁をシールするための手段を
備えている第１項の装置。

３ 前記膜周縁シール手段は、膜の周縁間に配置
されたガスケツトである第２項の装置。

４ 前記ガスケツトは圧縮し得るセル状もしくは
閉鎖セル状発泡材料によつて形成され、該材料は
発泡材料のセルが破裂して複数の開放セル空間が
シールすべき表面と接触するように圧力下圧縮さ
れている第３項の装置。

５ 前記膜は、その全横断寸法にわたつて圧縮し
得る第１項の装置。

６ 前記膜は、その横断寸法にわたつて圧縮し得
る第１の部分と、そしてその横断寸法にわたつて
圧縮されることが少ない第２の部分との複合膜で
あり、前記突起は各膜の前記第１の部分と接触し
ている第１項の装置。

７ 前記膜とプレート部材の積層体を含み、前記
突起は各プレート部材の両側に形成されている第
１項の装置。

８ 前記突起の間隔および前記膜の圧縮性は、前
記流路中の供給原料が該流路のつまりによつて所
定の作動圧力をこえた時、前記膜はつまつた位置
において一時的にしかしくり返して流路をさらに
拡大するようにさらに圧縮され、つまりが前記流
路から除去されるまでつまりが前記流路を通つて
進むことを許容するようになつている第１項の装
置。

明細書 本発明は、供給原料のあらかじめ選ばれた成分
の濃度を変えるための装置に関する。本発明は流
体相からのミクロンおよびサブミクロン種の除去
に応用し得るが、しかしそれに限定されないこと
を理解すべきである。

本発明はあらかじめ選ばれた成分または種が、
該成分または種を通過させ、そして供給原料の残
りを保持するのに適した障壁を通過する移動によ
つて除去されるクロスフロー保持またはロ過に関
連して記載される。

液体相（例えば水相）中のミクロンおよびサブ
ミクロン種（例えば分子、コロイド、粒子および
小滴）は存在する種の量に応じて多数の異なる方
法によつて除去することができる。

低濃度に対しては、深層ロ過が恐らく使用され
る最も普通の方法である。代りのアプローチは表
面フイルター、例えばヌクレオポアを使用するこ
とであり、この膜は表面ふるい機構によつて粒子
の除去を実行する。他のタイプの表面膜を入手可
能であり、これらは多孔質支持層によつて裏打ち
された活性表面スキンに依存する。粒子ロ過作業
においては、そのような膜はヌクレオポア膜と同
様に行動する。

保持された種の濃度が高いときは、ロ過を果す
のに必要な圧力低下が固体の蓄積につれて急速に
増すから、深層およびデツドエンド表面障壁は魅
力が少なくなる。

新しい分野のミクロンおよびサブミクロン種保
持が開発されつつあるのはこの問題を克服するた
めである。使用される技術はクロスフロー保持で
ある。クロスフロー保持には表面膜が使用され、
そして保持された種の層の形成は障壁表面に隣接
する上流流体に対し流体せん断場を加えることに
より最小にされる。これは流体を障壁表面を横切
つてかきまぜるか、それともポンプ送りするかに
よつて実施することができる。

この技術に従えば、溶液が透過分と保留分とに
効果的に分割される安定な状態において、そして
種が障壁表面にたまり、その性能を失わせること
のない安定した状態において作業することが完全
に実現視し得る。その代りに、この系はバツチ式
で実施することができ、そしてこの場合は供給溶
液は徐々に濃度を増し、そしてこれは原料供給量
の低下に導びくが、該低下はすべての種が障壁上
またはその中に集まるデツドエンドモードで発生
するものよりも遥かに小さい。

一般に、限外ロ過、透析および電気透析の分野
における各膜応用に対しては、膜システムの透過
性は一般に存在する保持された種の層（すなわち
濃縮層または、遂にはゲル層）によつて制限され
る。本発明によれば、膜の表面からゲルまたはケ
ーキを除去するため層流が採用されることが好ま
しい。

層流の場合、処理すべき流体の与えられた濃度
および与えられた膜に対し一定の関係が存在す
る。この関係は流束、せん断速度およびフイルタ
ー流路の流さをリンクする。

1970年BlattらによりMembrane Science and
Technologyに与えられたように、この関係は層
流状態に関し、そしてゲル偏在条件（すなわち圧
力の増加が流束を増加しない時）のためのもので
ある。この関係は以下に与えられる。

Jα（γ／Ｌ）^0.33α（U_B）^0.33（h_C）^-0.33
（Ｌ）^-0.33 ここで、Ｊは与えられた膜面積についての流
束、 U_Bは流体の速度、 h_Cはフイルター流路の高さもしくは厚み、 Ｌはフイルター流路の長さ、 γはせん断速度である。

せん断速度は、隣接する膜間の流体の切線速度
とフイルター流路またはチヤンネルの高さに比υ
の表面、すなわちγαυ／h_Cである。

ゲル層（膜の空隙率でなくて）が膜性能に対し
て制限因子である時、流束はこの比を介してせん
断速度にリンクされる。これはチヤンネルの高さ
もしくは厚みの減少による効果は、せん断速度お
よび流速を著しく増加させることを意味する。

一般にクロスフロー保持においては、供給液の
再循環に含まれるエネルギーが作業の最大の直接
コスト因子である。１mmのオーダーのh_cを持つ古
典的システムに対しては、エネルギー消費は装備
した膜m²当り1kWのオーダーである。直径１cm
のオーダーのチユーブ状システムの場合は、必要
なエネルギーのコストはもつと大きい。

従つて、流路の高さが著しく、例えば約50ない
し100ミクロンに減少されたクロスフロー毛管保
持またはロ過および限外ロ過装置の開発に関心が
存在する。この大きさの流路高さを使用しての
み、膜m²当り要するポンピング能力が比例的に減
少され、チヤンネル高さを２倍にすると必要なポ
ンピング能力は２倍以上になる。

本発明によれば、 流体供給原料からあらかじめ選定した成分を除
去するためのクロスフローロ過装置であつて、 複数の接近して離された固定された突起を有
し、該突起は第１の平面内にある先端を持つてい
る第１のブレーキ部材； 複数の接近して離された固定された突起を有
し、該突起は第２の平面内にある先端を持つてい
る第２のプレート部材； 前記第１のプレート部材の突起を前記第２のプ
レート部材の突起に対面させそして固定関係に保
つて前記第１および第２のプレート部材を相互に
対して固定した離された関係に支持する手段； 各自が前記あらかじめ選定した成分を通過させ
ることができ、そして第１の表面および反対表面
を持つている第１および第２の圧縮し得る弾力性
のシート材料の膜； を備え、 前記第１の膜は、前記供給原料の流れがない時
前記第２の膜の第１の表面と接触しているその第
１の表面を有し； 前記第１の膜は前記第１のプレート部材の突起
と接触したその反対表面を有し、そして前記第２
の膜は前記第２のプレート部材の突起と接触した
その反対表面を有し； 前記第１および第２のプレート部材の支持手段
は前記第１および第２の平面間に配置された前記
第１および第２の膜の非圧縮状態の合計厚みより
大きくない固定距離に前記第１および第２の平面
を相互から維持し； さらに、装置を通る与圧された供給原料によつ
て前記圧縮し得る弾力性膜自体が前記第１および
第２のプレート部材の固定突起に対して圧縮さ
れ、そのため圧縮により膜各自の第１および反対
表面間の距離が小さくなつた結果膜を相互から引
き離し、膜間に供給原料の流路を形成するように
装置内部へそして第１および第２の膜間へ与圧さ
れた供給原料を導入するための入口手段； を備えていることを特徴とする前記装置が提供さ
れる。

本発明の装置に対し、ここで参照したような先
行技術透析技術のため開発されたいくつかの要素
を使用することが可能であるが、ここで記載する
クロスフローロ過および限外ロ過技術は先行技術
透析技術と全く著しく相違すること、および先行
技術透析技術は、そのままではここで記載する高
圧力クロスフローロ過／限外ロ過用途には適当で
ないことが認められるであろう。例えば以下の相
違が認められる。

() 透析は、透析すべき材料のための入口およ
び出口と、透析すべき材料に対し向流に流れる
透析液のための別の入口および出口の、２個の
入口および２個の出口を含む装置を使用する２
種類の流体のための４ベクトルシステムであ
る。他方、クロスフローロ過は１種類の流体の
ための３ベクトルシステムであり、処理すべき
供給原料のためのただ１個の入口と、そして濃
縮液もしくは保持液のための１個とそしてロ液
もしくは透過液のための１個との２個の別々の
出口が存在する。

() 透析では透析される材料の希釈が起るが、
しかしながらクロスフローロ過では処理される
材料中の保持される種の濃縮が起る。

() 透析は10KPa以下の圧力で作業するが、ク
ロスフローロ過は100KPaのオーダーの圧力で
実施される。

() 透析は最小の膜横断圧力勾配をもつて低流
量（例えば２／日）において低水流束膜を使
用する。クロスフローロ過は大きな膜横断圧力
勾配をもつて、高水流束、高透過性膜（流量は
例えば50／時）を使用する。

() 透析は各自約40ミクロンの厚さの１対の膜
を、通常の大気圧において約150ミクロンの流
路高さまたは厚みをもつて使用する。匹敵する
クロスフローロ過装置は各自約120ないし200ミ
クロンの厚みの一対の膜を、通常の大気圧にお
いて流路高さゼロ（すなわち膜が接触してい
る）をもつて使用し、そして100KPaの作業膜
横断圧力勾配のもとでは流路高さもしくは厚み
は約50ミクロンである。

この明細書にいて使用する「障壁」なる語は、
圧縮可能でそして弾力性であり、および／または
圧縮可能で弾力性の裏打ちまたは支持体に装着す
ることができる高流束半透膜、ビオフイルターお
よびフイルターを含む。

本発明を一層容易に理解し、そして実施するた
め、添付図面を参照しよう。図面において、 第１図は本発明の第１の具体例による流体処理
装置またはフイルターの斜視図（一部破断）であ
る。

第２図は第１図に示したフイルターの側面図で
ある。

第３図は第１図に示したフイルターの裏板の平
面図である。

第４図は第１図に示したフイルターのフイルタ
ーユニツトの分解図である。

第５図はフイルターが使用前の状態にある、本
発明の原理に従つたクロスフローフイルター装置
の概略図である。

第６図はフイルターが供給原料の流れの安定状
態にある、第５図に類似の概略図である。

第７図は一対の圧縮し得る膜がその間に配置さ
れた一対のスペーサ支持プレートの拡大部分断面
図である。

第８図はフイルターが使用前の状態にある、２
枚の膜の縁におけるガスケツトシールを図示する
フイルターユニツトの部分断面図である。

第９図はフイルターが供給原料の流れの安定状
態にある第８図に類似の図である。

第１０図は流路中に形成された閉塞物を示す概
略図である。

第１１図は閉塞物の運動を示す第１０図に類似
の概略図である。

第１２図は本発明のさらに別の具体例の断面図
である。

第１図および第２図に示すように、供給原料１
２のあらかじめ選定した成分の濃度を変えるため
の好ましい装置１０は、前記成分を通過させるの
に適した複数の障壁１３を含んでいる。移動手段
14は、装置１０から通過した成分を除去するた
め、通過した成分を含む透過液１１を受けるよう
に各障壁１３の反対表面と連通するのに適してい
る。出口およびマニホールド手段15は、処理した
供給原料１２を装置１０から除去するのに適して
いる。

この場合、障壁１３によつて形成された供給原
料のための流路の境界は、そこを通る供給原料の
通過により弾力的に少なくとも部分的に拡大され
るのに適している。

裏板１６の形の制限手段は、供給原料１２があ
らかじめ定めた作業圧力において流路を流れてい
る時、前記供給原料の層流を維持するように、流
路の弾力的拡大の程度を制限するのに適してい
る。

第４図に示すように、各フイルターユニツトは
第１のプレート部材である裏板１６、第１の弾力
性のシート材料膜である障壁もしくは膜１３、ガ
スケツト１８、第２の弾力性のシート材料膜であ
る障壁もしくは膜１３ａ、および第２のプレート
部材である裏板１６ａとよりなる。裏板１６およ
び１６ａは周縁シーリングシヨルダー１９を有
し、それはフイルターを組立てる時膜１３および
１３ａによつて形成されたフイルターバツグの周
縁をシールするように作動する。その代りに、一
方の裏板１６だけが他の裏板１６ａとシーリング
態様において係合するように拡大したシヨルダー
１９を備えてもよい。

第５図および第６図を参照すると、スペーサー
支持体である裏板１６，１６ａ，１６ｂおよび１
６ｃは互いに離れた関係で積層体に配置され、圧
縮し得る障壁もしくは膜１３，１３ａ，１３ｂお
よび１３ｃの対が隣接する裏板間に配置される。
各障壁は各裏板の各表面上に形成された円錐形ス
タツド２９の複数により支持され、そして裏板か
ら離されており、その間に空間２０が形成され
る。供給原料溶液１２は、薄い流路２２，２３お
よび２４を形成するように供給原料１２によつて
発生した高い障壁または膜横断圧力の影響のもと
に圧縮された障壁の各対間をポンプ送りされ、供
給原料溶液を、濃縮液もしくは保持液２５と、そ
してロ液もしくは透過液１１とに分離する。

第７図を参照すると、対向するスペーサー支持
プレート２７および２８の各対は、支持プレート
間に配置された膜３０および３１の対を支持する
役目をする、その表面上の円錐形スタツド２９を
備える。この具体例に使用される障壁は弾力性で
あり、そしてこの場合は多層の異方性限外ロ過膜
である。圧縮し得る弾力性裏打ちを備えたビオフ
イルター、フイルターまたは膜も使用することが
できる。スタツド２９間に形成された空間３２
は、相互に連絡するとき低圧力ロ液または透過液
通路を形成する。加えられる圧力がない状態にお
いて、膜３０および３１は通常表面と表面とが接
触し、通路厚みがゼロであろう。第５図参照。し
かしながら加圧された供給原料の流動によつて発
生した高い膜横断圧力の影響のもとに、各膜３０
および３１は円錐形スタツド２９上に弾性的に圧
縮された膜または障壁３０および３１の対向する
表面間に可変流路高さ“ｈ”の薄い流路３４をつ
くる。クロスフローロ過または限外ロ過の影響の
もとに、供給原料溶液は膜を通過するロ液もしく
は透過液３３と、そして濃縮液または保持液３６
とに分離される。

高い圧力の入口側（第７図の左側）から低い圧
力の出口側（第７図の右側）まで、各流路３４に
沿つて圧力低下があるであろうから、流路の厚み
は入口から出口を通して一定ではないであろう。
高い入口圧力は膜の入口帯を低い出口圧力が膜の
出口帯を圧縮するよりももつと強く圧縮するか
ら、軽度のテーパーが発生するであろう。

対向するスペーサー支持プレート（典型的には
約250ミクロン）間の距離は“Ｈ”で与えられ、
そして膜または障壁の厚みは“ｅ”（第５図を見
よ）で与えられる。膜が典型的には約40ミクロン
の厚みである透析システムにおいては、膜間の流
路高さは実質上コンスタントに保たれ、そして膜
の厚みの結果としてあらかじめ決定される。通常
の透析システムではＨ＞2eであるが、クロスフロ
ー限外ロ過ではＨ≦2eである。

安定状態にある流路の好ましい厚みは、弾性的
な拡大が非ゲル局在条件のもとに長時間高流束に
おいて層流を保つことを確実にするものでなけれ
ばならない。以上の説明から明らかなように、流
体の与えられた速度に対してせん断速度を変える
のはこのチヤンネル高さもしくは流路厚みであ
る。かくして、せん断速度は流路厚みに反比例す
るから、流路厚みの減少はせん断速度を増し、そ
してそれは流束を増すであろう。

供給原料の変動は流路厚みが普遍的に選ばれる
パラメータでないことを指図するが、該厚みは80
ミクロン、またはある場合には100ミクロンを越
えないことが好ましい。ある場合には、該厚みの
範囲は優先的に50ないし100ミクロン、40ないし
60ミクロン、および10ないし25ミクロンにわた
る。

本発明によつて使用される好ましい、圧縮し得
る高流束膜は、オーストラリア特許第505494号に
記載された膜である。該特許明細書は、解重合し
た物質と高分子物質との混合物と、各層が分子ス
クリーンとして活性であつて、膜の頂部から底部
まで隣接する層の分子量カツトオフの変動が連続
関数となつている精密な分子量カツトオフを持つ
ている隣接する複数の層よりなる、高度に透過性
の、累進的な多孔率を有する異方性膜を記載す
る。

本発明の他の形においては、障壁はその横断寸
法にわたつて圧縮性である第１の部分と、その横
断寸法にわたつて実質上圧縮性でない第２の部分
よりなり、そして前記制限手段はそれが流路の拡
大の程度を制限する時前記障壁の前記第１の部分
と接触するのに適している複合体によつて構成す
ることができる。

ガスケツト手段18は好ましくは、圧力下に約１
mmから約15ミクロンに圧縮される、ポリエチレン
またはポリプロピレンのような圧縮し得るセル状
または閉鎖セル状のフオームである。圧縮下フオ
ーム材料中のセルは潰れ、シールすべき表面と接
触する複数の開放セル空間を形成する。各開放セ
ル構造は、実際上小さい減圧室として作用し、そ
のような室の多数が比較的小さいスペース内に存
在し、約100KPa（または約15p.s.i.）の圧力（す
なわち、膜横断圧力差）で作業されるロ過または
限外ロ過における圧力損失に対する効果的なシー
ルとして作用する。これに対し透析装置には
10KPa以下（または1p.s.i.以下）の圧力差しか存
在しない。

１対のロ過または限外ロ過障壁１３間に流路を
形成し、後者をもつて前述のように入口および出
口開口を囲む区域において隣接する裏板１６と液
密シールを形成するための、圧力下処理される流
体の供給を提供する手段の１つは、入口および出
口開口と一致する、ロ過または限外ロ過障壁の対
間のハグストロームらの米国特許第3837496号お
よび第3841491号に記載されたタイプの放射状流
体分布デイスクまたはボタン４０（第１図を見
よ）である。しかしながら、そのような分布ボタ
ン４０の複数を有する必要性はシステムのコンパ
クトさに対し有害であり、そして供給原料に対し
て不必要な流動制限を与え、そして本発明による
装置に存在する高い作業圧力のもとでは、裏板１
６とロ過もしくは限外ロ過障壁１３との間に圧縮
されてシールを形成するための環状の圧縮し得る
シーリングガスケツト（例えばポリプロピレンフ
オーム材料）をボタンの両側にそれと同心に設け
る必要がある。

裏板１６の活性表面４２、すなわちロ液もしく
は透過液１１の分布および集中のための通路が設
けられる表面は、透析装置技術に適用される先行
技術による多数の各種方法、例えばエンボスおよ
びスタンプ技術を使用して形成することができ
る。この点に関し、膜支持表面が近接して並べら
れた円錐形スタツド２９または突起の多数を含む
ミラーらの米国特許第4154792号に記載された裏
板１６の表面構造４２が参照される。本発明によ
る装置のある具体例においては、リーデの米国特
許第4051041号に記載された支持プレートのみぞ
またはチヤンネルを設けたマニホールド構造のタ
イプが、特に裏板１６の活性表面から装置の透過
液出口部分中へロ液または透過液１１を集めるた
めに利用できる。隣接する膜に対し支持を提供
し、そして精製する液の透析のために通路を提供
するように設計された膜のスペーシングの表面構
造に関するオルウオールらの米国特許第3411630
号の記載も見よ。

好ましい形において、本発明は装着した膜m²当
り約50および150ワツト以下の小さいエネルギー
入力要求（古典的先行技術システムに対し装着さ
れた膜m²当り約1kWのエネルギー要求と比較せ
よ）を有するロ過装置のための基礎を提供する。
これは、本発明は既知先行技術システムと比較す
る時エネルギー要求の著しい節約のための基礎を
提供することを意味する。

本発明による処理システムの好ましい形の使用
の他の結果は、せん断速度が極めて高くなる傾向
にあることである。その結果、与えられた排出量
に対する比流束が増し、そしてそのためのロ過装
置を高流束において非ゲル偏在条件で運転するこ
とが可能である。これは分子選択性を最大にする
ことが望ましいときに重要であり、そして障壁ま
たは膜の容易な清掃へ導びく。

本発明の好ましい形による処理システムの利益
の一つ（エネルギー節約のほかに）は、比較的小
さい体積内にフイルター膜の非常に高い表面積を
収容することができることである。一般的に言え
ば、古典的な先行技術限外ロ過またはクロスフロ
ーロ過設備によつて可能であるよりも、約10倍の
単位体積当りの膜またはフイルターを収容するこ
とができる。

流路をつくるため膜自身の変形の利用は、本発
明の好ましい形によるロ過設備の非常に高い安定
性をもたらす。例えば、もし何らかの理由でチヤ
ンネル高さもしくは流路厚みh_cは減少する傾向が
あるならば、チヤンネルの断面表面積が減少す
る。これは特定のロ過ユニツト全体の圧力低下が
増すことを意味し、そのことは入口圧力が増し、
チヤンネル高さまたは流路厚みh_cが増す傾向をも
たらす。このようにユニツトの清掃を容易にする
自動安定化または自動溢流が存在する。

換言すれば、もし流路３４が第１０図に示すよ
うにケーキ５０によつて詰まれば、流路の表面積
は減少し、そしてその中の圧力が上昇するであろ
う。これはロ過ユニツトを詰まらせたケーキ５０
を流し出すように流路３４が拡大し、そして開く
（第１１図に示すように）ことを生じさせる。

自動安定化効果として知られるこの特徴は本発
明の好ましい形によるロ過システムのセルフクリ
ーニング能力に関して非常に重要である。

装置に組込まれた膜により、この装置はクロス
フロー限外ロ過に適している。膜をビスフイルタ
ーまたはフイルターで取り替える時、この器具
は、 (1) 高せん断速度によりロ過ケーキをコンスタン
トに除去すること、および (2) チユーブ状ピンチ効果 の２つの分離効果を有するクロスフローロ過に適
している。

液体媒体およびそれに含まれる粒子状物質が異
なる密度のものである任意の溶液においては２通
りの方法で分離を得ることが可能である。もし粒
子状物質が液体より重ければ、そしてもし供給原
料液（濃縮液）が上方へ、すなわち流路中におい
て実質上垂直方向に流されるならば、その時粒子
状物質は流路の中心に濃縮する傾向があり、その
結果粒子状物質によつて生ずるフイルターの目詰
まりなしに透過液を除去することが可能である。

反対に、粒子状物質が液体より軽ければ、供給
原料濃縮液は下方向へ流され、再び粒子状物質は
流路の中心に凝集しようとし、再び粒子状物質に
よつて生ずるフイルターの目詰まりなしに透過液
を除去することが可能である。

第１図ないし第７図に図示したカートリツジま
たは装置と、その性質と製造法がオーストラリア
特許第505494号に記載されているタイプの異方性
ナイロン限外ロ過膜を使用して、オーストラリア
国シドニーの水道水を限外ロ過によつて精製し
た。

水道水供給原料は、流束低下をモニターしなが
ら12時間にわたつてカートリツジを再循環させ
た。当初背圧は88KPaにセツトされた。４時間
後圧力はこの使用に対して推奨される最低圧力で
ある100KPaに上昇した。クロスフロー量は186
／時であり、そして温度は約30℃であつた。入
口圧力88KPaにおいて、安定した流束は64／
m²／時であつた。カートリツジを横断する圧力低
下は20KPaであつた。100KPaにおける安定した
流束は74.3／m²／時であり、そして実際の最後
の８時間にわたつて低下を示さなかつた。このカ
ートリツジについての流速対圧力関係は、この実
験はゲル偏在化前条件において実施されたことを
指示した。供給原料について0.19ｇ／および透
過液について0.08ｇ／の全乾燥固形分含量は、
この実験に対し60％の全固形分排除率を与えた。

透過液の化学分析は、それが平均2.5ppmのケ
イ素、12.9ppmのカルシウム、5.0ppmのマグネ
シウムを含み、鉄、マンガンまた銅を測定可能量
を含まないことを示した。この透過液の硬度は炭
酸カルシウム当量として5.3mg／であると測定
され、そして全溶解固形分は15.2μｇ／であつ
た。

以下の表は膜面積および透過液体積に対するこ
の限外ロ過実験についてのパワーおよびエネルギ
ー要求を示す。

ポンプのタイプ： ギヤ 電源： 単相 膜面積（m²）： 0.418 動力消費（KW）： 0.098 単位膜面積あたりの動力（KW／m²）： 0.21 クロスフロー供給量（／時）： 186 膜流束（／m²／時）： 74.3 単位透過液量当りの動力（MJ／m³）： 10.4 上のデータは単位精製水あたりの低動力消費お
よび単位膜面積当りの低動力消費を示す。

本発明の他の局面はこの装置を電気透析に適応
化することに関する。

本発明の好ましい形のロ過モジユールの特別の
形状は、電界を確立するための電極として２枚の
金属プレートの積層したプレートアセンブリの両
端プレートマニホールドに組入れることを許容す
る。この場合、もし例えば、２枚の金属プレート
間に別々の陰イオンおよび陽イオン膜を配置すれ
ば、このロ過モジユールは電気透析ユニツトとし
て作動するのに適応するであろう。

もし１枚の帯電膜と１枚の中性膜とを２枚のプ
レート間に配置すれば、該ユニツトは逆電気透析
または輸送消耗ユニツトとして作動するのに適応
するであろう。

本発明のさらに他の具体例が第１２図に示され
ており、そこでは膜または障壁７０および７１は
流路７６を形成する整列しそして協力する突起７
４および７５を有する。このように障壁７０およ
び７１間の流路は複数の平行な流路に分割され、
そのめいめいが裏板７２および７３によつてその
弾性的拡大を制限される。