CN105142764A - 筒式中空纤维膜组件 - Google Patents
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Abstract
本发明的筒式中空纤维膜组件具有下述构成：壳体；复数个中空纤维膜，收容于壳体内；第1灌封部，其将中空纤维膜的第1端部在开口状态下捆扎；第2灌封部，其将中空纤维膜的第2端部在密封状态下捆扎；固定部，其将第1灌封部可装拆地固定于壳体；密封部，其将第1灌封部和壳体之间液密地密封；保持部，其保持第2灌封部，使第2灌封部可以相对于壳体装拆，且使液体可以从第2灌封部和壳体之间通过。
Description
技术领域
本发明涉及一种在水处理领域、发酵工业领域、医药品制造领域、食品工业领域等中使用的筒式中空纤维膜组件。
背景技术
发酵法是涉及微生物、培养细胞的培养的物质生产方法，可以大体分类为(1)分批发酵法(Batch发酵法)及流加发酵法(Fed－Batch发酵法)和(2)连续发酵法。
关于上述(2)连续发酵法，提出了下述方法：用分离膜过滤微生物、培养细胞，从滤液中回收化学品，同时使浓缩液中的微生物、培养细胞被保持或回流于发酵培养液，从而保持发酵培养液中的微生物、培养细胞的高浓度。
例如，提出了在使用由有机高分子形成的平膜作为分离膜的连续发酵装置中进行连续发酵的技术(参见专利文献1)。专利文献1的技术可以有效地进行连续发酵，但由于相对于平膜单元的设置容积而言的有效膜面积小，因此，用该技术制造目标化学品的成本优势不足，在效率化方面有探讨的余地。
为解决上述课题，提出了将由有机高分子形成的中空纤维膜作为用于连续发酵装置的分离膜的连续发酵技术(参见专利文献2)。该技术由于膜单元中每单位体积的膜面积大，因此，与以往的连续发酵相比，发酵生产效率显著提高。
此外，作为使用了中空纤维膜的分离膜组件，已知下述一体型组件：复数个中空纤维膜束收纳于筒状外壳，该中空纤维膜束的两个端部被用粘合剂固定于该筒状外壳，至少一个端部的中空纤维膜的端面为开口的状态。另外，在发酵领域等需要蒸汽灭菌的领域，为了减少组件成本，通常使用在筒状外壳内安装筒的进行使用的筒式组件。作为筒式中空纤维膜组件的形态，例如，提出了将中空纤维膜的一个端部保持于筒状外壳内，另一个端部不保持于筒状外壳的状态的形态(参见专利文献3)。
专利文献
专利文献1：日本特开2007－252367号公报
专利文献2：日本特开2008－237101号公报
专利文献3：日本特开2012－161288号公报
发明内容
但是，在这种结构的中空纤维膜组件中，存在在交叉流过滤时、空气洗涤时流体的流动导致中空纤维膜浮起、膜弯曲并损伤的情况。在交叉流过滤、空气洗涤中，通常使流体从组件的下方向朝向上方向流动。因此，流动导致产生应力，将组件下部的灌封部、中空纤维膜推向上方向的力发挥作用。此时，如果中空纤维膜的下方的端部处于未保持于筒状外壳的状态，则会有中空纤维膜浮起、膜弯曲并损伤的情况。
另一方面，在中空纤维膜组件用于发酵等用途时，为了防止杂菌导致的污染，需要蒸汽灭菌。蒸汽灭菌的标准条件为121℃、20分钟，如果温度降低，则确保灭菌性所需要的时间变得非常长，因此，确保温度为121℃以上是重要的。蒸汽灭菌时如果在组件内发生空气的滞留、蒸汽排水(steamdrain)的滞留，则有时会导致升温不良，无法确保灭菌性。由于空气容易滞留于上行的死区(dead-endspaces)，而蒸汽排水容易滞留于下行的死区，因此，优选尽量减少这样的滞留部。
本发明乃鉴于上述情况完成，课题在于提供一种抑制交叉流过滤时、空气洗涤时的中空纤维膜的浮起，并确保了蒸汽灭菌性的筒式中空纤维膜组件。
为解决上述课题，本发明具有以下(1)～(10)的构成。
(1)一种筒式中空纤维膜组件，具有：壳体；复数个中空纤维膜，收容于前述壳体内；第1灌封部，其将前述中空纤维膜的第1端部在开口状态下捆扎；第2灌封部，其将前述中空纤维膜的第2端部在密封状态下捆扎；固定部，其将前述第1灌封部可装拆地固定于前述壳体；密封部，其将前述第1灌封部和前述壳体之间液密地密封；保持部，其保持前述第2灌封部，使前述第2灌封部可以相对于前述壳体装拆，且使液体可以从前述第2灌封部和前述壳体之间通过，前述第2灌封部和前述壳体之间设有间隙，前述第2灌封部可以在前述壳体的径向及轴向上移动，前述保持部限制前述第2灌封部在前述壳体的轴向上的移动。
(2)如前述(1)所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述壳体在与前述第2灌封部的外周面相对的位置设有至少1个第1保持槽，在前述第2灌封部的外周面上在与前述第1保持槽相对的位置设有至少1个第2保持槽，前述保持部为销，前述销被***前述第1保持槽和前述第2保持槽。
(3)如前述(1)所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述壳体在与前述第2灌封部的外周面相对的位置设有第1保持槽，在前述第2灌封部的外周面上在与前述第1保持槽相对的位置设有第2保持槽，前述保持部是至少具有1个切口的环状部件，前述环状部件被***前述第1保持槽和前述第2保持槽。
(4)如前述(1)所述的筒式中空纤维膜组件，其中，在前述壳体的与前述第2灌封部的外周面相对的位置或在前述第2灌封部的与前述壳体的内周面相对的位置至少设有1个保持槽，前述壳体具有保持槽时，在前述第2灌封部的与前述保持槽相对的位置设有前述保持部，前述第2灌封部具有保持槽时，在前述壳体的与前述保持槽相对的位置设有前述保持部，前述保持部为销，前述销被***前述保持槽。
(5)如前述(2)或(3)所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述第2灌封部向与前述第1灌封部相反的方向移动时，前述保持部通过与前述第1保持槽及前述第2保持槽线接触来保持前述第2灌封部。
(6)如前述(4)前述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述第2灌封部向与前述第1灌封部相反的方向移动时，前述保持部通过与前述保持槽线接触来保持前述第2灌封部。
(7)如(1)所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述壳体至少具有1个第1扣件，前述第2灌封部至少具有1个第2扣件，前述保持部为绳状部件，前述绳状部件将前述第1扣件和前述第2扣件连接。
(8)如前述(1)～(7)中任一项所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述第2灌封部设有至少1个贯穿孔，前述贯穿孔在前述壳体的轴向上贯穿前述第2灌封部，前述贯穿孔中的至少1个贯穿孔的开口部设于前述第2灌封部的与第1灌封部相对的面中从前述相对的面的最低的部位起的高度为3mm以内的范围的区域。
(9)如前述(1)～(8)中任一项所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述第2灌封部设有至少1个贯穿孔，前述贯穿孔在前述壳体的轴向上贯穿前述第2灌封部，前述贯穿孔的流路面积和前述第2灌封部与前述壳体之间的间隙的流路面积之和为壳体的截面积的5％以上且30％以下。
(10)如前述(1)～(9)中任一项所述的筒式中空纤维膜组件，其中，前述第1灌封部的下方具有整流筒，在整流筒的下端部和前述壳体之间设有间隙。
本发明的筒式中空纤维膜组件具有抑制交叉流过滤时、空气洗涤时的中空纤维膜的浮起、抑制中空纤维膜的损伤的效果。另外，本发明的筒式中空纤维膜组件也可以确保蒸汽灭菌性。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件的纵剖面简图。
图2是中空纤维膜筒的剖面简图。
图3是图1的A－A线剖面图。
图4是图1的筒式中空纤维膜组件的第2灌封部的侧视图。
图5是图1的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图6是图1的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图7是图1的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图8是本发明的第2实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件的纵剖面简图。
图9是图8的B－B线剖面图。
图10是图8的筒式中空纤维膜组件的第2灌封部的侧视图。
图11是图8的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图12是图8的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图13是本发明的第3实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件的纵剖面简图。
图14是图13的C－C线剖面图。
图15是图13的筒式中空纤维膜组件的第2灌封部的侧视图。
图16是图13的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图17是图13的筒式中空纤维膜组件的保持部附近的放大图。
图18是本发明的第4实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件的纵剖面简图。
图19是筒式中空纤维膜组件的第2灌封部的俯视图。
图20是图19的D－D线剖面图。
图21是图19的E－E线剖面图。
图22是说明离心灌封方法的简图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件。需要说明的是，本发明中“上”、“下”是基于附图表示的状态，为了方便起见，将原水流入的一侧作为“下”方向，将滤液流出的一侧作为“上”方向。通常，在中空纤维膜组件使用时的姿势下，上下方向与图中的上下方向一致。
(第1实施方式)
边参见附图边对本发明的第1实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101A的构成进行说明。图1是本发明的第1实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101A的纵剖面简图，图2是中空纤维膜筒100的剖面简图。
本发明的第1实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101A具有下述构成：壳体；复数个中空纤维膜1，收容于前述壳体内；第1灌封部24，其将前述中空纤维膜的第1端部在开口状态下捆扎；第2灌封部25，其将前述中空纤维膜1的第2端部在密封状态下捆扎；固定部，其将前述第1灌封部24可装拆地固定于前述壳体；密封部，其将前述第1灌封部24和前述壳体之间液密地密封；保持部，其保持前述第2灌封部25，使前述第2灌封部25可以相对于前述壳体装拆，且使液体可以从前述第2灌封部25和前述壳体之间通过。
此处，第2灌封部25和壳体之间，在径向上设有间隙26，在轴向上设有间隙27。
需要说明的是，所谓“轴向”与图1等所示的筒状外壳3的高度方向(图1的上下方向)一致。另外，所谓径向是指壳体及灌封部24及25的径向。图9中，下部盖5及第2端部外壳9的横截面显示为圆形。上述“径向”与该圆的径向一致。
第2灌封部25可以在壳体的径向及轴向上移动，但保持部限制了第2灌封部25在壳体轴向上的移动，从而将第2灌封部25的可动范围限制在一定范围内。即，所谓保持是指可以在一定范围内移动的状态下，限制第2灌封部25的移动。需要说明的是，第2灌封部25的径向移动被壳体限制。
此处，第2灌封部25在壳体轴向上的可动范围为0.5mm以上，优选为中空纤维膜的有效长度的5％以下，更优选为3％以下。此处，所谓中空纤维膜的有效长度是指未被粘合剂粘合、能够过滤的部分的长度。可动范围如果小于0.5mm，则保持部和第2灌封部25、或保持部和壳体之间的间隙小，蒸汽灭菌时蒸汽不容易侵入，因此有发生灭菌不良的可能性，不优选。另外，如果可动范围大于5％，则有中空纤维膜弯曲损伤的可能性，因此不优选。
以下，作为实施方式公开的中空纤维膜组件全部为外压式。此处的所谓外压式是指从中空纤维膜的外侧供给原水，在流向中空纤维膜的内侧(中空部侧)时进行过滤的过滤方式。
＜壳体＞
壳体在内部设置有中空纤维膜筒100，由中空状的筒状外壳3、设于该筒状外壳3的两端部的上部盖4和下部盖5构成。
如图1所示，筒状外壳3的上部液密且气密地连接有具有滤液出口11的上部盖4，筒状外壳3的下部液密且气密地连接有具有原水流入口10的下部盖5。作为将上部盖4和下部盖5与筒状外壳3连接的方法，例如，可以举出如图1所示的使用垫片16并利用夹具等固定的方法。
筒状外壳3在其上端及下端遍及筒状外壳3整个圆周地具有凸缘部(flanges)3A、3B。另外，筒状外壳3的侧部在上部盖4附近设有原水出口12。
上部盖4具有与筒状外壳3的内径大致相等的内径，其上端侧缩径形成滤液出口11。在上部盖4的下端侧遍及上部盖4的整个圆周地形成有凹部4A，所述凹部4A用于形成在与筒状外壳3连接时固定第1灌封部24的第1端部外壳7的槽。在筒状外壳3与上部盖4连接时，上部盖4的下端部和筒状外壳3的上端的凸缘部3A抵接，形成前述槽(固定部)，利用该槽(固定部)固定后述第1灌封部24的第1端部外壳7的凸缘部7A。
下部盖5具有与筒状外壳3的内径大致相等的内径，其下端侧缩径形成原水流入口10。下部盖5的上端侧在复数个位置(第1实施方式中为4处)以等间距形成有凹部5A，所述凹部5A用于形成在与筒状外壳3连接时供保持部***的凹陷。筒状外壳3与下部盖5连接时，下部盖5的上端部与筒状外壳3的下端的凸缘部3B抵接，从而在下部盖5的上表面和筒状外壳3的凸缘部3B的下表面之间形成第1保持槽17。在第1实施方式中，销(保持部)18被***该第1保持槽17中。
＜中空纤维膜组件＞
本发明的筒式中空纤维膜组件101A在其壳体内安装了如图2所示的中空纤维膜筒100。中空纤维膜筒100具有复数个中空纤维膜1，并具有配置于壳体的滤液出口11侧的第1灌封部24和配置于壳体的原水流入口10侧的第2灌封部25。
＜第1灌封部＞
第1灌封部24作为中空纤维膜筒100的上端侧配置于壳体的滤液出口11侧，是通过将由多根中空纤维膜1形成的中空纤维膜束2的第1端部使用粘合剂等粘合从而形成第1粘合部6，并将所述第1粘合部6收纳于第1端部外壳7而构成的。此处，在中空纤维膜束2中，中空纤维膜1在上方的端面开口的状态下被捆扎。第1端部外壳7为圆筒状，其上端部遍及第1端部外壳7的整个圆周地具有凸缘部7A。将第1端部外壳7的凸缘部7A***到使筒状外壳3和上部盖4连接时所形成的槽(固定部)中，由此，第1灌封部24液密且气密地固定于筒状外壳3的上端部。
被从中空纤维膜1的外侧供给的原水透过中空纤维膜1，透过的滤液从中空纤维膜1的中空部通过，被从该中空纤维膜1的开口部排出。
第1实施方式中使用了第1端部外壳7，但没有必要一定使用第1端部外壳7，也可以仅用第1粘合部6形成第1灌封部24。
＜整流筒＞
第1端部外壳7在其下侧(即，原水流入口10侧)设有筒状的整流筒14，所述整流筒14具有在轴向上延伸的复数条狭缝。整流筒14可以从狭缝部分使液体通过。整流筒14出于防止处理原水的偏流的目的，设于壳体的原水出口12周围。将筒式中空纤维膜组件101A蒸汽灭菌时，为了防止蒸汽排水的滞留，优选也在整流筒的下端部与筒状外壳3之间设置用于排出蒸汽排水的间隙28。为提高蒸汽排水的排出性，间隙28优选在组件的径向上设为0.5mm以上，更优选设为1mm以上。如果间隙28小于0.5mm，则蒸汽排水不易被排出，有发生升温不良的可能性。如果提高所供给的蒸汽的温度，则即使蒸汽排水滞留也可以充分地升温，但还是优选尽可能地减少蒸汽排水的滞留。另外，间隙28优选为筒状外壳3的内径的4％以下，更优选为2％以下。如果间隙28大于筒状外壳3内径的4％，则交叉流过滤时通过间隙28的流量增多，而通过中空纤维膜组件的径向的中央部附近的流量减少，因此，交叉流带来的膜的清洗效率降低。
＜第2灌封部＞
壳体的原水流入口10侧配置有作为中空纤维膜筒100下端侧的第2灌封部25。中空纤维膜1的第2端部所在的第2灌封部25通过后述的＜第2灌封部的制作方法＞制作，是将由多根中空纤维膜1形成的中空纤维膜束2使用粘合剂等粘合从而形成第2粘合部8，并将第2粘合部8收纳于第2端部外壳9而构成的。此处，中空纤维膜1的中空部被粘合剂密封，为不开口的状态。第2端部外壳9是在下方具有底部的圆筒状，其构成为外径小于壳体内径。
另外，第2灌封部25具有将其在壳体的轴向上贯穿的贯穿孔13，所述贯穿孔13承担原水流路的作用。第2灌封部25的径向原水流路为贯穿孔13和间隙26，贯穿孔13的流路面积和第2灌封部25与壳体之间的间隙26的流路面积之和优选为壳体(具体而言，筒状外壳3)的截面积的5％以上且30％以下。需要说明的是，间隙26存在保持部时，流路面积为从贯穿孔13的截面积和间隙26的截面积之和中减去间隙26中存在保持部的面积而得的面积。
如果该流路面积(截面积)的总和小于筒状外壳3的截面积的5％，则由于流路面积小，所以交叉流过滤在原水液体通过时的压力损失变大。如果压力损失变大，则将第2灌封部25推向上方向的力变大，因此，施加于保持部的负荷变大，有保持部破损的可能性，故而不优选。另外，如果流路面积小，则原水的流动容易发生偏流，原水的流动带来的中空纤维膜束的清洗效果降低。另一方面，如果截面积的总和大于30％，则在第2灌封部25内可以填充中空纤维膜的面积减小。如果可以填充中空纤维膜的面积减小，则中空纤维膜的填充率(填充密度)变大，蒸汽变得不易侵入中空纤维膜之间，有发生灭菌不良的可能性，故而不优选。
本发明的筒式中空纤维膜组件的特征在于，利用保持部来保持第2灌封部25，并可以在交叉流过滤时、空气洗涤时抑制中空纤维膜的浮起。
第2端部外壳9在其外周面上与形成于壳体的第1保持槽17相对的位置形成有凹状的第2保持槽19(参见图4)。壳体设有第1保持槽17，因此可以将作为保持部的销18***在使第2保持槽19和第1保持槽17相对时形成的空间中(参见图5)。即，销18被***第1保持槽17及第2保持槽19双方中。利用这样的构成，销18将第2端部外壳9的位置保持在一定的范围内，因此，可以抑制交叉流过滤时、空气洗涤时中空纤维膜的浮起。
另外，用销18保持第2灌封部25时，如图3所示，第2灌封部25和壳体之间的间隙26能够确保可以使液体通过的流路，并能够在蒸汽灭菌时排出蒸汽排水。
第1实施方式中使用了第2端部外壳9，但没有必要一定使用第2端部外壳9，也可以仅用第2粘合部8形成第2灌封部25。此时，使第2保持槽19形成于第2粘合部8的外周面。
＜销的构成＞
用于第1实施方式的销18如图5所示，具有配置于中空纤维膜筒100侧的销内侧上表面18A和销内侧下表面18B、以及配置于壳体侧的销外侧上表面18C和销外侧下表面18D。
销内侧上表面18A具有朝向前端部降低的倾斜表面。销内侧下表面18B和销外侧上表面18C具有分别与第2保持槽19的底面(底部)19B和第1保持槽17的顶面(顶部)17A平行的平坦表面。另外，销外侧下表面18D的前端形成为缩径的锐角状。
＜中空纤维膜筒100向壳体的组装＞
将中空纤维膜筒100安装至壳体时，首先将中空纤维膜筒100***筒状外壳3，并使筒状外壳3的凸缘部3A的上表面保持第1灌封部24的第1端部外壳7的凸缘部7A。接着，使上部盖4的下端部经由垫片16与筒状外壳3的凸缘部3A抵接，用夹具等固定。
继而，将销18***中空纤维膜筒100的第2灌封部25的第2端部外壳9的第2保持槽19，与下部盖5连接。连接方法与上部盖4相同，使下部盖5的上端部经由垫片16与筒状外壳3的凸缘部3B抵接，用夹具等固定。
对于这样组装而得的筒式中空纤维膜组件101A而言，由于销18***由壳体的第1保持槽17和第2灌封部25的第2端部外壳9的第2保持槽19形成的空间，因此可以保持第2灌封部25(参见图5)。保持位置如果只有1处，则交叉流过滤时、空气洗涤时的水压导致销18容易脱落，因此，优选于2个以上的位置设置销18(第1实施方式中为4处)。
＜密封部＞
本发明的筒式中空纤维膜组件101A中，通过在第1灌封部24和壳体之间设有密封部，原水侧和滤液侧被液密且气密地分离。如图1所示，通过在第1灌封部24和筒状外壳3之间设置O型圈15或垫片等密封部件，可以将原水侧和滤液侧液密且气密地分离。O型圈、垫片的材料没有特别限定，但如果是耐热性优异、对酸、碱、氯等的耐性也强的材料，则更优选使用。作为材料的例子，可以举出氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)等。
另外，将筒式中空纤维膜组件101A进行蒸汽灭菌时，蒸汽被从原水出口12供给，产生的蒸汽排水被从原水流入口10排出，但如果在组件上部有能向上方去的空间，则空气发生滞留从而不能充分地升温，有时会造成灭菌不良。因此，如图所示，优选在第1灌封部24和筒状外壳3之间设置O型圈15，减少超过蒸汽的供给部向上方去的空间。
＜第2灌封部和壳体的间隙＞
图3是图1的A－A线剖面图。
将筒式中空纤维膜组件101A进行蒸汽灭菌时，如图1、图3所示，优选在第2灌封部25和壳体(即，筒状外壳3和下部盖5)之间设置间隙26。通过设置间隙26，可以使液体在第2灌封部25和壳体之间通过，蒸汽灭菌时产生的蒸汽排水可以从该间隙26排出。间隙26可以通过调整第2端部外壳9的外径和壳体的内径而设为所希望的间隔。为提高蒸汽排水的排出性，间隙26优选设为在组件的径向上为0.5mm以上，更优选为1mm以上。间隙26如果小于0.5mm，则蒸汽排水不易被排出，有发生升温不良的可能性。虽然如果提高所供给的蒸汽的温度，则即使蒸汽排水滞留也可以充分地升温，但优选尽可能地减少蒸汽排水的滞留。另外，间隙26优选为筒状外壳3的内径的4％以下，更优选为2％以下。如果间隙26大于筒状外壳3内径的4％，则交叉流过滤时通过间隙26的流量增多，而通过中空纤维膜组件的径向的中央部附近的流量减少，因此，交叉流带来的膜的清洗效率降低。
另外，通过在第2灌封部25和下部盖5之间也设置轴向的间隙，可以排出蒸汽排水。对于该间隙而言，为确保蒸汽排水的排出性，优选为0.5mm以上，更优选为1mm以上。
例如，如果在第2灌封部25和下部盖5之间设置O型圈等密封部件，并将第2灌封部25和下部盖5之间液密地密封，则有时蒸汽排水会滞留在密封部件的上部从而无法充分升温，造成灭菌不良，故而不优选。
＜筒式中空纤维膜组件的交叉流过滤方法＞
原水从下部盖5的原水流入口10流入筒式中空纤维膜组件101A内，未透过中空纤维膜1的原水从原水出口12被排出至筒式中空纤维膜组件101A的外部。从中空纤维膜1的外侧透过至内侧的滤液从中空纤维膜1的中空部通过，从上部盖4的滤液出口11被排出至筒式中空纤维膜组件101A的外部。
像这样一边使原水相对于膜面平行地流动一边过滤的方式称为交叉流过滤，具有抑制原水中的悬浮物质等在膜面堆积的效果。另外，如果关闭原水出口12，也可以实施将原水全部过滤的死端过滤(dead-endfiltration)。另外，也可以通过从原水流入口10供给空气进行空气洗涤，实施中空纤维膜的清洗。流入的空气被从原水出口12排出。
如上所述，在交叉流过滤、空气洗涤中，流体从组件下部的原水流入口10流入组件内，被从组件上部侧侧面的原水出口12排出，因此，利用上升流将第2灌封部25及中空纤维膜1推向上方向的力发挥作用。如果第2灌封部25未被保持，则有第2灌封部及中空纤维膜1被上推、中空纤维膜弯曲损伤的可能性。
＜筒式中空纤维膜组件的蒸汽灭菌方法＞
本发明的筒式中空纤维膜组件在用于发酵等用途时，为了防止杂菌导致的污染，需要蒸汽灭菌。蒸汽灭菌的标准条件为121℃、20分钟，如果温度降低，则为确保灭菌性所需要的时间变得非常长，因此，确保温度为121℃以上是重要的。蒸汽灭菌时如果在组件内发生空气的滞留、蒸汽排水的滞留，则有时会导致升温不良，无法确保灭菌性。空气容易滞留于上行的死区，而蒸汽排水容易滞留于下行的死区，因此，优选尽量减少这样的滞留部。
蒸汽灭菌中，为了排出产生的蒸汽排水，通常从配管的上方向朝向下方向供给蒸汽。将筒式中空纤维膜组件101A的原水侧的区域进行蒸汽灭菌时，从原水出口12供给蒸汽，从原水流入口10排出蒸汽排水即可。另外，将筒式中空纤维膜组件101A的滤液侧的区域进行蒸汽灭菌时，从滤液出口11供给蒸汽，从原水流入口10排出蒸汽排水即可。此时，设于第2灌封部25的贯穿孔13也起到蒸汽排水的排出口的作用。
＜第2灌封部的制作方法＞
将中空纤维膜1彼此用粘合剂捆扎的过程被称为灌封。作为灌封的方法，可以举出下述代表性的方法：利用离心力使液状的粘合剂在中空纤维膜间浸透后进行固化的离心灌封法；和通过将液状的粘合剂用定量泵或送料头送液，使其自然地流动从而渗透至中空纤维膜间后进行固化的静置灌封法。
离心灌封法通过离心力使粘合剂容易浸透至中空纤维膜间，也可以使用高粘度的粘合剂。另外，如果实施离心灌封法，则由于离心力的影响可以造成如图20那样的组件的中央部凹陷。另外，由于重力的影响，如图21所示，在灌封时的上方向和下方向形成倾斜。因此，在第2粘合部上表面8A(第2灌封部的与第1灌封部相对的面)中，相当于灌封时上方向的部分变为倾斜的下方(由图19的虚线圈出的区域)。因此，有在组件内产生的蒸汽排水29滞留于灌封时的上方向，发生升温不良的可能性。
另一方面，静置灌封法中，通过将第2端部外壳9在垂直方向竖立，可以使第2粘合部上表面8A变为水平，通过将第2端部外壳9在偏离垂直方向的状态下实施灌封，也可以在第2粘合部上表面8A上形成倾斜。如果第2粘合部上表面8A是水平的，则贯穿孔13的开口部13A不在特定位置也可以使蒸汽排水29排出。第2粘合部上表面8A形成有倾斜时，有蒸汽排水29滞留于倾斜的下方，发生升温不良的可能性。
虽然如果提高所供给的蒸汽的温度，则即使蒸汽排水29滞留也可以充分地升温，但优选尽可能地减少蒸汽排水29的滞留。因此，在第2粘合部上表面8A中，优选在倾斜的下方设计用于使蒸汽排水29排出的贯穿孔13的开口部13A。此处，优选在从第2粘合部上表面8A的最低的部位起高度为3mm以内的范围的区域设置贯穿孔13的开口部13A，较优选在高度为1mm以内的范围的区域设置贯穿孔13的开口部13A，最优选在第2粘合部上表面8A的最低的部位设置贯穿孔13的开口部13A。
＜离心灌封方法＞
离心灌封方法的例子示于图22。在灌封用筒状外壳31(可以分为上下两部分)中***事先将第1端部侧用粘合剂填缝的中空纤维膜束2，在第1端部侧安装第1端部外壳7和第1端部用灌封盖32，在第2端部侧安装第2端部外壳9和第2端部用灌封盖33。所谓填缝是用粘合剂填埋中空纤维膜的端部的中空部使其固化的操作，实施目的是防止在离心灌封时粘合剂进一步侵入中空纤维膜的中空部。这是因为，如果粘合剂侵入至中空部的内侧并固化，则灌封后即使切断粘合部，中空纤维膜也不开口，导致无法通过液体。另外，在第2端部外壳9的底面设有孔，***有贯穿孔形成销34。
将其设置于离心成型器内，将粘合剂投入器30和管35连接至灌封用筒状外壳31。之后，使离心成型器转动，并在粘合剂投入器中投入粘合剂，从而使粘合剂利用离心力被注入第1端部外壳及第2端部外壳。在粘合剂固化后停止离心，卸下两端的第1端部用灌封盖32、第2端部用灌封盖33、灌封用筒状外壳。然后，卸下贯穿孔形成销34，形成贯穿孔13。之后，在第1端部侧将固化的粘合剂沿图22的F－F线切断，使中空纤维膜1开口。另一方面，在第2端部侧，粘合剂侵入至中空纤维膜1的中空部并被密封，成为液体无法通过的状态。
＜通过面接触保持浮起的第2灌封部＞
图6是筒式中空纤维膜组件101A的第2端部外壳9附近的放大图。图6表示交叉流过滤时、空气洗涤时第2灌封部25浮起时(向上方移动时)的结构。
如果原水或空气在交叉流过滤时、空气洗涤时从壳体的原水流入口10流入，则第2灌封部25如图6所示，向上方向(X方向)浮起。此时，销18的销内侧下表面18B和第2端部外壳9的第2保持槽19的底面(底部)19B彼此面接触，销18的销外侧上表面18C和壳体的第1保持槽17的顶面(顶部)17A面接触。由此，第2灌封部25向上方向的移动被限制。
和线接触相比，面接触对部件施加的负担减轻，因此，优选在交叉流过滤时、空气洗涤时第2灌封部25浮起时，使销内侧下表面18B和第2保持槽19的底面19B、及销外侧上表面18C和第1保持槽17的顶面17A分别面接触，从而保持第2灌封部25。此处的面接触是指2个物体的接触部分为平面的接触，接触面积越大，对保持部在每单位面积上施加的负荷越小。关于接触面积，只要设定为在考虑对第2灌封部施加的力时能确保足够的强度即可。
另一方面，线接触是指2个物体的接触部分为一根线的接触。此处，将由2个物体的接触部分形成的线的粗细为1mm以下的接触规定为线接触。
通过这样的构成，与第1保持槽17的顶面17A接触的销18的一头卡定于第2保持槽19的底面19B，因此，第2灌封部25的移动停止，可以抑制膜的浮起。
＜利用线接触的蒸汽灭菌性改进＞
图7为筒式中空纤维膜组件101A的第2端部外壳9附近的放大图。图7表示了蒸汽灭菌时第2灌封部25下降时(向下方移动时)用销18支持第2灌封部25时的结构。如果第2灌封部25下降，则有时中空纤维膜受到拉伸并破裂，因此，希望支持第2灌封部25以防止下降。
蒸汽灭菌时，如果从壳体的原水出口12供给蒸汽，并使蒸汽从原水流入口10排出，则第2灌封部25会如图7所示向下方向(Y方向)移动。此时，销18的销内侧上表面18A和第2端部外壳9的第2保持槽19的顶面(顶部)19A线接触，销18的销外侧下表面18D和壳体的第1保持槽17的底面(底部)17B线接触。由此，第2灌封部25向下方向的移动被限制。
将筒式中空纤维膜组件101A蒸汽灭菌时，为提高灭菌性，优选减小接触面，并设置用于使蒸汽侵入的间隙。如果为图7那样的销内侧上表面18A和第2保持槽19的顶面19A、或销外侧下表面18D和第1保持槽17的底面17B能够线接触的结构，则可以减小接触面，并确保用于使蒸汽侵入的间隙。为了制造能够实现线接触的结构，可以举出在保持部或保持槽部设置斜坡的方法，将接触部分设为锐角结构、圆角结构的方法等。
通过这样的构成，与第2保持槽19的顶面19A接触的销18的一头卡定于第1保持槽17的底面17B，因此，第2灌封部25的移动停止，可以抑制膜的下降。
除了图7的结构之外，通过在第2保持槽19的顶面19A设置斜坡，也可以使其与销内侧上表面18A线接触。另外，通过在第1保持槽17的底面17B设置斜坡，也可以使其与销外侧下表面18D线接触。
＜保持槽的长度、间隙＞
本发明中，第1保持槽17及第2保持槽19在组件径向上的长度优选为1mm以上且20mm以下。如果长度小于1mm，则第2灌封部的保持变得困难。另外，如果长度大于20mm，则在组件的蒸汽灭菌时蒸汽排水容易滞留，因此不优选。
将本发明的筒式中空纤维膜组件进行蒸汽灭菌时，保持部部分的结构优选设为蒸汽容易侵入、蒸汽排水不易滞留的结构。例如，将筒式中空纤维膜组件101A进行蒸汽灭菌时，优选在销18和第2端部外壳9之间、销18和下部盖5之间、或者销18和垫片16之间设置间隙。通过在组件的径向及轴向上设置间隙，蒸汽变得容易侵入，可以使灭菌性提高。
＜中空纤维膜弯曲＞
另外，组件内未被液体填满时，如果中空纤维膜的强度低，则有时第2粘合部8、第2端部外壳9的重量导致中空纤维膜1破裂。因此，除了在用于过滤操作时以外，优选用保持部支持第2灌封部25。
为了支持第2灌封部25，必须使销18的销内侧上表面18A接触第2保持槽19的顶面19A，另外，使销18的销外侧下表面18D接触第1保持槽17的底面17B。如果事先用加长的中空纤维膜制作中空纤维膜筒100，在连接下部盖5时压入中空纤维膜，在中空纤维膜弯曲的状态下进行固定，则中空纤维膜1的弹性会导致第2灌封部25被向组件下方向按压，销内侧上表面18A接触第2保持槽19的顶面19A，进而，销外侧下表面18D接触第1保持槽17的底面17B，因此，可以支持第2灌封部25。此处，压入中空纤维膜1的长度优选为1mm以上且为中空纤维膜1的有效长度的5％以下。如果小于1mm则压入长度不足，有无法支持第2灌封部的可能性。另外，如果为中空纤维膜的有效长度的5％以上，则有膜发生弯曲而损伤的可能性。
(第2实施方式)
图8是第2实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101B的纵剖面简图，图9是图8的B－B线剖面图。需要说明的是，在第2实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的部件附以相同的符号，并省略其说明。
在第2实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101B中，在下部盖5设有作为保持部的销18。销18如图8及图9所示，被设为从下部盖5的内侧侧面突出。另外，第2灌封部25的第2端部外壳9的侧面设有第2保持槽19，通过将销18***该第2保持槽19，可以保持第2灌封部25。销18的形成方法不受特别限定，例如，可以通过切削加工来形成，也可以通过焊接形成。另外，也可以通过螺纹切削连接销18和下部盖5。此处，销内侧上表面18A具有朝向前端部而下降的倾斜面。销内侧下表面18B具有和第2保持槽19的顶面(顶部)19A及底面(底部)19B平行的平坦表面。
在用销18保持第2灌封部25时，如图9所示，第2灌封部25和壳体之间的间隙26能够确保可以使液体通过的流路，并可以在蒸汽灭菌时通过该间隙将蒸汽排水排出。
＜第2保持槽的构成＞
图10是图8的筒式中空纤维膜组件101B的第2灌封部25的侧视图，表示设于第2端部外壳9的侧面的第2保持槽19。
第2保持槽19具有在作为销18的入口、在轴向上延伸的竖槽部19D和从该竖槽部19D的端部起在周向上延伸的横槽部19E。在横槽部19E上设有用于防止前述销的脱落的台阶部19C。
将中空纤维膜筒100安装至壳体时，与第1实施方式同样地，首先，将中空纤维膜筒100***筒状外壳3后，将其与上部盖4连接，将第1灌封部24固定。接着，在连接下部盖5前，将设于下部盖5的销18***第2保持槽19的竖槽部19D，使其在周向上滑动。其后，将下部盖5和筒状外壳3连接。通过这样的安装，可以使销18保持于第2保持槽19中。
第2实施方式中，如果中空纤维膜筒100在筒式中空纤维膜组件101B的过滤操作时转动，则有时销18会从第2保持槽19脱落，因此，优选确保第2保持槽19的横槽部19E的长度，使得可以通过使下部盖5转动30度以上，更优选转动60度以上进行固定。
另外，通过在横槽部19E上设置台阶部19C，可以防止由中空纤维膜筒100的转动导致的销18的脱落。通过在筒式中空纤维膜组件101B的上方向和下方向上将槽拓宽，可以形成台阶部19C。台阶部19C至少设置1个即可，为了防止销18的脱落，也可以设置复数个。
不用于过滤操作时，如图12所示，下部盖5被固定，使得销内侧上表面18A与第2保持槽19的顶面19A接触，从而使销18卡在台阶部19C内，因此，可以防止中空纤维膜筒100的转动，并可以防止销18从第2保持槽19脱落。另外，在交叉流过滤时、空气洗涤时第2灌封部25浮起时(向上方移动时)，如图11所示，销内侧下表面18B接触第2保持槽19的底面19B，因此，销18卡住台阶部19C，可以防止中空纤维膜筒100的转动。另外，台阶部19C可以如图10所示设置复数个，但对于第2保持槽19的末端以外的台阶部19C在第2端部外壳9的周向上的相对的面19F而言，为使销18在下部盖5安装时容易滑动，其优选为槽宽度朝向销18的行进方向缓缓减小的锥形。
＜利用面接触的保持＞
图11是筒式中空纤维膜组件101B的第2端部外壳9附近的放大图。图11表示交叉流过滤时、空气洗涤时第2灌封部25浮起时(向上方移动时)的结构。
如果原水或空气在交叉流过滤时、空气洗涤时从壳体的原水流入口10流入，则第2灌封部25如图11所示，向上方向(X方向)浮起。
此时，销18的销内侧下表面18B和第2端部外壳9的第2保持槽19的底面(底部)19B面接触。由此，第2灌封部25向上方向的移动被限制。
和线接触相比，面接触对销18和第2保持槽19的部件施加的负担减轻，因此，优选作为在交叉流过滤时、空气洗涤时第2灌封部25浮起时，销内侧下表面18B和第2保持槽19的底面19B作为能够面接触的结构来保持第2灌封部25。
通过上述构成，设于下部盖5的销18卡定于第2保持槽19的底面19B，因此，第2灌封部25的移动停止，可以抑制膜的浮起。
＜利用线接触的蒸汽灭菌性改进＞
图12是筒式中空纤维膜组件101B的第2端部外壳9附近的放大图。图12表示了蒸汽灭菌时第2灌封部25下降时(向下方移动时)用销18支持第2灌封部25时的结构。如果第2灌封部25下降，则有时中空纤维膜被拉伸并破裂，因此，希望支持第2灌封部25，防止下降。
蒸汽灭菌时，如果从壳体的原水出口12供给蒸汽，并使蒸汽从原水流入口10排出，则第2灌封部25会如图12所示向下方向(Y方向)移动。此时，销18的销内侧上表面18A和第2端部外壳9的第2保持槽19的顶面(顶部)19A线接触。由此，第2灌封部25向下方向的移动被限制。
通过上述构成，设于下部盖5的销18卡定于第2保持槽19的顶面19A，因此，第2灌封部25的移动停止，可以抑制膜的下降。
需要说明的是，虽然在第2实施方式中说明了将销18设于壳体的内表面的情况，但也可以在第2灌封部25的第2端部外壳9的外周面设置销18，在壳体形成保持槽。
(第3实施方式)＜利用圈状部件的保持＞
图13是第3实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101C的纵剖面简图，图14是图13的C－C线剖面图。需要说明的是，在第3实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的部件附以相同的符号，并省略其说明。
在第3实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101C中，与第1实施方式同样地在第2灌封部25的与第2端部外壳9的外周面相对的位置设有第1保持槽17，在第2端部外壳9的外周面上与第1保持槽17相对的位置设有第2保持槽19。在第3实施方式中，第1保持槽17连续地形成于壳体的内周面，同样地，如图15所示，第2保持槽19连续地形成于第2端部外壳9的外周面。通过将圈20***该第1保持槽17和第2保持槽19之间，可以保持第2灌封部25。
＜圈状部件的构成＞
如图14所示，作为圈状部件的圈20为环状部件，优选构成为可以分割的结构。圈20上设有复数个用于在蒸汽灭菌时将蒸汽排水排出的切口20E，如图14所示，第2灌封部25和壳体之间的间隙26可以确保能够使液体通过的流路，并可以在蒸汽灭菌时将蒸汽排水排出。对于切口20E而言，为了提高蒸汽排水的排出性，优选设置切口使得在圈20的端部和下部盖5之间、或在圈20的端部和第2端部外壳9之间的间隙为0.5mm以上，更优选为1mm以上。
圈20的截面形状如图16及图17所示，具有配置于中空纤维膜筒100侧的圈内侧上表面20A和圈内侧下表面20B、配置于壳体侧的圈外侧上表面20C和圈外侧下表面20D。圈内侧上表面20A和圈外侧下表面20D具有朝向前端部的倾斜面，圈内侧下表面20B和圈外侧上表面20C具有分别与第2保持槽19的底面(底部)19B和第1保持槽17的顶面(顶部)17A平行的平坦表面。
将中空纤维膜筒100安装至壳体时，与第1实施方式同样地，首先，将中空纤维膜筒100***筒状外壳3后，将其与上部盖4连接，固定第1灌封部24。接着，在第2端部外壳9的第2保持槽19中***分割的圈20，连接下部盖5。通过上述安装，圈20被***第1保持槽17和第2保持槽19之间，可以保持第2灌封部25。
＜利用面接触的保持＞
保持在交叉流过滤时、空气洗涤时浮起的第2灌封部25时，即，第2灌封部25向上方向(X方向)移动时，如图16所示，圈20的内侧下表面20B和第2端部外壳9的第2保持槽19的底面(底部)19B彼此面接触，圈20的外侧上表面20C和壳体的第1保持槽17的顶面(顶部)17A面接触。
通过这样的构成，与第1保持槽17的顶面17A接触的圈20也卡定于第2保持槽19的底面19B，因此，第2端部外壳9朝向上方向的移动停止，可以抑制膜的浮起。
＜利用线接触的蒸汽灭菌性改进＞
将筒式中空纤维膜组件101C蒸汽灭菌时，优选减小接触面，并设置用于使蒸汽侵入的间隙。第3实施方式中，圈20设有切口20E，因此，在筒式中空纤维膜组件101C蒸汽灭菌时可以从该切口排出蒸汽排水。
在蒸汽灭菌时使用圈20支持第2灌封部25时，即，第2灌封部25向下方向(Y方向)移动时，如图17所示，圈20内侧上表面20A和第2保持槽19的顶面19A线接触，圈20外侧下表面20D和第1保持槽17的底面17B线接触。由此，第2灌封部25向下方向的移动被限制。
(第4实施方式)＜利用绳状部件的保持＞
图18是第4实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101D的纵剖面简图。需要说明的是，在第4实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的部件附以相同的符号，并省略其说明。
在第4实施方式所涉及的筒式中空纤维膜组件101D中，壳体的下部盖5的下端部设有作为第1保持件的下部盖钩23，第2灌封部25的第2端部外壳9的底部设有作为第2保持件的第2端部外壳钩22。下部盖钩23和第2端部外壳钩22分别至少具备1个即可。接着，将下部盖钩23和第2端部外壳钩22用线21等绳状部件固定。在第4实施方式中使用了线，但只要是绳状的保持件且可以固定，则也可以使用线以外的部件，例如，可以使用金属丝、弹簧、捆扎带等。
将中空纤维膜筒100安装至壳体时，与第1实施方式同样地，首先，将中空纤维膜筒100***筒状外壳3后，将其与上部盖4连接，固定第1灌封部24。接着，将线21的一端和第2端部外壳钩22连接，进而将线21的另一端和下部盖钩23连接，之后，连接下部盖5。通过上述构成，可以利用线21保持第2灌封部25。
如图18所示，第2灌封部25和壳体之间，在径向上设有间隙26，在轴向上设有间隙27。将筒式中空纤维膜组件101D蒸汽灭菌时，可以将蒸汽排水从该间隙26及间隙27排出。
＜中空纤维膜＞
就本发明的筒式中空纤维膜组件而言，作为分离膜使用中空纤维膜。通常，中空纤维膜与平膜相比，比表面积更大，每单位时间内可过滤的液体量多，因此是有利的。作为中空纤维膜的结构，存在孔径整体上统一的对称膜、孔径在膜的厚度方向上变化的非对称膜、具有用于保持强度的支持层和用于进行对象物质的分离的分离功能层的复合膜等。
本发明的筒式中空纤维膜组件中使用的中空纤维膜的平均孔径根据分离对象适当选择即可，以细菌类、真菌类等微生物、动物细胞的分离等为目的时，优选为10nm以上且200nm以下。如果平均孔径小于10nm则透水性降低，如果超过200nm则有微生物等泄漏的可能性。本发明中的平均孔径是指孔径最小的致密层的孔径。
本发明中使用的分离膜的材质只要满足耐热性、化学耐久性等则不受特别限定，分离膜可以含有例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物、乙烯·四氟乙烯共聚物等氟类树脂，纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯等纤维素酯，聚砜、聚醚砜等聚砜类树脂，聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯等树脂。特别地，包含氟类树脂、聚砜类树脂的分离膜由于耐热性、物理强度、化学耐久性高，因此，可以适用于本发明的筒式中空纤维膜组件。
另外，本发明中使用的中空纤维膜除了氟类树脂、聚砜类树脂之外，也可以进一步含有亲水性树脂。利用亲水性树脂，可以提高分离膜的亲水性，并提高膜的透水性。对于亲水性树脂而言，只要是可以赋予分离膜以亲水性的树脂即可，不特别限定为具体的化合物，例如，可以适用纤维素酯、脂肪酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、环氧乙烷、环氧丙烷、聚甲基丙烯酸酯类树脂以及聚丙烯酸酯类树脂等。
制作中空纤维膜筒时，在端部外壳填充中空纤维膜，并用粘合剂固定，但考虑到操作性、粘合的问题，会预先使中空纤维膜干燥。但是，中空纤维膜通常会有因干燥而发生收缩导致透水性降低的问题，因此，使用在甘油水溶液中浸渍后干燥的中空纤维膜。如果在浸渍于甘油水溶液后进行干燥，则甘油残留在细孔中，从而可以防止由干燥所引起的收缩。其后，可以通过用乙醇等溶剂实施浸渍处理，恢复透水性。
本发明的筒式中空纤维膜组件可以在蒸汽灭菌后使用，但根据中空纤维膜的种类，有时会因蒸汽灭菌而发生收缩。因此，如果在制作组件后实施蒸汽灭菌，则有中空纤维膜的收缩导致中空纤维膜发生破裂的可能性，所以，希望事先对中空纤维膜进行蒸汽处理，使其收缩。蒸汽灭菌通常在121℃以上的温度下实施，因此，希望预先用121℃以上的蒸汽进行前处理。
＜壳体、端部外壳、整流筒、销、圈等的材质＞
本发明的筒式中空纤维膜组件中使用的壳体的材质只要满足耐热性、化学耐久性等则不受特别限定，例如，可以举出聚砜类树脂、聚四氟乙烯、全氟烷氧基氟树脂等氟类树脂、聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚醚酮、不锈钢、铝等。另外，本发明的中空纤维膜组件中使用的第1及第2端部外壳、整流筒、销、圈、第2端部外壳钩以及下部盖钩的材质没有特别限定，例如，可以从与壳体相同的材料中选择。
＜粘合剂＞
对于本发明的筒式中空纤维膜组件中使用的粘合剂的种类而言，只要满足与粘合对象部件的粘合强度、耐热性、化学耐久性等则没有特别限定，例如，可以使用环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂等。
实施例
＜交叉流过滤试验＞
通过以下方法实施实施例的筒式中空纤维膜组件的交叉流过滤试验。
从原水容器中用泵将水供给至筒式中空纤维膜组件的原水流入口。使被供给的水从原水出口和滤液出口排出，回到原水容器。此处，进行调整使得流出原水出口的流量为20m3/h(膜面线速度为0.5m/s)，进行调整使得流出滤液出口的流量为300L/h，运转100小时。其后，取出中空纤维膜筒，通过目视确认是否发生了中空纤维膜的弯曲(压曲)。
＜蒸汽加热试验＞
通过以下方法实施实施例的筒式中空纤维膜组件的蒸汽加热试验。
对于筒式中空纤维膜组件的第2灌封部的侧面，在壳体轴向的上部、中央部、下部设置热电偶，并用聚酰亚胺胶带固定。
另外，对于第2粘合部上表面，将热电偶***膜束内，使接点接触第2粘合部上表面，并用聚酰亚胺胶带固定热电偶。在第2粘合部上表面的最低部附近的3处以上位置设置热电偶。
设置热电偶后，从中空纤维膜组件上侧的原水出口供给125℃的水蒸汽，在30分钟后测定温度。此处，在原水流入口的下部设置蒸汽疏水阀，将蒸汽加热时产生的蒸汽排水排出。
＜实施例1＞
使用6000根东丽公司制PVDF中空纤维膜(HFS膜)，制作图1所示的筒式中空纤维膜组件101A。通过静置灌封制作中空纤维膜筒100。用销18保持第2灌封部25。
此处，筒状外壳3的内径为159.0mm，进行制作，使第2灌封部25和壳体之间的径向间隙26为0.5mm，第2灌封部25和壳体之间的轴向间隙27为0.5mm。另外，在第2灌封部25中形成如图3所示的贯穿孔13。在制作时调整静置灌封时第2端部外壳9的垂直方向的倾斜度，使贯穿孔13的开口部13A配置于从第2粘合部上表面8A的最低面起的高度为3.0mm的部分。
对该筒式中空纤维膜组件101A实施交叉流过滤试验，结果未确认到中空纤维膜的弯曲。
另外，对该筒式中空纤维膜组件101A实施蒸汽加热试验，结果，第2灌封部侧面的最低温度为125℃。另外，第2粘合部上表面的最低温度为124℃。
将实施例1的中空纤维膜组件的结构示于表1，将交叉流过滤试验及蒸汽加热试验的结果分别示于表2。
＜实施例2＞
使用6000根东丽公司制PVDF中空纤维膜(HFS膜)，制作图8所示的筒式中空纤维膜组件101B。通过静置灌封制作中空纤维膜筒100。用设于下部盖5的内侧的销18保持第2灌封部25。此处，筒状外壳3的内径为159.0mm，进行制作，使第2灌封部25和壳体之间的径向间隙26为0.5mm，第2灌封部25和壳体之间的轴向间隙27为0.5mm。另外，在第2灌封部25中形成如图9所示的贯穿孔13。在制作时调整静置灌封时第2端部外壳9的垂直方向的倾斜度，使贯穿孔13的开口部13A配置于从第2粘合部上表面8A的最低面起的高度为1.0mm的部分。
对该筒式中空纤维膜组件101B实施交叉流过滤试验，结果未确认到中空纤维膜的弯曲。
另外，对该筒式中空纤维膜组件101B实施蒸汽加热试验，结果，第2灌封部侧面的最低温度为125℃。另外，第2粘合部上表面的最低温度为125℃。
将实施例2的中空纤维膜组件的结构示于表1，将交叉流过滤试验及蒸汽加热试验的结果分别示于表2。
＜实施例3＞
使用6000根东丽公司制PVDF中空纤维膜(HFS膜)，制作图13所示的筒式中空纤维膜组件101C。通过静置灌封制作中空纤维膜筒100。用具有可以使液体通过的切口的圈20保持第2灌封部25。此处，筒状外壳3的内径为159.0mm，进行制作，使第2灌封部25和壳体之间的径向间隙26为3.0mm，第2灌封部25和壳体之间的轴向间隙27为3.0mm。另外，在第2灌封部25中形成如图9所示的贯穿孔13。此处，在静置灌封时将第2端部外壳9制作为在垂直方向竖立，使得第2粘合部上表面8A成为水平。
对该筒式中空纤维膜组件101C实施交叉流过滤试验，结果未确认到中空纤维膜的弯曲。
另外，对该筒式中空纤维膜组件101C实施蒸汽加热试验，结果，第2灌封部侧面的最低温度为125℃。另外，第2粘合部上表面的最低温度为125℃。
将实施例3的中空纤维膜组件的结构示于表1，将交叉流过滤试验及蒸汽加热试验的结果分别示于表2。
＜比较例1＞
除了未安装销18以外，用与实施例1相同的方法制作筒式中空纤维膜组件。
对该筒式中空纤维膜组件实施交叉流过滤试验，结果，中空纤维膜被液流上推，确认到中空纤维膜的弯曲。
另外，对该筒式中空纤维膜组件实施蒸汽加热试验，结果，第2灌封部侧面的最低温度为125℃。另外，第2粘合部上表面的最低温度为124℃。
将比较例1的中空纤维膜组件的结构示于表1，将交叉流过滤试验及蒸汽加热试验的结果分别示于表2。
＜比较例2＞
取代圈20，使用不具有切口的圈状弹性部件(硅橡胶)将第2灌封部25和壳体之间液密地密封，除此以外，使用与实施例3相同的方法制作筒式中空纤维膜组件。
对该筒式中空纤维膜组件实施交叉流过滤试验，结果未确认到中空纤维膜的弯曲。
另外，对该筒式中空纤维膜组件实施蒸汽加热试验，结果，由于蒸汽排水滞留于圈状弹性部件的上方，第2灌封部侧面的最低温度为95℃。另外，第2粘合部上表面的最低温度为125℃。
将比较例2的中空纤维膜组件的结构示于表1，将交叉流过滤试验及蒸汽加热试验的结果分别示于表2。
【表1】
【表2】
本发明不限于上述实施方式，可以自由进行适当的变形、改良等。此外，只要可以实现本发明，上述实施方式的各构成要素的材质、形状、尺寸、数值、形态、数量、配置位置等可以随意，不受限定。
参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但对于本领域技术人员而言明确的是，可以不脱离本发明的精神和范围地进行各种变更和修正。本申请基于2013年4月25日提出申请的日本专利申请(日本特愿2013－092701)主张优先权，其内容作为参考而并入本文。
产业上的可利用性
本发明的筒式中空纤维膜组件可以用于发酵工业领域、医药品制造领域、食品工业领域、水处理领域等。
附图标记说明
100中空纤维膜筒
101A、101B、101C、101D筒式中空纤维膜组件
1中空纤维膜
2中空纤维膜束
3筒状外壳
3A、3B凸缘部
4上部盖
4A凹部
5下部盖
5A凹部
6第1粘合部
7第1端部外壳
7A凸缘部
8第2粘合部
8A第2粘合部上表面
9第2端部外壳
10原水流入口
11滤液出口
12原水出口
13贯穿孔
13A开口部
14整流筒
15O型圈
16垫片
17第1保持槽
17A顶面(顶部)
17B底面(底部)
18销(保持部)
18A销内侧上表面
18B销内侧下表面
18C销外侧上表面
18D销外侧下表面
19第2保持槽
19A顶面(顶部)
19B底面(底部)
19C台阶部
19D竖槽部
19E横槽部
19F相对的面
20圈(保持部)
20A圈内侧上表面
20B圈内侧下表面
20C圈外侧上表面
20D圈外侧下表面
20E切口
21线(保持部)
22第2端部外壳钩
23下部盖钩
24第1灌封部
25第2灌封部
26间隙(第2灌封部径向)
27间隙(第2灌封部轴向)
28间隙(整流筒径向)
29蒸汽排水
30粘合剂投入器
31灌封用筒状外壳
32第1端部用灌封盖
33第2端部用灌封盖
34贯穿孔形成销
35管
Claims (10)
1.一种筒式中空纤维膜组件，具有：
壳体；
复数个中空纤维膜，收容于所述壳体内；
第1灌封部，其将所述中空纤维膜的第1端部在开口状态下捆扎；
第2灌封部，其将所述中空纤维膜的第2端部在密封状态下捆扎；
固定部，其将所述第1灌封部可装拆地固定于所述壳体；
密封部，其将所述第1灌封部和所述壳体之间液密地密封；
保持部，其保持所述第2灌封部，使所述第2灌封部可以相对于所述壳体装拆，且使液体可以从所述第2灌封部和所述壳体之间通过，
所述第2灌封部和所述壳体之间设有间隙，所述第2灌封部可以在所述壳体的径向及轴向上移动，所述保持部限制所述第2灌封部在所述壳体的轴向上的移动。
2.如权利要求1所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述壳体在与所述第2灌封部的外周面相对的位置设有至少1个第1保持槽，
在所述第2灌封部的外周面上在与所述第1保持槽相对的位置设有至少1个第2保持槽，
所述保持部为销，所述销被***所述第1保持槽和所述第2保持槽。
3.如权利要求1所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述壳体在与所述第2灌封部的外周面相对的位置设有第1保持槽，
在所述第2灌封部的外周面上在与所述第1保持槽相对的位置设有第2保持槽，
所述保持部是至少具有1个切口的环状部件，所述环状部件被***所述第1保持槽和所述第2保持槽。
4.如权利要求1所述的筒式中空纤维膜组件，其中，在所述壳体的与所述第2灌封部的外周面相对的位置或在所述第2灌封部的与所述壳体的内周面相对的位置至少设有1个保持槽，
所述壳体具有保持槽时，在所述第2灌封部的与所述保持槽相对的位置设有所述保持部，
所述第2灌封部具有保持槽时，在所述壳体的与所述保持槽相对的位置设有所述保持部，
所述保持部为销，所述销被***所述保持槽。
5.如权利要求2或3所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述第2灌封部向与所述第1灌封部相反的方向移动时，所述保持部通过与所述第1保持槽及所述第2保持槽线接触来保持所述第2灌封部。
6.如权利要求4所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述第2灌封部向与所述第1灌封部相反的方向移动时，所述保持部通过与所述保持槽线接触来保持所述第2灌封部。
7.如权利要求1所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述壳体至少具有1个第1扣件，
所述第2灌封部至少具有1个第2扣件，
所述保持部为绳状部件，所述绳状部件将所述第1扣件和所述第2扣件连接。
8.如权利要求1～7中任一项所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述第2灌封部设有至少1个贯穿孔，所述贯穿孔在所述壳体的轴向上贯穿所述第2灌封部，
所述贯穿孔中的至少1个贯穿孔的开口部设于所述第2灌封部的与第1灌封部相对的面中从所述相对的面的最低的部位起的高度为3mm以内的范围的区域。
9.如权利要求1～8中任一项所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述第2灌封部设有至少1个贯穿孔，所述贯穿孔在所述壳体的轴向上贯穿所述第2灌封部，
所述贯穿孔的流路面积和所述第2灌封部与所述壳体之间的间隙的流路面积之和为壳体的截面积的5％以上且30％以下。
10.如权利要求1～9中任一项所述的筒式中空纤维膜组件，其中，所述第1灌封部的下方具有整流筒，在整流筒的下端部和所述壳体之间设有间隙。
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