JPH0640937B2

JPH0640937B2 - 液体濾過方法

Info

Publication number: JPH0640937B2
Application number: JP61094780A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎市川; 博久佐原; 聰野口
Original assignee: Sapporo Breweries Ltd
Current assignee: Sapporo Breweries Ltd
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS62250922A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は液体濾過方法に関し、詳しくは立設した円筒状
または角筒状の濾過エレメント（濾材）に濾過助剤をプ
リコートし、形成されたプリコート層によって液体を濾
過する方法の改良に関する。この濾過方法はビール，日
本酒，ワイン等の酒類；しょう油，食酢，砂糖，食用油
等の調味料；果実飲料，炭酸飲料，ミネラルウォータ
ー，ウーロン茶等の飲料；医薬品，その他の物質の製造
に適用される。

〔従来の技術とその問題点〕

濾過の方式の１つとして、濾過エレメントに珪藻土，パ
ーライト，セルロース，活性炭等の濾過助剤をプリコー
トし、形成されたプリコート層によって液体の濾過を行
う方式がある。

この場合、プリコート層を形成させる濾過エレメントと
しては濾布，濾網，濾紙等が一般的であるが、パンチメ
タルや波打ち多角管にら旋ワイヤを巻いたものやセラミ
ックス製円筒エレメント等を単独または組合せて使用す
ることがある。

円筒状または角筒状濾過エレメントを立設して用いる場
合、プリコート層で濾過された濾液をエレメントの上部
から抜出す方式と下部から抜出す方式がある。しかし、
いずれの場合もプリコート層は垂直方向の面に形成され
るので、エレメントに濾過助剤をプリコートする際は勿
論のこと、形成されたプリコート層により濾過を行う際
に流体の流れが止まると、プリコート層が剥離し、落下
することがある。

また、プリコート層で濾過を行う場合、プリコート層の
形成に際し、最初から濾過すべき液体を使用する方法も
知られているが、濾過助剤から溶出する成分が濾液に一
定値以上に混入してはならない場合や濾過系統に微生物
汚染があってはならない場合等では、濾過すべき液体を
最初から流すと支障を生ずることがある。そのため、こ
のような場合、被濾過液とは異なる液体、たとえば水，
湯などを使用してプリコート層を形成させた後、流れを
止めることなく本来の濾過ずべき液体に切換える方法が
採用される。

この場合、プリコート層の形成に用いた液体（水，湯
等）と被濾過液の濾液が混合した部分が発生し、この部
分は濾液の濃度が低いため、廃棄するかこの部分を一旦
別の容器に集め、これを前工程に少量ずつ戻すことが行
われている。

しかし、被濾過液が貴重なものまたは廃棄することが不
都合であるとき、該被濾過液を廃棄することは回避する
必要がある。そのために、該混合部分を別の容器に集め
たのち再処理することは、設備，人手，時間等を要し、
経済的に好ましくない。

上記のような混合部分の発生を回避する方法として、濾
材へのプリコート層の形成を終了したのち、空気，炭酸
ガス等の気体で装置内を加圧し、プリコートに用いた液
体を排出する方法がある。

しかし、該液体を排出後、被濾過液を張り込む段階でプ
リコート層の一部が剥離したり、プリコート層に微細な
孔が生じるため、プリコート層を完全な状態で保持する
ことが困難である。特に、濾液を装置の下部から抜出す
場合に、このような不都合が生じやすい。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、立設した円筒状または角筒状の
濾過エレメントに濾過助剤をプリコートし、形成された
プリコート層によって液体を濾過する方法において、上
記混合部分の発生しない濾過方法であって、しかも上記
のような不都合が生じない濾過方法を開発すべく検討し
た結果、本発明に到達したのである。

本発明は、立設した円筒状または角筒状の濾過エレメン
トに濾過助剤をプリコートし、形成されたプリコート層
によって液体を濾過する方法において、プリコート層形
成後、濾過装置内に加圧ガスを供給しつつ、プリコート
に用いた液体を濾過装置内より排出し、排出完了後、濾
過エレメントの１次側と２次側の圧力差が０．１〜１．
０Kg/cm²となるように２次側（濾過エレメント内側）か
ら排気しつつ、濾過装置内に被濾過液を張り込むように
したことを特徴とする液体濾過方法を提供するものであ
る。

すなわち、本発明は被濾過液の濾過に先だち、被濾過液
とは別の液体（水，湯等）を用いてプリコートし、プリ
コート層の形成を終了した後、空気，炭酸ガス等の気体
で装置内を加圧し、プリコートに用いた液体を排出後、
被濾過液を濾過装置に導入して濾過を行うにあたり、濾
過エレメント内側より排気しながら被濾過液を張り込
み、装置内に被濾過液が満杯になると同時に濾過を開始
する濾過方法である。

前述の如く、プリコート中または濾過中に液体の流れが
止まると、プリコート層が剥離し落下することがある。
プリコート層の剥落を防止するためには、プリコート層
が液体と接している場合、常に１次側、すなわち被濾過
液入口側から２次側、すなわち濾液出口側に向かって液
が流れていなければならない。

プリコート中は常に１次側から２次側に液が流れている
のでプリコート層は剥落せず、また次の段階で空気，炭
酸ガス等の気体を送入して装置内を加圧する際も、プリ
コート液を２次側から抜出せばプリコート層は剥落しな
い。

しかし、このようにしてプリコート液を装置から抜出し
た後、被濾過液の濾過を行うために、次の段階で被濾過
液を濾過装置に張り込む際、１次側と２次側の圧力差を
一定値以上に保ちながら行うことが難しい。そのため、
従来法の場合、この段階でプリコート層の一部が剥落し
たり、プリコート層に微細な孔が生じたりすることが避
けられなかった。

つまり、被濾過液を濾過装置に張り込む際、１次側に設
けた排気管から排気しながら張り込むと、１次側と２次
側の圧力差を所定の値に保つことができず、従って１次
側から２次側への液の流れが止まってしまいプリコート
層が剥離落下しやすい。また、濾過エレメント下部の濾
液抜出管から液を抜きながら張り込むと、最初の内はプ
リコート層が剥落することはないが、後半になると、濾
過エレメント内側に残留した気体が逃げ場を失ってエレ
メントの内側（２次側）より外側（１次側）に出てくる
ため、プリコート層上部に微細な孔が生じやすい。

このような不都合を解決するため、本発明では２次側に
排気孔を設け、排気管に接続して装置外へ排気できるよ
うにして、１次側と２次側の圧力差が0.1〜1.0Kg/cm²，
望ましくは0.2〜0.5Kg/cm²となるように２次側から排気
しながら被濾過液を張り込むのである。これによってプ
リコート層を完全な状態で保持したまま濾過装置に被濾
過液を張り込むことが可能になった。

装置内に被濾過液が満杯になると同時に濾過を開始する
が、濾過中は常に１次側から２次側に液が流れているの
でプリコート層は剥落しない。

濾過を終了させたい時、再び空気，炭酸ガス等の気体を
送入して装置内を加圧し、濾液を２次側から抜出せばプ
リコート層は剥落しない。

次に、本発明の実施例を図面により説明する。第１図は
本発明を実施する場合の濾過系を例示したフローシート
である。

濾過装置１には円筒状または角筒状の濾過エレメント２
が立設されており、該エレメント２の上部にエレメント
内部と連通する排気管３が接続されている。図中、４は
液体供給ライン，５は濾液抜出管，６は液体抜出ライ
ン，７は気体導入ライン，８は１次側排気管，９はプリ
コートタンク，１０はポンプ、１１ａ〜１１ｊはバルブ
をそれぞれ示す。

本発明において、濾材、すなわち濾過エレメントとして
は円筒状または角状のものであればよく、既知の濾材を
任意に使用できる。特にセラミック製円筒エレメント，
パンチメタルや波打ち多角管にら旋ワイヤを巻いたエレ
メントなどが好適である。濾材の高さ，肉厚，内径等の
寸法や装置内に立設する濾材の数などは使用目的を考慮
して適宜決定すればよい。本発明において、上記円筒状
または角筒状という形状には円筒または角筒の変形また
はこれに近似した形状が含まれる。

〔作用〕

本発明の方法を採用することにより、濾過の始めから終
りまでプリコート層を完全な状態で保持することがで
き、精密な濾過を行うことが可能となり、かつプリコー
ト層の形成に用いた液体と被濾過液の濾液が混合した部
分が発生することなく濾過することが可能となる。

〔実施例１〕実施例１セラミックス製円筒エレメント（高さ５００mm×３段，肉厚２５mm，内径７０mm）１９
本を立設し、各エレメント固定用スピンドル上部に排気
孔（内径７mm）を設け、排気管に接続して装置外へ排気
できるようにした濾過装置を第１図に示した如く濾過系
に組込んで以下の試験を行った。

予め珪藻土３５Kgを水に懸濁させたものをプリコートタ
ンク９に引込んでおき、バルブ１１ｂ，ポンプ１０，バ
ルブ１１ｃ，濾過装置１，抜出管５，バルブ１１ｊおよ
びプリコートタンク９の経路で循環させた円筒エレメン
トの外周部に珪藻土をプリコートした。プリコート中の
流速は１２〜１３ｋ／時とし３０分循環した。

プリコートが完了した後、バルブ１１ｂとバルブ１１ｊ
を閉じ、ポンプ１０を停止させると同時にバルブ１１ｆ
を開いて濾過装置１内へ2.0Kg/cm²の炭酸ガスを送入
し、バルブ１１ｉを開いてプリコート水を排出した。こ
の時、バルブ１１ｉは全開とせず排出の流速が５〜６ｋ
／時となるようにバルブ開度を調節しながら排出し
た。

濾過装置内の液面が抜出管５の位置まで到達したらバル
ブ１１ｄを開いて残水を完全に排出した。この時もバル
ブ１１ｄは全開とせず排出の流速が５〜６ｋ／時とな
るようにバルブ開度を調節しながら排出した。装置内が
空になったらバルブ１１ｃを閉じる。また、バルブ１１
ｅを絞りながら開いて排気管中に若干残っている残水を
排出した。

さらに、バルブ１１ａとバルブ１１ｄの間の配管中に残
っているプリコート水を排出するため、バルブ１１ａと
バルブ１１ｄを数秒間開いた後閉じた。

次に、バルブ１１ａ，ポンプ１０，バルブ１１ｃおよび
濾過装置１の経路でビールを濾過装置に張込んだ。この
際、２次側排気管３のバルブ１１ｅを開き排気しながら
ビールを張り込んだ。なお、バルブ１１ｆは閉じてお
く。この時、バルブ１１ｅを全開とせず絞っておき、２
次側の圧力が1.5〜1.8Kg/cm²となるように調節した。ま
た、１次側と２次側の圧力の差（差圧）が0.3〜0.4Kg/c
m²になるようにバルブ１１ｃの開度を調節した。

２次側排気管からビールが溢出してきたらバルブ１１ｇ
も少し開いて濾過装置内にビールが満杯になるまで張り
続けた。この際も差圧が0.3〜0.4Kg/cm²になるようにバ
ルブ１１ｃとバルブ１１ｇの開度を調節した。

張り込み終了後、バルブ１１ｅとバルブ１１ｇを閉じる
と同時にバルブ１１ｈを開いてバルブ１１ａ，ポンプ１
０，バルブ１１ｃ，濾過装置１およびバルブ１１ｈの経
路にてビールを濾過した。濾過中は任意の流速で濾過し
てよいが、急激な圧力変動が生じないように注意すべき
である。

必要な濾過量に達した後、バルブ１１ｆを開いて濾過装
置内に0.2Kg/cm²の炭酸ガスを送入し、同時にポンプ１
０を停止し、バルブ１１ａ，バルブ１１ｃを閉じ、濾過
装置内に残ったビールを濾過抜出管５，バルブ１１ｈの
経路でビールを押し出す。この時、バルブ１１ｈは全開
とせず、排出の流速が５〜６ｋ／時となるようにバル
ブ開度を調節しながら排出した。

濾過装置内のビール液面が濾液抜出管５の位置にまで到
達したらバルブ１１ｃ，バルブ１１ｄを開いて、バルブ
１１ｈを閉じ濾過装置下部に残ったビールを回収した。

その結果、プリコートに用いた水とビールの混和した部
分が全く発生せずにビールの濾過を行うことができ、し
かも濾過によりビール中に含まれていた酵母は完全に除
去された。また、濾過操作中にプリコート層の剥落や微
細な孔の発生は全く認められなかった。

濾過前後のビール中の微生物検査結果は次の如くであっ
た。

比較例１濾過装置内として２次側排気管３を設けないものを使用
し、ビール張り込みの際に１次側排気管８のバルブ１１
ｇまたは別のバルブ１１ｉを開いて排気しながら張り込
みを行ったところ、１次側と２次側の差圧が十分でな
く、プリコート層が部分的に剥落したり、プリコート層
上部に微細な孔が生じたりして満足できる濾過を行えな
かった。

比較例２実施例１と同一の濾過装置を使用し、濾過装置にビール
を張り込む前までの操作は同一の方法で行った。

その後、ビールを張り込む時、１次側と２次側の差圧が
0.01Kg/cm²未満になるようにバルブ開度を調節したとこ
ろ、プリコート層上部に微細な孔が生じた。

実施例２セラミックス製円筒エレメント（高さ５００mm×３段，肉厚２５mm，内径７０mm）１本
を立設し、該エレメント上部の固定具に排気孔（内径７
mm）を設け、排気管を接続した濾過装置を第１図の如く
濾過系に組込んだ。

次いで、ビールの代りに糖液を、2.0Kg/cm²の炭酸ガス
の代りに1.8Kg/cm²の空気を使用して濾過を行った。

珪藻土の使用量を２Kg，プリコート中の流速を６５０〜
７００／時，プリコート水排出時の流速を２５０〜３
００／時，張り込み時の２次側圧力を1.1〜1.5kg/c
m²，１次側と２次側の差圧を0.4〜0.5Kg/cm²，濾過終了
後濾過装置内に残った糖液を押し出す時の流速を２５０
〜３００／時としたこと以外は実施例１と同様にして
濾過を行った。

その結果、水との混合による糖液濃度の低下もなく濾過
することが出来、かつ糖液中の酵母を完全に除去するこ
とが出来た。

濾過前後の糖液中の微生物検査結果は次の如くであっ
た。

実施例３波打ち多角管（高さ７００mm，肉厚２mm，内径２６mm）
にら旋ワイヤを巻いたエレメントを濾材として７本使用
したこと以外は実施例１と同様の濾過装置を用いてウー
ロン茶の濾過を行った。なお、2.0Kg/cm²の炭酸ガスの
代りに、1.5Kg/cm²の窒素ガスを使用し、珪藻土の使用
量を1.6Kg，プリコート中の流速を５５０〜６００／
時，プリコート水排出時の流速を２００〜２５０／
時，張り込み時の２次側圧力を1.0〜1.3Kg/cm²，１次側
と２次側の差圧を0.2〜0.3Kg/cm²，濾過終了後濾過装置
内に残ったウーロン茶を押し出す時の流速を２００〜２
５０／時としたこと以外は実施例１と同様にして濾過
を行った。

その結果、水との混合による濃度の低下もなく濾過を行
うことができ、しかもウーロン茶中に含まれていたバク
テリアを完全に除去することが出来た。

濾過前後のウーロン茶中の微生物検査結果は次の如くで
あった。

〔発明の効果〕本発明の濾過方法を採用することにより、濾材にプリコ
ート層を形成後、装置内の流体を抜出してから被濾過液
を張り込んでもプリコート層に剥離や微細な孔の発生が
生じない。そのため、被濾過液がプリコートに用いた液
体と混合した部分が生じることなく濾過を行うことがで
きる。したがって、一部濾液の廃棄や再処理が不要とな
りコストの低減を図ることができると共に品質の向上し
た製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いる濾過系のフローシート
を示す。１……濾過装置，２……濾過エレメント，３……排気
管，４……液体供給ライン，９……プリコートタンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立設した円筒状または角筒状の濾過エレメ
ントに濾過助剤をプリコートし、形成されたプリコート
層によって液体を濾過する方法において、プリコート層
形成後、濾過装置内に加圧ガスを供給しつつ、プリコー
トに用いた液体を濾過装置内より排出し、排出完了後、
濾過エレメントの１次側と２次側の圧力差が０．１〜
１．０Kg/cm²となるように２次側から排気しつつ、濾過
装置内に被濾過液を張り込むようにしたことを特徴とす
る液体濾過方法。