JPS6380802A - 平膜型抽出装置 - 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］ 本発明は平膜型抽出装置に係り、特に固体膜として平膜
を用いることにより抽出効率を向上させた平膜型抽出装
置に関する。

［従来の技術及び先行技術］ 固体膜を用いる抽出方法は、固体膜の片側に被抽出物質
（抽質）を含む抽料　（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｆｅｅｄ
）　、もう一方の側に抽剤（ｓｏｌｖｅｎｔ）を流入さ
音て抽出を行ない、その後同様にして片側に逆抽出剤（
ｓｔｒｉｐ　５ｏｌｕｔｉｏｎ）、もう一方の側に被抽
出物質を抽出して含有する抽剤を流入させて逆抽出を行
ない、目的物質である被抽出物質を回収するものである
。

このように、抽料、抽剤、逆抽出剤の３液層を用いる抽
出方法としては、従来、 ■　乳化復液体膜法、 ■　含浸型液体膜性、 ■　３液の内の２液を物質表面上に流通させる方法（特
開昭５８−１２８１０６）、 などが１是案されている。

しかしながら、上記■〜■の従来法のうち、■は乳化及
び解乳化など複雑な操作が必要であり、■は抽剤が膜か
らエリ離して数時間〜数十時間で抽出が不可能になるた
め、実用的ではない。また、■の場合も液の流動条件に
より２液あるいは３液が混合されて排出される危険性が
あり、懸濁物などを含むようなエマルジョン化しやすい
液では抽剤損失が大きくなる可能性があり、いずれも工
業的に不利であった。

このような問題点を解決するものとして、本出願人は、
容器内を固体膜で少なくとも２室に仕切り、そのうちの
第１の室に３液のうちの他の２液に混和しない液を中間
相として供給し、他の２液のうち１液を第２の室内に、
残りの１液を液柱あるいは液滴などの形で中間相中を降
下あるいは上昇させるように構成した抽出装置を提案し
、先に特許出願した（特願昭６０−５７４５９号。以下
、「先願」という。）。

先願の抽出装置では、抽料又は逆抽出剤の一方を固体膜
を介して抽剤と接触させるため、該一方が抽剤と混和さ
れてエマルジョン化することがない。また、抽料又は逆
抽出剤のうちの残る他方を直接抽剤と接触させるため、
該他方と抽剤との抽出速度を大幅に向上させることがで
きる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、先願の抽出装置において、固体膜として
チューブラ−型のものを用いた場合、単位容積当りの充
填率（ｍ’／ｍＦ）を高くできるとい゛う利点がある反
面、強度的な制約から膜厚を薄くすることができないた
め、抽出速度が遅く、またコスト高となるという問題が
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の抽出装置は、平膜を内装することにより効率良
く抽出できるようにし、また、目詰りなどの不都合のあ
る膜のみ洗浄や取り替えを行うことも可能にするもので
あって、 被抽出物質を通過させる材質より成る平膜によって隔絶
された第１の室及び第２の室と、該第２の室の上方に設
置されており、該第２の室とは通液口を有する仕切部材
によって隔離されている第３の室と、 該第１の室に接続された液の導入手段及び排出手段と、 第２の室と第３の室との一方に設けられた液の導入手段
及び他方に設けられた液の排出手段と、を備えてなるも
のである。

［作用］ 本発明の抽出装置は、固体膜として平膜を用いるもので
あるため、膜厚を薄くすることができ、膜コストを低減
すると共に、抽出速度を高めて抽出効率を向上させ、処
理コストを低減することができる。

また、本発明の抽出装置においては、工っの平膜とこの
平膜及び仕切部材により区画形成される３つの室とを１
構成単位として、この構成単位を並列させるような構成
とすることにより、膜の目詰り等の不都合があった場合
に、その膜のみ容易に洗浄や取り替えを行なったり、ま
た、その構成単位部のみ補修することも可能である。更
に、この場合には、原水（抽料）の処理量等に応じて、
装置の処理容量を容易に増減することもできる。

［実施例］ 以下に本発明を本発明の実施例を示す図面を参照して詳
細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の抽出装置の一実施例を示す
図であって、第１図は各構成部材の組合せ方法を説明す
る斜視図、第２図は抽出装置の断面図である。

本実施例の抽出装置は、第１図に示すような略同−の平
断面積を有する本体１、平膜２、支持板３及び平膜４が
１構成部位となっており、これらを順に通常は複数単位
重ねて第２図のように組み立て、タイボルト等で締めつ
けて固定したものである。

本体１は中央部がくり抜かれた形状であり、該くり抜き
部に第２の室が形成されている。しかして、このくり抜
き部は仕切板５により更に上下２室に区画され、上室（
第３の室）は逆抽出剤導入口１１が設けられて逆抽出側
室１２とされている。一方、上室（第２の室）は抽剤室
１３とされており、仕切板の開孔５ａを通過して抽剤中
を下降する逆抽出剤の排出口１４が下端に設けられてい
る。

また、本体１の上部には、抽料の導入口１５及び抽残液
の排出口１６が、平膜２装着側に向けてＬ字型に設けら
れており、抽料の供給及び排出がなされるよう構成され
ている。

平膜２には、抽料導入口１５から導入された抽料を支持
板３側へ供給するための孔２１及び抽残液を支持板３側
から抽残液排出口１６へ送給するための孔２２が、各々
、抽料導入口１５及び抽残液排出口１６の位置に対応し
て設けられている。

支持板３は中央部がくり抜かれた形状であり、このくり
抜き部に第１の室である抽料室３１が形成されるよう、
本体１の抽料導入口１５及び平膜２の孔２１に連絡する
抽料導入用のくり抜き３２及び本体１の抽料排出口１６
及び平膜２の抽残液排出孔２２に連絡する抽残液排出用
のくり抜き３３が該抽料室３１に連続して設けられてい
る。

平膜４は孔のない１枚物の平膜である。

本実施例の装置は、このような本体１、平膜２、支持板
３、平膜４を、第２図に示す如く、本体１−平＠２−支
持板３−平膜４−本体１−平膜２−支持板３−平膜４−
本体１−平膜２−支持板３−平膜４−本体１の順で積層
し、装置の両側壁に相当する部分には端板６．７を当接
して一体化したものである。

このような構成の装置において、抽料は、抽料め導入口
１５から平膜２の孔２１及び支持板３のくり抜き部３２
を経て抽料室３１内に導入される。そして、その中を下
向きに流れて再び上昇し、支持板３のくり抜き部３３に
到る。抽料室３１内を流通する間に、抽剤室１３内の抽
剤と平膜２．４を介して接触する。そして、これにより
抽出が行われ、抽料中の目的物質（抽質）が抽剤中に径
行する。

なお、抽出の行われた抽料（抽残液）は支持板３のくり
抜き部３３から平膜２の孔２２を経て、本体１の抽残液
排出口１６から装置外へ排出される。

逆抽出剤は導入口１１から逆抽出側室１２内に前室１３
内に供給される。本実施例において、逆抽出剤は抽剤よ
りも大なる比重を有すると共に、抽剤と溶は合わない性
質を有しているので、仕切板５の開孔５ａから抽剤中に
送り出されると、液滴或いは液柱の形（図示の例では液
滴８）となりて抽剤室１３の抽剤中を降下し、抽剤と直
接接触して逆抽出を行う。この直接接触により、抽剤中
の抽質は逆抽出剤中に効率良く８行する。

この逆抽出を行った逆抽出剤は、逆抽出側排出口１４か
ら装置外に排出され、処理される。なお、前述のように
、逆抽出剤の比重は抽剤よりも大きいので、抽剤室１３
中の抽剤と排出される逆抽出剤との間には界面９が形成
され、抽剤が逆抽出側排出口１４から排出されることは
ない。

このような装置において、本体１や支持板３の厚さ、即
ち、第２図のａ、ｂは薄いほど、単位処理容積量当りの
膜面積（ｒｒ？／ｒｎ’）が犬になり好ましい。しかし
ながら、薄いほどＳＳが詰り易くなるため、原水（抽料
）水質などにより適宜厚さを：ｑｉ中ナス、１ソ、皿バ
訊ス　ホＮ　昭笠躊ｒ−二山堂　８象抽質に対する抽出
速度を測定することにより決定される。

なお、支持板３は、抽料の流れを均一にするため、ある
いは乱流として抽出速度を大にするため、スペーサ付き
のものが好ましい。しかしながら、スペーサを設けると
ＳＳが詰り易くなることから、抽料中にＳＳが含有され
る場合には、スペーサはない方が良い。

第３図は本発明の他の実施例を示す、各構成部材の斜視
図である。

第１図においては、抽料導入口及び抽残液排出口、逆抽
出剤導入口及び逆抽出剤排出口を各本体毎に設けた装置
について示したが、第３図に示す例は、これらの導入口
及び排出口を１つの本体にのみ設け、これを他の本体に
連通ずるように構成したものである。なお、第３図にお
いて、第１図に示すものと同一部材は同一符号をもって
示しである。

第３図において、本体１′は第１図に示す本体１と同様
に抽料の導入口１５及び抽残液の排出口１６、並びに、
逆抽出剤の導入口１１及び排出口１４を有し、くり抜き
部が開孔５ａを有する仕切板５により逆抽出副室１２と
抽剤室１３とに区画されたものであるが、逆抽出剤導入
口１１は、逆抽出剤を平膜２°側へ送給するための分岐
口１１ａを有し、同様に逆抽出剤排出口１４は、平１１
ｉ２２°側からの逆抽出剤を受は入れるための分岐口１
４ａを有する。

平膜２°には第１図の平膜２と同様に抽料を支持板３°
側へ供給するための孔２１及び抽残液を支持板３°側か
ら受は入れる孔２２を有すると共に、本体１°の分岐口
１１ａからの逆抽出剤を支持板３°側へ送給する孔２３
及び支持板３°からの逆抽出剤を受は入れ本体１°の分
岐口１４ａに送給する孔２４を有する。

支持板３°は、第１図の支持板３と同様にくり抜き部３
１．３２．３３を有すると共に、逆抽出剤の通路を形成
するための孔３４ａを有するはり出し部３４及び孔３５
ａを有するはり出し部３５が設けられている。

平＠４°は平＠２’　と同一構成であり、孔４１〜４４
は各々、平膜２°の孔２１〜２４に該当する。

本体１”は抽料の流通孔１５°及び抽残液の流通孔１６
゛を有し、逆抽出剤の導入孔１１°及び排出孔１４°は
いずれも１字管のような形状とさね、本体１”の逆抽出
副室１２への逆抽出剤の供給及び排出と共に、開口１１
°　ａ及び１４゛ａより隣接する平膜４゛又は２°への
逆抽出剤の送給を行なえるように構成されている。

第３図に示す各部材を、第２図と同様に本体１′−平１
ｉ２“−支持板３°−平膜４゛−本体１“の順で積層し
て抽出装置を構成した場合、抽料は本体１°の抽料導入
口１５−平膜２°の孔２１−支持板３°のくり抜き部３
２と流れ、さらにその後一部は支持板３′の抽料室３１
へ流入し、残部は平膜４°の孔４１−本体１”の流通孔
１５°の順で流れる。また、′抽残液は本体１”の流通
孔１６゛−平ＩＥ！４°の孔４２の順に流れる。

ψ−１／　＋＆＋戸Ｉ！十社櫂つｌ　＾活動つウ噌よ、
Ｌハ枯残液と共に支持板３′のくり抜き部３３−平膜２
°の孔２２→本体１°の排出口１６の順で流れて排出さ
れる。

一方、逆抽出剤は、本体１゛の導入口１１から導入され
、その一部は本体１′の通油前室１２に流入し、残部は
分岐口１１ａ→平膜２°の孔２３→支持板３“の孔３４
ａ−平膜４°の孔４３−本体１”の導入孔１１゛の順に
流れる。そして、さらに一部は本体１“の逆抽出副室１
２、残部は開口１１”ａの順で流れる。逆抽出後の逆抽
出剤は、本体１”の排出孔１４−平膜４°の孔４４−支
持板３°の孔３５ａ→平膜２゛の孔２４−本体１°の開
孔１４ａ−本体１°の抽剤室１３を通過した逆抽出剤と
共に排出口１４の順で排出される。

第３図に示す構成部材を積層して抽出装置を作製した場
合には、多液の供給配管や排出配管の数を少なくし、装
置設備の簡素化を図ることができる。

なお、第１図〜第３図に示す実施例は、本発明の一実施
態様であって、本発明は何ら図示のものに限定されるも
のではなく、本体、平膜、支持板の積層数等においても
、目的に応じて適宜決定される。

例えば、第１図〜第３図の例では、本体に抽料の導入口
及び排出口を設けた例を示したが、抽料め導入口及び排
出口は支持板に設けても良い。

また、上述の説明では、いずれも抽料と抽剤とを平膜を
介して接触させ、抽剤と逆抽出剤とを直接接触させる場
合について説明したが、本発明の装置においては、逆抽
出剤と抽料とを入れ替えて、例えば第２図の装置におい
て、導入口１５より逆抽出剤を導入すると共に、導入口
１１より抽料を導入することにより、逆抽出剤と抽剤と
を平膜を介して接触させ、抽料と抽剤とを直接接触させ
るようにしても良い。

即ち、本発明においては、抽料及び逆抽出剤のいずれか
一方を平膜型固体膜を介して抽剤と接触させ、他方を直
接に抽剤と接触させるのであるが、抽料及び逆抽出剤の
いずれを固体膜を介して抽剤と接触させるかは、これら
抽料、抽剤、逆抽出剤の３液の液質等により決定される
。抽料及び逆抽出剤のうち、抽剤とエマルジョン化し易
い方を固体膜を介して抽剤と接触させれば、エマルジョ
ン化が防止される。

また、一般に固体膜を介さずに接触させる方が抽出速度
が速く、固体膜への結晶付着の可能性がないという利点
がある。従って、抽剤との抽出速度の小さい方を抽剤と
直接接触させれば、抽出速度を上げることができる。し
かも、この抽剤と直接接触させる液の流量を適宜変更す
ることにより、抽出速度を制御することが可能となる。

このため、抽料等の水質変動、水量変動に極めて容易に
適応し得る。

第１図〜第３図においては、逆抽出剤を抽剤中に液滴又
は液柱の形で下降させる例を示したが、逆抽出剤が抽剤
よりも軽い場合には逆抽出剤を上昇させるようにする。

この場合には、本体の仕切板５はくり抜き部の下側に設
け、上側に抽剤室を広くとるようにするのが良い。また
、抽剤についても各々導入口及び排出口を抽剤室に連設
し、これを循環させるようにしても良い。

本発明において、平膜の固体膜は多孔質のものであれば
良く、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下ｒＰＴ
ＦＥＪという）、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリ
塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリアミド等の半透膜が
挙げられるが、特にＰＴＦＥが好ましい。

本発明の装故においては、装置の運転条件、即ち、抽料
、抽剤、逆抽出剤の流動条件によっては、抽剤中を下降
又は上昇する液滴又は液柱が固体膜と接触することもあ
るが、抽料及び逆抽出剤が水溶液の場合には、固体膜と
して極めて疎水性の強いＰＴＦＥを用いることにより接
触を防ぐことができる。抽料及び逆抽出剤が有機溶剤で
、抽剤が水溶液である場合には、固体膜としては親水性
の強いものを用いるのが好ましい。

逆抽出により被抽出物質を含有する逆抽出剤は、逆抽出
剤排出口１４より排出された後、該排析装置、拡散透析
装置、ｐＨ調整装置又は膜分離装置等により処理され、
被抽出物質が回収される。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の抽出装置は、抽料及び逆抽
出剤のいずれか一方と抽剤とを固体膜を介して接触させ
ると共に、抽料及び逆抽出剤のいずれか他方と抽剤とを
直接接触させることにより、１台の装置で、抽出及び逆
抽出を同時に行なうことができる。しかして、本発明の
抽出装置は、抽料又は逆抽出剤の一方を固体膜を介して
抽剤と接触させるため、該一方のものが抽剤と混合され
てエマルジョン化することがない。まん、抽料又は逆抽
出剤のうちの残る他方を直接抽剤と接触させるため、該
他方と抽剤との抽出速度を大幅に向上させることができ
る。しかも、この他方の液の流量を調節することにより
、抽出又は逆抽出速度を適当速度に制御することができ
るため、被処理物の水質変動や水量変動に対して、装置
構成笛を壺事すスこ）−ｂイ１Ｌ−廿広すスごシ＾く面
醜となる。

本発明においては、このように抽出、逆抽出を効率的に
行なうことができるうえに、固体膜として平膜を用いる
ため、膜厚を薄くすることができ、膜コストを低減する
と共に抽出速度を高めて更に抽出効率を向上させ、処理
コストを低減することができる。

本発明の抽出装置においては、１つの平膜とこの平膜に
より区画形成される２つの室とを１構成部位として、こ
の構成単位を並列させるような構成とすることにより、
膜の目詰り等の不都合があった場合に、その膜のみ容易
に洗浄や取り替えを行なったり、またその単位構成部の
み補修することも可能である。しかも、この場合には、
原水（抽料）の処理量等に応じて、装置の処理容量を容
易に増減することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ、本発明の一実施例に係る
抽出装置の構成を示す図であり、第１図は構成部材の斜
視図、第２図は装置の断面図である。第３図は本発明の
他の実施例装置の構成を示す図である。 １．１　’　、　　１　”　−０１本体、２．２°、４
．４′・・・平膜、 ３．３′・・・支持板、　　　５・・・仕切板、１１・
・・逆抽出剤導入口、 １２・・・逆抽出側室、　　　１３・・・抽剤室、１４
・・・通抽剤排出口、　　１５・・・抽料導入口、１６
・・・抽料排出口、　　３１・・・抽料室。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛 冒 逆抽出剤 図 逆抽出剤導入口 逆抽出剤液部 抽剤室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被抽出物質を通過させる材質より成る平膜によっ
   て隔絶された第１の室及び第２の室と、該第２の室の上
   方に設置されており、該第２の室とは通液口を有する仕
   切部材によって隔離されている第３の室と、 該第１の室に接続された液の導入手段及び排出手段と、 第２の室と第３の室との一方に設けられた液の導入手段
   及び他方に設けられた液の排出手段と、を備えてなる平
   膜型抽出装置。
2. （２）第１の室に抽料が流通され、第２及び第３の室の
   一方に抽剤が供給されると共に他方に逆抽出剤が供給さ
   れ、逆抽出剤は該一方の室中を降下又は上昇される特許
   請求の範囲第１項に記載の平膜型抽出装置。
3. （３）第１の室に抽料が流通され、第２及び第３の室の
   一方に抽剤が供給されると共に他方に逆抽出剤が供給さ
   れ、抽剤は該他方の室中を降下又は上昇される特許請求
   の範囲第１項に記載の平膜型抽出装置。
4. （４）第１の室に逆抽出剤が流通され、第２及び第３の
   室の一方に抽料が供給されると共に他方に抽剤が供給さ
   れ、抽剤は該一方の室中を降下又は上昇される特許請求
   の範囲第１項に記載の平膜型抽出装置。
5. （５）第１の室に逆抽出剤が流通され、第２及び第３の
   室の一方に抽料が供給されると共に他方に抽剤が供給さ
   れ、抽料は該他方の室中を降下又は上昇される特許請求
   の範囲第１項に記載の平膜型抽出装置。
6. （６）前記平膜型抽出装置を複数個積層して一体として
   なる特許請求の範囲第１項に記載の平膜型抽出装置。