JP2873587B2 - 液体の改質方法とその装置 - Google Patents
液体の改質方法とその装置Info
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Landscapes
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微生物の濃縮（増殖）や高純度のろ過液を
得るための液体の改質方法とその装置に関する。
得るための液体の改質方法とその装置に関する。
通常、この種の液体の改質方法及び改質装置は、原液
槽（反応槽、培養槽を含む）内の原液を、循環系により
セラミックフィルター内に供給し、ろ過液と濃縮液とに
分離し、ろ過液をろ過液槽に貯留する一方、濃縮液を上
記循環系により原液槽へ還流させるように構成されてい
る（特開昭61−192280号公報参照）。
槽（反応槽、培養槽を含む）内の原液を、循環系により
セラミックフィルター内に供給し、ろ過液と濃縮液とに
分離し、ろ過液をろ過液槽に貯留する一方、濃縮液を上
記循環系により原液槽へ還流させるように構成されてい
る（特開昭61−192280号公報参照）。
しかし、上記の方法及び装置によれば、原液槽の原液
は、濃縮が進むにつれて、急速にろ過流速が落ちてある
濃度で頭打ちになり、更に高濃度の濃縮液又は高純度の
ろ過液を得る改質ができなかった。
は、濃縮が進むにつれて、急速にろ過流速が落ちてある
濃度で頭打ちになり、更に高濃度の濃縮液又は高純度の
ろ過液を得る改質ができなかった。
例えば好気性あるいは通性嫌気性の微生物の増殖に際
し、微生物を高濃度に培養すると、培地成分が充分に供
給されている場合、しばしば培養液中の溶存酸素濃度が
微生物の増殖を律速する原因となる。
し、微生物を高濃度に培養すると、培地成分が充分に供
給されている場合、しばしば培養液中の溶存酸素濃度が
微生物の増殖を律速する原因となる。
従来、上記問題に対処するため、例えば、微生物の増
殖に際し、通常0.1〜数mmの穴があいたノズル、多孔パ
イプ、多孔板等を用い、原液槽内の培養液中で空気ある
いは酸素の気泡を発生させ、培養液中に制御剤としての
酸素を溶け込ませていた。
殖に際し、通常0.1〜数mmの穴があいたノズル、多孔パ
イプ、多孔板等を用い、原液槽内の培養液中で空気ある
いは酸素の気泡を発生させ、培養液中に制御剤としての
酸素を溶け込ませていた。
又、水のろ過による改質に際し、原液槽内の原液中に
制御剤としての凝集剤を添加して原液中の不純物を凝集
させ、原液槽が大きいものは、撹拌機を取り付けて撹拌
していた。
制御剤としての凝集剤を添加して原液中の不純物を凝集
させ、原液槽が大きいものは、撹拌機を取り付けて撹拌
していた。
しかしながら、上記従来の前者の手段においては、発
生する気泡の大きさは、1.0〜数mmであり、気泡表面を
通過して原液に溶け込む酸素移動量にも限界があった。
生する気泡の大きさは、1.0〜数mmであり、気泡表面を
通過して原液に溶け込む酸素移動量にも限界があった。
又、後者の手段においては、撹拌ムラが生じ易く、特
に原液槽へ新しい原液を補充する場合は、かかる傾向が
顕著となっていた。更に、原液槽に取り付けた撹拌機や
添加器具のメインテナンスに手間がかかる問題があっ
た。
に原液槽へ新しい原液を補充する場合は、かかる傾向が
顕著となっていた。更に、原液槽に取り付けた撹拌機や
添加器具のメインテナンスに手間がかかる問題があっ
た。
そこで本発明は、制御剤の添加を穴のあいたノズル等
や撹拌機を用いることなく均一に行えると共に、メイン
テナンスが容易で、かつ改質効率を向上し得る液体の改
質方法とその装置の提供を目的とする。
や撹拌機を用いることなく均一に行えると共に、メイン
テナンスが容易で、かつ改質効率を向上し得る液体の改
質方法とその装置の提供を目的とする。
前記課題を解決するため、第１の発明は、互いに連結
された筒状の複数のセラミックフィルターにおいて、通
常時は、個別に形成されるセラミックフィルター内とセ
ラミックフィルター外の２つの空間のいずれか一方の全
てに原液を供給してろ過し、原液側の濃縮液ともう一方
の空間のろ過液とに分離すると共に、あるセラミックフ
ィルターが目詰まりした場合は、該セラミックフィルタ
ーにおけるろ過液側から制御剤を個別に圧入し、かつ濃
縮液を原液として還流させる方法である。
された筒状の複数のセラミックフィルターにおいて、通
常時は、個別に形成されるセラミックフィルター内とセ
ラミックフィルター外の２つの空間のいずれか一方の全
てに原液を供給してろ過し、原液側の濃縮液ともう一方
の空間のろ過液とに分離すると共に、あるセラミックフ
ィルターが目詰まりした場合は、該セラミックフィルタ
ーにおけるろ過液側から制御剤を個別に圧入し、かつ濃
縮液を原液として還流させる方法である。
第２の発明は、第１の発明の方法の実施に供にする装
置で、互いに連結され、原液をろ過液と濃縮液とに分離
する筒状の複数のセラミックフィルターと、各セラミッ
クフィルターにおいて個別に形成されるセラミックフィ
ルター内とセラミックフィルター外の２つの空間のいず
れか一方の全てに原液を供給し、原液供給側の濃縮液を
原液として還流させる循環系と、各セラミックフィルタ
ーにおけるもう一方の空間からろ過液を個別に排出する
排出系と、各セラミックフィルターにおけるろ過液側か
ら制御剤を個別に圧入する制御剤圧入手段とを備えたも
のである。
置で、互いに連結され、原液をろ過液と濃縮液とに分離
する筒状の複数のセラミックフィルターと、各セラミッ
クフィルターにおいて個別に形成されるセラミックフィ
ルター内とセラミックフィルター外の２つの空間のいず
れか一方の全てに原液を供給し、原液供給側の濃縮液を
原液として還流させる循環系と、各セラミックフィルタ
ーにおけるもう一方の空間からろ過液を個別に排出する
排出系と、各セラミックフィルターにおけるろ過液側か
ら制御剤を個別に圧入する制御剤圧入手段とを備えたも
のである。
上記手段においては、あるセラミックフィルターが目
詰まりした場合、該セラミックフィルターにおけるろ過
液側からの制御剤の個別の圧入によって、制御剤がムラ
なく添加されると共に、セラミックフィルターの逆洗が
同時に行われる。
詰まりした場合、該セラミックフィルターにおけるろ過
液側からの制御剤の個別の圧入によって、制御剤がムラ
なく添加されると共に、セラミックフィルターの逆洗が
同時に行われる。
セラミックフィルターの気孔径は、0.2〜1.5μｍ、特
に飲料水の精製や微生物の培養には、0.8μｍが好まし
い。
に飲料水の精製や微生物の培養には、0.8μｍが好まし
い。
又、セラミックフィルターは、制御剤圧入用とろ過用
とに分けて固定することなく、適宜その機能を切り替え
得るようにすることが好ましい。
とに分けて固定することなく、適宜その機能を切り替え
得るようにすることが好ましい。
制御剤としては、気体又は液体が用いられる。
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第１図は液体の改質装置の概念図である。
図中１は連結管路２によって直列に連結された円筒状
の２個のセラミックフィルターで、両セラミックフィル
ター１は、それぞれフィルターケース３によって同心状
に覆われている。セラミックフィルター１は、後述する
原液をろ過液と濃縮液とに分離するもので、アルミナ、
ジルコニア、炭化けい素、窒化けい素等の耐食性のセラ
ミックスによって形成された平均気孔径0.8μｍ多孔質
セラミックスからなる。
の２個のセラミックフィルターで、両セラミックフィル
ター１は、それぞれフィルターケース３によって同心状
に覆われている。セラミックフィルター１は、後述する
原液をろ過液と濃縮液とに分離するもので、アルミナ、
ジルコニア、炭化けい素、窒化けい素等の耐食性のセラ
ミックスによって形成された平均気孔径0.8μｍ多孔質
セラミックスからなる。
４は循環系で、原液槽５に収容された原液６を一方
（図においては左方）のセラミックフィルター１内に供
給し、他方（図においては右方）のセラミックフィルタ
ー１内から排出される濃縮液を原液槽５内の原液６へ還
流させるものであり、ポンプ７を介装して一方のセラミ
ックフィルター１内と原液槽５とを連結した原液供給管
路８と、他方のセラミックフィルター１内と原液槽５と
を連結した濃縮液還流管路９とからなる。
（図においては左方）のセラミックフィルター１内に供
給し、他方（図においては右方）のセラミックフィルタ
ー１内から排出される濃縮液を原液槽５内の原液６へ還
流させるものであり、ポンプ７を介装して一方のセラミ
ックフィルター１内と原液槽５とを連結した原液供給管
路８と、他方のセラミックフィルター１内と原液槽５と
を連結した濃縮液還流管路９とからなる。
10はセラミックフィルター１によって分離されたろ過
液11を収容するろ過液槽で、それぞれ電磁弁12を介装し
たろ過液排出管路13（排出系）により両セラミックフィ
ルター１のフィルターケース３のろ過液排出口3aと個別
に連結されている。
液11を収容するろ過液槽で、それぞれ電磁弁12を介装し
たろ過液排出管路13（排出系）により両セラミックフィ
ルター１のフィルターケース３のろ過液排出口3aと個別
に連結されている。
14は両セラミックフィルター１の外周面から制御剤を
個別に圧入する制御剤圧入手段で、制御剤を原液６の供
給圧よりも高圧で供給する制御剤供給源15と、この制御
剤供給源15と両セラミックフィルター１のフィルターケ
ース３の制御剤投入口3bとを電磁弁16を個別に介装して
連結した制御剤供給管路17とからなる。
個別に圧入する制御剤圧入手段で、制御剤を原液６の供
給圧よりも高圧で供給する制御剤供給源15と、この制御
剤供給源15と両セラミックフィルター１のフィルターケ
ース３の制御剤投入口3bとを電磁弁16を個別に介装して
連結した制御剤供給管路17とからなる。
上記構成の液体の改質装置の運転に際しては、一方の
セラミックフィルター１に係るろ過液排出管路13の電磁
弁12を開、他方のセラミックフィルターに係るろ過液排
出管路13の電磁弁12を閉とし、かつ一方のセラミックフ
ィルター１に係る制御剤供給管路17の電磁弁16を閉、他
方のセラミックフィルター１に係る制御剤供給管路17の
電磁弁16を開とした状態で、原液６が循環系４により一
方のセラミックフィルター１内に供給されると、ろ過液
11と濃縮液とに分離され、ろ過液11は、フィルターケー
ス３内に排出され、かつそのろ過液排出口3aからろ過液
排出管路13を経てろ過液槽10に収容される一方、濃縮液
は、連結管路２を経て他方のセラミックフィルター１内
に供給され、このセラミックフィルター１の外周面から
の制御剤圧入手段14による制御剤の圧入を受けて制御剤
が均一に混合された状態となり、原液６として原液槽５
へ還流される。
セラミックフィルター１に係るろ過液排出管路13の電磁
弁12を開、他方のセラミックフィルターに係るろ過液排
出管路13の電磁弁12を閉とし、かつ一方のセラミックフ
ィルター１に係る制御剤供給管路17の電磁弁16を閉、他
方のセラミックフィルター１に係る制御剤供給管路17の
電磁弁16を開とした状態で、原液６が循環系４により一
方のセラミックフィルター１内に供給されると、ろ過液
11と濃縮液とに分離され、ろ過液11は、フィルターケー
ス３内に排出され、かつそのろ過液排出口3aからろ過液
排出管路13を経てろ過液槽10に収容される一方、濃縮液
は、連結管路２を経て他方のセラミックフィルター１内
に供給され、このセラミックフィルター１の外周面から
の制御剤圧入手段14による制御剤の圧入を受けて制御剤
が均一に混合された状態となり、原液６として原液槽５
へ還流される。
そして、一方のセラミックフィルター１が目詰まりす
ると、上記状態とは逆に、一方のセラミックフィルター
１に係るろ過液排出管路13の電磁弁12を閉、他方のセラ
ミックフィルター１に係るろ過液排出管路13の電磁弁12
を開とし、かつ一方のセラミックフィルター１に係る制
御剤供給管路17の電磁弁16を開、他方のセラミックフィ
ルター１に係る制御剤供給管路17の電磁弁16を閉とした
状態で運転され、このように両セラミックフィルター１
のろ過機能と制御剤圧入機能とを切り替えることによ
り、セラミックフィルター１の逆洗が制御剤の圧入によ
る液体の改質と同時に行われ、改質効率が向上する。
ると、上記状態とは逆に、一方のセラミックフィルター
１に係るろ過液排出管路13の電磁弁12を閉、他方のセラ
ミックフィルター１に係るろ過液排出管路13の電磁弁12
を開とし、かつ一方のセラミックフィルター１に係る制
御剤供給管路17の電磁弁16を開、他方のセラミックフィ
ルター１に係る制御剤供給管路17の電磁弁16を閉とした
状態で運転され、このように両セラミックフィルター１
のろ過機能と制御剤圧入機能とを切り替えることによ
り、セラミックフィルター１の逆洗が制御剤の圧入によ
る液体の改質と同時に行われ、改質効率が向上する。
なお、セラミックフィルター１は、２個に限らず、３
個以上としてもよく、又、直列連結に限らず、並列若し
くは直並列連結としてもよい。
個以上としてもよく、又、直列連結に限らず、並列若し
くは直並列連結としてもよい。
又、該実施例は、円筒状のセラミックフィルター内に
原液を供給しているが、セラミックフィルター外に原液
を供給し、内周面から制御剤を圧入しても全く同様の効
果が得られ、本発明の技術的範囲に含まれるものであ
る。
原液を供給しているが、セラミックフィルター外に原液
を供給し、内周面から制御剤を圧入しても全く同様の効
果が得られ、本発明の技術的範囲に含まれるものであ
る。
上記構成の液体の改質装置において、制御剤として１
〜10kg/cm2、流量0.01m3/minの空気を用い、大腸菌（Es
cherichia coli Ｂ）の培養を起ったところ、第２図
に示すようになった。なお、この培養では、酸素以外の
要因が増殖阻害因子とならないように接地成分を流加し
ながら培養した。
〜10kg/cm2、流量0.01m3/minの空気を用い、大腸菌（Es
cherichia coli Ｂ）の培養を起ったところ、第２図
に示すようになった。なお、この培養では、酸素以外の
要因が増殖阻害因子とならないように接地成分を流加し
ながら培養した。
その結果、培養10時間における菌体の濃度は、従来の
0.5mm穴８個のスパージャーによるバブリングと比較し
て1.6倍となった。
0.5mm穴８個のスパージャーによるバブリングと比較し
て1.6倍となった。
又、制御剤として１〜10kg/cm2の炭酸ガス（CO2）を
用い、カルシウム（Ca）分が多い井戸水（飲料水）を原
液（循環圧力0.5〜5kg/cm2、流速２〜5m/sec）としてろ
過し改質したところ、ろ過液中のカルシウムと、濃縮液
中の炭酸カルシウム（CaCO3）は、制御剤なしの従来例
を併記する下表のようになった。
用い、カルシウム（Ca）分が多い井戸水（飲料水）を原
液（循環圧力0.5〜5kg/cm2、流速２〜5m/sec）としてろ
過し改質したところ、ろ過液中のカルシウムと、濃縮液
中の炭酸カルシウム（CaCO3）は、制御剤なしの従来例
を併記する下表のようになった。
従って、水の改質に際し、水中の不純物と反応する物
質を制御剤としてろ過液側から混入させると、従来ろ過
できなかった不純物の粒子径を大きくしてろ過でき、き
わめて高純度のろ過液を得ることができることがわかっ
た。
質を制御剤としてろ過液側から混入させると、従来ろ過
できなかった不純物の粒子径を大きくしてろ過でき、き
わめて高純度のろ過液を得ることができることがわかっ
た。
以上のように本発明によれば、あるセラミックフィル
ターが目詰まりした場合、該セラミックフィルターにお
けるろ過液側からの制御剤の個別の圧入によって、制御
剤がムラなく添加されると共に、セラミックフィルター
の逆洗が同時に行われるので、従来のように穴のあいた
ノズル等や撹拌機を用いることなく、制御剤の添加を均
一に行うことができると共に、メインテナンスを容易に
し、かつ液体の改質効率を大幅に向上することができ
る。
ターが目詰まりした場合、該セラミックフィルターにお
けるろ過液側からの制御剤の個別の圧入によって、制御
剤がムラなく添加されると共に、セラミックフィルター
の逆洗が同時に行われるので、従来のように穴のあいた
ノズル等や撹拌機を用いることなく、制御剤の添加を均
一に行うことができると共に、メインテナンスを容易に
し、かつ液体の改質効率を大幅に向上することができ
る。
図は本発明の実施例を示すもので、第１図は液体の改質
装置の概念図、第２図は同装置を用いた大腸菌の培養結
果を示す説明図である。 １……セラミックフィルター、２……連結管路、３……
フィルターケース、４……循環系、５……原液槽、10…
…ろ過液槽、12……電磁弁、13……ろ過液排出管路、14
……制御剤圧入手段、15……制御剤供給源、16……電磁
弁、17……制御剤供給管路
装置の概念図、第２図は同装置を用いた大腸菌の培養結
果を示す説明図である。 １……セラミックフィルター、２……連結管路、３……
フィルターケース、４……循環系、５……原液槽、10…
…ろ過液槽、12……電磁弁、13……ろ過液排出管路、14
……制御剤圧入手段、15……制御剤供給源、16……電磁
弁、17……制御剤供給管路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長尾 幸彦 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝 セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 南 俊郎 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝 セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 長谷川 満雅 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝 セラミックス株式会社刈谷製造所内 (56)参考文献 特開 昭51−107656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−52928（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 61/14 - 61/22 B01D 65/02 B01D 65/02 520
Claims (2)
- 【請求項１】互いに連結された筒状の複数のセラミック
フィルターにおいて、通常時は、個別に形成されるセラ
ミックフィルター内とセラミックフィルター外の２つの
空間のいずれか一方の全てに原液を供給してろ過し、原
液の濃縮液ともう一方の空間のろ過液とに分離すると共
に、あるセラミックフィルターが目詰まりした場合は、
該セラミックフィルターにおけるろ過液側から制御剤を
個別に圧入し、かつ濃縮液を原液として還流させること
を特徴とする液体の改質方法。 - 【請求項２】互いに連結され、原液をろ過液と濃縮液と
に分離する筒状の複数のセラミックフィルターと、各セ
ラミックフィルターにおいて個別に形成されるセラミッ
クフィルター内とセラミックフィルター外の２つの空間
のいずれか一方の全てに原液を供給し、原液供給側の濃
縮液を原液として還流させる循環系と、各セラミックフ
ィルターにおけるもう一方の空間からろ過液を個別に排
出する排出系と、各セラミックフィルターにおけるろ過
液側から制御剤を個別に圧入する制御剤圧入手段とを備
えたことを特徴とする液体の改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212653A JP2873587B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 液体の改質方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212653A JP2873587B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 液体の改質方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377627A JPH0377627A (ja) | 1991-04-03 |
| JP2873587B2 true JP2873587B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=16626188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1212653A Expired - Lifetime JP2873587B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 液体の改質方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2873587B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2500181B2 (ja) * | 1992-09-11 | 1996-05-29 | 日本碍子株式会社 | セラミック膜の逆洗方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1212653A patent/JP2873587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377627A (ja) | 1991-04-03 |
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