JPH05329339A - 濾過システム - Google Patents
濾過システムInfo
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- JPH05329339A JPH05329339A JP3094675A JP9467591A JPH05329339A JP H05329339 A JPH05329339 A JP H05329339A JP 3094675 A JP3094675 A JP 3094675A JP 9467591 A JP9467591 A JP 9467591A JP H05329339 A JPH05329339 A JP H05329339A
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- Japan
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- filtration
- membrane
- fluid
- pressure
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- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 濾過膜を用いて懸濁物質を含む原流体を濾過
する際の透過流束を高めることを目的とする。 【構成】 濾過膜を用いて、懸濁物質を含む流体からな
る原流体を供給し濾過することにより流体と懸濁物質と
を分離するデッドエンド型濾過方式において、濾過膜の
透過流体側の圧力を原流体側の圧力より大きくして周期
的に逆洗を行い、濾過膜の透過液側から原流体側へ通過
した逆洗液および濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過系
外へ排出することを特徴とする濾過方法。
する際の透過流束を高めることを目的とする。 【構成】 濾過膜を用いて、懸濁物質を含む流体からな
る原流体を供給し濾過することにより流体と懸濁物質と
を分離するデッドエンド型濾過方式において、濾過膜の
透過流体側の圧力を原流体側の圧力より大きくして周期
的に逆洗を行い、濾過膜の透過液側から原流体側へ通過
した逆洗液および濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過系
外へ排出することを特徴とする濾過方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デッドエンド型濾過方
法に関するものであり、特に大きい膜透過流束を維持す
るために逆洗を周期的に行う新しいデッドエンド型濾過
方法に関するものである。本発明のデッドエンド型濾過
方法は、種々の高分子、微生物、酵母、微粒子を含有あ
るいは懸濁する流体の分離、精製、回収、濃縮などに適
用され、特に濾過を必要とする微細な微粒子を含有する
流体からその微粒子を分離する必要のあるあらゆる場合
に適用することができ、例えば微粒子を含有する各種の
懸濁液、発酵液あるいは培養液などの他、顔料の懸濁液
などから微粒子を分離する場合にも適用され、また微粒
子を含む懸濁気体から微粒子を分離、除去して気体を精
製する、例えば医薬用アンプルへ充填する無菌化窒素ガ
ス、超純水製造装置への陽圧用ガスとして充填する無
塵、無菌のガスあるいは１Ｃ製造ラインにおける空調陽
無塵、無菌の空気などの製造のためにも適用される。
法に関するものであり、特に大きい膜透過流束を維持す
るために逆洗を周期的に行う新しいデッドエンド型濾過
方法に関するものである。本発明のデッドエンド型濾過
方法は、種々の高分子、微生物、酵母、微粒子を含有あ
るいは懸濁する流体の分離、精製、回収、濃縮などに適
用され、特に濾過を必要とする微細な微粒子を含有する
流体からその微粒子を分離する必要のあるあらゆる場合
に適用することができ、例えば微粒子を含有する各種の
懸濁液、発酵液あるいは培養液などの他、顔料の懸濁液
などから微粒子を分離する場合にも適用され、また微粒
子を含む懸濁気体から微粒子を分離、除去して気体を精
製する、例えば医薬用アンプルへ充填する無菌化窒素ガ
ス、超純水製造装置への陽圧用ガスとして充填する無
塵、無菌のガスあるいは１Ｃ製造ラインにおける空調陽
無塵、無菌の空気などの製造のためにも適用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、膜を用いて懸濁物質を含有する原
流体から懸濁物質を分離する技術としては、例えば圧力
を駆動力とする逆浸透法、限外濾過法、精密濾過法、電
位差を駆動力とする電気透析法、濃度差を駆動力とする
拡散透析法等がある。これらの方法は、連続操作が可能
であり、分離操作中に温度やｐＨの条件を大きく変化さ
せることなく分離、精製あるいは濃縮ができ、粒子、分
子、イオン等の広範囲にわたって分離が可能であり、小
型プラント処理能力を大きく保つことができるので経済
的であり、分離操作に要するエネルギーが小さく、かつ
他の分離方法では難しい低濃度原流体の処理が可能であ
るなどの理由により広範囲に実施されている。そしてこ
れらの分離技術に用いられる膜としては、酢酸セルロー
ス、硝酸セルロース、再生セルロース、ポリスルホン、
ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド等の有
機高分子等を主体とした高分子膜や耐熱性、耐薬品性な
どの耐久性に優れている多孔質セラミック膜などがあ
り、主としてコロイドの濾過を対象とする場合は限外濾
過膜が使用され、微細な粒子の濾過を対象とする精密濾
過ではそれに適した微孔を有する精密濾過膜が使用され
ている。ところで近年、バイオテクノロジーの進歩に伴
い、高純度化、高性能化、高精密化が要求されるように
なり、精密濾過あるいは限外濾過技術の応用分野が拡大
しつつある。しかしながら、精密濾過あるいは限外濾過
においては膜を用いて微粒子を分離する場合に、濃度分
極の影響によりケーク層が生じて透過流体の流れに抵抗
が生じ、また膜の目詰まりによる抵抗が大きくなって膜
透過流束が急激にかつ著しく低下してしまうという問題
があり、これが精密濾過あるいは限外濾過の実用化を妨
げる最大の原因であった。またそれに用いられる膜は汚
染されやすく、その防止対策が必要である。
流体から懸濁物質を分離する技術としては、例えば圧力
を駆動力とする逆浸透法、限外濾過法、精密濾過法、電
位差を駆動力とする電気透析法、濃度差を駆動力とする
拡散透析法等がある。これらの方法は、連続操作が可能
であり、分離操作中に温度やｐＨの条件を大きく変化さ
せることなく分離、精製あるいは濃縮ができ、粒子、分
子、イオン等の広範囲にわたって分離が可能であり、小
型プラント処理能力を大きく保つことができるので経済
的であり、分離操作に要するエネルギーが小さく、かつ
他の分離方法では難しい低濃度原流体の処理が可能であ
るなどの理由により広範囲に実施されている。そしてこ
れらの分離技術に用いられる膜としては、酢酸セルロー
ス、硝酸セルロース、再生セルロース、ポリスルホン、
ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド等の有
機高分子等を主体とした高分子膜や耐熱性、耐薬品性な
どの耐久性に優れている多孔質セラミック膜などがあ
り、主としてコロイドの濾過を対象とする場合は限外濾
過膜が使用され、微細な粒子の濾過を対象とする精密濾
過ではそれに適した微孔を有する精密濾過膜が使用され
ている。ところで近年、バイオテクノロジーの進歩に伴
い、高純度化、高性能化、高精密化が要求されるように
なり、精密濾過あるいは限外濾過技術の応用分野が拡大
しつつある。しかしながら、精密濾過あるいは限外濾過
においては膜を用いて微粒子を分離する場合に、濃度分
極の影響によりケーク層が生じて透過流体の流れに抵抗
が生じ、また膜の目詰まりによる抵抗が大きくなって膜
透過流束が急激にかつ著しく低下してしまうという問題
があり、これが精密濾過あるいは限外濾過の実用化を妨
げる最大の原因であった。またそれに用いられる膜は汚
染されやすく、その防止対策が必要である。
【０００３】濾過方法としては、濾過されるべき全ての
流体が濾材（濾布や膜など）とケーク層を通過して流体
中に含まれている微粒子を分離するいわゆるデッドエン
ド型濾過方式がある。この従来のデッドエンド型濾過方
式では流体が通過して懸濁物質が濾過膜の内部に捕捉さ
れて分離される段階では高い透過流束が得られるが、濾
過膜の表面で捕捉される段階になるとケーク層が形成さ
れ、大量の原流体を処理する場合や形成されるケーク層
の比抵抗が極端に高い場合は大きな濾過抵抗となり、こ
のようなデッドエンド濾過を行うと膜透過流束が小さく
なる。このためクロスフロー型濾過方式をすることが考
えられた。このクロスフロー型濾過方式は、濾過膜の膜
表面に平行に濾過すべき原流体を流し、流体は濾過膜を
通って反対側へ透過し、この原流体と透過流体の流れが
直交しているためにこのように称されている。このクロ
スフロー型濾過方法は、膜に平行な原流体の流れによっ
て膜面上に形成されたケーク層がはぎ取られるので従来
のデッドエンド型濾過方式に比べて膜透過流束が大き
く、大量の原流体を直接連続的に分離、精製、濃縮が可
能であるが、純水透過流束の大きいすなわち分画分子量
の大きい限外濾過膜や精密濾過膜を用いた場合は急激に
膜透過流束が低下して濾過開始初期の高い膜透過流束を
保つことは困難であり、結果としてデッドエンド型濾過
方式と総透過液量を比較すると効果は小さく経済的な透
過流束を得るには不十分であった。
流体が濾材（濾布や膜など）とケーク層を通過して流体
中に含まれている微粒子を分離するいわゆるデッドエン
ド型濾過方式がある。この従来のデッドエンド型濾過方
式では流体が通過して懸濁物質が濾過膜の内部に捕捉さ
れて分離される段階では高い透過流束が得られるが、濾
過膜の表面で捕捉される段階になるとケーク層が形成さ
れ、大量の原流体を処理する場合や形成されるケーク層
の比抵抗が極端に高い場合は大きな濾過抵抗となり、こ
のようなデッドエンド濾過を行うと膜透過流束が小さく
なる。このためクロスフロー型濾過方式をすることが考
えられた。このクロスフロー型濾過方式は、濾過膜の膜
表面に平行に濾過すべき原流体を流し、流体は濾過膜を
通って反対側へ透過し、この原流体と透過流体の流れが
直交しているためにこのように称されている。このクロ
スフロー型濾過方法は、膜に平行な原流体の流れによっ
て膜面上に形成されたケーク層がはぎ取られるので従来
のデッドエンド型濾過方式に比べて膜透過流束が大き
く、大量の原流体を直接連続的に分離、精製、濃縮が可
能であるが、純水透過流束の大きいすなわち分画分子量
の大きい限外濾過膜や精密濾過膜を用いた場合は急激に
膜透過流束が低下して濾過開始初期の高い膜透過流束を
保つことは困難であり、結果としてデッドエンド型濾過
方式と総透過液量を比較すると効果は小さく経済的な透
過流束を得るには不十分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、クロス
フロー型濾過方式は原理的には高度な分離技術である
が、最大の問題である膜透過流束は、従来のデッドエン
ド型濾過方式に僅かに大きい程度で、精密濾過方法とし
てこのクロスフロー方式を採用しても十分高い膜透過流
束が得られないという問題があった。また従来から行わ
れている懸濁物質と流体との分離の具体的な例を見て
も、例えば発酵液から菌体を分離する場合には、従来か
ら行われている遠心分離法、珪藻土濾過法などに代わっ
てクロスフロー濾過方式を用いても膜面上に形成された
ケーク層や目詰まりによって濾過時間の経過と共に膜透
過流束が低下するばかりでなく、原流体を循環する際の
剪断力によって菌体の活性が失われるという問題があっ
た。
フロー型濾過方式は原理的には高度な分離技術である
が、最大の問題である膜透過流束は、従来のデッドエン
ド型濾過方式に僅かに大きい程度で、精密濾過方法とし
てこのクロスフロー方式を採用しても十分高い膜透過流
束が得られないという問題があった。また従来から行わ
れている懸濁物質と流体との分離の具体的な例を見て
も、例えば発酵液から菌体を分離する場合には、従来か
ら行われている遠心分離法、珪藻土濾過法などに代わっ
てクロスフロー濾過方式を用いても膜面上に形成された
ケーク層や目詰まりによって濾過時間の経過と共に膜透
過流束が低下するばかりでなく、原流体を循環する際の
剪断力によって菌体の活性が失われるという問題があっ
た。
【０００５】透過流束を高める方法としてはクロスフロ
ー濾過方式と併用して濾過膜への原流体の流入を断続的
に停止したり、濾過膜の透過流体側の弁を閉止すること
により、濾過膜の膜面に垂直にかかる圧力を断続的にな
くすあるいは減少させたり、また濾過膜の透過液側から
圧力を加え透過液側から原流体側へ流体を流すことによ
って、濾過膜の原流体側の膜面上に堆積しているケーク
層や付着層を断続的に取り除く「逆洗」と称する試みが
なされているが、これら逆洗が行われた際も濾過膜から
脱着した懸濁物質を濾過系内に残しておくと原流体中の
懸濁物の濃度が徐々に増加し、場合によっては原流体の
粘度も上昇するため膜透過流束は徐々に低下して逆洗を
行っても透過流束が十分回復しない等の問題があった。
また、透過液を用いて逆洗を行うと実質上逆洗した量だ
け膜透過量は減少するため、膜透過流束を十分回復する
だけの逆洗液を確保できないという問題があった。一方
菌体の活性を低下させない方法として、クロスフロー循
環流速を低下させ剪断力を小さくすることが行われてい
るが、剪断力を小さくするとクロスフロー濾過方式の効
果が小さくなるため、実際に菌体活性を低下させない方
策をとると膜透過流束が低下する問題があった。またポ
ンプでの菌体の破砕を少なくするためダイヤフラムポン
プなどの剪断力の小さいポンプを用いるとポンブの脈動
が大きくクロスフロー濾過方式の効果が小さくなる等の
問題もあった。
ー濾過方式と併用して濾過膜への原流体の流入を断続的
に停止したり、濾過膜の透過流体側の弁を閉止すること
により、濾過膜の膜面に垂直にかかる圧力を断続的にな
くすあるいは減少させたり、また濾過膜の透過液側から
圧力を加え透過液側から原流体側へ流体を流すことによ
って、濾過膜の原流体側の膜面上に堆積しているケーク
層や付着層を断続的に取り除く「逆洗」と称する試みが
なされているが、これら逆洗が行われた際も濾過膜から
脱着した懸濁物質を濾過系内に残しておくと原流体中の
懸濁物の濃度が徐々に増加し、場合によっては原流体の
粘度も上昇するため膜透過流束は徐々に低下して逆洗を
行っても透過流束が十分回復しない等の問題があった。
また、透過液を用いて逆洗を行うと実質上逆洗した量だ
け膜透過量は減少するため、膜透過流束を十分回復する
だけの逆洗液を確保できないという問題があった。一方
菌体の活性を低下させない方法として、クロスフロー循
環流速を低下させ剪断力を小さくすることが行われてい
るが、剪断力を小さくするとクロスフロー濾過方式の効
果が小さくなるため、実際に菌体活性を低下させない方
策をとると膜透過流束が低下する問題があった。またポ
ンプでの菌体の破砕を少なくするためダイヤフラムポン
プなどの剪断力の小さいポンプを用いるとポンブの脈動
が大きくクロスフロー濾過方式の効果が小さくなる等の
問題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
技術にあった問題点を解決するために為されたものであ
って、実用性のある高い膜透過流束を持ち菌体などの活
性低下を減少させる新規なデッドエンド型濾過方法を提
供することを目的とするものである。すなわち本発明
は、懸濁物質を含む流体からなる原流体を供給し濾過す
ることにより流体と懸濁物質を分離するデッドエンド型
濾過方式において、濾過膜の透過流体側の圧力を原流体
側の圧力より大きくして周期的に逆洗を行い、原流体側
へ通過した逆洗液及び濾過膜から脱着した懸濁物質を濾
過系外へ排出することを特徴とする濾過方法である。以
下、本発明を詳細に説明する。本発明の特徴は、従来技
術のデッドエンド型濾過方式に周期的な逆洗を行いさら
に逆洗によって濾過膜より脱着した懸濁物質を濾過系外
へ排出することである。従来のデッドエンド濾過では逆
洗を行うと濾過器内に濾過膜から脱着した懸濁物質が徐
々に堆積し、しだいに逆洗を行っても透過流束を十分回
復することができなくなるが、本発明では逆洗液ととも
に濾過膜から脱着した懸濁物質を系外へ排出することに
より周期的な逆洗が可能となる。また、デッドエンド型
濾過方式を用いることにより濾過システムが単純とな
り、クロスフロー型濾過方式のように原流体を循環する
際の剪断力がなくなり菌体の活性低下を防ぐことが可能
となる。
技術にあった問題点を解決するために為されたものであ
って、実用性のある高い膜透過流束を持ち菌体などの活
性低下を減少させる新規なデッドエンド型濾過方法を提
供することを目的とするものである。すなわち本発明
は、懸濁物質を含む流体からなる原流体を供給し濾過す
ることにより流体と懸濁物質を分離するデッドエンド型
濾過方式において、濾過膜の透過流体側の圧力を原流体
側の圧力より大きくして周期的に逆洗を行い、原流体側
へ通過した逆洗液及び濾過膜から脱着した懸濁物質を濾
過系外へ排出することを特徴とする濾過方法である。以
下、本発明を詳細に説明する。本発明の特徴は、従来技
術のデッドエンド型濾過方式に周期的な逆洗を行いさら
に逆洗によって濾過膜より脱着した懸濁物質を濾過系外
へ排出することである。従来のデッドエンド濾過では逆
洗を行うと濾過器内に濾過膜から脱着した懸濁物質が徐
々に堆積し、しだいに逆洗を行っても透過流束を十分回
復することができなくなるが、本発明では逆洗液ととも
に濾過膜から脱着した懸濁物質を系外へ排出することに
より周期的な逆洗が可能となる。また、デッドエンド型
濾過方式を用いることにより濾過システムが単純とな
り、クロスフロー型濾過方式のように原流体を循環する
際の剪断力がなくなり菌体の活性低下を防ぐことが可能
となる。
【０００７】逆洗はガスよりも液体で行う方が効果が大
きく、逆洗液として透過液を用いても良いが透過液を逆
流させた分だけ透過量が減少するばかりでなく、膜透過
流束が十分回復するために透過した液量相当の逆洗液量
が必要となった場合は実質的に全く透過液が得られない
危険も生じるため、濾過系外より洗浄液を供給して必要
に応じた逆洗液量で逆洗を行うことが好ましい。濾過系
外より供給する洗浄液は濾過膜の特性を低下させたり原
流体の特性を変化させなければ基本的には何でも良い
が、原流体が水溶液である場合には一般的には滅菌水を
用いることが好ましい。また、逆洗終了後逆洗液を濾過
系内に残したくない場合はガスによる脱水を行うことが
好ましい。定圧濾過を行う場合は膜透過流束が極端に低
くなってから逆洗を行うと逆洗後の膜透過流束の回復性
は悪くなるため、濾過初期の透過流束の１／５０に達す
る前に逆洗を行う。好ましくは濾過初期の透過流束の１
／１０に達する前に逆洗を行うことにより、さらに高い
透過流束が得られる。また、定速濾過を行う場合は濾過
膜間差圧が極端に高くなってから逆洗を行うと逆洗後の
濾過膜間差圧の回復性すなわち洗浄性が悪くなるため、
濾過初期の濾過膜間差圧の５０倍に達する前に逆洗を行
う。好ましくは濾過初期の濾過膜間差圧の１０倍に達す
る前に逆洗を行うことにより、透過流束の条件をさらに
高くすることができる。逆洗液は高い膜透過流束で多量
に濾過膜内を通過させる方が洗浄性は高くなるが、逆洗
液の透過流束は１×１０−４ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ以上で
あることが好ましく、また逆洗時間は１秒以上であるこ
とが好ましい。
きく、逆洗液として透過液を用いても良いが透過液を逆
流させた分だけ透過量が減少するばかりでなく、膜透過
流束が十分回復するために透過した液量相当の逆洗液量
が必要となった場合は実質的に全く透過液が得られない
危険も生じるため、濾過系外より洗浄液を供給して必要
に応じた逆洗液量で逆洗を行うことが好ましい。濾過系
外より供給する洗浄液は濾過膜の特性を低下させたり原
流体の特性を変化させなければ基本的には何でも良い
が、原流体が水溶液である場合には一般的には滅菌水を
用いることが好ましい。また、逆洗終了後逆洗液を濾過
系内に残したくない場合はガスによる脱水を行うことが
好ましい。定圧濾過を行う場合は膜透過流束が極端に低
くなってから逆洗を行うと逆洗後の膜透過流束の回復性
は悪くなるため、濾過初期の透過流束の１／５０に達す
る前に逆洗を行う。好ましくは濾過初期の透過流束の１
／１０に達する前に逆洗を行うことにより、さらに高い
透過流束が得られる。また、定速濾過を行う場合は濾過
膜間差圧が極端に高くなってから逆洗を行うと逆洗後の
濾過膜間差圧の回復性すなわち洗浄性が悪くなるため、
濾過初期の濾過膜間差圧の５０倍に達する前に逆洗を行
う。好ましくは濾過初期の濾過膜間差圧の１０倍に達す
る前に逆洗を行うことにより、透過流束の条件をさらに
高くすることができる。逆洗液は高い膜透過流束で多量
に濾過膜内を通過させる方が洗浄性は高くなるが、逆洗
液の透過流束は１×１０−４ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ以上で
あることが好ましく、また逆洗時間は１秒以上であるこ
とが好ましい。
【０００８】次に本発明のデッドエンド型濾過方式を図
面に基づいて説明する。図１は従来のデッドエンド型濾
過を行った際に濾過膜に堆積する懸濁物の様子を示して
おり、経時とともに堆積する懸濁物質量は増加し、最終
的には透過流束はゼロに近づく。図２はクロスフロー濾
過を行った際に濾過膜に堆積する懸濁物質の様子を示し
ており、濾過開始初期においては懸濁物質が徐々に増加
するが原流体の剪断力によって堆積する懸濁物質量は一
定値をとり透過流束も最終的には一定値に近づく。図３
は本発明のデッドエンド型濾過方式のフローを示してい
る。濾過を一定時間行った後透過流体側から原流体側に
滅菌水を流して濾過膜から脱着した懸濁物質と共に排出
する。その後ガスにより濾過系内に残留している滅菌水
を排出し、再び濾過を行う。このサイクルを繰り返すこ
とによって原流体の懸濁物質濃度も上昇せずに高い透過
流束を維持することが可能となる。
面に基づいて説明する。図１は従来のデッドエンド型濾
過を行った際に濾過膜に堆積する懸濁物の様子を示して
おり、経時とともに堆積する懸濁物質量は増加し、最終
的には透過流束はゼロに近づく。図２はクロスフロー濾
過を行った際に濾過膜に堆積する懸濁物質の様子を示し
ており、濾過開始初期においては懸濁物質が徐々に増加
するが原流体の剪断力によって堆積する懸濁物質量は一
定値をとり透過流束も最終的には一定値に近づく。図３
は本発明のデッドエンド型濾過方式のフローを示してい
る。濾過を一定時間行った後透過流体側から原流体側に
滅菌水を流して濾過膜から脱着した懸濁物質と共に排出
する。その後ガスにより濾過系内に残留している滅菌水
を排出し、再び濾過を行う。このサイクルを繰り返すこ
とによって原流体の懸濁物質濃度も上昇せずに高い透過
流束を維持することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下に具体例をあげて本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り本発明は実施例
に限定されるものではない。 実施例１ 大腸菌（ＩＦＯ３３０１）を０．９ｗｔ％の生理食塩水
に１ｄｒｙｇ／ｌの含有率で分散させたものを懸濁液と
して用い、公称孔径０．２μｍの精密濾過膜を用いて本
発明の逆洗を周期的に行うデッドエンド型濾過を行っ
た。使用した濾過器は有効膜面積１００ｃｍ２で、実験
条件は圧力差０．５×１０４Ｐａ、液温度２５℃であ
り、濾過時間１２０秒、逆洗流束１×１０−３ｍ３／ｍ
２／ｓｅｃ、逆洗時間３秒で行い逆洗液は滅菌水で行っ
た。図４にクロスフロー型濾過方式でしかも透過液を逆
洗液として用い逆洗を行った（迎転時間１２０秒、逆洗
時間３秒）比較例と従来のデッドエンド型濾過を行った
場合の比較例と共に、本発明の濾過方法で行った結果を
示した。従来のデッドエンド型濾過を行った際の透過流
束は時間と共にゼロに近づき、また逆洗を伴うクロスフ
ロー濾過では透過流束は逆洗で十分回復せず透過流束は
徐々に減少している。それに対し本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過では透過流束は高い値を維持
した。
説明するが、発明の主旨を越えない限り本発明は実施例
に限定されるものではない。 実施例１ 大腸菌（ＩＦＯ３３０１）を０．９ｗｔ％の生理食塩水
に１ｄｒｙｇ／ｌの含有率で分散させたものを懸濁液と
して用い、公称孔径０．２μｍの精密濾過膜を用いて本
発明の逆洗を周期的に行うデッドエンド型濾過を行っ
た。使用した濾過器は有効膜面積１００ｃｍ２で、実験
条件は圧力差０．５×１０４Ｐａ、液温度２５℃であ
り、濾過時間１２０秒、逆洗流束１×１０−３ｍ３／ｍ
２／ｓｅｃ、逆洗時間３秒で行い逆洗液は滅菌水で行っ
た。図４にクロスフロー型濾過方式でしかも透過液を逆
洗液として用い逆洗を行った（迎転時間１２０秒、逆洗
時間３秒）比較例と従来のデッドエンド型濾過を行った
場合の比較例と共に、本発明の濾過方法で行った結果を
示した。従来のデッドエンド型濾過を行った際の透過流
束は時間と共にゼロに近づき、また逆洗を伴うクロスフ
ロー濾過では透過流束は逆洗で十分回復せず透過流束は
徐々に減少している。それに対し本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過では透過流束は高い値を維持
した。
【００１０】実施例２ 市販のビールにタンニン酸２０ｐｐｍを溶かして、タン
パク質を凝集させたものを懸濁液として用い、公称孔径
２．０μｍの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過を行った。使用した濾過器は
有効膜面積１００ｃｍ２で、実験条件は圧力差０．５×
１０４Ｐａ、液温度２５℃であり、濾過時間６０秒、逆
洗流束５×１０−３ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ、逆洗時間４秒
で行い逆洗液には滅菌水用いた。図５にクロスフロー型
濾過方式でしかも透過液を逆洗液として用い逆洗を行っ
た（運転時間６０秒、逆洗時間３秒）比較例と従来のデ
ッドエンド型濾過を行った場合の比較例と共に、本発明
の濾過方法で行った結果を示した。従来のデッドエンド
型濾過を行った際の透過流束は時間と共にゼロに近づ
き、また逆洗を伴うクロスフロー濾過では透過流束は逆
洗で十分回復せず透過流束は徐々に減少している。それ
に対し本発明の逆洗を周期的に行うデッドエンド型濾過
では透過流束は高い値を維持した
パク質を凝集させたものを懸濁液として用い、公称孔径
２．０μｍの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過を行った。使用した濾過器は
有効膜面積１００ｃｍ２で、実験条件は圧力差０．５×
１０４Ｐａ、液温度２５℃であり、濾過時間６０秒、逆
洗流束５×１０−３ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ、逆洗時間４秒
で行い逆洗液には滅菌水用いた。図５にクロスフロー型
濾過方式でしかも透過液を逆洗液として用い逆洗を行っ
た（運転時間６０秒、逆洗時間３秒）比較例と従来のデ
ッドエンド型濾過を行った場合の比較例と共に、本発明
の濾過方法で行った結果を示した。従来のデッドエンド
型濾過を行った際の透過流束は時間と共にゼロに近づ
き、また逆洗を伴うクロスフロー濾過では透過流束は逆
洗で十分回復せず透過流束は徐々に減少している。それ
に対し本発明の逆洗を周期的に行うデッドエンド型濾過
では透過流束は高い値を維持した
【００１１】実施例３ 市販のビールにタンニン酸２０ｐｐｍを溶かして、タン
パク質を凝集させたものを懸濁液として用い、公称孔径
２．０μｍの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過を行った。使用した濾過器は
有効膜面積１００ｃｍ２で、実験条件は圧力差０．５×
１０４Ｐａ、液温度２５℃であり、逆洗流束５×１０
−３ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ、逆洗時間４秒で行い逆洗液に
は滅菌水用いた。透過流束が濾過開始直後の透過流束の
１／１０に達したところで逆洗を行った場合と１／５
０、１／１００に達したところで逆洗を行った場合の透
過液量の比較を図６に示した。１／１０の場合は１／５
０の約３倍の透過液量が得られ、１／１００では透過流
束が十分回復しないため、透過液量の増加は徐々に遅く
なる。
パク質を凝集させたものを懸濁液として用い、公称孔径
２．０μｍの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過を行った。使用した濾過器は
有効膜面積１００ｃｍ２で、実験条件は圧力差０．５×
１０４Ｐａ、液温度２５℃であり、逆洗流束５×１０
−３ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ、逆洗時間４秒で行い逆洗液に
は滅菌水用いた。透過流束が濾過開始直後の透過流束の
１／１０に達したところで逆洗を行った場合と１／５
０、１／１００に達したところで逆洗を行った場合の透
過液量の比較を図６に示した。１／１０の場合は１／５
０の約３倍の透過液量が得られ、１／１００では透過流
束が十分回復しないため、透過液量の増加は徐々に遅く
なる。
【００１２】実施例４ 市販のビールにタンニン酸２０ｐｐｍを溶かして、タン
パク質を凝集させたものを懸濁液として用い、公称孔径
２．０μｍの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過を行った。使用した濾過器は
有効膜面積１００ｃｍ２で、実験条件は圧力差０．５×
１０４Ｐａ、液温度２５℃であり、濾過時間６０秒、ま
た逆洗液には滅菌水用いた。逆洗量を２００ｍｌ一定と
して逆洗液の膜透過流束を変化させたときの透過液量の
比較を行ない図７に示した。逆洗液の膜透過流束が１×
１０−４ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ以下では逆洗により透過流
束は十分回復せず、透過液量の増加は徐々に遅くなっ
た。
パク質を凝集させたものを懸濁液として用い、公称孔径
２．０μｍの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的
に行うデッドエンド型濾過を行った。使用した濾過器は
有効膜面積１００ｃｍ２で、実験条件は圧力差０．５×
１０４Ｐａ、液温度２５℃であり、濾過時間６０秒、ま
た逆洗液には滅菌水用いた。逆洗量を２００ｍｌ一定と
して逆洗液の膜透過流束を変化させたときの透過液量の
比較を行ない図７に示した。逆洗液の膜透過流束が１×
１０−４ｍ３／ｍ２／ｓｅｃ以下では逆洗により透過流
束は十分回復せず、透過液量の増加は徐々に遅くなっ
た。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、逆洗を周期的に行うデ
ッドエンド型濾過方式において高い膜透過流束が得ら
れ、それによって種々の懸濁物質を含有する液体から各
懸濁成分の分離、回収、精製、濃縮などがきわめて効率
的しかも経済的に行われる。そしてさらにプロセスの連
続化及び装置の小型化が可能であり、膜の選択性を利用
して目的物のみを連続的に選択的に分離することがで
き、酵母や菌体などのバイオリアクターへの応用がで
き、従来技術に比べて運転管理が容易であるなど諸々の
効果が奏せられる
ッドエンド型濾過方式において高い膜透過流束が得ら
れ、それによって種々の懸濁物質を含有する液体から各
懸濁成分の分離、回収、精製、濃縮などがきわめて効率
的しかも経済的に行われる。そしてさらにプロセスの連
続化及び装置の小型化が可能であり、膜の選択性を利用
して目的物のみを連続的に選択的に分離することがで
き、酵母や菌体などのバイオリアクターへの応用がで
き、従来技術に比べて運転管理が容易であるなど諸々の
効果が奏せられる
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のデッドエンド型濾過における懸濁物質の
堆積状態を示している。
堆積状態を示している。
【図２】従来のクロスフロー濾過における懸濁物質の堆
積状態を示している。
積状態を示している。
【図３】本発明の逆洗を周期的に行うデッドエンド型濾
過方式のフローを示している。
過方式のフローを示している。
【図４】大腸菌分散液を用いて本発明の逆洗を周期的に
行うデッドエンド型濾過、逆洗を伴うクロスフロー濾
過、従来のデッドエンド濾過を行った際の透過流束の変
化の比較を示している。
行うデッドエンド型濾過、逆洗を伴うクロスフロー濾
過、従来のデッドエンド濾過を行った際の透過流束の変
化の比較を示している。
【図５】タンパク凝集ビールを用いて本発明の逆洗を周
期的に行うデッドエンド型濾過、逆洗を伴うクロスフロ
ー濾過、従来のデッドエンド濾過を行った際の透過流束
の変化の比較を示している。
期的に行うデッドエンド型濾過、逆洗を伴うクロスフロ
ー濾過、従来のデッドエンド濾過を行った際の透過流束
の変化の比較を示している。
【図６】本発明の濾過方式を用いて逆洗にいたるまでの
透過流束が与える透過量の違いを示している。
透過流束が与える透過量の違いを示している。
【図７】本発明の濾過方式を用いた場合の逆洗液の透過
流束の違いによる透過液量に与える影響を示している。
流束の違いによる透過液量に与える影響を示している。
１ デッドエンド濾過の原流体の流れ ２ デッドエンド濾過の透過液の流れ ３ デッドエンド濾過の懸濁物質の移動方向 ４ 濾過膜上に堆積している懸濁物質 ５ 濾過膜 ６ クロスフロー濾過の原流体の流れ ７ クロスフロー濾過の透過液の流れ ８ クロスフロー濾過の懸濁物質の移動方向 ９ 濾過膜上に堆積している懸濁物質 １０ 濾過膜 １１ 原流体入口 １２ 透過液出口 １３ 逆洗液入口 １４ 排液出口 １５ 濾過器 １６ 濾過膜 １７ ガス入口 １８ 圧力計 １９ ポンプ ２０ 滅菌フィルター ２１ 電磁弁
Claims (8)
- 【請求項１】 濾過膜を用いて、懸濁物質を含む流体か
らなる原流体を供給し濾過することにより流体と懸濁物
質とを分離するデッドエンド型濾過方式において、濾過
膜の透過流体側の圧力を原流体側の圧力より大きくして
周期的に逆洗を行うことを特徴とする濾過方法。 - 【請求項２】 濾過膜の透過液側から原流体側へ通過し
た逆洗液および濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過系外
へ排出することを特徴とする特許請求項第１項記載の濾
過方法。 - 【請求項３】 該逆洗液に滅菌水を用いることを特徴と
する特許請求第１項記載の濾過方法。 - 【請求項４】 該逆洗を行った後にガスを用いて脱水を
行うことを特徴とする特許請求第１項記載の濾過方法。 - 【請求項５】 濾過膜を用いて固体粒子を含む流体から
なる原流体を供給し一定圧力量で濾過することにより流
体と固体粒子とを分離し、濾過膜の透過流体側の圧力を
原流体側の圧力より大きくして周期的に逆洗を行うデッ
ドエンド型濾過方式において、膜透過流束が濾過初期の
膜透過流束の１／５０に達する前に逆洗を行うことを特
徴とする濾過方法。 - 【請求項６】 該逆洗液の膜透過流束が１×１０−４ｍ
３／ｍ２／ｓｅｃ以上であることを特徴とする特許請求
項第５項記載の濾過方法。 - 【請求項７】 濾過膜を用いて固体粒子を含む流体から
なる原流体を供給し一定流量で濾過することにより流体
と固体粒子とを分離し、濾過膜の透過流体側の圧力を原
流体側の圧力より大きくして周期的に逆洗を行うデッド
エンド型濾過方式において、濾過開始時の濾過膜間差圧
を０．１Ｋｇ／ｃｍ２以下とし、濾過膜間差圧が濾過開
始時の濾過膜間差圧の５０倍に達する前に逆洗を行うこ
とを特徴とする濾過方法。 - 【請求項８】 該逆洗液の膜透過流束が１×１０−４ｍ
３／ｍ２／ｓｅｃ以上であることを特徴とする特許請求
項第７項記載の濾過方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094675A JPH05329339A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 濾過システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094675A JPH05329339A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 濾過システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329339A true JPH05329339A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=14116801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094675A Pending JPH05329339A (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 濾過システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05329339A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001179058A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法ならびにスパイラル型膜モジュール |
| JP2002177743A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-06-25 | Murata Mfg Co Ltd | 粗大金属粒子の除去方法及び除去装置 |
| JP2003094058A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-02 | Daicel Chem Ind Ltd | 水処理方法 |
| JP2015500202A (ja) * | 2011-11-16 | 2015-01-05 | バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングＢａｙｅｒ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＧｍｂＨ | 懸濁液から固形物を濾過し乾燥させ収容するための装置 |
| WO2023109493A1 (zh) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | 邻得膜(厦门)医疗科技有限公司 | 一种核孔膜固液分离装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141587A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-02 | Nitto Denko Corp | 酵素固定膜を用いる酵素反応方法 |
| JPH0275311A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-15 | Toshiba Corp | ろ過装置 |
-
1991
- 1991-01-29 JP JP3094675A patent/JPH05329339A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141587A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-02 | Nitto Denko Corp | 酵素固定膜を用いる酵素反応方法 |
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| JP2015500202A (ja) * | 2011-11-16 | 2015-01-05 | バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングＢａｙｅｒ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＧｍｂＨ | 懸濁液から固形物を濾過し乾燥させ収容するための装置 |
| WO2023109493A1 (zh) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | 邻得膜(厦门)医疗科技有限公司 | 一种核孔膜固液分离装置 |
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