JPS61254206A - 液体分離装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は各種の液体を半透過性のセラミックス質の濾過
体により限外濾過あるいは精密濾過する液体骨Ｎ装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来から食品、医薬、化学等の分野において液体を限外
濾過あるいは精密濾過するためには、高分子膜のような
膜モジュールや多孔質金属管、セラミック管のような管
状モジュールを濾過体として用いた液体分離装置が用い
られている。ところが、例えば特公昭５２−１０１１３
号公報、特公昭５３−３５５５２号公報に示されるよう
な高分子膜を用いた従来の液体分離装置は高分子の特性
上から耐熱性、耐薬品性、耐酸、耐アルカリ性に劣るう
え高分子膜が微生物に侵食されたり液中の粒子によって
削られて損傷し易い欠点があり、１２０〜１３０℃の蒸
気殺菌が必要とされる食品、医薬等の分野には用いるこ
とができない場合があった。また管状モジュールを用い
たもののうち特公昭５８−３０３０５号公報に示される
ように原液を外側から供給する外圧型のものは液が均一
に流れないため、使用中に有効濾過面積が減少したり微
生物汚染を住することがある欠点があり、逆に原液を内
側から供給する内圧型のものは膜性能を維持するために
は原液流量がたくさんいるので動力費が大こなるうえ、
管の内径によって規定される有効濾過面積を大きく取る
ことができない欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、耐熱性、
耐薬品性等に優れ、液の停滞による微生物の繁殖や有効
濾過面積の減少がなく、圧力損失が小で動力費が安い液
体分離装置を目的として完成されたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明はセラミックス質の多孔体よりなる板状の濾過体
を、濾過体の一側面に原液供給室を形成し他側面に透過
液排出室を形成しつつ多数枚積層するとともに、各原液
供給室を原液供給管に、また各透過液排出室を透過液排
出手段にそれぞれ連通させたことを特徴とするものであ
る。

（実施例） 次に本発明を図示の実施例によって詳細に説明すると、
第１図及び第２図に示す第１の実施例において（１）は
セラミックス質の多孔体よりなる板状の濾過体であり、
（２ａ）はその原液側の側面をシールする原液側パツキ
ン、（３）は濾過体（１）の反対側の側面に位置する透
過液側スペーサであって、これらの３種類の板が固定側
の端板（４）と締付用シリンダ（５）によって加圧され
る可動側の端板（６）との間に多数枚積層され加圧一体
化されている。濾過体（１）はアルミナ質あるいはジル
コニア質の微粒子を焼結して平均細孔径が１０人〜２μ
ｍの多孔体としたもので、その厚みは０．５〜５ｍｌ程
度のごく薄いものである。濾過体＋１１は第２図に示さ
れるようにその下端付近に原液供給孔＋７１１を備え、
またその上端付近に原液流出孔（８）を備えている。こ
れらの原液供給孔（７）及び原液流出孔（８）の個数は
１個でも複数個でもよく、またその形状は円形、長円形
等の任意の形状とすることができる。濾過体（１）の一
側面には原液の流れる方向、即ち前記の原液供給孔（７
）から原液流出孔（８）に向かう方向に延びるリブ（９
）により区画された複数の凹部が設けられ、この凹部が
原液供給室（１０）を形成している。これらの原液供給
孔（７）及び原液流出孔（８）を含む濾過体（１）の周
辺部分は液のしみ込みを避けるために無機材料等により
シーリングしておくことが好ましい。原液側パツキン（
２）は天然ゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム等のゴム、
テフロン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等の合
成樹脂のようなシール性のある材料からなるもので、図
示のように濾過体（１１の原液側の側面の周縁部をシー
ルするものである。一方、透過液側スペーサ（３）は原
液側パツキン（２ａ）と同様にゴム、合成樹脂のような
シール性のある材料からなり、濾過体（１）の平面状と
された透過液例の側面に密着して透過液排出室（１４）
を形成するためのものである。透過液側スペーサ（３）
はその下端付近に前記の濾過体（１１の原液供給孔（７
）に連通ずる透孔（１１）を備え、その上端付近には原
′液流出孔（８）に連通ずる透孔（１２）を備えている
。また透過液側スペーサ（３）はその中央部に濾過体（
１）に作用する偏圧を受けるためのリブ（１３）を備え
るとともにその下部には濾過体（１）との間に形成され
る透過液排出室（１４）内に流出した透過液を下方へ排
出するためのパイプ状の透過液排出手段（１５）を備え
ている。リブ（１３）は縦横いずれの方向に設けてもよ
いが、リブ（１３）を図示のように横リブとしたときに
は各リブ（１３）にも透過？＆排出用の透孔（１６）を
透設しておくものとする。なお（１７）は透過液側スペ
ーサ（３）の透孔（１２）とのみ連通ずる連通孔（１８
）を備えた不透過性の中間板であり、（１９）は濾過さ
れるべき原液を透過液側スペーサ（３）の透孔（１１）
及び濾過体（１）の原液供給孔（７）を介して原液供給
室（１０）へ送り込むための原液供給管である。

このように構成されたものは、一方の端板（６）の原液
供給管（１９）から濾過されるべき原液を１〜１０に＋
ｒ／−程度の圧力で供給すれば、原液はｉ３遇液側スペ
ーサ（３）の透孔（１１）、濾過体ｆｌ＋の原液供給孔
（７）を経て濾過体（１１の原液側の側面に形成された
原液供給室（１０）に流入し、その一部はセラミックス
質の多孔体よりなる濾過体（１）によって濾過されて透
過液のみが反対側の透過液排出室（１４）に入りその下
部の透過液排出手段（１５）から下方へ排出される。図
示のように原液側パツキン（２ａ）はその両側に濾過体
（１）を備えているのでこの濾過作用は２枚の濾過体（
１）により同時に行われることとなる。また、原液の残
部は濾過体（１１の原液流出孔（８）、透孔（１２）、
中間板（１７）の連通孔（１８）を経て隣接するユニッ
トへ入り、同様に濾過が行われることとなる第３図は透
過液側スペーサ（３）を不織布や石綿のような多孔質の
材料からなる平板とした変形例を示すものである。第１
の実施例においては透過液排出室（１４）に流出した透
過液がパイプ状の透過液排出手段（１５）から外部へ排
出されるに対し、本実施例においては透過液は多孔質の
透過液側スペーサ（３）の内部の細孔を流れてその下端
から下方へ滴下する。このために透過液側スペーサ（３
）の下端は図示のように濾過体（１１等よりも下方へ長
く延長されてこの部分が透過液排出手段（１５）として
作用するようにされている。また、透過液側スペーサ（
３）に透設された透孔（１１）、（１２）の周囲はその
内部を流れる原液が透過液と混合することを防止するた
めにシール材（２０ａ）によりシーリングしておくもの
とする。

第４図及び第５図に示す第３の実施例においては、濾過
体（１）の透過液側の側面にリブ（２０）により区画さ
れた凹部が設けられ、この凹部により透過液排出室（１
４）が形成されるとともに、原液供給室（１０）はリブ
（２１）付きの原液側スペーサ（２）によって形成され
る。また、濾過体（１）の透過液側には透過液側パツキ
ン（３ａ）が設けられるとともに、透過液排出手段（１
５）は透過液排出室（１４）と連通ずるように濾過体（
ｌｌに設けられている。その他の部分は第１の実施例と
同様であるから、対応する部分に同一の符号を付して説
明を省略する。

第６図及び第７図に示される第４の実施例においては、
濾過体（１）の両側面にリブ（９）及びリブ（２ｏ）に
より区画された凹部がそれぞれ凹設されて原液供給室（
１０）と透過液排出室（１４）を形成しており、また各
濾過体（１１は原液側パツキン（２ａ）と透過液側パツ
キン（３ａ）とを介在させつつ積層されている。

その他の部分については第１及び第３の実施例と同様で
あるから、対応する部分に同一の符号を付して説明を省
略する。

以上の各実施例ではスペーサやパツキンを濾過体（１）
とは別体に設けたが、これらは濾過体（１）の表面に接
着されたものであっても、ライニングやコーティングに
よって一体的に形成されたものであってもよい。また、
濾過体＋１１自体に原液供給孔（７）や原液流出孔（８
）を設ける代りに、第８図に示すように濾過体（１１を
合成樹脂、ゴム、金属等からなる枠体（２２）によって
囲まれたものとし、この枠体（２２）に原液供給孔（７
）や原液流出孔（８）を透設してもよい、更にまた、濾
過体（１）として均質なセラミック多孔体を使用するほ
が、例えば平均細孔径０．２〜２０μｍ、厚み１〜５龍
のセラミック粒子の焼結体よりなる中心層と、平均細孔
径１０人〜２μｍ、Ｊ７み１μｍ〜１鶴のセラミック微
粒子の焼結体よりなる表面層とからなる複層のセラミッ
ク多孔体を使用することもできる。この場合には原液供
給孔（７）や原液流出孔（８）の周囲をシーリングして
液のしみ込みを防止しておくものとする。更にまた、濾
過体（ｌｌとして両面が平らなセラミック多孔体を使用
し、その両面にスペーサを介在させることにより原液供
給室（１ｏ）と透過液排出室（１４）とを形成してもよ
いことは言うまでもない。

（作用） このように構成されたものは、濾過体（１）の一側面に
形成された各原液供給室（１ｏ）に原液供給管（１９）
から濾過されるべき原液を供給すれば、原液は多数枚積
層されたセラミックス質の多孔体からなる濾過体（１）
によりそれぞれ濾過されて透過液のみが反対側の側面に
形成された透過液排出室（１４）に流入し、これに連通
ずる透過液排出手段（１５）がら外部へ取出されること
は前述のとおりである。本発明の濾過体（１）はセラミ
ックス質の多孔体よりなり耐熱性に優れるため高温反応
系に用いることができ、また１２０〜１３０℃の蒸気殺
菌を行うこともできるので食品工業や医薬品工業にも用
いることができる。更にセラミックス質の濾過体（１）
は有機溶剤等に対する耐薬品性、強酸等に対する耐酸性
、耐アルカリ性、耐微生物性に優れる利点があり、また
洗浄による目詰りの回復が容易で長期間安定した機能を
発揮できるものである。また、本発明の液体分離装置に
おいては、原液は濾過体（１）の一側面に形成された原
液供給室（１０）を介して濾過体（１）の全面に供給さ
れて濾過され、透過液がその反対側の側面に形成された
透過液排出室（１４）に流入するので外圧型の管状モジ
ュールのような偏流を生ずることがなく、常に広い有効
濾過面積を維持することができ、従って液の停滞がなく
また透過流量に対する原液流量を少なく出来るため内圧
型の管状モジュールに比較して動力費は著しく安価なも
のとなる。なお、セラミックス質の板状の濾過体（１）
は焼成品であるために肉厚に多少の誤差が不可避的に生
じ、多数枚を積層して締付用シリンダ（５）によって強
く締付けた際に偏圧により割れる危険性が考えられるが
、各実施例のように濾過体（１）の両側面に弾力性のあ
るパツキンやスペーサを介在させつつ積層させれば濾過
体（１１の肉厚誤差は吸収されるうえ、リプ（９）やリ
プ（１３）等によって濾過体（１）の中央部分を支えて
締付圧力の均等分散を図るようにすれば、濾過体（１１
が偏圧により割れるおそれは全くないものである。

（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、高分子膜モ
ジュールを用いたものと比較して耐熱性、耐薬品性、耐
酸性、耐アルカリ性等に優れ、また外圧型の管状モジュ
ールを用いたものに比較して有効濾過面積の減少や液の
停滞による微生物の繁殖がなく、更に内圧型の管状モジ
ュールを用いたものに比較して単位流量に対する濾過に
使用される流量の比率が高いので原液流量を少なくする
ことができ、動力費を安価にすることができるものであ
る。よって本発明は従来の液体分離装置の問題点を一掃
したものとして、産業の発展に寄与するところは極めて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図は
その分解斜視図、第３図は本発明の第２の実施例に使用
される透過液側スペーサの一部切欠斜視図、第４図は本
発明の第３の実施例を示す断面図、第５図はその分解斜
視図、第６図は本発明の第４の実施例を示す断面図、第
７図はその分解斜視図、第８図は本発明の第５の実施例
の濾過体を示す一部切欠斜視図である。 （１）：濾過体、（２）：原液側スペーサ、（３）：透
過液側スペーサ、（１０）　：原液供給室、（１４）：
透過液排出室、（１５）：　ｉ３過液排出手段、（１９
）：原液供給管。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックス質の多孔体よりなる板状の濾過体（１
   ）を、濾過体（１）の一側面に原液供給室（１０）を形
   成し他側面に透過液排出室（１４）を形成しつつ多数枚
   積層するとともに、各原液供給室（１０）を原液供給管
   （１９）に、また各透過液排出室（１４）を透過液排出
   手段（１５）にそれぞれ連通させたことを特徴とする液
   体分離装置。 ２、濾過体（１）がアルミナ質又はジルコニア質の微粒
   子の焼結体である特許請求の範囲第１項記載の液体分離
   装置。 ３、濾過体（１）が０．５〜５ｍｍの厚みを持ちその平
   均細孔径が１０Å〜２μｍのものである特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の液体分離装置。 ４、原液供給室（１０）又は透過液排出室（１４）が原
   液側スペーサ（２）又は透過液側スペーサ（３）により
   形成されたものである特許請求の範囲第１項又は第２項
   又は第３項記載の液体分離装置。 ５、原液供給室（１０）又は透過液排出室（１４）が濾
   過体（１）の側面の凹部により形成されたものである特
   許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の液体分
   離装置。