JPS63111904A - 膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は膜分離装置に係り、特に被処理液に溶媒を加え
ながら膜分離を行い、目的とする物質を分離・精製する
方法（ダイアフィルトレージョン法）により処理を行う
際に、溶媒を容易かつ効率的に定量注入することができ
る、改良された膜分離装置に関する。

［従来の技術］ 被処理液を溶媒（主として水）で希釈しながら、あるい
は、予め希釈しておき、膜分離を行うことにより、目的
とする物質を濃縮液側又は透過液側に分離・精製する方
法がダイアフィルトレージョン法として従来より知られ
ている。ダイアフィルトレージョン法には、第２図に示
すようなフローが用いられている。

第２図に示す装置は回分式のものであって、供給液タン
ク２０内の被処理液はポンプ２１により供給配管２２を
経て膜モジュール２３に送給され、透過液は配管２４よ
り排出され、濃縮液は配管２５より供給液タンク２０に
返送されるように構成されている。しかして、供給液タ
ンク２０の液面レベル２０ａを一定に保つように、溶媒
をバルブ２６を有する配管２７より供給液タンク２０に
加える。従って、この加える溶媒の量は膜モジュール２
３より排出される透過液量に等しい量となる。

従来、供給液タンク２０への溶媒供給量の制御は、第２
図に示す如く、タンク２０に設置した液面調節器２８等
により、溶媒供給配管２７のバルブ２６の開閉により、
あるいは、溶媒供給ポンプ（図示せず）の起動、停止に
より行っている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような従来の装置では、液面調節器等の制御機器を
必要とする上に、一般にダイアフィルトレージョン法の
対象となる被処理液（原液）は、高濃度の有機物溶液で
ある場合が多く、このような溶液は供給液タンクの中で
発泡し、液面調節器でのコントロールが困難になったり
、定量的な供給ができなくなる。また、泡が供給液タン
ク上部から流出したりするなどの問題もある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決し、液面調節器等の制
御機器を必要とせず、発泡性の被処理液でも供給液タン
クで発泡することなく、透過量に相当する溶媒を容易か
つ確実に定量的に供給することができる膜分離装置を提
供するものである。

本発明の膜分離装置は、 ａ、密閉された耐圧性の供給液タンクと、ｂ、供給液タ
ンク内の被処理液を濃縮液と透過液とに分離する膜モジ
ュールと、 Ｃ０供給液タンクから膜モジュールへ被処理液を供給す
る供給管路及び供給ポンプと、ｄ、被処理液を前記供給
液タンクへ供給する手段と、 ｅ、溶媒を前記供給液タンク又は供給管路へ供給する手
段と、 ｆ、膜モジュールからの濃縮液を前記供給タンクへ返送
する返送管路と、 を備えてなる。

［作用］ 本発明の膜分離装置では、供給液タンク、供給管路、膜
モジュール及び返送管路で密閉系が形成されるため、処
理を継続してゆくと系外へ排出された膜モジュールの透
過液量の分だけ系内が減圧となる。従って、溶媒供給手
段と密閉系とを連絡することにより、自動釣に透過液量
に相当する溶媒が供給されることとなる。

また、本発明の膜分離装置においては、供給液タンクが
密閉されていることから、発泡性の被処理液であフても
、発泡を抑えることができ、処理効率が高められる。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の膜分離装置の一実施例を示す系統図で
ある。

この膜分離装置は、密閉された耐圧性の供給液タンク１
、供給液タンク１内の被処理液を濃縮液゛　　と透過液
とに分離する膜モジュール２、供給液タンク１から膜モ
ジュール２へ被処理液を供給する供給ポンプＰ１を有す
る供給配管１１、被処理液を被処理液タンク３から供給
液タンク１へ供給するためのポンプＰ２及びバルブＶｌ
を有する配管１２、溶媒夕・ンク４から溶媒を供給液タ
ンク１へ供給するためのポンプＰ３を有する配管１３、
膜モジュール２からの濃縮液を供給液タンク１へ返送す
るバルブｖ２を有する配管１４、透過液を排出する配管
１５、供給液タンク１の通気を行うためのバルブｖ３を
有する配管１６を備えている。

なお、本実施例においては、溶媒供給配管１３は濃縮液
返送配管１４に接続されている。

かかる本実施例の膜分離装置では、密閉型供給液タンク
１と膜モジュール２、これらの間の供給ポンプＰ１を有
する配管１１及び膜モジュール２の濃縮液を返送するバ
ルブｖ２を有する配管１４で、密閉循環系が形成されて
いる。

次に、このような本発明の膜分離装置により、例えば菌
体とアミラーゼを含む発酵ブロスを被処理液として酸分
ＩＩ処理する方法につい゛て説明する。

まず、バルブＶ＋及びバルブｖ３を開として、ポンプＰ
２の作動により、配管１２を経て被処理液タンク３より
被処理液を供給液タンク１に供給する。供給時の供給液
タンク１内の排気は配管１６により行われる。次にバル
ブｖ１及びｖ３は閉、バルブｖ２は開の状態で、供給液
タンク１内の被処理液をポンプＰＩの動力で配管１１を
経て膜モジュール２へ送給し、アミラーゼを含む透過液
は配管１５を経て回収系へ送り、濃縮液は配管１４より
供給液タンク１べ返送する。その際、バルブｖ２により
膜モジュール２での濃縮液の圧力を調節する。

供給タンク１に返送された濃縮液は被処理液と混合して
膜モジュール２に供給して更に濃縮し、供給が困難にな
った時点でポンプＰ３の起動により配管１３を経て溶媒
タンク４より溶媒を供給して希釈する。

なお、溶媒供給手段は、図示のようなポンプを用いるの
が最も良いが、他の加圧法、例えば気体による加圧法、
ヘッドによる加圧法等を採用することもできる。

また、溶媒の供給箇所としては、返送配管１４、特にバ
ルブｖ２以降の返送配管、供給液タンク１、あるいは供
給配管１１が、他の箇所より液の圧力が低いところから
好ましく、とりわけ、図示の如くバルブ■２以降の返送
配管１４とするのが循環濃縮液と溶媒との混合が良くな
ることから最適である。

上記実施例の膜分離装置においては、供給液タンク１、
配管１１、膜モジュール２、配管１４で密閉系が形成さ
れているため、膜モジュール２で分列され系外へ排出さ
れた透過液分だけ、系内の圧力は低くなっている。この
ため、ポンプＰ３を作動させることにより、溶媒タンク
４の溶媒は配管１３より自動的に圧力の低い分だけ、即
ち排出された透過液分だけ供給液タンク内に供給される
こととなる。

溶媒で希釈した濃縮液ないし被処理液は前記と同様の手
順で膜モジュール２に供給して処理し、アミラーゼを更
に回収する。

本発明の膜分離装置において、膜モジュールとしては特
に制限はなく、逆浸透膜モジュール、限外濾過膜モジュ
ール、精密濾過膜モジュール等、いずれでも用いること
ができる。また、モジュールの型式も、渦巻型、中空糸
型、管状型、平板型のいずれでも良い。

このような本発明の膜分離装置は、発泡性のある発酵液
等を処理する装置として極めて好適であり、菌体、その
破片、蛋白質、酵素、アルコール有機酸、アミノ酸、抗
生物質等の分離に有効である。勿論、本発明の膜分離装
置は、発酵液等からこれらの物質を分離する以外にも、
あらゆるダイアフィルトレージョン法を採用する処理に
用いることができる。なお、希釈溶媒としては、水の他
、有機溶媒等を用いることもできる。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の膜分離装置によれば、ダイ
アフィルトレージョン法による処理において、液面調節
器等の制御器を必要とせず、容易かつ確実に透過量に相
当する溶媒を定量的に供給することができる。また、発
泡性の被処理液を処理する場合においても、装置の処理
系統が密閉系であることから、発泡を抑えることができ
る。

このため、従来より効率的な処理が困難とされていた発
泡性被処理液であっても、 ■　高度に濃縮できる。

■　希釈液（溶媒）量が少なくなる。

■　透過液中の有価物濃度が高い。

■　透過液を次工程で晶析等により容易に濃縮すること
ができる。

等の効果が奏され、低コストで容易かつ効率的に処理を
行うことが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図の本発明の膜分離装置の一実施例を示す系統図、
第２図は従来の装置を示す系統図である。 １・・・供給液タンク、　　　２・・・膜モジュール、
３・・・被処理液タンク、　　４・・・溶媒タンク、Ｐ
、〜Ｐ３・・・ポンプ％　　Ｖｌ〜■３・・・バルブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）次のａ〜ｆ、即ち、 ａ、密閉された耐圧性の供給液タンクと、 ｂ、供給液タンク内の被処理液を濃縮液と透過液とに分
   離する膜モジュールと、 ｃ、供給液タンクから膜モジュールへ被処理液を供給す
   る供給管路及び供給ポンプと、 ｄ、被処理液を前記供給液タンクへ供給する手段と、 ｅ、溶媒を前記供給液タンク又は供給管路へ供給する手
   段と、 ｆ、膜モジュールからの濃縮液を前記供給タンクへ返送
   する返送管路と、 を備えてなることを特徴とする膜分離装置。
2. （２）溶媒を供給液タンクへ供給する手段は、濃縮液の
   返送管路に連結されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の膜分離装置。