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JPH04145929A - Cross-flow filter - Google Patents

Cross-flow filter

Info

Publication number
JPH04145929A
JPH04145929A JP8938290A JP8938290A JPH04145929A JP H04145929 A JPH04145929 A JP H04145929A JP 8938290 A JP8938290 A JP 8938290A JP 8938290 A JP8938290 A JP 8938290A JP H04145929 A JPH04145929 A JP H04145929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
filtration
flow
cross
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8938290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Eto
江藤 雅弘
Hisafumi Kimura
尚史 木村
Shinichi Nakao
真一 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP8938290A priority Critical patent/JPH04145929A/en
Publication of JPH04145929A publication Critical patent/JPH04145929A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high membrane-permeable flux and to efficiently and economically carry out the separation, recovery, refining, concentration, etc., of the suspended matter by providing a filter membrane support on the raw fluid contg. suspended matter side of the membrane. CONSTITUTION:A filter membrane support is provided on the raw fluid side of the membrane of the cross-flow filter. The flow of the raw fluid must not be disturbed by the support, and hence a protrusion is formed on or close to the membrane in parallel with the raw fluid flow. The shape of the protrusion is determined so that the raw fluid flow is not considerably disturbed, and a linear and/or dotted shape is preferably used. Since such a support is provided, the membrane is not deformed in backwashing, the cake and deposit are easily removed, and consequently a high membrane-permeable flux is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、クロスフロー型濾過器に関するものであり、
特に大きい膜透過流束を維持るすクロスフロー型濾過器
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a cross-flow type filter,
In particular, the present invention relates to a cross-flow type filter that maintains a high membrane permeation flux.

本発明のクロスフロー型濾過器は、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、醜酵液あるいは培養
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、超純水製造装置へ陽圧用
ガスとして充填する無塵、無菌のガスあるいはIC製造
ラインにおりる空調用無塵、無微生物の空気などの製造
のためにも適用される。
The cross-flow type filter of the present invention can separate fluids containing or suspending various polymers, microorganisms, yeast, and fine particles.
It can be applied in purification, recovery, concentration, etc., and in particular in any case where it is necessary to separate fine particles from a fluid containing fine particles that requires filtration, such as in various suspensions containing fine particles. In addition to liquids, fermented liquids, culture liquids, etc., it is also applied to the separation of fine particles from suspensions of pigments, etc. It is also used to purify gases by separating and removing fine particles from suspended gases containing fine particles, e.g. For the production of sterilized nitrogen gas filled into pharmaceutical ampoules, dust-free and sterile gas filled as positive pressure gas into ultrapure water production equipment, and dust-free and microorganism-free air for air conditioning in IC production lines. also applies.

(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など
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p Hの条件を大きく変化させることな
く分離、精製あるいはa縮ができ、粒子、分子、イオン
なと広範囲にわたって分離がiiJ能であり、小型ブラ
ントでも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、酢酸セルローズ、硝
酸セルローズ、再生セルローズ、ポリスルホン、ポリア
クリロニトリル、ポリアミド、ポリイミドなどの有機高
分子など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ス膜などがあり
、主としてコロイドの濾過を対象とする限外濾過膜が使
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。
(Prior Art) Conventionally, techniques for separating suspended solids from a raw fluid containing suspended solids using a membrane include, for example, reverse osmosis, ultrafiltration, microfiltration, which uses pressure as a driving force. There are electrodialysis methods that use a potential difference as a driving force, and diffusion dialysis methods that use a concentration difference as a driving force. These methods can be operated continuously, and can perform separation, purification, or acondensation without significantly changing the temperature or pH conditions during the separation operation, and are capable of separating a wide range of particles, molecules, and ions. It is economical because it can maintain large processing capacity even with a small blunt, and it is widely used because the energy required for separation operation is small and it is possible to process low-concentration raw fluids that are difficult to use with other separation methods. It has been implemented. The membranes used in these separation techniques include polymer membranes mainly made of organic polymers such as cellulose acetate, cellulose nitrate, regenerated cellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyamide, and polyimide, as well as membranes with heat resistance, chemical resistance, etc. There are porous ceramic membranes with excellent durability, ultrafiltration membranes are mainly used for colloid filtration, and precision filtration membranes have micropores suitable for filtration of fine particles. A microfiltration membrane is used.

ところで近年、バイオテクノロジーの進歩の伴い、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易
く、その防止対策が必要である。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
ク層を濾過して流体中に含まれている懸濁物質を分離す
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分離さ
れるためには濾材とケーク層が有する流体の流れを妨げ
る抵抗に打ち勝つ流体圧が必要であり、このため精密濾
過あるいは限外濾過においては、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ってしまうのであ
る。このため、クロスフロー型濾過方式を精密濾過法に
も適用され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
膜の軸方向に流し、流体は濾過膜を通って反対側へ濾過
するもので、濾過すべき原流体は濾過膜に沿って平行に
流れ、濾過後流体が濾過膜面に対して垂直に流れる濾過
方式であり、両者の流れが丁度直交しているのでこのよ
うに称されているのである。
In recent years, with the progress of biotechnology, higher purity, higher performance, and higher precision have been required, and the fields of application of microfiltration or ultrafiltration technology are expanding. However, when separating fine particles using a membrane in microfiltration or ultrafiltration, a cake layer is generated due to the influence of concentration polarization, creating resistance to the flow of the permeate fluid.
There is also the problem that the resistance due to membrane clogging increases and the membrane permeation flux suddenly and significantly decreases.
This was the biggest reason for preventing the practical application of precision filtration or ultrafiltration. Furthermore, the membrane used therein is easily contaminated, and measures to prevent this are required. As a filtration method, there is a so-called dead-end filtration method in which all the fluid to be filtered is filtered through a filter medium (filter cloth, membrane, etc.) and a cake layer to separate suspended substances contained in the fluid. In this dead-end filtration system, in order for the fluid to pass through and the suspended solids to be separated, fluid pressure is required to overcome the resistance of the filter media and cake layer that impedes fluid flow. In filtration, if such dead-end filtration is performed, the membrane permeation flux becomes small. For this reason, it was considered that the cross-flow type filtration method could also be applied to the precision filtration method. In this cross-flow type filtration method, the raw fluid to be filtered is passed parallel to the membrane surface of the filtration membrane in the axial direction of the membrane, and the fluid is filtered to the opposite side through the filtration membrane. This is a filtration method in which the fluid flows parallel to the filtration membrane, and the filtered fluid flows perpendicularly to the filtration membrane surface, so called because the two flows are exactly perpendicular to each other.

このクロスフロー型精密濾過方法は、膜に平行に原流体
の流れによって膜面上に形成されたケーク層が剥ぎ取ら
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
、濃縮が可能であり、濾過性向上のためのフロック生成
剤を必要とせず、そのため捕集された懸濁物質に助剤が
混入せず、膜の微孔径と目的物質との相互作用をコント
ロールすることにより極めて純粋な濾過流体が得られる
等々の特徴を有する。
In this cross-flow type precision filtration method, the cake layer formed on the membrane surface is peeled off by the flow of the raw fluid parallel to the membrane, so the membrane permeation flux is larger than the conventional dead-end filtration method, and a large amount of It is possible to directly and continuously separate, purify, and concentrate the raw fluid of By controlling the interaction between the micropore size and the target substance, extremely pure filtration fluid can be obtained.

クロスフロー型濾過膜については特公昭5210113
号、特公昭53−3756号、特開昭64−22307
号及び実開昭58−14919号明細書に記載されてい
る。
For cross-flow type filtration membranes, please refer to Special Publication No. 5210113
No., JP 53-3756, JP 64-22307
No. 58-14919.

しかしながら、これらの膜モジュールは、膜プレートの
両側に平膜を張り、膜プレートのモジュール単位を同軸
上に空隙をもうけて並設したものであり、透過液を逆流
させる等の逆洗操作を行うと、膜が変形して性能を変化
させたり、膜がやぶれ、原流体が透過液側に流出する危
険があった。
However, these membrane modules have a flat membrane stretched on both sides of the membrane plate, and the module units of the membrane plate are arranged side by side on the same axis with a gap between them, and backwashing operations such as backflowing the permeated liquid are performed. Otherwise, there was a risk that the membrane would be deformed and its performance would change, or that the membrane would break and the raw fluid would flow out to the permeate side.

(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
、デッドエンド型濾過方式に比べて大きいが、精密濾過
方式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。
(Problem to be solved by the invention) As mentioned above, the cross-flow filtration method is an advanced separation technology in principle, but the biggest problem, the membrane permeation flux, is lower than that of the dead-end filtration method. However, even if this cross-flow method is adopted as a precision filtration method, there is a problem in that a sufficiently high membrane permeation flux cannot be obtained.

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、例えば醗酵液から菌体を分離する場
合には、従来遠心分離法、ケーク濾過法、珪藻土濾過法
などの一次濾過と精密濾過法などの二次濾過が併用され
ており、その際に凝集性の沈降がし易い酵母を用いて沈
降分離し、その酵母を再度利用しているが、しかしこの
菌体の分離ではプロセスの連続化が困難であり、酵素な
どの生産物が濾過助剤に強く吸着することにより回収率
が低下し、二次濾過である精密濾過による菌体の収集の
際には、膜面上に形成されるケーク層や膜の目詰まりに
よって濾過時間の経過と共に膜透過流束が低下し、さら
に遠心分離法により菌体の活性化が失われるという問題
があった。
In addition, looking at specific examples of conventional separation of suspended solids and fluids, for example, when separating bacterial cells from fermentation liquid, conventional centrifugation, cake filtration, and diatomaceous earth filtration methods are used. Primary filtration, such as filtration, and secondary filtration, such as microfiltration, are used together, and during this, yeast that tends to flocculate and settle is used for sedimentation separation, and the yeast is reused. It is difficult to make the process continuous when separating bacterial cells, and the recovery rate decreases due to strong adsorption of enzymes and other products to the filter aid. However, there were problems in that the membrane permeation flux decreased with the passage of filtration time due to the cake layer formed on the membrane surface and clogging of the membrane, and furthermore, the activation of bacterial cells was lost due to the centrifugation method.

また例えば下水の生物学的処理において、生ずる活性汚
泥は多量の水を含有するので、その後の処理の前にまず
これを濃縮することが行われており、この濃縮では液体
中に存在する懸濁成分やコロイド成分より寸法の大きい
ものについては凝集沈降を行い、溶解成分のうち金属イ
オンなどは水酸化物、酸化物、硫化物などとして不溶化
させ、コロイドの寸法以上の大きさにして沈降分離し、
ここで得られたa縮物からさらに液体を分離することに
より活性汚泥の固液分離を行っているが、このような活
性汚泥の濃縮において高度処理を行うには、沈殿に要す
る広大な設備が必要であり、プロセスも複雑化し、固液
分離の運転管理には高度な技術を必要とし、忘大に発生
する量の汚泥を廃棄るすための広大な場所を要するなど
諸々の問題があった。
For example, in the biological treatment of sewage, the activated sludge produced contains a large amount of water, so it is first concentrated before further treatment. For components larger than the colloidal components, coagulation and sedimentation is performed, and metal ions among the dissolved components are insolubilized as hydroxides, oxides, sulfides, etc., and are separated by sedimentation after being made into a size larger than that of the colloid. ,
Solid-liquid separation of activated sludge is performed by further separating the liquid from the a-condensate obtained here, but in order to carry out advanced treatment in the concentration of such activated sludge, extensive equipment is required for sedimentation. The process was complicated, the operation and management of solid-liquid separation required advanced technology, and a large area was required to dispose of the large amount of sludge generated. .

これらの問題を解決するために、従来から濾過膜への原
流体(懸濁物質が分散している濾過原液のこと)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
ごとによって、濾過膜の原流体側の膜面上に堆積してい
るケーク層や(−1着層を断続的に取り除く[逆洗Jと
称する試みがなされている。しかし、これら逆洗が行わ
れた際、濾過膜の原流体側と透過液側の圧力差が変動し
、濾過膜がのびて原流体側の膜面が濾過器と接触しケー
ク層やイ」着層か十分取り除けなかったり、濾過膜本来
の機能を達せないなどき障害が生じ、さらに濾過膜の強
度が弱い場合には濾過膜が破断して懸濁物質が透過液側
に通過してしまう危険もあった。
In order to solve these problems, conventional methods have been to intermittently stop the flow of the raw fluid (filtration stock solution in which suspended substances are dispersed) into the filtration membrane, or to close the valve on the permeate side of the filtration membrane. By closing, the pressure applied perpendicular to the membrane surface of the filtration membrane is intermittently eliminated or reduced, or by applying pressure from the permeate side of the filtration membrane and flowing fluid from the permeate side to the raw fluid side, Attempts have been made to intermittently remove the cake layer and (-1 adhesion layer) deposited on the membrane surface on the raw fluid side of the filtration membrane. , the pressure difference between the raw fluid side and the permeate side of the filtration membrane fluctuates, causing the filtration membrane to stretch and the membrane surface on the raw fluid side to come into contact with the filter, resulting in insufficient removal of the cake layer or deposited layer, or damage to the filtration membrane. Problems such as failure to achieve the original function occurred, and furthermore, if the strength of the filtration membrane was weak, there was a risk that the filtration membrane would break and suspended matter would pass through to the permeate side.

(問題を解決するための手段および作用)本発明は、」
−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つ
新規なりロスフロー型濾過器を提供することを目的とす
るものである。
(Means and effects for solving the problem) The present invention is
- This was done in order to solve the problems of the prior art mentioned above, and the purpose is to provide a new loss-flow type filter with a practical and high membrane permeation flux. be.

すなわち本発明は、懸濁膜に対してクロスフロー方式で
懸濁物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クロスフロー型濾過
方式におてい、濾過膜の原流体側に濾過膜の支持体を設
けたことを特徴とするクロスフロー型濾過器である。
That is, the present invention provides a cross-flow type filtration method in which a raw fluid consisting of a fluid containing suspended matter is supplied to a suspension membrane in a cross-flow manner and filtered to separate a fluid and suspended matter. This is a cross-flow filter characterized in that a support for the filtration membrane is provided on the raw fluid side of the filtration membrane.

ここで支持体とは膜にかかる圧力を除いたり、透過液を
逆流させるような、膜に堆積している付着層を取り除く
逆洗といわれる操作を行う時に膜の変形を抑える支えで
あり、原流体側に取りつげる。
Here, the support is a support that suppresses the deformation of the membrane when performing an operation called backwashing, which removes the adhesive layer deposited on the membrane, such as removing the pressure applied to the membrane or causing the permeate to flow backwards. Attach it to the fluid side.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明は、従来技術のクロスフロー型濾過器を改良した
ものであり、基本となる工程は既に「従来技術」の項に
おてい詳細に説明した通りである。
The present invention is an improvement on the prior art cross-flow type filter, and the basic steps have already been explained in detail in the "Prior Art" section.

そして本発明の特徴と、クロスフロー型濾過方式におい
てクロスフロー型濾過器の濾過膜の原流体側に濾過膜の
支持体を設けたことである。原流体側に設けた支持体は
原流体の流れを妨げないものが好ましく、原流体の流れ
に平行な方向に膜に接するあるいは膜に接近した位置に
突起物を設ける。
A feature of the present invention is that in a cross-flow filtration system, a filtration membrane support is provided on the raw fluid side of the filtration membrane of a cross-flow filtration device. The support provided on the source fluid side is preferably one that does not obstruct the flow of the source fluid, and protrusions are provided at positions in contact with or close to the membrane in a direction parallel to the flow of the source fluid.

突起物の形状は原流体の流れを著しく阻害しなければ良
く、線状の形のものが好ましく、膜面から35mm以下
の位置に存在することが好ましい。
The shape of the protrusion does not need to significantly impede the flow of the raw fluid, preferably a linear shape, and preferably located at a position of 35 mm or less from the membrane surface.

このように原流体側に濾過膜支持体を設けることにより
、濾過膜の膜面に垂直にかかる圧力を断続的になくすあ
るいは減少させる「逆洗」を行った時に起こる圧力変動
を生じた場合でも、膜の変形を起こさすケーク層や付着
層を容易に取り除き、結果として高い膜透過流束が得ら
れるのである。
By providing a filtration membrane support on the raw fluid side in this way, even if pressure fluctuations occur during "backwashing", which intermittently eliminates or reduces the pressure applied perpendicular to the membrane surface of the filtration membrane, , cake layers and adhesion layers that cause membrane deformation can be easily removed, resulting in a high membrane permeation flux.

なお、濾過膜を通る単位時間当りの流体の量はその流体
で計られるが、その量は濾過膜の面積で変わるので流量
を膜の面積で除した量とし、その量を膜濾過流束〔単位
:m/秒〕という。
Note that the amount of fluid passing through a filtration membrane per unit time is measured in terms of the fluid, but since that amount varies depending on the area of the filtration membrane, the flow rate is divided by the area of the membrane, and that amount is called the membrane filtration flux [ Unit: m/sec].

本発明に用いられる濾過膜は、微細孔ををし、その孔径
は10μm以下、好ましくは5μm以下であって、実際
に使用するに当たっては濾過する懸濁物質を含有する流
体原液の種類によっ”ζ最適な孔径を選択する。
The filtration membrane used in the present invention has micropores with a pore diameter of 10 μm or less, preferably 5 μm or less, and the actual use depends on the type of fluid stock solution containing suspended solids to be filtered. ζ Select the optimal pore size.

ここで言う懸濁物質とは無機質、有機質であることは問
わず、微生物、酵母も含み、濾過膜として限外濾過膜を
用いる場合は蛋白質、高分子なども含む。
The suspended matter referred to herein includes both inorganic and organic substances, including microorganisms and yeast, and when an ultrafiltration membrane is used as the filtration membrane, it also includes proteins, polymers, and the like.

濾過をする流体は液体の外に気体でもよいが、特に液体
について頻繁に使用される。液体に含有される微粒子は
濾過によって除去されるものであれば何でもよいが、粗
大なものは通常の濾過で分離、除去できるので微細なも
のを分離、除去するのが最も有効である。また膜の形状
は平膜、チューブラ−1中空系を問わない。
The fluid to be filtered may be a gas in addition to a liquid, but it is particularly frequently used for liquids. Any fine particles contained in the liquid can be removed as long as they can be removed by filtration, but since coarse particles can be separated and removed by ordinary filtration, it is most effective to separate and remove fine particles. Further, the shape of the membrane does not matter whether it is a flat membrane or a tubular 1 hollow system.

濾過を行うには濾過すべき流体にある程度の圧力を加え
る必要があるが、その圧力が低いと膜透過流束の回復が
少ないので、ある程度大きい圧力を加えることが好まし
い。大腸菌懸濁液の場合には0.5kg/cTMの圧力
が最もよかった。懸濁液中の懸濁物溶液中の溶質の杏有
率はこの技術において特に問わないが通常0.1%以上
のものが適用される。
In order to perform filtration, it is necessary to apply a certain amount of pressure to the fluid to be filtered, but if the pressure is low, the membrane permeation flux will not recover much, so it is preferable to apply a certain amount of pressure. For E. coli suspensions, a pressure of 0.5 kg/cTM was best. Although the percentage of solute in the suspension solution in the suspension is not particularly limited in this technique, it is usually 0.1% or more.

また濾過膜の透過流体側の透過流体に圧力を断続的に加
える手段としては、その透過流体が流れる配管中に配し
た弁を断続的に閉止するのが最も簡単であり手動で行な
ってもよいが通常は電磁弁を用いるのが便利である。
Furthermore, the simplest way to intermittently apply pressure to the permeate fluid on the permeate side of the filtration membrane is to intermittently close a valve placed in the pipe through which the permeate fluid flows, and this can also be done manually. However, it is usually convenient to use a solenoid valve.

次に本発明のクロスフロー型濾過器を用いる際の濾過方
法を図面に基づいて説明する。第1図は、本発明の濾過
器を実施するための装置の一例の機構の概念を示した説
明図である。図において、供給タンク1内の懸濁液を流
路2を経てポンプ3により濾過膜を内蔵したモジュール
5を通して循環する。この際、懸濁液の圧力は圧力調整
バルブ8によって濾過圧を好ましくは0.01〜5 k
g / cf+の範囲にあるように調整する。この圧力
を圧力計4により、液の流量はフローメーター9により
読み取る。圧力を断続的に加える方法は、弁11を駆動
するモーターの電源を断続的に入れることによって行う
ことができる。6は分離された液の流路、7は圧力側、
9はフローメーター、10は分離された液の貯蔵タンク
である。このようにしてクロスフロー型濾過による大き
い膜透過流束を維持することができるが、通常、濾過時
間、濾過圧力、流量、流体の温度などによって左右され
る。
Next, a filtration method when using the cross-flow type filter of the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the concept of a mechanism of an example of a device for implementing the filter of the present invention. In the figure, a suspension in a supply tank 1 is circulated via a flow path 2 by a pump 3 through a module 5 containing a filtration membrane. At this time, the pressure of the suspension is adjusted to a filtration pressure of preferably 0.01 to 5 k by the pressure regulating valve 8.
Adjust so that it is within the g/cf+ range. This pressure is read by a pressure gauge 4, and the flow rate of the liquid is read by a flow meter 9. The method of applying pressure intermittently can be performed by intermittently turning on the power of the motor that drives the valve 11. 6 is a flow path for the separated liquid, 7 is a pressure side,
9 is a flow meter, and 10 is a storage tank for the separated liquid. In this way, a high membrane permeation flux can be maintained through cross-flow filtration, but it usually depends on the filtration time, filtration pressure, flow rate, temperature of the fluid, etc.

従って所望の性能を有するためには懸濁物質を含有する
流体の種類と濾過膜の性状を適当に選択する。濾過膜の
性能を回復するため従来は膜を洗浄したり逆洗していた
が、洗浄には濾過すべき流体をすべて排出せねばならず
、また両方とも洗浄あるいは液の逆送のためのポンプな
どの付属設備が必要となるが、本発明で使用する装置で
はこれらを必要としない。
Therefore, in order to have the desired performance, the type of fluid containing suspended solids and the properties of the filtration membrane are appropriately selected. Traditionally, membranes have been washed or backwashed to restore their performance, but washing requires draining all the fluid to be filtered, and both require pumps for washing or backflowing the fluid. However, the apparatus used in the present invention does not require these.

次に本発明のクロスフロー濾過器を図面に基づいて説明
する。図2は通常のクロスフロー濾過器の断面図を表し
ており、懸濁物質が膜面上でケーク層を形成している状
態を示している。
Next, the cross-flow filter of the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a typical cross-flow filter, showing suspended solids forming a cake layer on the membrane surface.

図3は本発明のクロスフロー濾過器を上部より見た図で
あり、原流体の流動方向と平行な方向に濾過膜支持体を
設けている。図4.5は図3のA、B断面を表しており
、濾過膜支持体は濾過膜にほぼ接したところに原液流体
の流動を阻害しないように位置している。この懸濁膜支
持体は原流体の流動を阻害しなければ特に形状を問わず
、圧力変動の際濾過膜の変形を妨げれば良い。
FIG. 3 is a top view of the cross-flow filter of the present invention, in which a filtration membrane support is provided in a direction parallel to the flow direction of the raw fluid. FIG. 4.5 shows cross sections A and B in FIG. 3, and the filtration membrane support is located almost in contact with the filtration membrane so as not to impede the flow of the stock fluid. The suspension membrane support may be of any shape as long as it does not inhibit the flow of the raw fluid, as long as it prevents the filtration membrane from deforming during pressure fluctuations.

(実施例) 大腸菌(IFO−3301)を0.9wt%の生理食塩
水に1 dry g/ 1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
を用いてクロスフロー濾過を行った。
(Example) A suspension in which E. coli (IFO-3301) was dispersed in 0.9 wt% physiological saline at a content of 1 dry g/1 was used, and the nominal pore size was 0.9 wt%. Cross-flow filtration was performed using a 2 μm microfiltration membrane.

使用したモジュールは有効膜面積100cJの薄層流路
式のもので、実験条件は圧力差0.5X10’Pa、原
流体の流量10 I!、/min、液温度2,5°Cで
あった。濾過開始後原流体を送るポンプを断続的に停止
して逆洗を行った。ポンプ運転150秒、停止30秒で
操作した結果を図6に濾過膜を支える支持体を設けない
場合の比較例とともに示した。
The module used was a thin layer flow path type with an effective membrane area of 100 cJ, and the experimental conditions were a pressure difference of 0.5 x 10'Pa and a flow rate of raw fluid of 10 I! ,/min, and the liquid temperature was 2.5°C. After the filtration was started, the pump that sent the raw fluid was stopped intermittently to perform backwashing. The results of an operation in which the pump was operated for 150 seconds and stopped for 30 seconds are shown in FIG. 6 together with a comparative example in which no support was provided to support the filtration membrane.

比較例では濾過開始後1時間後には透過流束は初期の1
/3以下に低下するのに対し、支持体を設けた場合は初
期の透過流束を維持した。
In the comparative example, one hour after the start of filtration, the permeation flux decreased to the initial level of 1.
In contrast, when the support was provided, the initial permeation flux was maintained.

(発明の効果) 本発明によれば、基本的にはクロスフロー型濾過方式に
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、酵母や菌体などを反応液
中に固定することによりバイオリアクターへの反応がで
き、従来技術に比べて運転管理が容易でかつ高濃度で運
転が可能であり、膜の濾過面積を減することな(膜の透
過性を回復させるために特別な洗浄などを必要としない
など諸々の効果が奏せられる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, basically a high membrane permeation flux can be obtained in a cross-flow type filtration system, thereby making it possible to separate and recover each suspended component from a liquid containing various suspended substances. , purification, concentration, etc. can be carried out extremely efficiently and economically. Furthermore, it is possible to make the process continuous and downsize the equipment, and by utilizing the selectivity of the membrane, it is possible to continuously and selectively separate only the target substance, making it possible to remove yeast and bacterial cells from the reaction solution. By immobilizing the bioreactor, it is possible to react to the bioreactor, and compared to conventional technology, operation management is easier and operation at higher concentrations is possible, and there is no need to reduce the filtration area of the membrane (to restore the permeability of the membrane). Various effects can be achieved, such as no special cleaning required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の濾過器を実施するためのクロスフロー
濾過装置の一例を示している。 第2図はクロスフロー濾過器の断面図を表しており、懸
濁物質が膜面上でケーク層を形成している状態を表して
いる。 第3図は、本発明のクロスフロー濾過器を−L部より見
た図であり、原流体の流動方向と平行な方向に濾過膜支
持体を設けている。 第4.5図は第3図のA、B断面を表しており、濾過膜
支持体は濾過膜にほぼ接したところに原流体の流動を阻
害しないように位置している。 特許出願人 冨士写真フィルム株式会社手続補正書 1゜ 事件の表示 平成2年特願第89382号 2゜ 発明の名称 クロスフロー型濾過器 3゜ 補正をする者 事件との関係
FIG. 1 shows an example of a cross-flow filtration device for implementing the filter of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the cross-flow filter, showing a state in which suspended solids form a cake layer on the membrane surface. FIG. 3 is a view of the cross-flow filter of the present invention viewed from the -L section, in which a filtration membrane support is provided in a direction parallel to the flow direction of the raw fluid. FIG. 4.5 shows cross sections A and B in FIG. 3, and the filtration membrane support is located almost in contact with the filtration membrane so as not to inhibit the flow of the raw fluid. Patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Procedural amendment 1゜Display of the case 1990 Japanese Patent Application No. 89382 2゜Name of the invention Cross-flow filter 3゜Relationship with the case

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 濾過膜に対してクロスフロー方式で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濾過方法において、該原流体が流れ
る側に濾過膜の支持体を設けたことを特徴とするクロス
フロー濾過器。
In a filtration method in which fluid and suspended matter are separated by supplying a raw fluid containing suspended matter to a filtration membrane in a cross-flow manner and filtering it, a filtration membrane is provided on the side through which the raw fluid flows. A cross-flow filter characterized by being provided with a support.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002177743A (en) * 2000-10-03 2002-06-25 Murata Mfg Co Ltd Method and apparatus for removing coarse metallic particle
EP2027911A1 (en) 2007-08-24 2009-02-25 FUJIFILM Corporation Cross-flow filtration method and cross-flow filtration device
JP2015000384A (en) * 2013-06-17 2015-01-05 株式会社東芝 Filter and cleaning method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002177743A (en) * 2000-10-03 2002-06-25 Murata Mfg Co Ltd Method and apparatus for removing coarse metallic particle
EP2027911A1 (en) 2007-08-24 2009-02-25 FUJIFILM Corporation Cross-flow filtration method and cross-flow filtration device
US8231789B2 (en) 2007-08-24 2012-07-31 Fujifilm Corporation Cross-flow filtration method and cross-flow filtration device
JP2015000384A (en) * 2013-06-17 2015-01-05 株式会社東芝 Filter and cleaning method therefor

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