JPS6051388B2 - 濾過材および濾過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は食品工業、醸造工業等に有用な濾過材および
濾過方法に関するものである。

酒造工業においては、清酒の色、味、におい等の原因
となる有機アミノ酸を微粒活性炭に吸着させ、これを最
終仕上げで濾過して調製する方法がとられている。

かかる用途には吸着効果および処理時間等を考慮して通
常粒度約４０μ以下の微粒子が印重量％以上含まれる活
性炭が利用されており、従来はこの微粒活性炭を濾別す
るために石綿が使用されていた。この場合の濾過方法は
圧濾過法であり、濾過機内の各濾葉に濾布を張付け組立
てた後、濾過機内に水または濾過原液を充満させ、さら
にこれに石綿を分散させて液を循環せしめることにより
各濾葉に張られた濾布表面に石綿をプレコートして石綿
層を形成し、この石綿層により濾過原液中の微粒活性炭
および他の微粒成分を濾別する方法がとられていた。
かかる濾過方法において、濾過助剤である石綿は濾液の
透明性等の濾過効果および操作性（濾過層の安定性）等
の性能が非常にすぐれているのでこれまで長年に渡つて
使用されてきたが、近年石綿が特定化学物質に指定され
、労働安全衛生法によりその製造、取扱いが厳しく規制
され、しかも石綿の特性である不燃性ゆえに使用後の石
綿が産業廃棄物として処分できなくなつた現在、石綿の
使用禁止を余儀なくされつつある。

そこで、この石綿に代わるものとして濾紙による濾過法
およびバルブと硅そう土を併用する濾過法が検討されて
いるが、これらは濾過効果，操業性に難点があり、特に
後者の方法は硅そう土が焼却処分できないので廃棄物の
処理の面で問題を残している。

本発明者らはかかる現状に鑑み、石綿を利用した場合と
同様の濾過効果および操作性を有し、しかも、濾過処理
後に容易に焼却処分することができ、かつ人体に安全な
濾過助剤について鋭意研究した結果、従来から食品工業
等に濾過袋として利用されて実績のあるＰＶＡ系合成繊
維およびＰＶＡ微粉末を利用すれば、ＰＶＡが溶液中で
多少膨潤し、すぐれた濾過材を形成することができ、し
かもかかる濾過材を利用して清酒等のアルコール原液を
濾過すれば濾過効果，操作性および廃棄物の焼却処分も
きわめて良好であることを見いだし本発明を完成した。

すなわち、本発明は１．０〜２０デニールのＰＶＡ系合
成繊維を数十〜数百ミクロンに粉砕した繊維粉砕物から
なる層に、主として粒径数ミクロン〜数十ミクロンの不
溶化ＰＶＡ微粉末を充填してなる濾過材およびかかる濾
過材を用いて溶液中の微粒．成分を濾別することを特徴
とする濾過方法である。本発明の濾過材はＰＶＡ系合成
繊維を数十〜数百ミクロンに粉砕し、これを水または濾
過原液に分散して濾過機内を循環させ、まず濾葉に張ら
れ．た濾布表面に繊維の粉末を均一にプレコートして繊
維粉末層を形成し、しかる後、不溶化ＰＶＡを分散した
水または濾過原液を循環させて粉末層にＰＶＡ微粉末を
充填して形成される。

かかる濾過材形成に際して、繊維粉砕物は、濾・布表面
に均一な粉末層を形成すべく水または濾過原液に対して
高分散性であることが要求され、同時に形成される濾過
材は安定でかつ濾過効果がすぐれていることが要求され
る。

ＰＶＡ系合成繊維の粉砕には種々の手段があるが、これ
を数十〜数百ミクロンの長さで粉砕する場合、同時に繊
維のフイプリル化が起こる。この粉砕物の分散性は繊維
デニールが大なるものほど良好であるが濾過効果は低下
するので、ＰＶＡ系合成繊維においては１．０〜２０デ
ニールのものを粉砕したものが適当であり、特に１．５
〜１０デニールの繊維を数十〜数百ミクロンに粉砕した
ものは、水または濾過原液に対する分散性がすぐれ、形
成される粉末層も安定ノである。ＰＶＡ系合成繊維はそ
の断面構造が二重構造であるため、これをミクロン単位
に粉砕するとスキン層部が破れ内部のコアー層が露出す
る。

このコアー層は濾過処理に際し濾液へ溶出し濾液を発泡
・することがあるので、これを防止するためには粉砕後
さらに熱処理、もしくはアセタール化等の不溶化処理す
ることが望ましいが、たとえば力性ソーダ等のアルカリ
浴紡糸一アセタール化ＰＶＡ系合成繊維等の断面均一繊
維を利用すれば粉砕後の・後処理は不要である。かかる
ＰＶＡ系合成繊維の粉砕物で形成したコーティング層の
みである程度の粒度の微粒子を濾別することが可能であ
るが、清酒原液の濾過のごとき粒度４０ｐ以下の微粒子
が５唾量％以上を占める活性炭を濾別する場合は、たと
え活性炭自体が濾過助剤となつて粉末層を充填しても十
分な濾過効果を発揮し得ない。

そこて主として粒度数ミクロン〜数十ミクロンの不溶イ
５ＰＶＡ微粉末を粉末層形成法と同様にプレコートして
充填する。このとき用いるＰＶＡ微粉末は重合度５００
以上、ケン化度９９モル％以上のＰＶＡで、かつ粒径約
８０ミクロン以下のものを５鍾量％以上占めるものであ
ることが望ましい。しかしＰＶＡは通常水溶性であるか
ら熱処理またはアセタール化処理等で不溶化して本発明
に適用しなければならない。特にＰＶＡの熱処理による
不溶化処理は、約２００℃程度の熱処理で２０％エチル
アルコール水溶液中での６０℃，３時間浸漬後の重量減
量を５％未満とし、かつ２０％エチルアルコール水溶液
中での膨潤度を１．０〜２．０とし、さらに水に対する
分散性も殆ど損なわないので非常に有効な処理方法であ
る。特に清酒原液の濾過に際して、２０％エチルアルコ
ール水溶液中での６０℃，３時間浸漬後の重量減量が５
％以上のＰＶＡは発泡が生じて好ましくない。本発明の
濾過材を構成するＰＶＡはすべて親水性の有機物である
ため、プレコーティング時あるいはプレコートされた後
にも多少膨潤し、濾過層をより緻密化して濾過効果を向
上せしめ、かつ濾過層自体を安定化する。

本発明の濾過材を構成するＰＶＡ系合成繊維の粉砕物と
ＰＶＡの微粉末の量的割合は、濾過する溶液に含有され
ている活性炭等の微粒子の粒径および量により変化する
。

すなわち濾過する溶液中に含有されている活性炭微粒子
は、本発明に使用するＰＶＡ微粉末と同様に濾過助剤と
しての作用も発揮するので、繊維粉砕物とＰＶＡ微粉末
の量的割合は一定でなく、繊維粉砕物の層にＰＶＡ微粉
末が埋没している状態になる程度の混合割合が望ましい
。たとえば清酒原液の濾過に使用する場合は、繊維粉砕
物：ＰＶＡ微粉末の重量割合が約１：２であれば、濾過
効果および操作性はいずれも十分満足する。特に操作性
すなわち濾過層の安定性を維持するためには、本発明の
濾過材に堆積する活性炭微粒子等の堆積層が濾過中に圧
力変動等で破壊されないように繊維粉末，とＰＶＡ微粒
子との量を調節することが必要であるが、この調節は経
験的に決定できる。次に本発明の濾過材および比較濾過
材を用いて清酒原液の最終仕上げ濾過を行つた実験例に
より本発明の濾過方法を説明する。

芒硝浴紡糸−アセタール化ビニロン繊維粉砕物ＣＡ），
力性ソーダ浴紡糸−アセタール化ビニロン繊維粉砕物（
Ｂ），ＰＶＡ微粉末の未処理物（Ｃ）およびＰＶＡ微粉
末の２００′Ｃ×１紛熱処理物（Ｄ）をそれぞれ２０％
エチルアルコール水溶液に分散させ、これを濾過機に循
環させてそれぞれ濾布表面にＡ，Ｂ，ＣおよびＤ単独層
を形成し、さらに別にＢ層にＤをＢ：Ｄ＝１：２（重量
比）となるように充填した濾過材を形成した。

この５種の濾過材を用いて活性炭微粒子を混入した清酒
原液の最終濾過処理を行つた結果を表１に示す。表１に
おいてＡ単独の濾過材は、濾過に際し濾液が発泡し、活
性炭微粒子の完全除去に長時間を要し、しかもＰＶＡの
溶出が認められたことを示す。

この濾液の発泡およびＰＶＡの溶出は、アルカリ紡糸−
アセタール化繊維の粉砕物（Ｂ）の場合問題ないが濾過
効果において不十分であつた。一方ＰＶＡ微粉末単独で
形成した濾過材はいずれもプレコート層が不安定であり
、圧力変動で容易に亀裂を生じ、特にＣ単独の場合はＰ
ＶＡが溶出し適応不可能であつた。しかるにＢ＋Ｄで構
成した本発明の濾過材を用いて濾過した結果は、濾過効
果および濾過層の安定性のいずれも良好であり、しかも
２０％エチルアルコール水溶液中（６０゜Ｃ×３時間）
での減量は１．０％以下でほとんどＰＶＡの溶出は認め
られなかつた。本発明の濾過材はＰＶＡを主体とする繊
維の粉砕物および微粉末によつて構成さるので、濾過層
ａの安定性がすぐれ、さらに濾過効果においても従来の
石綿層に近いものである。

しかもＰＶＡは焼却処分が容易であるから従来の石綿と
違つて廃棄物の処分が容易であり、そのうえ人体に対す
る障害もないので飲食物、特に飲料用アルコール溶液１
等の濾過には非常に有用である。次に実施例により本発
明をさらに詳細に説明する。

実施例１ Ｎａ０Ｈ浴紡糸後常法により乾燥、熱処理し、グｌリオ
キザール化度２０ｎ１０１％，繊度３．５デニールのビ
ニロン繊維を得、これを温水で十分洗浄精製し３０〜５
００ミクロンに粉砕した。

次に粉砕した繊維質を２０％エチルアルコール溶液中に
分散させ、これを循環させて濾過機内の濾布上にプレコ
ーテングし、粉末層を形成した。さらに２００メッシュ
以下のものが８０重量％以上を占めるＰＶＡ微粉末を２
００℃で１紛間熱処理し、これを２０％エチルアルコー
ル溶液中に分散させ、先に形成させたビニロン粉砕物の
プレコート層上にプレコーテングし濾過層を形成した。
次に粒度４０μ以下の微粒子を約５唾量％含有する活性
炭を２０％エチルアルコール溶液中に分散させ十分に有
機アミノ酸を吸着させた後、このアルコール溶液を先に
形成させた濾過層で濾過し、濾液の流出量ごとにサンプ
リングし、濾液への活性炭流出を分光光度計により、吸
光度を測定し、濾過効果を判定した。

その結果を表２に示す。表２から本発明の濾過材を用い
てエチルアルコール水溶液を濾過処理すれば、すぐれた
濾過効果が得られることが明らかである。実施例２ Ｎａ０Ｈ浴紡糸後常法により乾燥、熱処理し、ホルマー
ル化度、３０ｒＴ１０１％，繊度３．０デニールのビニ
ロン繊維を得、これを実施例１と同様に精製粉砕，した
。

この粉砕物（２０〜３００ｐ）を実施例１と同＊８条件
でプレコーテングし、さらに実施例１と同様のＰＶＡ微
粉末の２００℃刈紛処理物を用いて濾過効果を評価した
。その結果を表２に示す。

表２から実施例１と同様にすぐれた濾過効果を示すこと
が明らかである。ここで用いた繊維粉砕物およびＰＶＡ
微粉末は２０％エチルアルコール溶液に対する分散性が
よく、本発明の濾過材形成が容易であつたが、２００〜
１２００ミクロンの繊維粉砕物を使用したところ分散時
点において、繊維粉砕物がブロック化して均一な分散が
得られず本発明に使用できなかつた。

実施例３Ｎａ０Ｈ浴紡糸後常法により乾燥，熱処理し、
ホルマール化度３３ｍ０１％，繊度５．０デニールのビ
ニロン繊維を実施例１と同様に精製し粉砕した。

また微粒成分としてのＰＶＡ微粉末の熱処理物も実施例
１と同じＰＶＡを用いプレコーテングし、実施例１と同
様に濾過効果を評価した。結果は、表２に示すごとくす
ぐれた濾過効果を示した。表２には、従来使用の石綿に
ついて同様に比較した値を示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １．０〜２０デニールのポリビニルアルコール（以
   下ＰＶＡと略記する。 ）系合成繊維を数十〜数百ミクロンに粉砕した繊維粉砕
   物からなる層に、主として粒径数ミクロン〜数十ミクロ
   ンの不溶化ＰＶＡ微粉末を充填してなる濾過材。２ Ｐ
   ＶＡ系合成繊維がアルカリ紡糸繊維である特許請求の範
   囲第１項記載の濾過材。 ３ 粉砕した繊維粉砕物が粉砕後不溶化処理を施したも
   のである特許請求の範囲第１項記載の濾過材。 ４ 不溶化ＰＶＡ微粉末が熱処理を施したものである特
   許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の濾過材
   。 ５ １．０〜２０デニールのＰＶＡ系合成繊維を数十〜
   数百ミクロンに粉砕した繊維粉砕物からなる層に、主と
   して粒径数ミクロン〜数十ミクロンの不溶化ＰＶＡ微粉
   末を充填してなる濾過材を用いて溶液中の微粒成分を濾
   別することを特徴とする濾過方法。 ６ 濾過材が濾布表面にＰＶＡ系合成繊維の粉末をプレ
   コートした後、さらに不溶化ＰＶＡ微粉末をプレコート
   したものである特許請求の範囲第５項記載の濾過方法。 ７ ＰＶＡ系合成繊維がアルカリ紡糸繊維である特許請
   求の範囲第５項または第６項記載の濾過方法。８ 不溶
   化ＰＶＡ微粉末が熱処理を施したものである特許請求の
   範囲第５項、第６項または第７項記載の濾過方法。 ９ 溶液が飲料用アルコール溶液であり、微粒成分が主
   として活性炭微粒子である特許請求の範囲第５項、第６
   項、第７項または第８項記載の濾過方法。