JPH11207338A - 食品溶液の処理方法 - Google Patents

食品溶液の処理方法

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JPH11207338A
JPH11207338A JP1257698A JP1257698A JPH11207338A JP H11207338 A JPH11207338 A JP H11207338A JP 1257698 A JP1257698 A JP 1257698A JP 1257698 A JP1257698 A JP 1257698A JP H11207338 A JPH11207338 A JP H11207338A
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JP
Japan
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membrane
bag
spiral
membrane module
raw water
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Pending
Application number
JP1257698A
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English (en)
Inventor
Keiji Kamimura
啓二 上村
Koki Shigemi
弘毅 重見
Takayuki Kojima
貴之 小嶋
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品溶液をスパイラル型膜モジュールによっ
て効率良く膜分離処理する。 【解決手段】 食品溶液をスパイラル型膜モジュールに
よって処理する方法であって、該スパイラル型膜モジュ
ールは、袋状分離膜10をシャフト20に巻回して巻回
体とし、該巻回体の一端面から原水が供給され、透過水
及び濃縮水が巻回体の他端面から取り出されるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品溶液をスパイ
ラル型膜モジュールによって処理する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】食品溶液をスパイラル型膜モジュールに
よって処理することは特開平8−89763号公報に記
載されている。同号公報には、食品溶液を40℃以上と
することにより透過流束を大きくすること、膜として耐
熱性膜を用いることにより熱水殺菌を可能とし、薬品洗
浄を無くしたり洗浄薬品使用量を僅少とすることが記載
される。
【0003】同号公報には、スパイラル型膜モジュール
の形態の具体例についての記載はなく、公知のスパイラ
ル型膜モジュールが使用されるもので考えられるので、
従来のスパイラル型膜モジュールの構成について次に図
面を参照して説明する。
【0004】図5は従来のスパイラル型膜モジュールの
構造を示す一部分解斜視図であり、集水管1の外周に複
数の袋状の分離膜2がメッシュスペーサ3を介して巻回
されている。
【0005】集水管1には管内外を連通するスリット状
開口が穿設されている。分離膜2は袋状のものであり、
その中央部が集水管1をくるんでいる。この袋状分離膜
2の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材4が挿
入されており、この袋状分離膜(袋状膜)2の内部が透
過水流路となっている。
【0006】袋状膜2の巻回体5の両端にトップリング
6とエンドリング7とが設けられ、その外周にブライン
シール8が周設されている。
【0007】原水は、巻回体5の前端面から袋状膜2同
士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体5の長手方
向に流れ、巻回体5の後端面から濃縮水として流出す
る。この原水流路を流れる間に水が袋状膜2を透過して
その内部に入り、集水管1内に流入し、該集水管1の後
端側からモジュール外に取り出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5の従来のスパイラ
ル型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があ
った。
【0009】 集水管1内の透過水流量を多くするた
めには該集水管1を大径化する必要があるが、そのよう
にするとスパイラル型膜モジュールの径も大きくなって
しまう。 袋状膜2内に透過してきた透過水は、該袋状膜2内
をスパイラル状に回りながら集水管1まで流れるため、
袋状膜2内の流通抵抗が大きい。しかも、袋状膜2内か
ら集水管1に流れ込む集水管スリット部付近での流通抵
抗も大きい。 原水流路を流れる原水流量は、下流側になるほど減
少する。(原水が濃縮される分だけ原水流量が減る。)
このため、原水流路下流域では原水流速が小さくなり、
汚れが付着し易くなる。
【0010】本発明は、上記従来の問題点を解決し、集
水管が不要であり、透過水流通抵抗が小さいスパイラル
型膜モジュールにより食品溶液を効率良く処理すること
ができる食品溶液の処理方法を提供することの目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の食品溶液の処理
方法は、食品溶液をスパイラル型膜モジュールによって
処理する方法であって、該スパイラル型膜モジュール
は、膜をシャフトに巻回して巻回体とし、該巻回体の一
端面から原水が供給され、透過水が巻回体の他端面から
取り出されるものである。
【0012】本発明で採用するスパイラル型膜モジュー
ルは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜
同士の間には原水流路材が配置されているスパイラル型
膜モジュールであって、該袋状膜は第1、第2、第3及
び第4の辺部を有した略方形であり、該第1、第2及び
第3の辺部は封じられ、該第4の辺部は一部が開放部と
なり残部が閉鎖部となっており、前記第4の辺部と直交
する第1の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻
回体とし、前記第4の辺部を該巻回体の後端面に臨ま
せ、該第4の辺部に対向する第2の辺部を該巻回体の前
端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3
の辺部の全体が封じられると共に、第4の辺部にあって
は前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となってお
り、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部とな
っていることが好ましい。
【0013】かかるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、巻回体の前端面から原水が原水流路に流入する。こ
の原水は、原水流路を巻回体軸心線と略平行方向に流
れ、次いで巻回体後端面の原水流路開放部から濃縮水と
して流出する。
【0014】袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回体
軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の袋状膜開
放部から流出する。
【0015】このように、透過水が袋状膜内を巻回体の
軸心線と平行方向に流れるため、従来のスパイラル型膜
モジュールに用いられていた集水管が不要となる。そし
て、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が
無くなり、透過水流通抵抗が小さくなる。
【0016】なお、集水管を無くしているため、その分
だけ袋状膜の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を拡張できる。そして、このように袋状膜の巻回
方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0017】また、巻回体の後端面の一部においてのみ
原水流路を開放させるようにしているため、原水流路の
下流側での原水(濃縮水)流速を従来よりも高めること
ができ、原水流路下流域における汚れの付着を防止でき
る。
【0018】本発明では、膜としてはポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂膜が好適であ
る。このフッ素樹脂膜は耐熱性が高く熱水殺菌処理が可
能であると共に、撥水性であり、汚れが付きにくい。
【0019】本発明方法によれば、糖水溶液、天然エキ
ス溶液又は嗜好飲料などの各種の食品溶液の処理を行う
ことができる。天然エキス溶液としては、畜肉エキス、
あるいは野菜エキスの熱水抽出液又は酵母エキスなどが
例示される。嗜好飲料としては、コーヒー類又は茶類の
抽出液などが例示される。
【0020】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態に用いられるスパイラル型膜モジュールについて
説明する。図1(a)はこのスパイラル型膜モジュール
の袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視
図である。図1(b),(c)はそれぞれ図1(a)の
B−B線、C−C線に沿う断面図である。図2はシャフ
トの周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す断面図、図3
は巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図、図4は
スパイラル型膜モジュールの側面図である。
【0021】図1に示すように、この袋状膜10は、正
方形又は長方形状のものであり、第1の辺部11、第2
の辺部12、第3の辺部13及び第4の辺部14を有し
ている。第1の辺部11、第2の辺部12及び第3の辺
部13において分離膜フィルム40同士が接着剤等によ
って接着され、第4の辺部14については一部だけを接
着している。なお、袋状膜10としては、長い一枚のフ
ィルムを第2の辺部12部分で二つに折り返し、第1の
辺部11、第3の辺部13及び第4の辺部14の一部を
接着するようにしたものであっても良い。
【0022】第4の辺部14の途中から第3の辺部13
にかけて袋状膜10の分離膜フィルム同士が接着されて
おらず、透過水流出用の開放部30となっている。ま
た、この第4の辺部14の該途中から第1の辺部11に
かけては、袋状膜10の分離膜フィルム同士が接着され
ており、透過水の流出を阻止する閉鎖部31となってい
る。
【0023】この袋状膜10内に透過水流路材(例えば
メッシュスペーサ等よりなる。)15が挿入配置されて
いる。
【0024】この袋状膜10の一方の面には、接着剤1
6が付着されると共に他方の面には接着剤17,18が
付着され、この袋状膜10がシャフト20の周りに巻き
付けられる。接着剤16は第1の辺部11に沿って付着
され、接着剤17は第3の辺部13に沿って付着されて
いる。接着剤18は第4の辺部14の長手方向の前記途
中箇所から第3の辺部13にかけて、透過水流出用の開
放部30に沿って付着されている。
【0025】複数枚の袋状膜10をシャフト20の周囲
に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜10同士
は接着剤17,18の部分において水密的に接合され
る。これにより、袋状膜10同士の間には原水(及び濃
縮水)が流れる原水流路が構成される。接着剤18が硬
化することにより、巻回体の後端面には、内周側に原水
(濃縮水)の流出用の開放部が形成され、外周側に原水
流出阻止用の閉鎖部が形成される。
【0026】第4の辺部14のうち透過水流出用の開放
部30と透過水流出阻止用の閉鎖部31との境界部分か
ら、巻回体の後方に向ってフィン19が延設されてい
る。このフィン19は、例えば合成樹脂フィルム又はシ
ートよりなり、袋状膜10に対し接着等により接合され
るのが好ましい。
【0027】袋状膜10をシャフト20の周りに図2の
如く原水流路材(メッシュスペーサ)29を介して巻き
付けることにより、図3に示すように巻回体24が形成
される。この巻回体24の後端面からは、フィン19が
延出する。各袋状膜10の第4の辺部14において同一
箇所にフィン19を設けておくことにより、フィン19
は巻回体24の軸心から等半径位上に位置し、フィン1
9が重なり合うことによりフィン19がリング状の突出
部を形成することになる。このリング状の突出部内に円
筒状のソケット25の後端を挿入し、該ソケット25と
フィン19を接着剤等により接合する。なお、ソケット
25をフィン19に外嵌めしても良い。また、フィン1
9に沿って巻回体24の後端面に旋盤で切込み溝を付
け、該溝にソケット25の端部を埋め込むようにしても
良い。
【0028】このようにソケット25とフィン19とを
接合することにより、巻回体24の後端面の外周側の透
過水流出領域とソケット25の内周側の濃縮水流出領域
とが区画される。
【0029】なお、袋状膜10をシャフト20の周りに
巻き付けるに際しては、図2に示すように、袋状膜10
同士の間に原水流路材(メッシュスペーサ)29を介在
させておく。これらのメッシュスペーサ29を介在させ
ることにより、原水流路が構成される。
【0030】図4に示すように、巻回体24の前縁及び
後縁にそれぞれトップリング26及びエンドリング27
を合成樹脂モールド等により形成し、トップリング26
の外周にブラインシール28を周設する。
【0031】本発明の食品溶液の処理方法は、このよう
に構成されたスパイラル型膜モジュールによって食品溶
液を処理するものである。この食品溶液は、図4に示す
ように、巻回体24の前端面から原水として袋状膜10
同士の間の原水流路に流入する。この原水は、巻回体2
4の軸心線と略平行方向に原水流路を流れ、巻回体24
の後端のソケット25の内側の端面から取り出される。
そして、このように原水が原水流路を流れる間に、水が
袋状膜10内に透過し、透過水は巻回体24の後端面の
うちソケット25の外周側から流出する。
【0032】このスパイラル型膜モジュールにあって
は、透過水が袋状膜10内を巻回体24の軸心線と平行
方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のスパ
イラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要で
ある。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の流
通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくな
る。
【0033】なお、集水管を省略しており、その分だけ
袋状膜10の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方
向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0034】このスパイラル型膜モジュールにあって
は、原水流路の出口部分をソケット25の内側だけに設
けており、原水流路の出口(最下流部)を絞った構成と
しているため、原水流路の下流側においても原水(濃縮
水)の流速が十分に大きなものとなり、原水流路下流域
における汚れの付着を防止することができる。なお、ソ
ケット25の内側の面積と外側の面積(接着剤18の辺
部14方向の長さ)は、このスパイラル型膜モジュール
の水回収率に応じて決めるのが好ましい。
【0035】上記実施の形態においては、ソケット25
の外周側に透過水流出部を配置し、ソケット25の内側
に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット25の
内側を透過水流出部とし、ソケット25の外周側を濃縮
水流出部とするように構成しても良い。
【0036】
【実施例】以下、実施例及び比較例について説明する。
【0037】[実施例1]膜素材としてPTFEを用い
た図1〜4に示す構成のスパイラル型膜モジュールを用
いて0.05%の糖水溶液を処理した。
【0038】この膜モジュールの膜面積は0.87m2
であり、直径は10cm、長さは40cmである。
【0039】原水を1.5m3/m2/dayにて通水し
たところ、透過水流束は1.0m3/m2/dayであっ
た。
【0040】[比較例1]図5に示す構成のスパイラル
型膜モジュール(膜面積は実施例1と同じ。直径10c
m、長さ100cm)を用いたこと以外は実施例1と同
様にして同じ糖水溶液を処理したところ、透過水流束は
0.1m3/m2/dayと実施例1に比べかなり低いも
のであった。
【0041】
【発明の効果】以上の通り、本発明の食品溶液の処理方
法は、食品溶液をきわめて効率良く膜分離処理すること
ができるものであり、また膜として、フッ素樹脂膜等の
耐熱性のものを用いることにより熱水殺菌も可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は実施の形態に係る食品溶液の処理方
法に用いられるスパイラル型膜モジュールの袋状膜の斜
視図、(b)図は(a)図のB−B線に沿う断面図、
(c)図は(a)図のC−C線に沿う断面図である。
【図2】図1のスパイラル型膜モジュールの袋状膜の巻
き付け方法を示す断面図である。
【図3】図1の膜モジュールの巻回体とソケットとの係
合関係を示す斜視図である。
【図4】図1のスパイラル型膜モジュールの側面図であ
る。
【図5】従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す
一部分解斜視図である。
【符号の説明】
10 袋状膜 11 第1の辺部 12 第2の辺部 13 第3の辺部 14 第4の辺部 15 流路材 16,17,18 接着剤 19 フィン 20 シャフト 24 巻回体 25 ソケット 29 メッシュスペーサ 30 透過水流出用の開放部 31 透過水流出阻止用の閉鎖部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 食品溶液をスパイラル型膜モジュールに
    よって処理する方法において、 該スパイラル型膜モジュールは、膜をシャフトに巻回し
    て巻回体とし、該巻回体の一端面から原水が供給され、
    透過水が巻回体の他端面から取り出されるものであるこ
    とを特徴とする食品溶液の処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記膜は内部に透過
    水流路材が配置された袋状膜であり、該袋状膜は第1、
    第2、第3及び第4の辺部を有した略方形であり、該第
    1、第2及び第3の辺部は封じられ、該第4の辺部は一
    部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、 前記スパイラル型膜モジュールは、前記第4の辺部と直
    交する第1の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して
    巻回体とし、前記第4の辺部を該巻回体の後端面に臨ま
    せ、該第4の辺部に対向する第2の辺部を該巻回体の前
    端面に臨ませ、 該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3の辺部の全体が
    封じられると共に、第4の辺部にあっては前記袋状膜の
    開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋
    状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているスパイ
    ラル型膜モジュールであることを特徴とする食品溶液の
    処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記膜はフッ
    素樹脂膜であることを特徴とする食品溶液の処理方法。
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