JP2003506206A

JP2003506206A - 向流式ろ過方法及び向流式ろ過装置

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Publication number: JP2003506206A
Application number: JP2001515048A
Authority: JP
Inventors: ハンヌ，エレンモラー，; グンナージョンソン，; ドスサントスコンカルフゲラ，マリア，アレキサンドラコエロ; アランラスムーセン，; ピーターレイマースタッブ; プレベン，ボージュハンセン，; ジェンス，ピータージェンセン，
Original assignee: マイクロフィルトレーションテクノロジーエーピーエス
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2003-02-18
Also published as: BR0012993A; AU6426800A; WO2001010540A2; WO2001010540A3; EP1229996A2; CA2378335A1

Abstract

(57)【要約】【課題】向流式ろ過のための方法及び装置。【解決手段】供給入口（３）と濃縮側出口（４）、透過側出口（５）と濃縮側入口（６）を有するハウジング（１）に配置された多孔性膜、供給入口（３）と濃縮側出口の近くに配置されたハイドロフォア（１７及び１９）をそれぞれ使用して、バックウォッシング中膜（２）を離れて、及びこの膜（２）に沿って濃縮側の流れを促進する流体の向流式ろ過のための方法及び装置、バックウォッシングが、前記膜の透過側及び濃縮側側間の膜（２）にわたる正のバックウォッシング膜間圧力が断続的なバックウォッシングが行われる大部分の時間中保持できるようにハイドロフォア（２１）及びオン／オフ弁（２３）及び定流ポンプ（２４）によって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、濃縮側と透過側との間でこの濃縮側の流体にある粒子を保持する
流体の透過性膜を使用する向流式ろ過方法に関し、この方法が、流体をろ過方向
に透過性膜を通して押しやり、及びろ過の段階中この流体をこの濃縮側の方へ向
いているこの膜の表面に沿って流れさせる第１の圧力差をこの濃縮側とこの透過
側との間に加えるステップと、ある時間中バックウォッシングの段階中この流体
をバックウォッシング方向にこの膜を通って押し戻す第２の圧力差を透過側とこ
の濃縮側との間に加えることによってこの膜を周期的にバックウォッシングする
ステップとを含む。

【０００２】下記において、本発明は、モジュールに配置されている中空ファイバ又は管状
本体として構成される複数の膜に関して記載されているが、それに限定されない
。さらに、本発明は、通常精密ろ過に関して記載されるが、限外ろ過又はマクロ
ろ過のために使用されてもよい。

【０００３】中空ファイバモジュールによる向流式ろ過は、高速流体流のクリーニング効果
によって自由な内部表面及び外部表面が物質を汚損しないようにするためにファ
イバのルーメンで及び／又はファイバの外部表面に沿ってろ過される流体の高線
形軸流速度でしばしば実行される。非常にわずかの方法だけがファイバの流体流
の低線形軸流速度、すなわち２ｍ／ｓ未満に基づいている。

【０００４】公知の方法のいずれも膜の表面の付着微粒子物質の補助層の形成を防止しない
。この補助層の形成は、この層を膜表面に強く結合する特性だけに関連しないの
で、膜を通る流体流の方向を周期的に反転することによって膜のバックフラッシ
ュ又はバックウォッシュを実行することによって補助層の大部分を回避又は除去
する努力が行われた。

【０００５】ＥＰ０６４５１７４Ａ１号に開示された方法では、バックフラッシュパ
ルスの持続時間は、２、３ミリ秒〜５秒であり、バックフラッシュパルスの周波
数は、秒当たり１パルス〜１０分当たり１パルスであり、バックフラッシュ逆圧
が、０．５〜５barである。

【０００６】ＤＫ１６６４３５Ｂ１号に開示された方法では、この持続時間は、１〜５
秒であり、この周波数は、１〜１０パルス／分であり、バックフラッシュ中膜間
圧は、１００〜１０００ｋＰａである。

【０００７】ファイバルーメンの軸流線形流体流速度は、ＥＰ０６４５１７４号によ
る方法では一般的には約０．５ｍ／ｓｅｃであるのに対して、ＤＫ１６６４３
５号による方法ではより速い。実際、後者は、明確に開示されないで、最も可能
性があるには５ｍ／ｓ以上である。

【０００８】ＥＰ０６４５１７４号、「バックショック技術」参考文献Ｗｅｎｔｅｎ
（１９９４年のデンマークの工業大学のＰｈ．Ｄ学位論文「工業用懸濁を処理す
る向流式精密ろ過の応用」）によれば、所定の圧力が「バックショック」の発生
のために加えられるべきである。しかしながら、ＥＰ０６４５１７４号及
び学位論文の両方では、きわめて重要なパラメータ及び装置は、ここではろ過シ
ステムのバックフラッシュされた体積及び圧力の大きさの下で開示されていない
。したがって、実際行われること、すなわちいかに大きな体積がいかに高速に、
どこへバックフラッシュされるかが開示されていない。動作条件の少しの有用な
仕様もない。

【０００９】参考文献B.Czech, MBAA District Carribean,34 Annual Convention 4-95や、
B．Czech, Filtieren und Separieren, pp21(1995)では、ＥＰ０６４５１
７４号の方法に基づいたビールに関するろ過結果が発表される。著者の結論は、
膜洗浄間の経済的に実行できるろ過を得ることができないということである。

【００１０】バッチ及び連続モードで実行されるＥＰ０６４５１７４号の方法に基づ
いた下記のビールろ過実験が発表された。

【００１１】明らかに供給タンクへの濃縮側の再循環を含むバッチモードの実験は、Ｗｅｎ
ｔｅｎ（１９９４年のデンマークの工業大学のＰｈ．Ｄ学位論文「工業用懸濁を
処理する向流式精密ろ過の応用」）によって記載されている。このパラメータの
バックフラッシュ時間、バックフラッシュ間隔及び向流速度は、学位論文に記載
され、技術ＥＰ０６４５１７４号の開示に従う。圧縮空気は、最初の実験
でバックフラッシュ媒体及び後の実験で透過側として使用された。透過側をバッ
クフラッシュとして使用するより新しいバージョンのバックフラッシュシステム
を有する実験装置の図面は、デンマーク出版インジェニオーレン（Ｉｎｇｅｎｉ
ｏｒｅｎ）（１９９７年４月１８日発行、第１６号）の「チョークはろ過器停止
を妨げる」に発表されている。膜洗浄間のろ過時間は、決して７時間以上でない
、すなわち、経済的に実行できるろ過方法ではない。

【００１２】連続モードの実験はB.Czech, MBAA District Carribean,34 Annual Conventio
n 4-95や、B．Czech, Filtieren und Separieren, pp21(1995)によって報告され
た。バックフラッシュのバックショックシステム及びパラメータは記載されてい
ない。このモジュールは「周期的にバックウォッシュ」されることだけが示され
ている。

【００１３】上記のバッチ実験のバックフラッシュシステムは、ろ過器ハウジングの透過側
入口に配置されたパルスダンパであった。このパルスダンパは、圧縮空気を使用
して圧縮されるゴム膜を含む。ゴム膜が圧縮される場合、透過側は、透過側入口
を通りろ過器ハウジングの中に送られ、さらにろ過器膜を通り戻される。ハウジ
ングの透過側出口の弁は、バックフラッシュ中閉じられるので、バックフラッシ
ュ透過側は、透過側出口を通って絶対に漏れない。バックフラッシュが終了した
場合、パルスダンパの圧縮空気は放出されるので、ゴム膜は、いま大気圧を有す
る、透過側と空気との間の圧力差によって押し戻される。

【００１４】膜の洗浄間のバックショック技術に関する有効ろ過時間を例えば化学的に長く
するために異なるチームによって最近多くの努力が発揮された。この努力は、こ
れまで成功しなかった、一般的な見解は、現在、バックショック技術は理論的に
は興味があるが実用的にも経済的にも実現できない。

【００１５】本発明の主要目的は、膜及び装置の有効ろ過時間ならびにエネルギー要求が、
向流式ろ過の方法が他の公知のろ過方法と営利的に競合できるようなものである
場合、経済的に実現できる方法が得られるようなこの種類の向流式ろ過方法を参
考文献で提供することにある。

【００１６】本発明によれば、この目的は、濃縮側の方に向いている膜の表面のほぼ全ての
部分に沿って及び／又はこの部分から離れている所への多量の移送が前記バック
ウォッシングの段階中に行われるように前記バックウォッシングの段階中膜に対
する濃縮側流を促進することによってかなえられる。

【００１７】本発明の目的をかなえるために実行される実験中、発明者達は、全実験セット
アップに加えてバックウォッシングされた体積は明確でないので、バックウォッ
シング中このシステムの圧力低下も未知であることを理解した。したがって、膜
又はその一部が適切バックウォッシングされたかどうかは分からない。

【００１８】膜の表面に面している濃縮側に沿って及び／又はこの濃縮側から離れている所
への多量の移送が前記表面の所与の部分でバックウォッシング中に全然行われな
い場合、膜を通る流れがろ過の段階中反転されるとき、バックウォッシング中前
記表面から取り除かれる粒子は、再び前記表面上及び前記表面に付着されるとわ
かった。

【００１９】表面に面する濃縮側に沿って及び／又はこの濃縮側から離れている所への濃縮
側の流れを促進にすることによって、前記表面から洗い流された粒子を含む濃縮
側の一部、すなわち原則として膜を通して押し戻され、それによって濃縮側にな
る透過側は、その後のろ過の段階中再び前記表面と接触しないか又はこのような
バックウォッシングされた粒子を含まない濃縮側の一部と混合され、それによっ
て前記表面と再び接触する前に「標準」濃縮側で希釈さるようになるかのいずれ
かである。

【００２０】それから及びそれに沿って濃縮側のこのような多量の移送がバックウォッシン
グ中行われない、表面に面する前記濃縮側のいかなる部分も、ろ過の流れがろ過
の段階中それを通って全然行われない程度まで迅速に汚損する。ろ過の流れは、
全膜で許容できないように増加し、ろ過圧力差は許容できないレベルまで増加す
るまで、この問題は、その後隣接部分でしばしば増大する。当然、前記表面だけ
から離れた所へ及び／又はこの表面だけに沿うこのような多量の流れがわずかな
量の表面の一部で不足している場合、このような不足が許容でき得るが、対応す
るろ過効率の低下はどんな場合でも行われる。

【００２１】バックウォッシング中濃縮側の有効な移送は、透過側及び濃縮側の圧力状態が
有効なバックウォッシングに対して必要とされる第２の圧力差が制御されない圧
力振動及び装置故障又は許容できない振動をもたらすあまり高いバックウォッシ
ング圧力なしに有効な方法で得られるようなものであることを可能にする重要な
態様も有する。

【００２２】本発明による方法の好ましい実施例では、この方法は、透過側の方へ面する膜
の表面のほぼ全ての部分の方へ及び／又はこの部分に沿っての多量の移送が前記
バックウォッシングの段階中行われるように前記バックウォッシングの段階中膜
に対する透過側の流れを促進する他のステップを含む。

【００２３】それによって、膜を通るバックウォッシングの第２の圧力差がそれの中の流れ
関連圧損失のために透過側の圧力低下のために減少されないことが得られる。理
想的には、膜の面積の単位当たりのバックウォッシングされた透過側の流量は、
微粒子層及びろ過器膜の気孔の粒子を除去するためのバックウォッシングのため
の均一条件を与えるにあるように全膜表面に対して同じであるべきである。膜の
構成及びバックウォッシング中透過側及び濃縮側の流路は、透過側及び濃縮側の
両方の圧力損失を生じるので、膜の表面に面する透過側に対する透過側の流れが
、透過側の前記流れが濃縮側の流れに一致し、透過側及び濃縮側の圧力が可能で
ある最高度に互いに一致するようなものであるであるように促進されるべきであ
ることは有利なことである。

【００２４】本発明による方法のこの好ましい実施例では、この膜は、供給入口、濃縮側出
口、透過側入口及び透過側出口又は組合せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハ
ウジングに配置されている。このハウジングは、２つ以上の透過側入口、透過側
出口、供給又は濃縮側入口及び濃縮側出口を含んでもよい。

【００２５】本発明によるこの好ましい方法はさらに、前記透過側の流れを促進し、及びガ
ス封入ヘッドスペース及び流体封入スペースを有し、及び低い流れ抵抗を有する
導管を通って前記透過側入口と流体でつながり、及び定流ポンプと流体でつなが
っている流体封入スペースに対して配置されている緩衝容器又はハイドロフォア
を含む透過側流促進手段を設けるステップであって、開閉弁が、前記流体封入ス
ペースと前記透過側入口との間で前記導管を通してつながっている前記流体を開
閉するように構成されていることと、ろ過の段階及びその後のバックウォッシン
グの段階中、バックウォッシングの段階で所望のバックウォッシングされた透過
側量にほぼ等しいくみ出された量を得る速度で前記ろ過の段階中及び前記バック
ウォッシング中の両方で前記定流ポンプを連続して作動させるステップと、前記
バックウォッシング方向への前記膜を通しての流れ抵抗のいかなる増加も、前記
ガス封入ヘッドスペースの圧力の対応する増加に対する前記流体封入スペースの
大きさの増加を伴うように、前記バックウォッシングの段階中前記開閉弁を開き
、及び前記ろ過中前記開閉弁を閉じるステップとを含む。

【００２６】それによって、バックウォッシング流はバックウォッシングの段階中比較的一
定に保持できることが達成される。さらに、バックフラッシュは、たとえ膜が汚
損し、それによってそれを通る流れ抵抗を増加させるとしても、その後のバック
ウォッシングの段階にわたってほぼ一定に保持できる。バックウォッシング圧力
の自動調整は、流量の減少が前記ヘッドスペースへの圧縮空気の供給を必要であ
るようにバックウォッシングの流量によって制御される方法で圧縮空気をそれへ
加えることによるハイドロフォアのヘッドスペース圧力の増加のような他の手段
によっても得ることができる。

【００２７】一方、本発明による方法は、前記透過側の流れを促進し、及び前記透過側入口
と遮断可能な流体とつながっていて前記バックウォッシング方向に透過側流を生
じる定流ポンプを含み、及び所望のバックウォッシングされた前記透過側量にほ
ぼ等しい前記時間中くみ出された量を得る速度で前記バックウォッシングの段階
中前記透過側入口と流体でつながっている前記定流ポンプを保有する透過側流促
進手段を設けるステップと、前記ろ過の段階中前記定流ポンプと前記透過側入口
との間の前記流体のつながりを遮断するステップとをさらに含む。

【００２８】バックの段階中及び全てこのの段階にわたる両方でのバックウォッシング流量
は、定流ポンプによって供給される一定のバックウォッシング速度のために比較
的一定である。

【００２９】本発明による方法の好ましい実施例は、前記透過側出口を通る透過側の流れを
周期的に減少させるか又は停止させるために構成された弁のような流れ抵抗手段
を設けるステップと、前記透過側出口を通る透過側の流れが減少又は停止される
ように前記バックウォッシングの段階中前記流れ抵抗手段を起動するステップを
さらに含む。それによって、バックウォッシング透過側流がその所望の膜間流路
から方向転換されることが回避される。

【００３０】第２の圧力差又はバックウォッシング膜間圧力は、バックウォッシング中透過
側圧によって決まるばかりでなく、濃縮側圧によっても決まるので、本発明によ
る方法は、前記透過側圧が前記流路に沿ってほぼ減少される、好ましくは濃縮側
の流路に沿って濃縮側圧の減少にほぼ対応して減少されるように前記バックウォ
ッシングの段階中透過側の流路に沿って透過側圧を制御するステップをさらに含
むことは有利である。これによって、バックウォッシング膜間圧力は、膜の範囲
にわたってより一定になるように制御される。

【００３１】好ましくは、１つ又はそれ以上の流れ抵抗本体又はスペーサは、前記透過側流
路に配置され及び／又はポンプは、前記透過側入口及び出口に配置され、バック
ウォッシングの段階中透過側を前記透過側出口から前記透過側入口へポンピング
する。

【００３２】好ましくは、前記第２の圧力差は、バックウォッシングの段階中前記ろ過の段
階中の濃縮側圧に対する濃縮側の圧力を減少させることによって及び／又は前記
バックウォッシング中前記ろ過の段階中の透過側圧に対する透過側の圧力を増加
させることによって得られる。

【００３３】本発明による方法のこの好ましい実施例は、前記供給入口及び／又は前記濃縮
側出口と流体でつながっていて、前記バックウォッシングの段階中前記供給入口
及び／又は前記濃縮側出口からの前記濃縮側の流れを促進する濃縮側流促進手段
を設けるステップをさらに含む。これによって、バックウォッシング中、膜から
離れた所へ及び膜に沿っての濃縮側の流れはバックウォッシング中促進される。

【００３４】好ましくは、前記濃縮側流促進手段は、前記供給入口と流体でつながっている
第１の低い流れ抵抗流体導管及び前記濃縮側出口と流体でつながっている第２の
低い流れ抵抗流体導管を含む。これによって、ハウジングにつながっている濃縮
側導管は、濃縮側出口及び／又は前記供給入口から流れ出る前記濃縮側の比較的
低い圧力損失を伴う。

【００３５】本発明による方法のこの好ましい実施例では、前記濃縮側流手段は、前記供給
入口と流体でつながっていて、濃縮側を前記供給入口から入れる緩衝タンク又は
ハイドロフォアのような第１の濃縮側受け入れ手段及び／又は前記濃縮側出口と
流体でつながっていて、前記バックウォッシングの段階中濃縮側を前記濃縮側出
口から入れる緩衝タンク又はハイドロフォアのような第２の濃縮側受け入れ手段
を含む。これによって、濃縮側の流れが効率的に促進されるようにバックウォッ
シング流によって変位可能な濃縮側量を入れるスペースを与えることにある。こ
のような受け入れ手段の代わりに、ポンピング手段は、前記濃縮側を押し出すた
めに備えられ、それによってハウジングの濃縮側出口及び／又は供給入口からの
濃縮側の流れも促進してもよい。

【００３６】有利なことには、本発明による方法は、前記第１の濃縮側受け入れ手段と前記
流体入口との間及び／又は前記第２の濃縮側受け入れ手段と前記濃縮側出口との
間に開閉弁を設けるステップと、前記ろ過の段階中、前記開閉弁を閉じるステッ
プと、前記第１及び／又は第２の濃縮側受け入れ手段の圧力を前記ろ過の段階に
ほぼ濃縮側の圧力以下の圧力に減少させるステップと、前記バックウォッシング
の段階中前記開閉弁を開くステップとをさらに含む。これによって、バックウォ
ッシング膜間圧力は、前記濃縮側受け入れ手段からの「吸い込み」によって行わ
れる。

【００３７】本発明によれば、膜は、非対称膜、逆非対称膜又は対称膜であってもよい。

【００３８】下記の規定は適用されるべきである。

【００３９】対称膜は、供給側及び透過側側の気孔開口が同じ大きさのものである膜である
。

【００４０】非対称膜は、一方の側により大きな気孔及び他方の側に比較的より小さい気孔
を有する。

【００４１】通常の非対称膜は、供給側の方へ最小の気孔及び透過側側の方へ最大の気孔を
有する膜である。

【００４２】逆非対称膜は、対向している膜である。最大気孔は、供給側の方にあり、最小
気孔は透過側側にある。

【００４３】好ましくは、この膜は、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメート
ルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、より好
ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/m2/b
ar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好ましくは
、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2/bar
以上の水に対する透過率を有する。

【００４４】本発明によれば、前記供給入口及び前記濃縮側出口の前記透過側と前記濃縮側
との間の前記第２の圧力差は、前記時間の少なくとも６０％、好ましくは、前記
時間の少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは
少なくとも８５％中に正に保持される。それによって、合理的なバックウォッシ
ング方法は、バックウォッシング膜間圧力が供給入口及び濃縮側出口でバックウ
ォッシングの段階の大部分中バックウォッシングの方へ、それによって膜の範囲
の全部でない場合、大部分に沿っての透過側の移送を伴う場合に得られる。

【００４５】ビールのろ過のために本発明による方法を使用する場合、好ましくは、連続バ
ックウォッシングの段階間の時間間隔は、約０．５秒と約１０秒との間にあり、
前記第２の圧力差は、約０．００５barと約６barとの間にあり、及び各バックウ
ォッシングの段階の持続時間は、約１０ミリ秒と約５秒との間にある。

【００４６】本発明は、さらに、粒子を流体から除去し、濃縮側側及び透過側側を有し、及
び供給入口及び濃縮側出口を有するハウジングに配置される透過性膜であって、
前記ハウジングにも、透過側出口及び透過側入口又は組合せ透過側出口及び入口
が装備されていることと、ろ過方向にこの流体をこの膜を通して押しやり、及び
ろ過の段階中この濃縮側の方に向いているこの膜の前記表面を流れさせる第１の
圧力差を発生する第１の圧力発生手段と、バックウォッシングの段階中、バック
ウォッシング方向にこの流体をこの記膜を通して押し戻す第２の圧力差をこの透
過側側とこの濃縮側側との間に周期的に発生する第２の圧力発生手段とを含む向
流式ろ過装置に関する。

【００４７】本発明によるろ過装置は、さらに、濃縮側の方に向いているこの膜のこの表面
のほぼ全ての部分に沿って及び／又はこの部分から離れた所への濃縮側の多量の
移送がこのバックウォッシングの段階中行われるようにこのバックウォッシング
の段階中、この膜に対して濃縮側の流れを促進する濃縮側流促進手段とを含む。

【００４８】好ましくは、本発明によるろ過装置は、さらに、この透過側の方に向いている
この膜のこの表面のほぼ全ての部分に沿って及び／又はこの部分から離れた所へ
の透過側の多量の移送がこのバックウォッシングの段階中行われるようにこのバ
ックウォッシングの段階中、この膜に対して透過側の流れを促進する透過側流促
進手段を含む。

【００４９】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例では、前記透過側流促進手段は、
ガス封入ヘッドスペース及び流体封入スペースを有する緩衝容器又はハイドロフ
ォアと、前記流体封入スペースと前記透過側入口との間の流体でのつながりを確
立するために配置される低い流れ抵抗を有する導管と、前記導管と流体でつなが
って配置されている定流ポンプと、前記流体封入スペースと前記透過側入口との
間及び前記定流ポンプと前記透過側入口との間で前記導管を通る流体の連絡を開
閉するように前記導管に配置される開閉弁とを含み、前記定流ポンプは、ろ過の
段階及びその後のバックウォッシングの段階中、バックウォッシング中所望のバ
ックウォッシングされた透過側量にほぼ等しいくみ出された量を得るのに少なく
とも十分であるポンピング速度を有する。

【００５０】一方、前記透過側流促進手段は、前記透過側入口と流体でつながっていて、及
びバックウォッシング中、前記バックウォッシング中所望のバックウォッシング
された透過側量にほぼ等しいくみ出された量を得るのに少なくとも十分であるポ
ンピング速度を有する定流ポンプと、前記定流ポンプと前記透過側入口との間の
前記流体でのつながりを遮断するために配置された弁のような流れ遮断手段とを
含んでもよい。

【００５１】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例は、さらに、前記バックウォッシ
ングの段階中、前記透過側出口を通る透過側の流れを周期的に減少させるか又は
停止させるために構成される弁のような流れ抵抗手段を含む。

【００５２】有利なことには、本発明によるろ過装置は、さらに、前記透過側圧が前記流路
に沿ってほぼ減少されるように前記バックウォッシングの段階中前記透過側入口
と前記透過側出口との間のこの透過側の流路に沿ってこの透過側圧を制御する透
過側圧制御手段を含んでもよい。

【００５３】好ましくは、前記透過側圧制御手段は、前記透過側流路に配置された１つ又は
それ以上の流れ抵抗本体又はスペーサ及び／又は前記透過側入口と流体でつなが
って配置され、前記バックウォッシングの段階中、この透過側を前記透過側出口
から前記透過入口へくみ上げるポンプを含む。

【００５４】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例は、さらに、前記供給入口及び／
又は前記濃縮側出口と流体でつながっていて、前記バックウォッシングの段階中
前記供給入口及び／又は前記濃縮側出口から前記濃縮側の流れを促進する濃縮側
流促進手段を含む。

【００５５】好ましくは、前記濃縮側流促進手段は、前記供給入口と流体でつながっている
第１の低い流れ抵抗流体導管及び／又は前記濃縮側出口と流体でつながっている
第２の低い流れ抵抗流体導管を含む。

【００５６】本発明によるろ過装置の好ましい実施例では、前記濃縮側流促進手段は、前記
供給入口と流体でつながっていて、濃縮側を前記供給入口から入れる緩衝タンク
又はハイドロフォアのような第１の濃縮側受け入れ手段及び／又は前記濃縮側出
口と流体でつながっていて、前記バックウォッシングの段階中濃縮側を前記濃縮
側出口から入れる緩衝タンク又はハイドロフォアのような第２の濃縮側受け入れ
手段を含む。

【００５７】一方、本発明によるろ過装置は、前記第１の濃縮側受け入れ手段と前記流体入
口との間及び／又は前記第２の濃縮側受け入れ手段と前記濃縮側出口との間の開
閉弁と、前記第１及び第２の濃縮側受け入れ手段の前記圧力を前記ろ過の段階中
のほぼ前記濃縮側の圧力以下の圧力に減少させるポンプのような圧力減少手段と
を含んでもよい。

【００５８】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例では、この膜は、１つ又はそれ以
上の管状本体として構成され、各管状本体は、前記管状本体の内部表面に隣接す
る内部ルーメンと、外部表面とを有する。

【００５９】前記内部表面は、この膜の前記濃縮側側を構成し、及び前記外部表面は、この
膜の前記透過側を構成するか又は、一方前記内部表面は、この膜の前記透過側側
を構成し、前記外部表面は、この膜の前記濃縮側側を構成する。

【００６０】本発明によるろ過装置の他の実施例では、前記ハウジングは、ガス封入ヘッド
スペースを含む。これによって、この流れ促進手段は、ろ過が中／外である場合
にこの透過側及びろ過が外側／内側である場合に濃縮側のいずれかのための前記
ヘッドスペースを含む。

【００６１】有利なことには及び公衆衛生用途のために、前記ガス封入ヘッドスペースは、
弾性材料のシートのような変位可能なバリヤ又は仕切り壁の平面を横切る方向に
前記ハウジングに変位可能に配置された仕切り壁によって前記ハウジングの残り
の体積から分離される。

【００６２】本発明によれば、前記ハウジングは、弾性材料のシートのような変位可能なバ
リヤ又は仕切り壁の平面を横切る方向に前記ハウジングに変位可能に配置された
仕切り壁によって前記ハウジングの残りの体積から分離される流体封入スペース
を含んでもよく、前記流体封入スペースは、好ましくは前記透過側入口を代用す
る流体開口によって前記ハウジングの外部とつながっている。

【００６３】本発明によれば、この膜は、非対称膜、逆非対称膜又は対称膜であってもよい
。

【００６４】好ましくは、この膜は、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメート
ルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、より好
ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/m2/b
ar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好ましくは
、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2/bar
以上の水に対する透過率を有する。

【００６５】他の態様では、本発明は、濃縮側と透過側との間で前記濃縮側の流体にある粒
子を保持する流体の透過性膜を使用する向流式ろ過方法に関し、この方法は、こ
の流体をろ過方向にこの透過性膜を通して押しやり、及びろ過の段階中この流体
をこの濃縮側の方へ向いているこの膜の表面に沿って流れさせる第１の圧力差を
前記濃縮側と前記透過側との間に加えるステップと、ある時間中バックウォッシ
ングの段階中この流体をバックウォッシング方向にこの膜を通って押し戻す第２
の圧力差を透過側とこの濃縮側との間に加えることによってこの膜を周期的にバ
ックウォッシングするステップとを含む。

【００６６】前述された発明者達の理解に加えて、発明者達は、実験の過程で、示された種
類の最新技術の方法のシステムの透過側及び濃縮側の圧力状態は多くの重要性を
示されないので、任意のかなりの程度まで監視されないことも分かった。本発明
者達は、これらの圧力状態は経済的に実現可能な結果を得るために非常に重要で
あるので、本発明による方法は、所望の流量特性がこの膜のろ過範囲の一部又は
この範囲の全部に沿って得られるようにこのろ過の段階中及びこのバックウォッ
シング中の両方でこの膜のこの濃縮側側及びこの透過側側の圧力をそのうち及び
／又は前記膜のろ過範囲に沿って制御するステップとをさらに含む。

【００６７】前記圧力状態を所定の範囲まで制御する機能は、濃縮側及び透過側の流れを促
進する機能に対して共通の問題を有するが、この新規の機能は、参考文献の種類
の方法に対する実現可能な結果を得るための個別の重要性を有する。所定の場合
、透過側及び／又は濃縮側の流れは、このシステムで必要な圧力状態を得るよう
に妨害又は停止さえされるべきである。

【００６８】本発明による方法のこの好ましい実施例では、この膜は、供給入口、濃縮側出
口、透過側入口及び透過側出口又は組合せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハ
ウジングに配置され、前記バックウォッシング中、緩衝容器又はハイドロフォア
及び／又は定圧ポンプ、好ましくは低抵抗定圧ポンプのような前記流体圧を制御
する圧力制御手段は、前記透過側入口に又はこの入口の近くに配置され、前記供
給入口の又はこの入口の近くの予め除去された透過側の再供給及び好ましくは前
記濃縮側入口の又はこの入口の近くの予め除去された透過側の再供給もバックウ
ォッシングする。

【００６９】好ましくは、低い流れ抵抗流体導管は、１つ又はそれ以上のこの圧力制御手段
とこの膜との間に配置されている。

【００７０】この膜は、非対称膜、逆非対称膜又は対称膜であってもよい。

【００７１】好ましくは、この膜は、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメート
ルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、より好
ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/m2/b
ar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好ましくは
、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2/bar
以上の水に対する透過率を有する。

【００７２】本発明によれば、前記供給入口及び前記濃縮側出口のこの透過側とこの濃縮側
との間の前記第２の圧力差は、前記時間の少なくとも６０％、好ましくは、前記
時間の少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは
少なくとも８５％中に正に保持される。

【００７３】本発明による方法がビールのろ過のために使用される場合、連続バックウォッ
シングの段階間の時間間隔は、約０．５秒と約１０秒との間にあり、前記第２の
圧力差は、約０．００５barと約６barとの間にあり、及び各バックウォッシング
の段階の持続時間は、約１０ミリ秒と約５秒との間にある。

【００７４】本発明のこの態様において、本発明は、さらに、粒子を流体から除去し、及び
濃縮側側及び透過側側を有し、及び供給入口及び濃縮側出口を有するハウジング
に配置される透過性膜であって、前記ハウジングにも、透過側出口及び透過側入
口又は組合せ透過側出口及び入口が装備されていることと、流体を前記供給入口
に供給する第１の導管、濃縮側を前記濃縮側出口から入れる第２の導管、透過側
を前記透過側出口から入れる第３の導管及びバックウォッシングのために透過側
を前記透過側入口に再供給する第４の導管と、前記第１の導管に圧力を加える第
１の圧力手段及び／又は前記第２の導管に圧力を加える第２の圧力手段及び／又
は前記第３の導管に圧力を加える第３の圧力手段及び／又は前記第４の導管に圧
力を加える第４の圧力手段と、この濃縮側の所望の流量特性がこの膜のろ過範囲
の一部又はこの範囲の全部に沿って得られるようにろ過の段階及びバックウォッ
シング中の両方でこの膜のこの濃縮側側及びこの透過側側の圧力をそのうち及び
／又はこの膜のろ過範囲に沿って制御する１つ又はそれ以上の前記圧力手段によ
って加えられるこの圧力を制御する圧力制御手段とを含む向流式ろ過装置に関す
るものである。

【００７５】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例では、１つ又はそれ以上の前記圧
力手段は、圧力緩衝容器又はハイドロフォア及び／又は定圧ポンプ、好ましくは
低抵抗定圧ポンプを含み、１つ又はそれ以上の前記第１、第２、第３及び第４の
導管は、低い流れ抵抗を有する導管を含む。

【００７６】この膜は、非対称膜、逆非対称膜又は対称膜であってもよい。

【００７７】好ましくは、この膜は、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメート
ルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、より好
ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/m2/b
ar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好ましくは
、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2/bar
以上の水に対する透過率を有する。

【００７８】本発明のさらにもう一つの態様では、本発明は、濃縮側と透過側との間で前記
濃縮側の流体にある粒子を保持する流体の透過性膜を使用する向流式ろ過方法に
関し、この方法は、この流体をろ過方向にこの透過性膜を通して押しやり、及び
ろ過の段階中この流体をこの濃縮側の方へ向いているこの膜の表面に沿って流れ
させる第１の圧力差を前記濃縮側と前記透過側との間に加えるステップと、ある
時間中バックウォッシングの段階中この流体をバックウォッシング方向にこの膜
を通って押し戻す第２の圧力差を透過側と前記濃縮側との間に加えることによっ
てこの膜を周期的にバックウォッシングするステップと、１つのバックウォッシ
ングの段階からその後のバックウォッシングの段階への前記流れ抵抗の増加が、
前記第２の圧力差の対応する増加を自動的に伴うように前記第２の圧力差を前記
バックウォッシング方向に前記膜を通しての前記流れ抵抗に従って制御するステ
ップとを含む。

【００７９】本発明による方法のこの好ましい実施例では、この膜は、供給入口、濃縮側出
口、透過側入口及び透過側出口又は組合せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハ
ウジングに配置され、この方法は、さらに、この透過側圧を制御し、及びガス封
入ヘッドスペース及び流体封入スペースを有し、及び前記透過側入口と流体でつ
ながり、及び定流ポンプと流体でつながっている前記流体封入スペースに対して
配置されている緩衝容器又はハイドロフォアを含む圧力制御手段を設けるステッ
プであって、開閉弁が、前記流体封入スペースと前記透過側入口との間の流体の
つながりを開閉するように構成されていることと、ろ過の段階中及びその後のバ
ックウォッシングの段階中バックウォッシングの段階で所望のバックウォッシン
グされた透過側量にほぼ等しいくみ出された量を得る速度で前記ろ過の段階中及
び前記バックウォッシング中の両方で前記定流ポンプを連続して作動させるステ
ップと、前記バックウォッシング方向への前記膜を通しての流れ抵抗のいかなる
増加も、前記ガス封入ヘッドスペースの圧力の対応する増加に対する前記流体封
入スペースの大きさの増加を伴うように、前記バックウォッシングの段階中前記
開閉弁を開き、及び前記ろ過中前記開閉弁を閉じるステップとを含む。

【００８０】一方、この膜は、供給入口、濃縮側出口、透過側入口及び透過側出口又は組合
せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハウジングに配置され、この方法は、さら
に、前記透過側圧を制御し、及び前記透過側入口と遮断可能な流体とつながって
いて前記バックウォッシング方向に透過側流を生じる定流ポンプを含み、及び前
記時間中所望のバックウォッシングされた前記透過側量にほぼ等しいくみ出され
た量を得る速度で前記バックウォッシングの段階中前記透過側入口と流体でつな
がっている前記定流ポンプを保有する圧力制御手段を設けるステップと、前記ろ
過の段階中前記定流ポンプと前記透過側入口との間の前記流体のつながりを遮断
するステップとを含む。

【００８１】好ましくは、この圧力制御手段は、弁のような流れ抵抗手段をさらに含み、及
び前記透過側出口を通る透過側流を周期的に減少させるか又は停止させるために
構成され、この方法は、さらに、前記透過側出口を通る透過側流が減少又は停止
されるように前記時間中前記流れ抵抗手段を起動するステップを含む。

【００８２】本発明はさらに、粒子を流体から除去し、及び濃縮側側及び透過側側を有し、
及び供給入口及び濃縮側出口を有するハウジングに配置される透過性膜であって
、このハウジングにも、透過側出口及び透過側入口又は組合せ透過側出口及び入
口が装備されていることと、この透過側圧を制御し、及び前記透過側入口への流
量が減少する場合、前記透過側入口の前記透過側圧を自動的に増加させるために
構成される圧力制御手段とを含む向流式ろ過装置に関する。

【００８３】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例では、前記圧力制御手段は、ガス
封入ヘッドスペース及び流体封入スペースを有し、及び前記透過側入口と流体で
つながり、及び定流ポンプと流体でつながっている前記流体封入スペースに対し
て配置されている緩衝容器又はハイドロフォアを含み、開閉弁は、前記流体封入
スペースと前記透過側入口との間の流体のつながりを開閉するように前記流体封
入スペースと前記透過側入口との間に配置される。

【００８４】一方、前記圧力制御手段は、前記透過側入口と流体でつながっていて、バック
ウォッシング透過側流を前記透過側入口の中へ供給する定流ポンプを含む。

【００８５】有利なことには、この圧力制御手段は、前記透過側出口を通る前記透過側流を
周期的に減少させるか又は停止させるために構成される弁のような流れ抵抗手段
をさらに含む。

【００８６】最後に、本発明の他の態様では、本発明は、粒子を液体から除去し、及び供給
入口、濃縮側出口、透過側入口及び透過側出口を有するハウジングと、ろ過膜で
作られ、及び前記ハウジングに配置されている１つ又はそれ以上の管状膜とを含
む向流式ろ過器であって、このハウジングは、ガス封入ヘッドスペース及び流体
封入スペースを有する。

【００８７】本発明によれば、前記流体封入スペースのこの流体は、前記供給入口及び前記
濃縮側出口と流体でつながっていて、及び前記管状部材のルーメンが、前記透過
側入口及び前記透過側出口と流体でつながっている。

【００８８】一方、前記流体封入スペースは、前記供給入口及び前記透過側出口と流体でつ
ながっていて、及び前記管状部材のルーメンが、前記供給入口及び前記濃縮側出
口と流体でつながっている。

【００８９】本発明によるろ過器の公衆衛生版では、前記ガス封入ヘッドスペースは、弾性
材料のシートのような変位可能なバリヤ又は仕切り壁の平面を横切る方向に前記
ハウジングに変位可能に配置された仕切り壁によって前記ハウジングの残りの体
積から分離される。

【００９０】下記において、本発明は、図面において例として単独で示された本発明による
方法及び装置のいろいろの実施例に関してより詳細に説明される。

【００９１】次に、図１及び図２を参照すると、通常円筒状ろ過器ハウジング１は、透過性
膜材料の一束の平行中空ファイバ２を含み、供給又は濃縮側入口３及び濃縮側出
口４を含み、入口３及び出口４は、中空ファイバ２のルーメン２ａと流体でつな
がっている。ハウジング１のファイバ２の束の断面図は図１１に示されている。
ファイバ２間で、束の周りの領域は、透過側を含み、ハウジング１の透過側出口
５及び透過側入口と流体でつながっている。

【００９２】供給入口３は、供給導管７及び遠心ポンプ（定圧ポンプ）８ならびに図示され
ていない未ろ過ビール源、すなわち濃縮側源につながっているのに対して、濃縮
側出口は、濃縮側のための図示されていない容器に導くか又はポンプ８に戻る濃
縮側導管９につながっている。透過側出口５は、開閉弁１１及び透過側、すなわ
ちろ過ビールのための容器１２とつながっている。透過側入口６は、バックウォ
ッシング導管１３及び空気が充填されたスペース１６で囲まれ、図示されていな
い圧縮空気源とつながっている内部ゴムホース１５を有するバックウォッシング
圧力発生器、すなわちバックショック発生器１４とつながっている。

【００９３】ろ過装置の動作は、ＥＰ０６４５１７４Ａ１号に開示された方法により
実行され、その主題は、参照してここに組み込まれている。

【００９４】ろ過の段階中、未ろ過ビールは、ポンプ８によって供給入口に供給される。フ
ァイバ２の膜を通って透過側を生成するろ過圧力差又はろ過膜間圧は、ポンプ８
によって加えられる。透過側、すなわちろ過ビールは、ファイバ２の透過側側で
生成されるが、未ろ過ビール、すなわち濃縮側の中の粒子は、内部表面上に、フ
ァイバの気孔の中にならびに濃縮側の中に保持され、濃縮側の中の粒子は、軸方
向にルーメン２ａを通って、供給入口３〜濃縮側出口４へ、弁１１を通って容器
１２に濃縮側の向流式でろ過器の外へ移送される。

【００９５】ろ過の段階中、スペース１６の空気圧は大気圧であり、ホース１５は、点線に
よって示された形状まで拡大される。周期的には、ファイバ２のバックウォッシ
ングは、ホース１５が最大限の線で示された形状まで圧縮されるように圧縮空気
をスペース１６に加えることによって行われるので、ポンプの中の透過側は、部
分的に導管１３を通って押し出され、透過側入口６を通ってハウジング１の中に
入り、それによって透過側をファイバ２の膜壁を通って追い戻しルーメン２ａの
濃縮側の中に入れるバックウォッシング圧力差を発生する。透過側のバックウォ
ッシング流は、ファイバの内部表面上、ファイバの気孔又は隙間の中に付着され
た粒子を洗浄し、ルーメン２ａの濃縮側の中に入る。弁１１は、バックウォッシ
ングの段階中に閉じられるので、圧縮空気によって無理やりホース１５の外へ出
された全透過側量は、無理やりファイバ膜を通される。

【００９６】図１及び図２に示された装置を有するＷｅｎｔｅｎによって実行される実験の
実際の条件は、見出し比較例番号Ｉ及び番号ＩＩに基づいて下記に示される。

【００９７】発明者達は、Ｗｅｎｔｅｎ及び他の当事者によって用いられたバックショック
方法の営利的に成功していない結果に対する可能な理由を調査する目的で一連の
実験及び理論的解析を実行した。下記において、Ｗｅｎｔｅｎの実験中主な条件
に関する発明者達の主要想定は図１及び図２を参照して論じられる。

【００９８】図１のろ過器装置の真下に示されたファイバ２の概略縦断面図では、垂直方向
矢印は、バックウォッシング中ファイバに沿った異なる点の流体の流れの方向及
び量を示している。バックウォッシング透過側は、原則として垂直方向矢印の長
さによって示された体積比で膜を通って横断する。ファイバの入口端の近くに、
ろ過流は、後述される理由のために保持される。

【００９９】ルーメン２ａの軸流線形速度は、水平方向矢印によって示され、透過側量がル
ーメン２ａに入るとき濃縮側出口４の方へ増加する。

【０１００】縦断面図の真下には、濃縮側(Retentate)と透過側(Permeate)のバックウォッ
シングの段階中の所定の時点の定量的な（目盛りは偏らせている）圧力状態対ポ
ンプ８〜導管９の端部までの距離の図が示されている。水平方向矢印は、濃縮側
流量及びその方向を示している。透過側の圧力Ｐｍは、ハウジング１では一定で
あるが、濃縮側の最大圧力は、Ｐｍよりも高く、濃縮側流圧力損失のために濃縮
側圧は変わる。（以下の図中で"Permeate"は透過側、"Retentate"は濃縮側、"Fe
ed"はフィードを、それぞれ示す）。

【０１０１】濃縮側圧力はファイバの入口端近くでより高くなるので、濃縮側は、膜を通っ
て透過性水側に流れ続ける。透過側圧は一定であり、濃縮側圧は減少するので、
バックウォッシング流量は、増加するバックウォッシング膜間圧のために出口端
の方へ増加する。

【０１０２】図２では、濃縮側圧は、最大透過側圧Ｐｍよりも低く、流量平衡点は、濃縮側
の流れが入口の方へ戻ることから出口の方へ前進することへ変わる入口からのあ
る距離で得られる。

【０１０３】図１及び図２の底部で、きれいなファイバによるろ過の段階中の流量状態及び
圧力状態は、前述の図と同様に示される。

【０１０４】両方の場合（図１及び図２）の透過側圧Ｐｍは、バックウォッシング圧力発生
器の形状及びその比較的小さい体積のためにバックウォッシングの段階中一定で
ない。さらに、時間にわたる圧力変動は、透過側及び濃縮側圧力が振動するよう
に圧力反射のために生じ、バックウォッシング膜間圧力に大きな変動を生じ得る
ので、時々この圧力は正であり、他の時間この圧力は負である。これによって、
バックウォッシングは、このバックウォッシング時間の所定の割合の時間中行わ
れるだけであり、ろ過はこの時間の残りで行われる。

【０１０５】発明者達は、少なくとも部分的にバックウォッシング中前述された条件は膜の
急速な汚損及びファイバの必要な化学的洗浄間の短い時間に対する原因であると
思う。

【０１０６】何故最新技術による実験が良好な成果をもたらさないかの説明は、少なくとも
部分的には循環ポンプが供給量をバックウォッシング中ポンプでくみ上げバック
フラッシュ中入口に生じるろ過を生じるファイバに送り込むこということである
。所定の濃縮側量がポンプ圧力を無効するろ過器を離れ得る可能性と組合わされ
た非常に高いバックウォッシング圧力Ｐｍ（図２）は、全ファイバがバックフラ
ッシュされるようにこの問題を回避する。しかしながら、このような場合、バッ
クウォッシングは合理的でない。供給流量は、全部の非常に不均一のバックウォ
ッシングを生じて停止され、反転される。バックショックの第１の部分中の圧力
パターンは図１に示されていない。バックフラッシュ圧力が適度である場合、図
１のこの場合は、ろ過器に沿って非常に不均一のバックフラッシュをなお生じる
全バックフラッシュ期間中の事例であり得る。

【０１０７】長いファイバ（１ｍ²Ｘ流量モジュールにおけるような１ｍファイバ）に対す
るこの現象は、短いファイバ（０．１ｍ²Ｘ流量モジュールにおけるような０．
５ｍファイバ）に対するよりもより顕著である。全バックウォッシング量が濃縮
側出口を通って離れると仮定すると、例えば９ｍｌのバックウォッシングのため
の短いファイバにより、２２ｍｓのバックフラッシュ時間が必要とされる。膜を
横切り、ファイバに沿って流れることから生じ、出口を通って離れる圧力降下は
抑制されねばならない。ファイバが長ければ長いほど、ファイバのルーメンに沿
っての圧力降下は益々大きくなる。より長いバックウォッシング時間は、透過側
側の同じ圧力の場合に同じ透過側量を濃縮側側に押しやるのに必要である。透過
側側に加えられ圧力は、このシステムだけが所定の圧力に抵抗できるような非常
に高い値まで増加できないので、より長いバックウォッシング時間は、確かによ
り長いファイバに使用される。

【０１０８】循環ポンプからの問題をさらに大きくするバックウォッシング時間の増加は、
重要である。例えば、バックフラッシュ時間を２倍にすることによって、ポンプ
は、バックウォッシング中、透過側量の２倍をファイバの中に入れ、短いファイ
バの場合よりも速い汚損を生じさせる。

【０１０９】次に、図３〜図５を参照すると、本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例
は、同じ参照番号によって示されている図１〜図２と同じ要素で示されている。

【０１１０】空気封入ヘッドスペース１８及び濃縮側封入スペース１８ａを有するハイドロ
フォア１７は、遠心ポンプ８とろ過器ハウジング３との間の導管７とつながって
いる。空気封入ヘッドスペース２０及び濃縮側封入スペース２０ａを有するハイ
ドロフォア１９は、導管９とつながっている。

【０１１１】空気封入ヘッドスペース２２及び透過側封入スペース２２ａを有するハイドロ
フォア２１は、導管１３の開閉弁２３を介して透過側入口６とつながって配置さ
れている。定流ホースポンプ２４は、導管１３及び導管１０と流体でつながって
いる導管２５に配置されている。定流ホースポンプ２６は、透過側出口５とろ過
済ビール容器との間で導管１０に配置されている。

【０１１２】ハイドロフォア１７と入口３との間の導管７の一部は、ろ過器ハウジング１〜
のハイドロフォア１７及び１９への透過側の流れが比較的妨害されていないよう
なハイドロフォア１９と出口４との間の導管９の一部であるような大きな直径の
低流れ抵抗導管である。

【０１１３】基本的には、バックウォッシングは、透過側流から濃縮側流への所定の透過側
量の移動である。この運動が有効である場合、液体が圧縮可能であるので、この
移動量のための濃縮側流の空間を形成することは重要である。この移動は、濃縮
側流を移動させるために適切な圧力を加え、液体が多くの抵抗なしに所望のスペ
ースに移動できることを保証することによって行われる。このバックウォッシン
グされた量及び／又は多くの抵抗を受け入れるこのようなスペースの欠如は、圧
力増大及び装置の振動を生じる。

【０１１４】本発明による方法は、ポンプ８とろ過器供給入口３との間のハイドロフォア１
７を横切ることによってこのように実施される。このハイドロフォア１７は、バ
ックウォッシング中にポンプから得られる液体及びろ過器供給入口３を通ってろ
過器を離れる任意の濃縮側量を受け入れるのに十分な容量を有する。濃縮側出口
４後に置かれたハイドロフォア１９は、バックウォッシング中に低い流れ抵抗を
有する濃縮側出口４を流れ出すこの部分のバックウォッシング量を受け入れるこ
とによって圧力増大を防止することを目的としている。それによって、ファイバ
膜の濃縮側の方へ面している表面に沿って及びこの表面からの濃縮側の流れはバ
ックウォッシング中促進される。

【０１１５】ハイドロフォア２１、弁２３、ポンプ２４及び導管２５は、図１及び図２のバ
ックウォッシング圧力発生器１４を代用する。ろ過中、弁２３は、透過側がポン
プ２４によってハイドロフォア２１の中に送り込まれるように閉じられる。この
ポンプ２４は、（バックウォッシングの段階中にバックウォッシングされた透過
側量）−（前記バックウォッシングの段階中にポンプ２４によってくみ上げられ
た濃縮側量）がろ過の段階中ハイドロフォア２１に送り込まれるようなポンピン
グ速度で作動する。

【０１１６】バックウォッシング中、弁２３が開き、所望のバックウォッシングされた透過
側量が、ハイドロフォア２１及びポンプ２４によって供給される。これによって
、特にハイドロフォアヘッドスペース２２の容量対透過側封入スペース２２ａの
容量が正しい寸法にされる場合、バックウォッシング中の透過側圧はいわんや一
定である。バックウォッシング中の装置の圧力変動はそれによっても減少される
。

【０１１７】定流ポンプ２６は、多くのバックウォッシング透過側が容器１２の中に送り込
まれ、ファイバ膜を通して送り込まれないことを避けるために透過側流制限手段
としての機能を果たす。

【０１１８】図３〜図５に示された本発明によるバックウォッシング発生装置はさらに、た
とえ膜が徐々により汚損されるようになるとしても、バックウォッシング量が全
バックウォッシングの段階中ほぼ一定に保持されるように前記膜の徐々に増加さ
れた汚損のためにファイバ膜を通る増加する流れ抵抗に従って透過側圧を制御す
る自動圧力制御手段を備える。

【０１１９】濃縮側封入スペース２２ａの体積は、徐々に増加するが、空気封入ヘッドスペ
ースの体積は、定流ポンプ２４は前記低抵抗の増加とは無関係の同じ速度でポン
ピングするために膜を通る流れ抵抗が増加する場合、それに応じて減少する。こ
れによって、ヘッドスペース２２の空気の圧力は、それに応じて増加された流れ
抵抗を抑えるように増加する。

【０１２０】換言すると、図３〜図５のバックウォッシングシステムは、一定量がこのシス
テムの他の一部の抵抗とは無関係にバックフラッシュされることを保証するポン
ピング型式のものであるが、本発明はこの型式のバックウォッシングシステムの
使用に限定されない。

【０１２１】ポンピングバックウォッシングシステムは、下記に示された原理のものである
。定流ポンプ２４は、透過側を部分的にガスを封入されたハイドロフォア２１に
送り込む。ポンプは、ろ過中及びバックウォッシング中の両方でポンピングする
。このハイドロフォア２１は、ろ過中閉じられ、バックウォッシング中開いてい
る弁２３を通してろ過器ハウジング１に接続されている。ハイドロフォア２１は
充填されるので、圧力が上昇する。バックウォッシングの場合、ハイドロ２１の
圧力は、透過側を膜を通して押し戻す。ハイドロフォアの圧力が使用可能なバッ
クウォッシング時間に全必要量を押し戻すのに十分でない場合、圧力は完全に解
放されない。全サイクル中入れられる量に等しい量が押し戻されるまで、これは
、バックウォッシング量を徐々に増加する圧力増大をもたらす。バックウォッシ
ング量が全ろ過／バックウォッシングサイクル中にポンピング量に等しい場合、
圧力は、もはや増加しない。これは、セットアップが統合コントローラの役目を
果たすことを意味する。

【０１２２】ハイドロフォアを使用して、バックウォッシング中ファイバ２の全長にバック
ウォッシング膜間圧力を生じさせ、しばしば十分である短い十分な時間に十分大
きな量をバックウォッシングすることができる。大きな圧力は、全ろ過システム
でバックウォッシングのまさに最初の瞬間に増大される。その後細部で生じるこ
とは、水実験に関して下記に説明される。図３及び図４では、バックウォッシン
グは、ファイバの長さに沿って異なる程度までハイドロフォア１７及び１９によ
って吸収される。

【０１２３】バックウォッシング中バックウォッシング量及びポンピング供給量を吸収する
図３及び図４に示された簡単な緩衝器の容量は、ガス量及びハイドロフォアのヘ
ッドスペース１８及び２０の体積によって決まる。ヘッドスペースがあまりにも
小さい場合、この容量もあまりにも小さい。その内部で気体及び液相を分離する
膜がある場合、これは、緩衝器が含み得る体積の最大値を設定してもよい。

【０１２４】このハイドロフォアは、入力量を保持するのに十分な容量を有することとは別
に、バックウォッシング洗浄からの動的エネルギーを吸収するのに十分な容量も
有するべきである。動的エネルギーは、体積が透過側流から濃縮側流へ、接続導
管で移動する速度と関連する。したがって、この動的エネルギーは制御された方
法で消散するために、ハイドロフォア１７及び１９は、十分迅速にエネルギーを
バックウォッシングから吸収することもできるべきである。より小さいバックウ
ォッシング持続時間（バックフラッシュ量は同じである）はより大きいダンピン
グ容量を必要とする。

【０１２５】バックウォッシング量は、このシステムの圧力の増加を避けるように主に濃縮
側流で緩衝されねばならない。このアイディアは、前述のようにハイドロフォア
を一方の端部、好ましくはろ過器の前部又はろ過器の両端に取り付けることにあ
る。両端のハイドロフォアの場合、バックウォッシング量が２つの方向に、すな
わち入口及び出口の方へ流れるべきである範囲を調整することは柔軟性のあるよ
うになる。単に制御システムをこれらの２つのハイドロフォア上に設置できる。
さらに、透過側側に圧力減少を、すなわちスペーサ又はインサートを設置するか
又はポンプによる透過側出口から透過側入口への透過側の再循環もしくは下記に
より詳細に後述されるその組合せによって生じる装置を設置できる。

【０１２６】ポンプ８が非ポジティブポンプ、例えば低ポンプ高さ及び平坦なポンピング特
性を有する遠心ポンプであり、導管７が、ポンプ８を通り過ぎて近くの緩衝器容
器、例えば濃縮側のための貯蔵タンクに通じる大きな直径の低抵抗導管である場
合、ハイドロフォア１７を省くことができることに注目すべきである。この場合
、バックウォッシング中、ポンプ８の流量は、増加するか又はさらに反転する。
後者の場合、濃縮側のバックウォッシング量のかなりの部分は、ろ過器供給入口
を通って離れ、ポンプ８を通して、さらにかなりの圧力増大もなしに上流に緩衝
器容器まで続く。これは、パイプが十分短く、十分大きい内径のものである場合
、バッチ形状の事例である。さらに、ポンプがかなりの遅延もなしにその性能を
取り戻すものと仮定される。この解決策は、標準のプラント設計の連続モードで
実現可能でなく、膜形状及びシステム構成（３０時間１００ｌ／ｈ／ｍ²で作動
する同上の１．５ｍｍのファイバの０．５ｍの長いろ過器）の適切な選択の場合
だけを除いてバッチモードであり、明らかに営利的な関心は全然ない。下記の新
しい発明による例ＩＶ及びＶを参照せよ。

【０１２７】連続モードろ過（最適は、比較的大きな内径、ＩＤ（例えば、３ｍｍ）を有す
るろ過器による）では、緩衝器容器の使用を回避することは理論的には可能であ
るが、そのときろ過器前後の貯蔵タンクへの導管は、バックウォッシング中少し
のかなりの圧力低下も生じない。したがって、貯蔵タンクへの導管は、短く、一
般的には最小エネルギー入力による適切な洗浄を保証するように用いられた導管
よりも非常に大きい大きな内径を有する。これは多分どちらも営利的な関心がな
いことである。

【０１２８】図３の装置の図の下で、垂直方向矢印は、ファイバに沿った異なる点で膜にわ
たってバックウォッシングされたバックウォッシング量を示す。このバックウォ
ッシング量は、垂直方向矢印によって示された体積比で膜を横断する。ファイバ
の軸流線形速度は、透過側量がファイバのルーメンに入るときに増加する。

【０１２９】図３は、定量的な圧力低下対ファイバに沿った及び導管７及び９の距離の図を
示している（水平方向矢印は体積流量を示す）。バックウォッシング量はかなり
の圧力増大なしに移動することができるとき、透過側側の最大圧力Ｐ_mは、図２
の場合よりも小さい。濃縮側は、２つの方向にろ過器の外へ移動される。２つの
方向に移動される。２つの方向に移動される量比は、２つのハイドロフォア１７
及び１９の制動機能又は緩衝機能によって決定される。

【０１３０】図４は、バックウォッシング量は供給量がろ過器に入ることを遅らせるにすぎ
ない場合を示す。

【０１３１】図５は、透過側及び濃縮側の流れに沿って興味ある点に配置された圧力センサ
Ｐを有する図３及び図４のろ過装置を示している。Ｐｂｆは、ハイドロフォア１
７の圧力を測定し、Ｐｉｎは、供給入口３の濃縮側圧を測定し、Ｐｂｓは、透過
側入口６（バックウォッシング圧力又はバックショック圧力）の透過側圧を測定
し、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は、ろ過器ハウジング１の入口、真中、出口の近くの透
過側圧を測定し、Ｐｏｕｔは、出口４の後の濃縮側圧を測定し、Ｐｂａｆは、ハ
イドロフォア１８の圧力を測定する。

【０１３２】限外ろ過済蒸留水を有し、遠心機で分離され、不安定化未ろ過カールズバーグ
ピルゼンビール１４．５に対してて後で役に立つと分かった図５に示されるよう
なろ過装置による発明者達によって実行される４つの実験は、図６〜図９に関し
て下記に後述される。水に関するこれらの実験では、ろ過システムには、０．９
３ｍ²の表面ろ過面積を有する中空ファイバモジュールが装備されている。その
ハウジングは、９．６ｃｍ²の断面積を有する、バックウォッシング体積の入口
のための開口を有する透過側入口を有した。バックウォッシングは、３秒毎に１
００ｍｓの開放時間でプログラムされた弁２３で行われた。

【０１３３】供給速度は、７５０ｌ／ｈであり、透過側量は４００ｌ／ｈであった。使用さ
れる膜モジュールは、１．５ｍｍの内径及び最大孔径１．０μｍを有するファイ
バを有するデンマークの会社Ｘフロー（型式ＭＦ１０Ｍ２ＲＡ）によって供給さ
れる。

【０１３４】図６に対応する第１の実験は、バックウォッシング圧力がバックウォッシング
期間にわたっていわんや一定であることの差を有する図１及び図２のＷｅｎｔｅ
ｎ実験システムを所定の範囲にこのように近似する本来緩衝機能を全然有してい
ないハイドロフォア１７及び１９で実行された。図６の圧力曲線は、ハイドロフ
ォアに受け入れるスペースを全然ないために移動される逆らう抵抗のためにバッ
クウォッシング量の移動により、入口（Ｐｉｎ−Ｐ１）及び出口（Ｐｏｕｔ−Ｐ
３）の圧力及び相間圧力（バックウォッシング圧力差）の振動を生じることを示
している。最高１５ｍbarのエラーは、Ｐｉｎ及びＰｏｕｔが濃縮側側のファイ
バの外側で測定されることのためにバックウォッシング中計算されたＴＭＰｉｎ
及びＴＭｏｕｔで得られる。このエラーは非常に小さいので、これは考慮されな
くて、下記の結果の検討で考慮されることが必要ない。

【０１３５】負の膜間圧力はバックウォッシング方向に透過側を押しやる、すなわち正のバ
ックウォッシング圧力差、一方、正の膜間圧力はろ過方向に濃縮側を押しやる、
すなわち正のろ過圧力差。

【０１３６】ＴＭＰｉｎ及びＴＭＰｏｕｔを示すグラフは、バックウォッシングがバックウ
ォッシング開始後最初の２０〜３０ｍｓ中行われ、その後、ろ過は、１０〜１５
ｍｓ等中行われる。正のバックウォッシング圧力差（グラフでは負のＴＭＰ）は
、入口（ＴＭＰｉｎ）のバックウォッシング期間の約６５％及び出口（ＴＭＰｏ
ｕｔ）の約１９％を与えることにある。発明者達は、ここに示された結果が、使
用される改良されたバックウォッシング圧力発生システムのためにバックウォッ
シング期間の終了の方へより一定のＰｂｓのためにＷｅｎｔｅｎ実験の同じ圧力
測定点で得ることができるいかなる結果よりもよいと信じている。

【０１３７】ろ過効果又は順方向洗浄（バックウォッシングとは反対）は、膜の高速汚損及
び非効率的バックウォッシングを引き起こす逆効果を有するので、避けるべきで
ある。

【０１３８】１００ｍｌのハイドロフォア１７及び１９の最大緩衝機能を有する図７に対応
する次の実験では、順方向洗浄の生成は、ある種の差異があろうとも、なお観察
される。正のバックウォッシング圧力差（グラフでは負のＴＭＰ）は、入口（Ｔ
ＭＰｉｎ）のバックウォッシング期間の約５７％及び出口（ＴＭＰｏｕｔ）の約
８６％を与えることにある。

【０１３９】ハイドロフォア１７及び１９の２００ｍｌの最大緩衝効果を有する図８に対応
する次の実験では、順方向洗浄は、バックウォッシングの開始後、約１０ｎｍか
ら完全に避けられる。２００ｍｌのこの最大緩衝機能の場合、バックウォッシン
グ量は、全バックウォッシング時間に膜に沿って負で、均一のＴＭＰを有する緩
衝器１７及び１９で受け入れる。正のバックウォッシング圧力差（グラフでは負
のＴＭＰ）は、入口（ＴＭＰｉｎ）のバックウォッシング期間の約９７％及び出
口（ＴＭＰｏｕｔ）の約８５％を与えることにある。

【０１４０】出口ハイドロフォア１９で１００ｍｌ及び入口ハイドロフォア１７で２００ｍ
ｌの最大緩衝効果を有する図９に対応する次の実験では、順方向洗浄は、出口で
得られ、一方、ＴＭＰｉｎ曲線は図８の曲線と非常に類似している。正のバック
ウォッシング圧力は、入口（ＴＭＰｉｎ）のバックウォッシング期間の約９７％
及び出口（ＴＭＰｏｕｔ）の約８４％を与えることにある。したがって、圧力結
果は、ハイドロフォアの機能、すなわち濃縮側を受け入れる能力によって決まる
ことが分かる。ハイドロフォアの異なる機能を使用すると、バックウォッシング
パターンは、ハイドロフォアの代わりに制御でき、開いた容器又は閉じた容器を
使用でき、これらは、同時に余分の供給容器の機能を果たすだけである。実際に
、ろ過器ハウジング供給入口及び／又は濃縮側出口からの濃縮側の移送を促進す
るいかなる手段も異なる設置費用及び操作費用があろうとも同じ結果を示す。

【０１４１】本発明の全ての、上記及び下記の非限定的例の場合、ファイバ内部の低圧力低
下△Ｐ_Lは、バックウォッシングはそのときより均一になる場合のために目指さ
れるべきである。１．５ｍｍの内径の１７５００ｌ／ｈｍ²barの水透過率を有す
るファイバの場合、下記の表２の計算から分かるように、△Ｐ_Lは、多数の場合
（ビールろ過）ＴＭＰ_BFに比べて大きい、ただしＴＭＰ_BFは、バックウォッシン
グ中膜間圧力である。このための理由は、非常に短いバックウォッシング時間、
すなわちＢＦ−時間を要求する高いスループットが望まれるということである。

【０１４２】図１０は、本発明による方法によって達成できるような中空ファイバの両方向
に濃縮側流を適切に分割する長所の図である。この場合、バックウォッシングす
なわちバックフラッシュ量、ＢＦ量は、供給方向にバックウォッシングがより均
一になるように後方へバックウォッシングされる。流れを分割する長所は、下記
の表１の値によっても示される。必要とされる全バックウォッシング量は、バッ
クウォッシングが均一である場合、非常に小さい。これは、ろ過性能に大きな影
響を及ぼす。

【０１４３】ファイバ内の位置の関数として△Ｐ_Lは、ハーゲンポアズイユの式を使用して
計算できる。図１０は、Ｉ）バックウォッシング体積流量が（濃縮側出口を通っ
て）ファイバの一方向からだけであるかＩＩ）ファイバから各方向に流れる体積
流量が２つの半分のものに分割されると仮定すると定量的な△Ｐ_L対ファイバ内
の位置を示している。

【０１４４】

【表１】

【０１４５】極端場合に対する△Ｐ_L、Ｒｅ（レイノルズ数）及びＴＭＰ_BF：ａ）バックウ
ォッシング量、すなわちＢＦ量の１００％は、ファイバの端部の一方を通って離
れる、ｂ）５０％はファイバの各端を通って離れる。ＣＶ_outlＢＦは、ファイバ
の出口でのファイバの向流速度である。計算は下記の仮定に基づいている。

【０１４６】 −供給量は、バックウォッシング前からの効率の１００％で作動するポンプで
バックウォッシング直後入口を通って入れる −バックウォッシング中入れる供給量は全然ない −Ｉ．Ｄ、１．５ｍｍ、外径、Ｏ．Ｄ、２３５ｍｍ −ビール３．５Ｅ−６ｍ²／ｓ −ビール透過率：５０００ｌ／ｈ／ｍ²bar又は水透過率、ＷＰ、１７５００l/
h/m2/bar −ビールの密度：１ｇ／ｃｍ³ −ＣＶ、ファイバの入口の向流速度：０．５７ｍ／ｓ −非分割ＢＦ流は、ＢＦ流がポンプの方へファイバの入口を通って全然離れな
いことを示す。

【０１４７】 −分割ＢＦ流は、ＢＦ流の５０％がポンプの方へファイバの入口を通って全然
離れないことを示す。

【０１４８】 −バックウォッシング間隔は１．５秒である。

【０１４９】Ｉ．Ｄは、ＷＰの役割と同様な役割を演じる。同じＷＰを有するファイバは、
より大きい△Ｐ_L、より小さいＩ．Ｄを有する。これは、ハーゲンポアズイユ式
を調べることから明らかになる。 ΔＰ_L＝ＣＶ（８・η・ρ・４）／（ｄ／２）² ＣＶ：ファイバ内の向流速度 η：流体の粘度 ρ：流体の密度ｄ：ろ過器のＩ．Ｄバックウォッシングを中空ファイバモジュールに用いることによって（ファイ
バろ過器ハウジング１の断面が、右に示され、左にファイバ２の拡大図が示され
ている図１１を参照せよ）、ろ過が内側／外側で実行される場合（非限定例）、
バックウォッシング量は押し返される（図１２を参照せよ）。

【０１５０】図１２〜図１５では、ファイバ供給入口は、右側にあり、ファイバ濃縮側出口
は左側にある。図１２は、バックウォッシング期間の開始から０．００秒〜０．
０５秒の場合を示し、図１３は、０．０５秒〜０．１０秒を示し、図１４は、ろ
過が再び行われる場合の０．０１秒〜０．２０秒を示し、図１５は、ろ過が行わ
れる場合も０．２０間を示し、バックウォッシング期間は０．１０秒である。黒
ドット３０は、ファイバ膜内部表面（濃縮側の方へ向いている表面）上及びこの
表面内の保持粒子を示す。ドット３０の数は、保持粒子量の定量的な指示だけで
ある。この矢印は体積流を示す。

【０１５１】保持粒子を有するボクセルは、膜の内側と境を接する対応する気孔体積を押し
戻す（この図では濃縮側の出口の方へ）。ここでは、このボクセルは、上流のル
ーメンの段階からの新しいボクセルが順方向に移動できる（図１３）ように、ル
ーメンの段階によって新たな供給量と混合され、濃縮側出口の方へ移動する。混
合量のボクセルは、それによって部分的に気孔に集中され、部分的に下記のろ過
によってろ過され、濃縮側になる（図１４及び図１５）。新しい集中ボクセルは
、それによって下記のバックウォッシング中押し戻される。バックウォッシング
量がルーメンの段階によって混合されるのが長ければ長いほど、ますますバック
ウォッシング量は、より低いファイバの濃縮側の交換速度、すなわち向流速度を
選択できる。濃縮係数はろ過性にマイナスの影響を及ぼすと仮定される。

【０１５２】ろ過器のルーメンが、次のろ過期間が始まる前に各バックウォッシング中完全
に供給方向から離れた所で空にされる場合、向流式ろ過の最大効果が得られる。
したがって、向流式によって得られる濃縮側の交換速度は重要でなくなる。

【０１５３】ろ過器のルーメンが、供給方向から離れた所であるが、次のろ過期間が始まる
前に各バックウォッシングで完全に空にされる場合、２つの変数は十分大きくな
ければならない。これらは、ルーメン体積を有する保持粒子を含むバックウォッ
シング気孔量のバックフラッシュ直後の、ろ過期間及び混合中濃縮側の交換速度
である。

【０１５４】したがって、効率的なバックウォッシングを得るために、膜気孔及び膜表面は
保持粒子がないことが重要である。この条件を得るために、バックウォッシング
量と特に膜表面の濃縮側流との有効な混合があることが重要である。必要とされ
るバックウォッシング体積量は、ビールに対して観測されているように、一般に
供給量の保持粒子の濃度によって決まってもよい。ルーメンの段階の保持粒子の
濃度は、膜の濃縮側の交換速度に直接関連している。

【０１５５】バックウォッシングに対する体積速度は、バックウォッシング時間を短くし、
それによって全ろ過時間を最大にするためにできるだけ高く保持されるべきであ
る。所定の最小体積は、用いられなければならない。下記を参照せよ。同時にバ
ックウォッシング中の負のＴＭＰは、あまりに高くてははいけない。さもなけれ
ば、ファイバは破壊する。さらに、濃縮側側の圧力は、透過側側の圧力に比較し
てあまりに高くてはいけない。さもなければ、ろ過システムは振動する。

【０１５６】保持物質の有効累積は、交換速度、バックウォッシング量、及び混合を最適に
選択することによって避けられる／最少にされる。

【０１５７】逆非対称膜の場合、問題の複雑さは他の問題である。ここで、ろ過及び濃縮上
昇は気孔で行われる。向流速度は気孔からの粒子の除去に対して個別の重要性を
全然有しない。この場合、したがって、たとえ濃縮係数が流体のろ過性に負の影
響を及ぼすとしても、下記のろ過期間に最大ろ過効果を得るためにバックウォッ
シングによる気孔の十分な洗浄を得ることは重要である。しかしながら、ルーメ
ン流体素子はなお十分迅速に交換されるべきである。

【０１５８】各ろ過期間後に十分なバックウォッシング洗浄を得るために、媒体で規定され
る所定の最少体積は使用されるべきである。これはビールのろ過作業で観察され
る。所定の最少体積の存在も逆非対称膜以外の膜に対する場合であってもよい。

【０１５９】所定の最少体積値が使用されるべきであるのに加えて、透過側流（ＴＭＰによ
って決まる）は、非常に正確に制御されるべきである。１０分にわたる２ｍbar
以上のＴＭＰの変化は、透過側流束が１００ｌ／ｈ／ｍ²である場合、最初の１
０分内に０．５ｍの流れを有する０．１ｍ２Ｘフローろ過で未ろ過カールズバー
グピルゼンビール１４．５のビールろ過で生じてはいけない。これは、一定体積
速度で透過側をポンピングすることによって行うことができる。

【０１６０】ファイバのバックウォッシング時間／バックウォッシング体積／バックウォッ
シング間隔／向流速度は、必要ならば、ろ過器がますます汚損されるようになる
場合、ろ過作業中増減できる。さらに、容器からの透過側又は他の液体及びろ過
中閉じられた透過側出口に対する頻繁な又は連続なバックウォッシングも、頻繁
なバックウォッシングによって除去されなかった可能な粒子物質のために膜を洗
浄するために短い時間（例えば数分）一定の期間に一度用いることができる。

【０１６１】最少体積のサイズは、予め冷却された遠心機で分離された不安定化で未ろ過の
カールズバーグピルゼンビール１４．５の場合、明確にヘーズ数に相関している
（粘度又は密度は全性能に重要であることは可能性がある）。このサイズは、一
般的には支持層の８０％、及びスキン層の２０％の有効気孔率を有する逆非対称
ろ過器で０．１ｍ²ろ過面積当たり（０．５ｍの長いファイバ、線形速度０．５
ｍ／ｓ、バックウォッシング間隔１．５秒）２〜９ｍｌから構成する。これは、
気孔体積の５％〜２５％に対応する。ビールのヘーズ数は、この場合、非濃縮上
昇ビールの場合、０．５〜９ＥＢＣ−Ｔ９０（ヨーロッパ醸造所会議、測定角度
９０°）を構成し、一方、ろ過速度は、１００〜３００ｌ／ｈ／ｍ²の範囲の速
度又は多分さらに高い。

【０１６２】ビールがビールの平衡圧よりも高い部分圧を有するＣＯ₂大気と接触する場合
、ビールがＣＯ₂を吸収するような連続ろ過システム圧力以下の圧力にビールを
冷却することは有利である。より低いＣＯ₂圧力の予め冷却は、バックウォッシ
ングの場合にキャビテーションに対する危険を最少にする。この場合のキャビテ
ーションは、ビールからＣＯ₂泡を取り除くのと同一である。これは、０．１ｍ² ろ過器モジュール（０．５ｍの長さのファイバを有するＸフローモジュール）の
ビールのろ過で観察された。

【０１６３】有効であるバックウォッシングの場合、バックウォッシングは、膜内部とアク
チュエータとの間のある場所のガスポケットが圧縮されることを単に引き起こし
てはいけない。したがって、このための２つの可能性に対する注意が行われなけ
ればならない。第一に、ガスポケットは起動前に避けられなければならない。第
二に、ＣＯ₂泡の形成は避けられなければならない。これは、キャビテーション
の危険を減らす加圧システムを使用して行われる。２．２bar以上のシステム圧
力は、発明者達によって実行されるろ過で必要とされた。好ましいシステム圧力
は、未ろ過ビールの平衡ＣＯ₂圧力によって決まるのが最も可能性がある。

【０１６４】バックウォッシング中濃縮側のための流れ促進手段及び／又は膜間圧力を制御
する圧力制御手段を備える本発明の原理は、異なる装置実施例を選択し、異なる
ろ過要求に従ってもよいように操作条件をそれに適合することによって多数の異
なる方法で用いられてもよい。

【０１６５】本発明を実施する異なる方法が下記に示される。

【０１６６】図１６〜図１９は、中空ファイバ膜を有するろ過器モジュールを有する異なる
装置を示す。

【０１６７】図１６及び図１７では、ろ過は、ファイバの内側から外側までである。供給量
は、ファイバの、一方の端部の中に入り、他方の端部に濃縮側として離れる。供
給量の若干は、膜を通って、供給量が透過側出口を通って離れる得る透過側側に
送られる。

【０１６８】図１６では、バックウォッシュは、透過側をバックウォッシュ又は透過側入口
を通って押し返すことによって実行される。供給入口及び濃縮側出口に置かれた
緩衝器はバックウォッシュ量を吸収する。

【０１６９】図１７では、バックウォッシュは、供給入口及び濃縮側出口のシステム圧力よ
りも低い圧力を加えることによって実行される。これは、液体を周囲から緩衝器
に引き寄せる「吸入」効果を生じる。透過側入口に接続された緩衝器は、液体を
「吸入」効果を生じる手段に供給する。

【０１７０】図１８及び図１９の両方とも、ファイバの外側から内側へのろ過を示す。透過
側は、ファイバの一端又は両端に取り出すことができる。

【０１７１】図１８では、バックウォッシュは、膜を通って、透過側をファイバの内側から
その外側へ押し返すことによって実行される。ファイバの両端の背圧を用い可能
な最も均一の膜間圧力を用いることは重要である。ファイバの外側でファイバに
沿っての圧力低下は、ファイバの内側の圧力低下に比べて無視できる。したがっ
て、このファイバは、供給側の１つの圧力制御緩衝器に対して十分である。この
ファイバは、バックウォッシュ中供給流量を吸収できるために、緩衝器を濃縮側
出口に置くよりも供給入口に置くことはより優れている。

【０１７２】図１９では、バックウォッシュは、図１７の場合のように「吸入」効果を生じ
るためのシステム圧力よりも低い圧力にファイバの供給入口を接続することによ
って実行される。透過側側の圧力制御緩衝器は、透過側を「吸入」装置に供給す
るためにファイバの両端に置かれる。

【０１７３】図２０は、図１７に示された原理を利用するろ過装置を示している。２つの緩
衝器１７及び１９は、ろ過器モジュール１の供給端及び濃縮側端のそれぞれに２
つの弁３４を介して接続されている。この弁３４はろ過中閉じられる。ろ過中、
２つのポンプ３５は、緩衝器の圧力を装置の残りの圧力に低下させるように濃縮
側を緩衝器１７及び１９〜供給タンク３６の中に入れる。バックウォッシュ中弁
３４は開けられる。透過側側の緩衝器３３は、緩衝器１７及び１９の圧力よりも
高い緩衝器３３の圧力のために、透過側を供給し、膜を通って逆流し、緩衝器１
７及び１９に入る。

【０１７４】図２１は、図１６及び図１７の原理の組合せを示す。２つのシリンダ／ピスト
ン装置３７及び３８は、ろ過器の透過側側とつながっているピストン３７ａ及び
３８ａの一方の側、及びろ過器の濃縮側側とつながっているピストンの他方の側
を有する。ピストン３７ａ及び３８ａは、それぞれ、その回転カム上にピストン
ロッド３７ｂ及び３８ｂの端部がカムの輪郭及びその回転速度に従ってピストン
３７ａ及び３８ａを移動させるためにあるカム機構３９及び４０によって作動さ
れる。いかなる他の作動手段も、ピストン３７ａ及び３８ａを作動させるために
使用されてもよい。

【０１７５】ろ過中、ピストン３７ａ及び３８ａは、ハウジング１〜吸入される透過側でピ
ストンの一方の側を充填し、濃縮側の他方の側を空にする方向に移動する。バッ
クウォッシュ中、ピストンは、入口／出口４１及び４２を通ってハウジング１に
押し込まれるように逆に移動され、一方、濃縮側がそれぞれのピストン室の中に
吸入される。これは、組合せ圧縮／吸入を生じる。２つのピストン３７ａ及び３
８ａの異なる変位パターンを使用することによって、透過側入口／出口４１及び
４２間のバックウォッシュ量の分配は制御できる。

【０１７６】図２２は、図１６の原理を実行する方法を示す。定流ポンプ４３は、バックウ
ォッシュに等しい流量で常にポンピングする。低い流れ抵抗を有するループ（短
い長さ及び大きい直径の導管）は、開閉弁４４を介してポンプ４３の吸入側及び
圧力側を相互接続する。開閉弁４５は、ループ及びポンプ４３と透過側入口３間
に配置されている。ろ過中、弁４５は、閉じられ、弁４４は、ポンプ４３がわず
かなエネルギーの消費によってバックウォッシュ流量をループにおいて周囲にポ
ンプで入れるように開く。バックウォッシュ中、弁４４は、閉じ、弁４５は、バ
ックウォッシュ流量がバックウォッシング膜間圧力を形成するように入口３の中
に入れるように開く。

【０１７７】図２３は、図１７に概略される原理を実行する方法を示している。定流循環ポ
ンプ４６は、低流れ抵抗を有し、分路スロットル弁４７を有する循環ループで配
置される。ポンプ４６は、さらに濃縮側出口とつながっている。スロットル弁４
７の適当なセッティングを有するループによって、ポンプ４６は、ろ過中システ
ム流量よりもかなり多くの流量をポンプでくみ出すことができる。バックウォッ
シュ中、供給入口からの上流の弁４７及び弁４８は、閉じ、無理やりポンプに膜
を通して、透過側を吸入する。バックウォッシュ中、ポンプ４６のための透過側
を供給する緩衝器４９は、ろ過器の透過側側に置かれる。バックウォッシュ量の
所望の分配を行うために、バイパス５０はろ過器１と並列に配置されてもよい。
このバイパスのスロットル弁は、バックウォッシュ中所望の分配に対応するセッ
ティングのために開く。

【０１７８】図２４は、組み込み緩衝器５２を有するろ過器ハウジング５１を示す。このハ
ウジング５１は、一方の端部でヘッドスペース５２を可能にするファイバ２の束
よりも大きい。このろ過は、ファイバの外側から内側へのろ過である。透過側は
、ファイバの一方端５３〜取り出される。バックウォッシュ中、バックウォッシ
ュ量は、弁５５及び５６によってファイバの２つの端部５３と５４との間に分割
される。このヘッドスペース緩衝器５２はバックウォッシュ量を吸収する。

【０１７９】図２５は、同一の開口で透過側入口及び透過側出口を結合する可能性を示す。

【０１８０】図２６は、バックウォッシュを実行する公衆衛生方法を示す。周辺可撓性壁５
７は、ろ過器ハウジング１を透過側のためのスペース、及びバックウォッシング
媒体のためのスペース５８に分割する。ろ過中、ポンプ５９は、バックフラッシ
ュ媒体を弁６１を介してろ過器１に接続されたハイドロフォア６０に吸い込まれ
る。結果として、ハイドロフォア６０の圧力は増加する。バックフラッシュ中、
弁６１は、開き、圧力がバックフラッシュ媒体をスペース５８の中に押し戻すこ
とができる。

【０１８１】いくつかの場合、バックウォッシングのために純透過側を使用しないことは有
利であり得る。これは、分離ろ過の場合又はいずれにせよ蒸留される濃縮液体を
ろ過する場合であってもよい。これらの場合、水の添加はバックウォッシングと
結合できる。図２７は、バックウォッシングのための透過側と水の混合物を使用
するろ過装置を示す。定流ポンプ６２は、閉じられた場合上記に説明されたよう
なハイドロフォアの増加された圧力を伴う開閉弁６４によってろ過器ハウジング
に接続されるハイドロフォア６３に透過側を吸い込む。他の定流ポンプ６５は、
水をハイドロフォア６３に吸い込む。バックウォッシングの場合、弁６４は、開
き、ハイドロフォア圧力をろ過器ハウジングの中に解放する。２つのポンプ６２
及び６５のポンプ速度は調整されるので、このポンプは一緒にバックウォッシュ
量に対応する量を生じる。２つのポンプの流量比はろ過作業中に変えることがで
きる。

【０１８２】一般的にいって、ファイバの長さにわたる圧力低下は、ファイバの外側でより
もファイバの内側で非常に大きい。これは、再びバックウォッシュ量の不均一な
分配をもたらすろ過器長にわたるいろいろな膜間圧力を生じる。ファイバの周り
のハウジングに流れ抵抗を取り入れることによって、圧力低下は、ファイバの外
側でも得ることができる。これは、抵抗がファイバ２の外側に沿って流れを妨害
するいくつかの素子又はインサート６６で作られている図２８に示されている。
これは、定量的な圧力図に示されたようにろ過器長に沿って個別圧力を生じる。

【０１８３】バックウォッシング中の透過側圧力低下の調整は、例えば小さいスチールボー
ルによってハウジングを充填しても実現されてもよい。ファイバに沿って圧力低
下を生じる他の方法は、ポンプ６７によって、ろ過器の内部で透過側を循環させ
ることにある。２つの方法は、図２８に示されるように組合せることができる。
圧力曲線は、濃縮側側及び透過側側の両方での圧力低下を示す。いま膜間圧力は
より均一であるので、バックウォッシュ量はより均一の分配もある。

【０１８４】本発明の性能は、下記の非限定例によって示されるように営利的な興味がある
と分かった。

【０１８５】遠心機で分離され、非安定化／安定化で未ろ過のカールズバーグピルゼンビー
ル１４．５は、比較例Ｖを除いて全ての場合に使用された。

【０１８６】比較例Ｉ、ＩＩ、及びＶを除いて全ての例では、未ろ過のビールは、１barＣ
Ｏ₂圧力で一晩中貯蔵され、ろ過器の入口のシステム圧力は２．７barであった。

【０１８７】比較例番号ＩＷｅｎｔｅｎ（１９９４年のデンマーク工業大学のＰｈ．Ｄ学位論文の「工業
用懸濁を処理するための向流式精密ろ過の応用」）は、中空ファイバ逆非対称膜
０．８μｍを使用するカールズバーグピルゼンビールタイプの５００ｌ〜５ｌの
濃縮上昇（バッチモード）を発表した。膜供給者は、膜の供給者の１人として示
されるＸフローである。したがって、膜は、０．９３ｍ²のろ過面積を有するＸ
フローろ過器ＭＦ０８Ｍ２（０．６μｍ）逆非対称（ポリエーテルスルフォン
−ポリビニールピロリドンで作られている）であった。実験装置の原理は、熱交
換器がポンプとろ過器の入口との間に配置されたことを除いて図１及び図２に示
された。実際のプラントは、バッチセットアップであり、すなわち近くのタンク
のヘッドスペースへのハイドロフォア及び低抵抗導管を全然有しなかった。向流
速度、すなわちＣＶは、０．５ｍ／ｓであり、バックウォッシュ時間は０．１秒
であった。温度は、示されなく、多分約０℃であった。１５０ｌ／ｈ／ｍ²の名
目上の公称透過側束は、一定に保持され、一方ＴＭＰが増加される。最終のＴＭ
Ｐは、０．２３barであった。ろ過時間は３．３時間であった。ろ過前後のビー
ルのヘーズ含有量の測定は全然なかった。加えられたバックウォッシュ圧力は指
示されなくて、多分１barであったシステム圧力にわたって２barであった。

【０１８８】比較例番号ＩＩＷｅｎｔｅｎ（１９９４年のデンマーク工業大学のＰｈ．Ｄ学位論文の「工業
懸濁を処理するための向流式精密ろ過の応用」）は、中空ファイバ逆非対称膜０
．６μｍを使用する上記のビールタイプの、ほとんど８ｍ³の工業スケールでろ
過も発表した。始動量は示されていない。ろ過は、上記の例から価値を上げられ
た０．９３ｍ²の面積を有するＸフローろ過器ＭＦ０８Ｍ２（０．６μｍ）逆
非対称（ポリエーテルスルフォン−ポリビニールピロリドンで作られている）に
よってバッチモードで実行された。したがって、ファイバの向流速度、すなわち
ＣＶは、最も確実には０．５ｍ／ｓであり、バックウォッシュ時間は多分０．１
秒であった。温度は、示されなく、多分約０℃であった。図１及び図２の型式の
装置、すなわち熱交換器がポンプとろ過器の入口との間に置かれたことを除いて
圧力吸収器を全然用いない。名目上の公称透過側束は、１１０ｌ／ｈ／ｍ²であ
った。最終のＴＭＰは、０．７barであって、ろ過時間は７時間であった。ろ過
前後のビールのヘーズ含有量の測定は全然なかった。加えられたバックウォッシ
ュ圧力は、多分１barであったシステム圧力にわたって２barであった。

【０１８９】比較例番号ＩＩＩこの実験では、安定化ビールのバッチモードの向流式ろ過は、０．９３ｍ²
の面積を有するＸフローろ過器ＭＦ０８Ｍ２（０．６μｍ）逆非対称（ポリエ
ーテルスルフォン−ポリビニールピロリドンで作られている）で実行された。図
１の原理による装置、すなわち、熱交換器がポンプとろ過器の入口との間に置か
れたこと及び図３及び図４に示された形式の発明によるバックウォッシュが使用
されたことを除いて圧力吸収器を全然用いていない。実際の装置は、膜が公称１
ｍ²膜であったことを除いて図４１に示された。１．５ｓのバックウォッシュ間
隔及び０．５ｍ／ｓの向流式、すなわちＣＶが用いられた。バックウォッシュ量
は１５０ｍｓに１６０ｍｌであった。温度は−０．６℃であった。未ろ過ビール
の濁度値は６．１０ＥＢＣ−Ｔ９０であった。濃縮側ポンプは、遠心ポンプ（ア
ルファラバルＧＭ１）であった。全透過側をくみ出すポジティブポンプは、ホー
スポンプＳＰ２５、ブレデルデルデン、であり、バックウォッシュ量をバックウ
ォッシュハイドロフォアに送るポンプは、オランダのブレデルのホースポンプ、
ＳＰ１０（大きなホースを有する）であった。

【０１９０】図２の理論的圧力低下パターンは、実証できない。試みは行われるが、ほとん
ど直ちに中止される。ろ過システムは、実験が継続した場合、激しいバックウォ
ッシュによって損失される。

【０１９１】比較例番号ＩＶ安定化ビールの実験は、０．９３ｍ²の面積を有するＸフローろ過器ＭＦ０８
Ｍ２（０．６μｍ）逆非対称（ポリエーテルスルフォン−ポリビニールピロリ
ドンで作られている）によって実行される。実験セットアップは、比較例ＩＩＩ
のセットアップと同じであった。１．５ｓのバックフラッシュ間隔が適用された
。バックフラッシュ量及び時間は、それぞれ前述のように１６０ｍｌ及び１５０
ｍｌであり、温度は、−２．３℃であった。一方、ポンプ速度は、比較例ＩＩＩ
においてよりも非常に小さい。供給流量は、０．１２ｍ／ｓの平均向流速度を生
じる、０〜６００ｌ／ｈで変わった。初期の９００ｌの中から６００ｌだけは、
完全に汚損されたろ過器の前にろ過できた（図２９）。最終ＴＭＰは、７．１時
間で１．１５barであった。透過側束は８４ｌ／ｈ／ｍ²であった。透過側は、０
．６３〜０．７５ＥＢＣ−Ｔ９０を測定した。未ろ過ビールの値は６．１０ＥＢ
Ｃ−Ｔ９０であった。ポンプは比較例ＩＩＩにおけるのと同じである。

【０１９２】図２の理論圧力低下パターンは実証できない。

【０１９３】実験に続いて、ろ過器は、ＵＦろ過済蒸留水を使用してヘンケルエココラブか
らの方法で洗浄できた。

【０１９４】比較例番号ＶＳｃｈｅｎｋ−Ｆｉｌｔｅｒｂａｕ社のＢ．Ｃｚｅｃｈは、１９９５年４月
開催の第３４回年次会議で及びＦｉｌｔｒｉｅｒｅｎｕｎｄＳｅｐａｒｉｅｒ
ｅｎ（１９９５）ｐｐ２１に下記の結果を発表した。上記のような同じ種類のビ
ールは、図３０のセットアップで、すなわち０．５ｍ／ｓのＣＶ、１００ｌｍ／
ｈ／ｍ²の透過側速度、及び同じ種類であるが、９．３ｍ²の膜を有する緩衝器な
しに連続モードでろ過される。１２時間の最も長いろ過は、供給タンクへの透過
側の再循環で実行された。濃縮係数は１だった。このＴＭＰは１barであった。
濃縮係数が２に増加した他の試験では、この性能は７時間又はそれより短かった
。バックショック量は、最も確かに全ての場合に１５０ｍｌであった。ＥＰ０
６４５１７４号に記載された方法が追従される。

【０１９５】新発明による実施例Ｉ８７０１未ろ過非安定化ビールに関する試験は、熱交換器がポンプ及びハイ
ドロフォアとろ過器の入口との間に置かれることを除いて、同じ図のパターンに
近接するバックフラッシュパターンによって図３に示された種類の装置でろ過さ
れる。この装置には、０．５ｍｓ毎に特定の点の圧力をサンプルするようにトラ
ンスデューサ（Ｈａｎｎｎｉ、モデル５１０）が装備されている。この緩衝器は
、適切なクランプを有する全流量計であったので、この緩衝器の目的に従ってハ
イドロフォアとして機能を果たした。バックウォッシュ量のための緩衝器は、ド
イツのＧｅｂｒ、ＭｌｌｅｒのＧｅｍ（全量１４ｌ：入口開口Φ４８ｍｍ）
であって、ろ過器の入口及び出口の２つの緩衝器は、ドイツのＧｅｂｒ、Ｍｌ
ｌｅｒ、Ｇｅｍ（充填２／３をＣＯ₂で充填された全量１８１：入口開口Φ３
５ｍｍ）であった。

【０１９６】濃縮側ポンプは、遠心ポンプ（アルファ−ラバル、ＧＭ１）であって、全透過
側をくみ出すポンプは、ドイツのＳｅｅｂｅｒｇｅｒ社の傍心スクリューポンプ
、Ｓｅｅｐｅｘ、ＢＣ６８２であって、バックフラッシュ量をバックウォッシュ
ハイドロフォアにポンプで送るポンプは、オランダのＢｒｅｄｅｌｄｅｌｄｅ
ｎのホースポンプＳＰ２６であった。向流式ろ過（バッチモード）は、各ファイ
バが、０．９３ｍ²のろ過面積の内径１．５ｍｍ、外径２．３５ｍｍ、公称長１
ｍである束の２３０のファイバのＸフローろ過器ＭＦ０８Ｍ２（０．６μｍ）
逆非対称（ポリエーテルスルフォン−ポリビニールピロリドンで作られている）
で実行された。そのハウジングは、透過側出口及び９．６ｃｍ²の断面積を有す
るバックフラッシュ量の入口のための開口を有した。１．５秒のバックウォッシ
ュ間隔及び０．５ｍ／ｓのＣＶは用いられた。バックウォッシュ量は、９０ｍｌ
であった。温度は−０．５℃と−１．２℃との間で変わった。

【０１９７】全部のビールは、最高３７０ｌ／ｈ／ｍ²までの透過側束でろ過された（図３
２）。バックウォッシュ時間は、３６ｍｓと４０ｍｓとの間であった。７０〜８
０ｌが離れた場合、ＴＭＰは０．２８０barであった。したがって、錯誤によっ
て、大量のＣＯ₂は、供給量に送り込まれた。とにかく、バックウォッシュシス
テムは作動したが、残りもろ過された。これは、供給量の一部はガスであったの
で、実際の透過側束を低下させる。ＴＭＰは、０．６０barで終わった。透過側
は、０．７１ＥＢＣ−Ｔ９０を測定した。明らかに、８７０１よりも大量の未ろ
過のビールをろ過できる。最高２０００ｌまで可能であるべきである。１２０分
での圧力曲線（圧力センサ数は図３１を参照する）は、図３３に示された。入っ
てくる濃縮側の圧力、Ｐ１及びＰ８、及び出て行く濃縮側の圧力は、正確に減少
される。これは、ＴＭＰｉｎ及びＴＭＰｏｕｔで分かるように、非常に有効なバ
ックウォッシングを生じる。この圧力は時間の負の１００％である。

【０１９８】この実験に続いて、ろ過器は、ＵＦろ過済蒸留水を使用するヘンケル−エコラ
ブからの方法で洗浄でできる。

【０１９９】新発明による実施例ＩＩ実験は、濃縮上昇済ビールの緩衝器を有する０．１ｍ²モジュールの連続モー
ドで実行された。濃縮上昇済ビールの形成のための装置は、このろ過器０．１２
ｍ²のろ過器でなく、上記の１ｍ²のろ過器であることを除いて図３４に示された
装置である。１ｍ²のろ過器のハウジングも同じである。このビールは安定化さ
れなかった。この装置には、０．５秒毎に特定の点の圧力をサンプルするために
圧力トランスデューサ（Ｈａｅｎｎｉ、モデルＥＤ５１０）が装備されている。
それぞれ、バックウォッシュ量のための緩衝器は、ドイツのＧｅｂｒ、Ｍｌｌ
ｅｒのＧｅｍ（全量１４ｌ：入口開口Φ４８ｍｍ）、ろ過器の入口及び出口の
２つの緩衝器は、ドイツのＧｅｂｒ、Ｍｌｌｅｒ、Ｇｅｍ（６００ｍｌのＣ
Ｏ₂で充填された全量１８１：入口開口Φ３５ｍｍ）であった。

【０２００】ループのポンプは、遠心ポンプ（アルファ−ラバル、ＧＭ１）であって、全透
過側をくみ出すポンプは、ドイツのＳｅｅｂｅｒｇｅｒ社の傍心スクリューポン
プ、Ｓｅｅｐｅｘ、ＢＣ６８２であって、バックフラッシュ量をバックウォッシ
ュハイドロフォアにポンプで送るポンプは、オランダのＢｒｅｄｅｌｄｅｌｄ
ｅｎのホースポンプＳＰ２６であった。

【０２０１】開始量は、Ｘ−フローからの０．９３ｍ²のＭＦ０８Ｍ２ＲＡろ過器で濃縮上
昇される。この量は、４２３ｌ／ｈ／ｍ２の平均束で２３分にろ過された。図３
５を参照せよ。非常に高い流束速度のために、ろ過器は比較的速く汚損した。最
終のＴＭＰは、１．４２barであった。バックフラッシュ間隔は、２秒、バック
フラッシュ量は、９０ｍｌで、バックフラッシュ時間は、１９．５ミリ秒であっ
た。濃縮側流量は８２８ｌ／ｈであった。

【０２０２】残りの量は、ろ過器の交換器によって消失された１０１を除いて、０．１ｍ²
モジュールでろ過された。図３５を参照せよ。この装置はなお図３４の装置であ
る。このろ過器は、Ｘフローからの０．１ｍ²モジュールＭＦ０８Ｍ２ＲＡと交
換されたばかりであり、全透過側をくみ出すポンプは、デンマークのｉｎｔｅｒ
ｐｕｍｐのＳｅｅｂｅｒｇｅｒ社の傍心スクリューポンプ、Ｓｅｅｐｅｘ、ＭＤ
００１５であって、バックフラッシュ量をバックウォッシュハイドロフォアにポ
ンプで送るポンプは、オランダのＢｒｅｄｅｌＨｏｓｅＰｕｍｐｓであって
、デンマークのＩｎｔｅｒｐｕｍｐのホースポンプＳＰ２６で、ブリードをくみ
出すポンプは、デンマークのＩｎｔｅｒｐｕｍｐのＳｅｅｐｅｘ、ＭＤ０１２
であった。

【０２０３】濃縮側量は１８０ｌ／ｈであった。ブリード流量は、ブリードポンプ、傍心ス
クリューポンプのチューニングに関する問題のためにすこし変わった。これによ
って、濃縮係数は、２２〜２９に増加する。図３６を参照せよ。バックウォッシ
ュ間隔は２秒であり、バックウォッシュ量は９ｍｌであった。バックウォッシュ
時間は、始めに２０ミリ秒であるが、終わりに２８ミリ秒であった。流束は１３
３ｌ／ｈ／ｍ²であった。ろ過は、このシステムの死空間に継続した。ろ過は９
．２５時間かかる。このシステムの死空間は約６．５１であった。

【０２０４】透過側特性は、下記の表３に示された。第１のサンプル後からの全概算ＥＢＣ
−Ｔ９０値は満足である。第１のサンプル測定値はあまりにも大きい。この測定
は、ドイツのＷｅｉｇａｎｇ博士からヘーズメーターで実行される（ＥＢＣ−Ｔ
９０を測定する非許可方法）。単位は、そのパンフレットによればＥＢＣ−Ｔ９
０値を４倍であるＦＮＵである。これは、高概算ＥＢＣ−Ｔ９０値を説明しても
よい。

【０２０５】（０．１ｍ²スケールの連続ろ過中）６５０分の圧力曲線は、図３７に示され
ている。入ってくる濃縮側Ｐ１及び出て行く濃縮側Ｐ５の圧力は１００％減少さ
れた。圧力の増加は全然観測できなかった。Ｐ３の圧力ピークは、透過側圧がバ
ックウォッシュ中高値に増加することを示している。これは、時間の負の１００
％であるＴＭＰｉｎ及びＴＭＰｏｕｔを生じる。

【０２０６】

【表３】

【０２０７】新発明による実施例ＩＩＩＭｉｌｌＩｉｐｏｒｅのＭＩＬＬＩＰＯＲＥＥＦＤ１２５ＬＡＢＳＣ
ＡＬＥからろ過器は使用された。このろ過器は、２３ｃｍの有効ファイバ長を有
するモジュールの中に平行にねじり込まれる各４６ｃｍを有する下記の特性の６
つの中空ファイバを有する。孔径は０．６５ｍｍであった。表面積は０．０１２
５ｍ²であった。このファイバは、１３ｍｍのＩ．Ｄ．及び２．０ｍｍのＯ．Ｄ
．を有した。このファイバは最高１．４barまでの圧力を保持する。このハウジ
ングは、最高４．０barまでの圧力を保持する。

【０２０８】実験は、これは高速バックウォッシングを実行するのに必要であるので、ファ
イバの破壊圧力以上のバックウォッシュ圧力によってバッチモードで不安定化ビ
ールで実行された。このパイプは、φ４ｍｍのものである。ハイドロフォア（端
部のブランドクランプを有する透明剛性管φ２５ｍｍの１０ｃｍの長さの片）は
、供給入口に設置される。この装置には、０．５ミリ秒毎に特定の点の圧力をサ
ンプルするように圧力トランスデューサ（Ｈａｅｎｎｉ、モデルＥＤ５１０）が
装備されている。供給ポンプは、遠心ポンプ（アルファ−ラバル、ＧＭ１）であ
り、全透明水をくみ出すポンプは、オランダのＷａｎｋｅｓｈａＢｒｅｄｅｌ
のホースポンプ、ＳＰ１０（５７９）であり、バックフラッシュ量をバックフラ
ッシュハイドロフォアにポンプで送り出すポンプは、オランダのＢｒｅｄｅｌ
ＨｏｓｅＰｕｍｐｓのホースポンプＳＰ１０（８０５６）であった。ファイバ
の向流速度は０．５ｍ／ｓであった。２．１ｍｌのバックフラッシュ量は使用さ
れた。バックフラッシュ間隔は２秒であって、ＢＦ−時間は２２ミリ秒であった
。温度は−１．４℃であった。

【０２０９】透明水速度は、図３８の実験結果に示されるように２３０ｌ／ｈｍ²〜３８０
ｌ／ｈｍ²に増加した。実験は４時間後停止されるまで、ＴＭＰはあまり増加し
ない。圧力室の加えられたＢＦ圧力は５barであった。ＴＭＰだけは、０．１５b
arから０．２２barまで増加した。

【０２１０】濁度測定データは表４に示される。これは、ろ過済ビールの許容濁度を示す。
２３０分の圧力曲線は図４０に示されている。ＢＦ圧力は、ここでハイドロフォ
アが全然ないので、供給入口の端部であるが濃縮側出口の端部でない濃縮側側で
減少されることが分かった。さらに、濃縮側圧は、振動しなくて、実際のＢＦ時
間はプログラム化時間よりも長いように、システム圧力への減少に対する困難性
を有した。

【０２１１】

【表４】

【０２１２】新発明による実施例ＩＶ実験は、０．１ｍ²の面積を有するＸフローろ過器ＭＦ０８Ｍ２（０．６μ
ｍ）逆非対称（ポリエーテルスルフォン−ポリビニールピロリドンで作られてい
る）に関する比較例Ｉに記載された装置の安定化ビールで実行された。（各々の
ファイバがｉ．ｄ．１５ｍｍ、ｏ．ｄ．２．３５ｍｍ、有効長４５ｃｍである束
の５０のファイバ）。セットアップは、図２のセットアップ、すなわち圧力吸収
器が全然ない。装置の図は図４１に示されている。このパイプは２０ｍｍのＩ．
Ｄ．を有した。供給タンクの底部からろ過器入口まで及びろ過器出口から供給タ
ンクパイプ片の長さは、約３．５ｍ及び５ｍを測定した。濃縮側ポンプは、遠心
ポンプ（アルファ−ラバル、ＧＭ１）であり、全透過側をくみ出すポンプは、オ
ランダのＷａｎｋｅｓｈａＢｒｅｄｅｌのホースポンプ、ＳＰ１０（５７９）
であり、バックフラッシュ量をバックフラッシュハイドロフォアにポンプで送る
ポンプは、オランダのＢｒｅｄｅｌＨｏｓｅＰｕｍｐｓのホースポンプＳＰ
１０（８０５６）であった。遠心ポンプは非常に低い周波数で作動した。このバ
ックウォッシュシステムは、比較例ＩＩＩ及びＩＶと同じである。１．５秒のバ
ックウォッシュ間隔は用いられた。バックウォッシュ時間は４０ミリ秒であった
。バックウォッシュ量は、ｔ＝０〜７時間までの１３ｍｌで、残りの時間７ｍｌ
であった。温度は−２℃であった。ポンプ速度は、０．５８ｍ／ｓの平均向流速
度に対応する１８０ｌ／ｈであった。全３００ｌは、死空間として残された３ｌ
を除いて、ろ過された。最終ＴＭＰは０．２９barであった。平均透過側量は、
１４．８ｌ／ｈ（図４２）であった。透過側は、０．６３〜０．８８ＥＢＣ−Ｔ
９０を測定した。未ろ過ビールの値は１．２８ＥＢＣ−Ｔ９０であった。

【０２１３】圧力曲線は、実証できるが、アナログろ過の曲線（この番号は図４１を示す）
は、図４３に示される。

【０２１４】実験に続いて、このファイバは、ＵＦろ過済蒸留水を使用してヘンケル−エコ
ラブからの方法で洗浄できる。

【０２１５】新発明による実施例Ｖ実験は、新しい発明による実験ＩＶに記載されているのと同じ装置及び同じ作
動条件で安定化ビールで実行され、下記のみ異なった。バックウォッシュ量は３
ｍｌであった。バックウォッシュ時間は６１ミリ秒であった。温度が−１．５℃
であった。

【０２１６】２３ｌを除いて全３００ｌは、ろ過された（図４４）。作業の中間で、バック
ウォッシュ弁が故障した。ろ過の終わりに残された２３ｌの未ろの過ビールは、
多分この故障のせいにし得る。最終ＴＭＰは０．５０barであった。透過側流束
は１３５ｌ／ｈ／ｍ²であった。透過側は０．５３〜０．７１ＥＢＣ−Ｔ９０を
測定した。未ろ過のビールの値は、２．６６ＥＢＣ−Ｔ９０であった。実験に続
いて、このろ過器は、ＵＦろ過済蒸留水を使用してヘンケル−エコラブからの方
法で洗浄できる。

【０２１７】実施例の検討最新技術、２つの比較例ＩＩＩ及びＩＶの例及び本発明による例は、かきで比
較される。これを行う前に、成功基準が示される。私達が、Ｘフローろ過器ＭＦ
０８Ｍ２ＲＡで非安定化／安定化の未ろ過の、遠心カールズバーグピルゼン
ビール１４．５のろ過を考察する場合、これは、最小１００ｌ／ｈｍ２の流量束
で最小３０００ｌ／ｍ²ろ過面積である。これは、水透過性中間物の洗浄及び再
保管によるいくつかの続くろ過の約１００ｌ／ｈ／ｍ²の流束の０．１ｍ２のＸ
フローろ過器ＭＦ０８Ｍ２ＲＡの３００ｌをろ過する行われる。この値は、
下記で基準値として参照される。

【０２１８】さらに、濃縮係数が４以下である場合、ＴＭＰのビールろ過バッチデータ対時
間が比較されるだけである。最も可能性があるにはβグルカンゲルの形成のため
に、濃縮係数が３以上（参考文献、ＵＧａｎｓ著「ビールの効率のよい向流式
精密ろ過」（Ｆｏｒｔｓｃｈｒ．−Ｂｅｒ．ＶＤＩＲｅｉｈｅ３．Ｎｒ３８５
．ＤｓｓｅｌｄｏｒｆＶＤＩ−Ｖｅｒｌａｇ１９９５）であるならば、最
新の技術が使用される場合、ろ過性は見かけ上かなり削減される。３以上の濃縮
係数の場合、形成されたβグルカンゲルは、流束及びＴＭＰ対時間の曲線を支配
する。

【０２１９】比較例Ｉは、５００ｌ／ｍ²だけで始まるろ過である。４９５ｌは、０．２３b
arの最終ＴＭＰでろ過された。４９５ｌは、ほんの基準値の１７％にすぎない。

【０２２０】比較例ＩＩでは、開始量は未知である。ほとんど８ｍ³は、この型式Ｘフロー
ＭＦ０８Ｍ２ＲＡ０６ＤＭの、１０ｍ²モジュールの０．７barの最終Ｔ
ＭＰで７．１時間にろ過された。この性能は、１００ｌ／ｈ／ｍ²の３００ｌ／
ｍ²の２７％に等しい。

【０２２１】比較例ＩＩＩは、ろ過が全く作動できないので、少しの透過側も生じない。

【０２２２】比較例ＩＶは、可能な９００ｌの中から６００ｌの不十分なろ過である。ファ
イバの向流速度は、非常に低いので、供給速度は、次にバックウォッシング中、
濃縮側として、ろ過器出口の外側に導かれたバックウォッシングの透過側の生成
に十分な供給を可能にしただけである。したがって、この例は実際全量ろ過であ
った。

【０２２３】比較例Ｖは、連続ろ過からの結果を示す。約１００ｌ／ｈ／ｍ²の流束の１〜
７時間ろ過が得られた。膜は１０ｍ²のろ過面積を有した。この性能は、１００
ｌ／ｈ／ｍ²の３０００ｌ／ｍ２の２３％未満に等しい。

【０２２４】本発明による第１の例は、上記の型式の１ｍ²Ｘフローモジュールの３１１ｌ
／ｈの流量の２．８時間（１７０分）の８７０ｌのろ過を示す。この装置は、開
始量として９００ｌ以上を可能にしない。８７０ｌは、３０００ｌの２９％であ
り、これは３．３時間だけで得られる。さらに、より多くのビールが使用できる
場合、より多くのビールはろ過できた。３１１ｌ／ｈｍ²の約１２００ｌ／ｍ²が
ろ過できた。これは、３０００ｌの４０％は、３１１ｌ／ｈｍ²の公称流束にろ
過できたことを示す。流束が１００ｌ／ｈ／ｍ²だけであったとしても、より多
くのビールをろ過できたので、汚損する傾向は透過側流束に強く依存するために
、ろ過時間は、多分、８．７時間よりも非常に長かった。

【０２２５】第２の例は、上記の型式の０．１ｍ²のＸフローろ過器による。ろ過器は、連
続モードにあり、濃縮係数は約２５である。９．２５時間だけでは、１２４ｌは
、１３３ｌ／ｈｍ²の透過側流束でろ過され、最終ＴＭＰは０．２４５barであっ
た。これは基準値の４１％に等しい。ろ過するのに多くのビールがあった場合、
実証された性能は非常に良い。透過側流束速度が１００ｌ／ｈ／ｍ²だけを有し
た場合、これはこの事例でもあった。

【０２２６】Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅろ過器に対する第３の例は、２５０分に約１５ｌ又は１２
００ｌ／ｍ²がろ過されたことを示す。これは、基準値の４０％であり、公称の
非対称膜によっても基準値は本発明による経済的な実現可能なビールろ過に有用
である有望な結果を示す。

【０２２７】第４及び第５の例は、バッチモードの０．１ｍ２Ｘフローろ過器に関するもの
である。両方の場合、３０００ｌ／ｍ²はろ過される。これは基準値の１００％
である。実験は、９００ｌの供給量の制限を有する基準値の周り性能を実証する
ことができる唯一の実験である。他の例は、供給量の上記の制限のために基準値
の４０％よりも近い性能を示さない。

【０２２８】結論するために、本発明による０．１ｍ２スケールの例からの結果は、最新技
術（参考文献、ＵＧａｎｓ著「ビールの効率のよい向流式精密ろ過」（Ｆｏｒ
ｔｓｃｈｒ．−Ｂｅｒ．ＶＤＩＲｅｉｈｅ３．Ｎｒ３８５．Ｄｓｓｅｌｄｏ
ｒｆＶＤＩ−Ｖｅｒｌａｇ１９９５）よりも非常によい性能を示し、一方、
本発明による１ｍ２スケールのろ過結果は、ろ過は３０分未満で実行されたので
、最新技術よりも少なくとも２倍よい性能を示す。さらに、より多くのビールが
使用可能であり、透過側流束速度が公称１００ｌ／ｈｍ²である場合、さらによ
い結果が得ることができる。

【０２２９】モジュールの厚さは、ファイバ束の放射方向の圧力低下はあまりないので、あ
まり重要でない（流束の半径によって測定された１０ｍ²モジュールは、１ｍ²モ
ジュールよりも３．１６倍の厚さだけである）。アルグン式(Bend Research，Br
oseら、Final report to FLSMilijo A/S from Bend Research INC 1991)は、圧
力低下の計算のために使用できる。ファイバ束の放射方向の圧力低下は、約０．
５ｋＰａ／ｍまで計算できる。したがって、１０ｍ²Ｘフローモジュール場合さ
え、この圧力低下は、ろ過器内の軸方向の圧力低下に重要でない。これから、最
新技術の性能の少なくとも２倍のろ過結果が１０ｍ²Ｘフローモジュールで得る
ことができる。

【０２３０】第二に、本発明は、Ｘフローろ過器に限定されなく、他のろ過器、さらに正規
の非対称ろ過器及び対称ろ過器はまた用いることができる。ファイバを製造する
ので知られ、新しい発明によるビールろ過に有用な中空ファイバを製造できる会
社は、Ｘフロー、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｓｅｐｒｏｍｅｍｂｒａｎｅｓ、Ｚｅｎ
ｏｎである。

【０２３１】本発明は、螺旋巻モジュールに応用可能であってもよい。供給側で、ろ過器モ
ジュール前後ハイドロフォアを配置できるべきである。透過側側で、短いが十分
大きくで頻繁な圧力を加えることができないので、透過側は全膜面積を通して戻
る。この成功は当の螺旋モジュールの力及び寸法によって決まる。

【０２３２】最後に、本発明の原理は、修正に応用可能であるばかりでなく、バッチウォッ
シングによる限外ろ過及びマクロろ過にも応用されてもよいことを指摘すべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ろ過される流体としてビールに関する実験のためにＷｅｎｔｅｎ（１９９４年
のデンマーク工業大学のＰｈ．Ｄ学位論文「工業用懸濁を処理する向流式精密ろ
過の応用」）によって使用されるろ過装置のきわめて重要な要素の概略図を示し
、さらに装置図の下に示されたバックウォッシング中及びろ過中のろ過器ファイ
バの流量及び透過側圧／濃縮側圧の対応する図を示す。

【図２】図１と異なる透過側圧／濃縮側圧の場合を示す図である。

【図３】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例の図である。

【図４】本発明によるろ過装置のこの好ましい実施例の図である。

【図５】濃縮側及び透過側の流路に沿って異なる点の圧力を測定する圧力センサを示す
図３〜図４に示された装置の概略図を示す。

【図６】濃縮側圧及び透過側圧ならびに限外ろ過済蒸留水で実行された図２〜図５のろ
過装置による異なる実験のためのバックウォッシング中の膜間圧力のグラフを示
す。

【図７】濃縮側圧及び透過側圧ならびに限外ろ過済蒸留水で実行された図２〜図５のろ
過装置による異なる実験のためのバックウォッシング中の膜間圧力のグラフを示
す。

【図８】濃縮側圧及び透過側圧ならびに限外ろ過済蒸留水で実行された図２〜図５のろ
過装置による異なる実験のためのバックウォッシング中の膜間圧力のグラフを示
す。

【図９】濃縮側圧及び透過側圧ならびに限外ろ過済蒸留水で実行された図２〜図５のろ
過装置による異なる実験のためのバックウォッシング中の膜間圧力のグラフを示
す。

【図１０】バックウォッシング中の中空ファイバに沿って膜間圧力を示すグラフを示す。

【図１１】ハウジング及びファイバの中空ファイバの束を有するろ過器モジュールの概略
図である。

【図１２】ろ過膜の表面に面する濃縮側の保持粒子の異なる場合を示す。

【図１３】ろ過膜の表面に面する濃縮側の保持粒子の異なる場合を示す。

【図１４】ろ過膜の表面に面する濃縮側の保持粒子の異なる場合を示す。

【図１５】ろ過膜の表面に面する濃縮側の保持粒子の異なる場合を示す。

【図１６】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図１７】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図１８】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図１９】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２０】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２１】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２２】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２３】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２４】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２５】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２６】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２７】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２８】本発明によるろ過装置の異なる実施例の概略図を示す。

【図２９】比較例番号ＩＶに対する実験結果を示す。

【図３０】比較例番号Ｖで使用される実験装置の図を示す。

【図３１】新発明による実施例Ｉで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３２】新発明による実施例Ｉで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３３】新発明による実施例Ｉで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３４】新発明による実施例ＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３５】新発明による実施例ＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３６】新発明による実施例ＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３７】新発明による実施例ＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図３８】新発明による実施例ＩＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す
。

【図３９】新発明による実施例ＩＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す
。

【図４０】新発明による実施例ＩＩＩで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す
。

【図４１】新発明による実施例ＩＶで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図４２】新発明による実施例ＩＶで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図４３】新発明による実施例ＩＶで使用される実験装置及び得られた結果の図を示す。

【図４４】新発明による実施例Ｖで得られた結果を示す。

【符号の説明】

３…ろ過器ハウジング、７…導管、８…遠心ポンプ、９…導管、１７…ハイド
ロフォア、１８…空気封入ヘッドスペース、１８ａ…濃縮側封入スペース、２０
…空気封入ヘッドスペース、２０ａ…濃縮側封入スペース２０ａ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者コエロドスサントスコンカルフゲラ，マリア，アレキサンドラデンマーク，デーケー−2800 リンビー，ラントフテンパーケン 36 (72)発明者ラスムーセン，アランデンマーク，デーケー−2920 シャルロテンランド，エルイーブルンスフェ 16 (72)発明者スタッブピーターレイマーデンマーク，デーケー−3460 ビルケロッド，テグファークスヴェ６アー (72)発明者ハンセン，プレベン，ボージュデンマーク，デーケー−2820 ゲントフ，エリカパーケン 49，スト．テーブイ (72)発明者ジェンセン，ジェンス，ピーターデンマーク，デーケー−3500 ファーローズ，モレダーレン９Ｆターム(参考） 4D006 GA06 HA01 HA21 KA12 KC14 KE06P KE28Q MA01 MA02 MA22 MA25 MC40 MC62 PA01 PB53 PC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の濃縮側と透過側の間に透過膜を使用して前記粒子を濃
縮側の流体に保持する向流式ろ過方法であって、前記流体をろ過方向に前記透過性膜を通して押しやり、及びろ過の段階中前記
流体を前記濃縮側の方へ向いている前記膜の表面に沿って流れさせる第１の圧力
差を前記濃縮側と前記透過側との間に加えるステップと、ある時間中バックウォッシングの段階中前記流体をバックウォッシング方向に
前記膜を通って押し戻す第２の圧力差を透過側と前記濃縮側との間に加えること
によって前記膜を周期的にバックウォッシングするステップと、前記濃縮側の方へ向いている前記膜の表面のほぼ全ての部分に沿って及び／又
はこの部分から離れた所への濃縮側のかなりの移送が前記バックウォッシングの
段階中行われるように前記バックウォッシングの段階中前記膜に対して前記濃縮
側の流れを促進するステップとを含む、向流式ろ過方法。
【請求項２】さらに、前記透過側の方へ向いている前記膜の表面のほぼ全ての部分の方へ及び／又は
この部分に沿っての透過側のかなりの移送が前記バックウォッシングの段階中行
われるように前記バックウォッシングの段階中前記膜に対して前記透過側の流れ
を促進するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】前記膜が、供給入口、濃縮側出口、透過側入口及び透過側出
口又は組合せ結合透過側出口及び入口を有するフィルタハウジングに配置されて
いる請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】さらに、前記透過側の流れを促進し、及びガス封入ヘッドスペース及び流体封入スペー
スを有し、及び低い流れ抵抗を有する導管を通って前記透過側入口と流体でつな
がり、及び定流ポンプと流体でつながっている流体封入スペースに対して配置さ
れている緩衝容器又はハイドロフォアを含む透過側流促進手段を設けるステップ
であって、開閉弁が、前記流体封入スペースと前記透過側入口との間で前記導管
を通してつながっている前記流体を開閉するように構成されていることと、ろ過の段階及びその後のバックウォッシングの段階中、バックウォッシングの
段階で所望のバックウォッシングされた透過側量にほぼ等しいくみ出された量を
得る速度で前記ろ過の段階及び前記バックウォッシングの両方中前記定流ポンプ
を連続して作動させるステップと、前記バックウォッシング方向への前記膜を通しての流れ抵抗のいかなる増加も
、前記ガス封入ヘッドスペースの圧力の対応する増加に対する前記流体封入スペ
ースの大きさの増加を伴うように、前記バックウォッシングの段階中前記開閉弁
を開き、及び前記ろ過中前記開閉弁を閉じるステップとを含む、請求項３記載の
方法。
【請求項５】さらに、前記透過側の流れを促進するための透過側流促進手段を設けるためのステップ
であって、前記透過側の流れを促進し、及び前記透過側入口と遮断可能な流体とつながっ
ていて前記バックウォッシング方向に透過側流を生じる定流ポンプを含み、所望のバックウォッシングされた前記透過側量にほぼ等しい前記時間中くみ出
された量を得る速度で前記バックウォッシングの段階中前記透過側入口と流体で
つながっている前記定流ポンプを維持するステップと、前記ろ過の段階中前記定流ポンプと前記透過側入口との間の前記流体のつなが
りを遮断するステップとを含む、請求項３記載の方法。
【請求項６】さらに、前記透過側出口を通る透過側の流れを周期的に減少させるか又は停止させるた
めに構成された弁のような流れ抵抗手段を設け、前記透過側出口を通る透過側の流れが減少又は停止されるように前記バックウ
ォッシングの段階中前記流れ抵抗手段を起動するステップを含む、請求項４又は
５記載の方法。
【請求項７】さらに、前記透過側圧が、ほぼ前記通路に沿って減少される、好ましくは、前記濃縮側
の流路に沿って前記濃縮側圧の減少にほぼ対応して減少されるように前記バック
ウォッシングの段階中前記透過側の流路に沿って前記透過側圧を制御するステッ
プを含む、請求項３〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】１つ又はそれ以上の流れ抵抗本体又はスペーサが、前記透過
側流路に配置され及び／又はポンプが前記透過側入口及び出口と流体でつながっ
て配置され、前記バックウォッシングの段階中透過側を前記透過側出口から前記
透過側入口へポンピングする、請求項７記載の方法。
【請求項９】前記第２の圧力差が、前記バックウォッシングの段階中、前
記ろ過中の前記濃縮側圧力に対して前記濃縮側の圧力を減少させるか及び／又は
前記バックウォッシング中、前記ろ過中の前記透過側圧に対して前記透過側の圧
力を増加させることによって行われる、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】さらに、前記供給入口及び／又は前記濃縮側出口と流体でつながっていて、前記バック
ウォッシングの段階中前記供給入口及び／又は前記濃縮側出口からの前記濃縮側
の流れを促進する濃縮側流促進手段を設けるステップを含む、請求項３〜９のい
ずれかに記載の方法。
【請求項１１】前記濃縮側流促進手段が、前記供給入口と流体でつながって
いる第１の低い流れ抵抗流体導管及び／又は前記濃縮側出口と流体でつながって
いる第２の低い流れ抵抗流体導管を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】前記濃縮側流促進手段が、前記供給入口と流体でつながって
いて濃縮側を前記供給入口から入れる緩衝タンク又はハイドロフォアのような第
１の濃縮側受け入れ手段及び／又は前記バックウォッシングの段階中、前記濃縮
側出口と流体でつながっていて濃縮側を前記濃縮側出口から入れる緩衝タンク又
はハイドロフォアのような第２の濃縮側受け入れ手段を含む、請求項１０又は１
１記載の方法。
【請求項１３】さらに、前記第１の濃縮側受け入れ手段と前記流体入口との間及び／又は前記第２の濃
縮側受け入れ手段と前記濃縮側出口との間に開閉弁を設けるステップと、前記ろ過の段階中前記開閉弁を閉じるステップと、前記第１及び／又は第２の濃縮側受け入れ手段の前記圧力を前記ろ過の段階に
ほぼ前記濃縮側の圧力以下の圧力に減少させるステップと、前記バックウォッシングの段階中前記開閉弁を開くステップとを含む、請求項
１２記載の方法。
【請求項１４】前記膜が非対称膜である、請求項１〜１３のいずれかに記載
の方法。
【請求項１５】前記膜が逆非対称膜である、請求項１〜１３のいずれかに記
載の方法。
【請求項１６】前記膜が対称膜である、請求項１〜１３のいずれかに記載の
方法。
【請求項１７】前記膜が、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメ
ートルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、よ
り好ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/
m2/bar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好まし
くは、約２５，０００l/h/m2/bar以上、最も好ましくは約３０，０００l/h/m2/b
ar以上の水に対する透過率を有する、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】前記供給入口及び前記濃縮側出口の前記透過側と前記濃縮側
との間の前記第２の圧力差が、前記時間の少なくとも６０％、好ましくは、前記
時間の少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは
少なくとも８５％中、正に保持される、請求項３〜１７のいずれかに記載の方法
。
【請求項１９】連続バックウォッシングの段階間の時間間隔が、約０．５秒
と約１０秒との間にあり、前記第２の圧力差が、約０．００５barと約６barとの
間にあり、及び各バックウォッシングの段階の持続時間が、約１０ミリ秒と約５
秒との間にある、前述の請求項に記載であり、及びビールのろ過での使用のため
の方法。
【請求項２０】粒子を流体から除去し、濃縮側側及び透過側側を有し、及び供給入口及び濃縮側出口を有するハウジン
グに配置される透過性膜であって、前記ハウジングにも、透過側出口及び透過側
入口又は組合せ透過側出口及び入口が装備されていることと、ろ過方向に前記流体を前記膜を通して押しやり、及びろ過の段階中前記濃縮側
の方に向いている前記膜の前記表面を流れさせる第１の圧力差を発生する第１の
圧力発生手段と、バックウォッシングの段階中、バックウォッシング方向に前記流体を前記膜を
通して押し戻す第２の圧力差を前記透過側側と前記濃縮側側との間に周期的に発
生する第２の圧力発生手段と、前記濃縮側の方に向いている前記膜の前記表面のほぼ全ての部分に沿って及び
／又はこの部分から離れた所への濃縮側の多量の移送が前記バックウォッシング
の段階中行われるように前記バックウォッシングの段階中、前記膜に対して濃縮
側の流れを促進する濃縮側流促進手段とを備えている、向流式ろ過装置。
【請求項２１】さらに、前記透過側の方に向いている前記膜の前記表面のほぼ全ての部分に沿って及び
／又はこの部分から離れた所への透過側の多量の移送が前記バックウォッシング
の段階中行われるように前記バックウォッシングの段階中、前記膜に対して透過
側の流れを促進する透過側流促進手段を含む、請求項２０に記載のろ過装置。
【請求項２２】前記透過側流促進手段が、ガス封入ヘッドスペース及び流体封入スペースを有する緩衝容器又はハイドロ
フォアと、前記流体封入スペースと前記透過側入口との間の流体でのつながりを確立する
ために配置される低い流れ抵抗を有する導管と、前記導管と流体でつながって配置されている定流ポンプと、前記流体封入スペースと前記透過側入口との間及び前記定流ポンプと前記透過
側入口との間で前記導管を通る流体の連絡を開閉するように前記導管に配置され
る開閉弁とを備え、前記定流ポンプが、ろ過の段階及びその後のバックウォッシングの段階中、前
記バックウォッシング中所望のバックウォッシングされた透過側量にほぼ等しい
くみ出された量を得るのに少なくとも十分であるポンピング速度を有する、請求
項２０又は２１記載のろ過装置。
【請求項２３】前記透過側流促進手段が、前記透過側入口と流体でつながっていて、及びバックウォッシング中、前記バ
ックウォッシング中所望のバックウォッシングされた透過側量にほぼ等しいくみ
出された量を得るのに少なくとも十分であるポンピング速度を有する定流ポンプ
と、前記定流ポンプと前記透過側入口との間の前記流体でのつながりを遮断するた
めに配置された弁のような流れ遮断手段とを含む、請求項２０又は２１記載のろ
過装置。
【請求項２４】さらに、前記バックウォッシングの段階中、前記透過側出口
を通る透過側の流れを周期的に減少させるか又は停止させるために構成される弁
のような流れ抵抗手段を含む、請求項２０〜２３記載のろ過装置。
【請求項２５】さらに、前記透過側圧が前記流路に沿ってほぼ減少されるよ
うに前記バックウォッシングの段階中前記透過側入口と前記透過側出口との間の
前記透過側の流路に沿って前記透過側圧を制御する透過側圧制御手段を含む、請
求項２０〜２４のいずれかに記載のろ過装置。
【請求項２６】前記透過側圧制御手段が、前記透過側流路に配置された１つ
又はそれ以上の流れ抵抗本体又はスペーサ及び／又は前記透過側入口及び出口と
流体でつながって配置され、前記バックウォッシングの段階中、前記透過側を前
記透過側出口から前記透過入口へポンピングするポンプを含む、請求項２５記載
のろ過装置。
【請求項２７】さらに、前記供給入口及び／又は前記濃縮側出口と流体でつながっていて、前記バック
ウォッシングの段階中前記供給入口及び／又は前記濃縮側出口から前記濃縮側の
流れを促進する濃縮側流促進手段を含む、請求項２０〜２６のいずれかに記載の
ろ過装置。
【請求項２８】前記濃縮側流促進手段が、前記供給入口と流体でつながって
いる第１の低い流れ抵抗流体導管及び／又は前記濃縮側出口と流体でつながって
いる第２の低い流れ抵抗流体導管を備えている、請求項２７記載のろ過装置。
【請求項２９】前記濃縮側流促進手段が、前記供給入口と流体でつながって
いて、濃縮側を前記供給入口から入れる緩衝タンク又はハイドロフォアのような
第１の濃縮側受け入れ手段及び／又は前記濃縮側出口と流体でつながっていて、
前記バックウォッシングの段階中濃縮側を前記濃縮側出口から受け入れる緩衝タ
ンク又はハイドロフォアのような第２の濃縮側受け入れ手段を含む、請求項２７
又は２８記載のろ過装置。
【請求項３０】さらに、前記第１の濃縮側受け入れ手段と前記流体入口との間及び／又は前記第２の濃
縮側受け入れ手段と前記濃縮側出口との間の開閉弁と、前記第１及び第２の濃縮側受け入れ手段の前記圧力を前記ろ過の段階中のほぼ
前記濃縮側の圧力以下の圧力に減少させるポンプのような圧力減少手段とを含む
、請求項２９記載のろ過装置。
【請求項３１】前記膜が１つ又はそれ以上の管状本体として構成され、各管
状本体が、前記管状本体の内部表面に隣接する内部ルーメンと、外部表面とを有
する、請求項２０〜３０のいずれかに記載のろ過装置。
【請求項３２】前記内部表面が、前記膜の前記濃縮側側を構成し、及び前記
外部表面が、前記膜の前記透過側を構成する、請求項３１記載のろ過装置。
【請求項３３】前記内部表面が、前記膜の前記透過側側を構成し、及び前記
外部表面が、前記膜の前記濃縮側側を構成する、請求項３１記載のろ過装置。
【請求項３４】前記ハウジングが、ガス封入ヘッドスペースを含む、請求項
３１〜３３のいずれかに記載のろ過装置。
【請求項３５】前記ガス封入ヘッドスペースが、弾性材料のシートのような
変位可能なバリヤ又は仕切り壁の平面を横切る方向に前記ハウジングに変位可能
に配置された仕切り壁によって前記ハウジングの残りの体積から分離される、請
求項３４記載のろ過装置。
【請求項３６】前記ハウジングが、弾性材料のシートのような変位可能なバ
リヤ又は仕切り壁の平面を横切る方向に前記ハウジングに変位可能に配置された
仕切り壁によって前記ハウジングの残りの体積から分離される流体封入スペース
を含み、前記流体封入スペースが、好ましくは前記透過側入口を代用する流体開
口によって前記ハウジングの外部とつながっている、請求項３２記載のろ過装置
。
【請求項３７】前記膜が非対称膜である、請求項２０〜３６のいずれかに記
載のろ過装置。
【請求項３８】前記膜が逆非対称膜である、請求項２０〜３６のいずれかに
記載のろ過装置。
【請求項３９】前記膜が対称膜である、請求項２０〜３６のいずれかに記載
のろ過装置。
【請求項４０】前記膜が、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメ
ートルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、よ
り好ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/
m2/bar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好まし
くは、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2
/bar以上の水に対する透過率を有する、請求項２０〜３９のいずれかに記載のろ
過装置。
【請求項４１】濃縮側と透過側との間で前記濃縮側の流体にある粒子を保持
する流体の透過性膜を使用する向流式ろ過方法であって、前記流体をろ過方向に前記透過性膜を通して押しやり、及びろ過の段階中前記
流体を前記濃縮側の方へ向いている前記膜の表面に沿って流れさせる第１の圧力
差を前記濃縮側と前記透過側との間に加えるステップと、ある時間中バックウォッシングの段階中前記流体をバックウォッシング方向に
前記膜を通って押し戻す第２の圧力差を透過側と前記濃縮側との間に加えること
によって前記膜を周期的にバックウォッシングするステップと、所望の流量特性が前記膜のろ過範囲の一部又はこの範囲の全部に沿って得られ
るように前記ろ過の段階及び前記バックウォッシング中の両方で前記膜の前記濃
縮側側及び前記透過側側の圧力をそのうち及び／又は前記膜のろ過範囲に沿って
制御するステップとを含む、向流式ろ過方法。
【請求項４２】前記膜が、供給入口、濃縮側出口、透過側入口及び透過側出
口又は組合せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハウジングに配置され、前記バ
ックウォッシング中、緩衝容器又はハイドロフォア及び／又は定圧ポンプ、好ま
しくは低抵抗定圧ポンプのような前記流体圧を制御する圧力制御手段が、前記透
過側入口に又はこの入口の近くに配置され、前記供給入口の又はこの入口の近く
の予め除去された透過側の再供給及び好ましくは前記濃縮側入口の又はこの入口
の近くの予め除去された透過側の再供給もバックウォッシングする、請求項４１
記載の方法。
【請求項４３】前記低い流れ抵抗流体導管が、１つ又はそれ以上の前記圧力
制御手段と前記膜との間に配置されている、請求項４２記載の方法。
【請求項４４】前記膜が非対称膜である、請求項４０〜４３のいずれかに記
載の方法。
【請求項４５】前記膜が逆非対称膜である、請求項４０〜４３のいずれかに
記載の方法。
【請求項４６】前記膜が対称膜である、請求項４０〜４３のいずれかに記載
の方法。
【請求項４７】前記膜が、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメ
ートルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、よ
り好ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/
m2/bar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好まし
くは、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2
/bar以上の水に対する透過率を有する、請求項４０〜４６のいずれかに記載の方
法。
【請求項４８】前記供給入口及び前記濃縮側出口の前記透過側と前記濃縮側
との間の前記第２の圧力差が、前記時間の少なくとも６０％、好ましくは、前記
時間の少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは
少なくとも８５％中正に保持される、請求項４２〜４７のいずれかに記載の方法
。
【請求項４９】連続バックウォッシングの段階間の時間間隔が、約０．５秒
と約１０秒との間にあり、前記第２の圧力差が、約０．００５barと約６barとの
間にあり、及び各バックウォッシングの段階の持続時間が、約１０ミリ秒と約５
秒との間にある、請求項４０〜４８のいずれかに記載であり、及びビールのろ過
での使用のための方法。
【請求項５０】粒子を流体から除去し、濃縮側側及び透過側側を有し、及び供給入口及び濃縮側出口を有するハウジン
グに配置される透過性膜であって、前記ハウジングにも、透過側出口及び透過側
入口又は組合せ透過側出口及び入口が装備されていることと、流体を前記供給入口に供給する第１の導管、濃縮側を前記濃縮側出口から入れ
る第２の導管、透過側を前記透過側出口から入れる第３の導管及びバックウォッ
シングのために透過側を前記透過側入口に再供給する第４の導管と、前記第１の導管に圧力を加える第１の圧力手段及び／又は前記第２の導管に圧
力を加える第２の圧力手段及び／又は前記第３の導管に圧力を加える第３の圧力
手段及び／又は前記第４の導管に圧力を加える第４の圧力手段と、前記濃縮側の所望の流量特性が前記膜のろ過範囲の一部又はこの範囲の全部に
沿って得られるように前記ろ過の段階及び前記バックウォッシング中の両方で前
記膜の前記濃縮側側及び前記透過側側の圧力をそのうち及び／又は前記膜のろ過
範囲に沿って制御する１つ又はそれ以上の前記圧力手段によって加えられる前記
圧力を制御する圧力制御手段とを備えている、向流式ろ過装置。
【請求項５１】１つ又はそれ以上の前記圧力手段が、圧力緩衝容器又はハイ
ドロフォア及び／又は定圧ポンプ、好ましくは低抵抗定圧ポンプを含む、請求項
５０記載のろ過装置。
【請求項５２】１つ又はそれ以上の前記第１、第２、第３及び第４の導管が
、低い流れ抵抗を有する導管を含む、請求項５０又は５１記載のろ過装置。
【請求項５３】前記膜が非対称膜である、請求項５０〜５２のいずれかに記
載のろ過装置。
【請求項５４】前記膜が逆非対称膜である、請求項５０〜５２のいずれかに
記載のろ過装置。
【請求項５５】前記膜が対称膜である、請求項５０〜５２のいずれかに記載
のろ過装置。
【請求項５６】前記膜が、約０．２マイクロメートルと約１．０マイクロメ
ートルとの間の平均気孔寸法直径を有し、及び約５，０００l/h/m2/bar以上、よ
り好ましくは１０，０００l/h/m2/bar、さらに好ましくは、約１５，０００l/h/
m2/bar以上、さらに好ましくは、約２０，０００l/h/m2/bar以上、さらに好まし
くは、約２５，０００l/h/m2/bar以上及び最も好ましくは約３０，０００l/h/m2
/bar以上の水に対する透過率を有する、請求項５０〜５５のいずれかに記載の方
法。
【請求項５７】濃縮側と透過側との間で前記濃縮側の流体にある粒子を保持
する流体の透過性膜を使用する向流式ろ過方法であって、前記流体をろ過方向に前記透過性膜を通して押しやり、及びろ過の段階中前記
流体を前記濃縮側の方へ向いている前記膜の表面に沿って流れさせる第１の圧力
差を前記濃縮側と前記透過側との間に加えるステップと、ある時間中バックウォッシングの段階中前記流体をバックウォッシング方向に
前記膜を通って押し戻す第２の圧力差を透過側と前記濃縮側との間に加えること
によって前記膜を周期的にバックウォッシングするステップと、１つのバックウォッシングの段階からその後のバックウォッシングの段階への
前記流れ抵抗の増加が、前記第２の圧力差の対応する増加を自動的に伴うように
前記第２の圧力差を前記バックウォッシング方向に前記膜を通しての前記流れ抵
抗に従って制御するステップとを含む、向流式ろ過方法。
【請求項５８】前記膜が、供給入口、濃縮側出口、透過側入口及び透過側出
口又は組合せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハウジングに配置され、さら
に、前記透過側圧を制御し、及びガス封入ヘッドスペース及び流体封入スペースを
有し、及び前記透過側入口と流体でつながり、及び定流ポンプと流体でつながっ
ている前記流体封入スペースに対して配置されている緩衝容器又はハイドロフォ
アを含む圧力制御手段を設けるステップであって、開閉弁が、前記流体封入スペ
ースと前記透過側入口との間の流体のつながりを開閉するように構成されている
ことと、ろ過の段階中及びその後のバックウォッシングの段階中バックウォッシングの
段階で所望のバックウォッシングされた透過側量にほぼ等しいくみ出された量を
得る速度で前記ろ過の段階中及び前記バックウォッシング中の両方で前記定流ポ
ンプを連続して作動させるステップと、前記バックウォッシング方向への前記膜を通しての流れ抵抗のいかなる増加も
、前記ガス封入ヘッドスペースの圧力の対応する増加に対する前記流体封入スペ
ースの大きさの増加を伴うように、前記バックウォッシングの段階中前記開閉弁
を開き、及び前記ろ過中前記開閉弁を閉じるステップとを含む、請求項５７記載
の方法。
【請求項５９】前記膜が、供給入口、濃縮側出口、透過側入口及び透過側出
口又は組合せ透過側出口及び入口を有するろ過器ハウジングに配置され、さら
に、前記透過側圧を制御し、及び前記透過側入口と遮断可能な流体とつながってい
て前記バックウォッシング方向に透過側流を生じる定流ポンプを含み、及び前記
時間中所望のバックウォッシングされた前記透過側量にほぼ等しいくみ出された
量を得る速度で前記バックウォッシングの段階中前記透過側入口と流体でつなが
っている前記定流ポンプを保有する圧力制御手段を設けるステップと、前記ろ過の段階中前記定流ポンプと前記透過側入口との間の前記流体のつなが
りを遮断するステップとを含む、請求項５７記載の方法。
【請求項６０】前記圧力制御手段が、弁のような流れ抵抗手段をさらに含み
、及び前記透過側出口を通る透過側流を周期的に減少させるか又は停止させるた
めに構成され、さらに、前記透過側出口を通る透過側流が減少又は停止されるように前記時間中前記流
れ抵抗手段を起動するステップを含む、請求項５８又は５９記載の方法。
【請求項６１】粒子を流体から除去し、濃縮側側及び透過側側を有し、及び供給入口及び濃縮側出口を有するハウジン
グに配置される透過性膜であって、前記ハウジングにも、透過側出口及び透過側
入口又は組合せ透過側出口及び入口が装備されていることと、前記透過側圧を制御し、及び前記透過側入口への流量が減少する場合、前記透
過側入口の前記透過側圧を自動的に増加させるために構成される圧力制御手段と
を備えている、向流式ろ過装置。
【請求項６２】前記圧力制御手段が、ガス封入ヘッドスペース及び流体封入
スペースを有し、及び前記透過側入口と流体でつながり、及び定流ポンプと流体
でつながっている前記流体封入スペースに対して配置されている緩衝容器又はハ
イドロフォアを含み、開閉弁が、前記流体封入スペースと前記透過側入口との間
の流体のつながりを開閉するように前記流体封入スペースと前記透過側入口との
間に配置される、請求項６１記載のろ過装置。
【請求項６３】前記圧力制御手段が、前記透過側入口と流体でつながってい
て、バックウォッシング透過側流を前記透過側入口の中へ供給する定流ポンプを
含むことを特徴する請求項６１記載のろ過装置。
【請求項６４】前記圧力制御手段が、前記透過側出口を通る前記透過側流を
周期的に減少させるか又は停止させるために構成される弁のような流れ抵抗手段
をさらに含む、請求項６２〜６３のいずれかに記載のろ過装置。
【請求項６５】粒子を液体から除去し、及び供給入口、濃縮側出口、透過側
入口及び透過側出口を有するハウジングと、ろ過膜で作られ、及び前記ハウジン
グに配置されている１つ又はそれ以上の管状膜とを含む向流式ろ過器であって、
前記ハウジングが、ガス封入ヘッドスペース及び流体封入スペースを有する、ろ
過器。
【請求項６６】前記流体封入スペースの前記流体が、前記供給入口及び前記
濃縮側出口と流体でつながっていて、及び前記管状部材のルーメンが、前記透過
側入口及び前記透過側出口と流体でつながっている、請求項６５記載のろ過器。
【請求項６７】前記流体封入スペースが、前記供給入口及び前記透過側出口
と流体でつながっていて、及び前記管状部材のルーメンが、前記供給入口及び前
記濃縮側出口と流体でつながっている、請求項６５記載のろ過器。
【請求項６８】前記ガス封入ヘッドスペースが、弾性材料のシートのような
変位可能なバリヤ又は仕切り壁の平面を横切る方向に前記ハウジングに変位可能
に配置された仕切り壁によって前記ハウジングの残りの体積から分離される、請
求項６５又は６７のいずれかに記載のろ過器。