(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要成分と少量成分とを含む液体供給物の前記少量成分を濃縮する方法であって、前記少量成分は、非イオン性であり、１５０ｇ／モル未満の分子量を有し、前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも、重量で０．１％〜５０％未満であり、前記方法は、
前記主要成分と前記少量成分とを含む前記液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記液体供給物に対して前記主要成分が富化された第１の透過物と、前記液体供給物に対して前記少量成分が富化された第１の残余分とを生産することと、
前記第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の透過物に対して前記主要成分が富化された第２の透過物と、前記第１の透過物に対して前記少量成分が富化された第２の残余分とを生産することと、
前記第２の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第２の残余分に対して前記主要成分が富化された第３の透過物と、前記第２の残余分に対して前記少量成分が富化された第３の残余分とを生産することであって、前記第３のフィルタの残余分側は、前記第２のフィルタの残余分側に直接流体的に接続されている、ことと、
前記第３の残余分の少なくとも一部を前記第１のフィルタの残余分側に再循環させ、前記第３の残余分の前記一部を前記液体供給物の少なくとも一部と混合することと
を含み、
前記第３の残余分中の前記少量成分の濃度および前記液体供給物中の前記少量成分の濃度のうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の濃度および前記液体供給物中の前記少量成分の濃度のうちの高い方の少なくとも０．５倍である、方法。
【請求項２】
主要成分と少量成分とを含む液体供給物の前記少量成分を濃縮する方法であって、前記少量成分は、非イオン性であり、１５０ｇ／モル未満の分子量を有し、前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも、重量で０．１％〜５０％未満であり、前記方法は、
前記主要成分と前記少量成分とを含む前記液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記液体供給物に対して前記主要成分が富化された第１の透過物と、前記液体供給物に対して前記少量成分が富化された第１の残余分とを生産することと、
前記第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の透過物に対して前記主要成分が富化された第２の透過物と、前記第１の透過物に対して前記少量成分が富化された第２の残余分とを生産することと、
前記第１の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の残余分に対して前記主要成分が富化された第３の透過物と、前記第１の残余分に対して前記少量成分が富化された第３の残余分とを生産することと、
前記第２の残余分の少なくとも一部を前記第３の透過物の少なくとも一部と混合することと、
前記第２の残余分と前記第３の透過物との混合物の少なくとも一部を受け取る第４のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第２の残余分と前記第３の透過物との混合物に対して前記主要成分が富化された第４の透過物と、前記第２の残余分と前記第３の透過物との混合物に対して前記少量成分が富化された第４の残余分とを生産することと、
前記第４の残余分の少なくとも一部を前記第１のフィルタの残余分側に再循環させることと
を含み、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第２の残余分内に存在し、前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第３の透過物内に存在し、
前記第２の残余分中の前記少量成分の濃度および前記第３の透過物中の前記少量成分の濃度のうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の濃度および前記第３の透過物中の前記少量成分の濃度のうちの高い方の少なくとも０．５倍である、方法。
【請求項３】
前記液体供給物は、アルコール飲料である、請求項１〜２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記液体供給物は、ビールである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記主要成分は、水である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少量成分は、エタノールである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも、重量で１％〜重量で５０％未満である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記少量成分は、重量で前記液体供給物中で２番目に豊富な成分である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、１０％〜９９％である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、１０％〜９５％である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、３５％〜９０％である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、６０％〜９０％である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１、第２、および第３のフィルタのうちの少なくとも１つ内の液体は、０℃と８℃との間の温度に維持される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１、第２、第３、および第４のフィルタのうちの少なくとも１つ内の液体は、０℃と８℃との間の温度に維持される、請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとは、直接流体的に接続されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のフィルタと前記第３のフィルタとは、直接流体的に接続されている、請求項２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のフィルタの濾過媒体、前記第２のフィルタの濾過媒体、および前記第３のフィルタの濾過媒体のうちの少なくとも１つは、ポリマー濾過膜を備えている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第４のフィルタの濾過媒体は、濾過膜を備えている、請求項２に記載の方法。
【請求項１９】
前記濾過膜は、逆浸透膜を備えている、請求項１７〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記濾過膜は、ナノ濾過膜を備えている、請求項１７〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記濾過膜は、限外濾過膜を備えている、請求項１７〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
濾過システムであって、
第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタであって、前記第１の濾過媒体は、前記第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第１のフィルタの前記残余分側は、供給流に流体的に接続されている、第１のフィルタと、
第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタであって、前記第２の濾過媒体は、前記第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第２のフィルタの前記残余分側は、前記第１のフィルタの前記透過物側に流体的に接続されている、第２のフィルタと、
第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタであって、前記第３の濾過媒体は、前記第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第３のフィルタの前記残余分側は、前記第２のフィルタの前記残余分側に直接流体的に接続されている、第３のフィルタと、
前記第３のフィルタの前記残余分側と前記第１のフィルタの前記残余分側との間の流体接続と
を備えており、前記濾過システムは、前記第３の残余分中の少量成分の濃度および液体供給物中の前記少量成分の濃度のうちの低い方を、前記第３の残余分中の前記少量成分の濃度および前記液体供給物中の前記少量成分の濃度のうちの高い方の少なくとも０．５倍であるように制御するように構成されている、濾過システム。
【請求項２３】
濾過システムであって、
第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタであって、前記第１の濾過媒体は、前記第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第１のフィルタの前記残余分側は、供給流に流体的に接続されている、第１のフィルタと、
第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタであって、前記第２の濾過媒体は、前記第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第２のフィルタの前記残余分側は、前記第１のフィルタの前記透過物側に流体的に接続されている、第２のフィルタと、
第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタであって、前記第３の濾過媒体は、前記第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第３のフィルタの前記残余分側は、前記第１のフィルタの前記残余分側に流体的に接続されている、第３のフィルタと、
前記第２のフィルタの前記残余分側と前記第３のフィルタの前記透過物側との間の流体接続と、
第４の濾過媒体を備えている第４のフィルタであって、前記第４の濾過媒体は、前記第４のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第４のフィルタの前記残余分側は、前記第２のフィルタの前記残余分側および前記第３のフィルタの前記透過物側に流体的に接続されている、第４のフィルタと、
前記第４のフィルタの前記残余分側と前記第１のフィルタの前記残余分側との間の流体接続と
を備えており、前記濾過システムは、前記第３の残余分中の少量成分の濃度および液体供給物中の前記少量成分の濃度のうちの低い方を、前記第３の残余分中の前記少量成分の濃度および前記液体供給物中の前記少量成分の濃度のうちの高い方の少なくとも０．５倍であるように制御するように構成されている、濾過システム。
【請求項２４】
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および前記第３のフィルタのうちの少なくとも１つは、前記濾過媒体が格納されている容器を備え、前記容器は、破裂することなく少なくとも３９００ｐｓｉゲージの内部液圧に耐えるように構成されている、請求項２２〜２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第２のフィルタおよび前記第３のフィルタに流体的に接続され、液体を前記第２のフィルタから前記第３のフィルタに輸送するように構成されているポンプを備え、前記ポンプは、故障することなく少なくとも４００ｐｓｉの液圧に耐えるように構成されている、請求項２２〜２４のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとは、直接流体的に接続されている、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第２のフィルタと前記第３のフィルタとは、直接流体的に接続されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１のフィルタの濾過媒体、前記第２のフィルタの濾過媒体、および前記第３のフィルタの濾過媒体のうちの少なくとも１つは、濾過膜を備えている、請求項２２〜２７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第４のフィルタの濾過媒体は、濾過膜を備えている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３０】
前記濾過膜は、逆浸透膜を備えている、請求項２８〜２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記濾過膜は、ナノ濾過膜を備えている、請求項２８〜２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記濾過膜は、限外濾過膜を備えている、請求項２８〜２９のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国特許法§１１９（ｅ）に基づき米国仮特許出願第６２／０８０，６７５号（２０１４年１１月１７日出願、名称「Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」）に対する優先権を主張し、上記出願は、あらゆる目的でその全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
（技術分野）
濾過システムにおける濃度制御および関連付けられる方法が、概して、説明される。
【背景技術】
【０００３】
初期混合物内の成分の分離は、いくつかの産業において実施される共通タスクである。濾過は、そのような分離を実施するために使用され得る一方法である。２つ以上の成分の混合物を含む流入流が濾過媒体を介して輸送される濾過システムが、採用されており、フィルタを通して輸送される第１の流れ（概して、透過物流と称され、それは、濾過媒体を通してより容易に輸送される成分が富化される）と、フィルタを通して輸送されない第２の流れ（概して、残余分流と称され、それは、濾過媒体を通して容易に輸送されにくい成分が富化される）とを生産する。
【０００４】
いくつかの事例では、濾過システムを使用して初期混合物内の成分の効果的な分離を達成することは、困難であり得る。例えば、ビール産業が直面する１つの課題は、エタノールが、概して、溶解塩よりも水から効果的に濾過されにくいたので、ビールを濃縮するために濾過ベースのシステムを効果的に使用することである。加えて、そのような混合物を濃縮するための現在の商業的プロセスは、概して、エネルギーおよび資本コストの両方の観点から非効率的である。
【０００５】
濾過を実施するための改良されたシステムおよび方法が、したがって、望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
濾過システムにおける濃度制御および関連付けられる方法が、概して、説明される。ある実施形態は、混合物の濾過の前に、同様の濃度の標的少量成分および／または同様の浸透圧を有する流れを混合することを含む。いくつかの実施形態は、フィルタによって生産された出力流をフィルタ供給流に再循環させることを含み、出力流とフィルタ供給流とは、同様の濃度の標的少量成分および／または同様の浸透圧を有する。本発明の主題は、いくつかの場合、相互関連生産物、特定の問題の代替解決策、ならびに／または１つ以上のシステムおよび／もしくは物品の複数の異なる使用を伴う。
【０００７】
ある実施形態によると、液体供給物の少量成分を濃縮する方法が、提供される。方法は、ある実施形態によると、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分が富化された第１の残余分とを生産するために、主要成分と少量成分とを含む液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第１の透過物に対して主要成分が富化された第２の透過物と、第１の透過物に対して少量成分が富化された第２の残余分とを生産するために、第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第２の残余分に対して主要成分が富化された第３の透過物と、第２の残余分に対して少量成分が富化された第３の残余分とを生産するために、第２の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第３の残余分の少なくとも一部を第１のフィルタの残余分側に再循環させ、第３の残余分の一部を液体供給物の少なくとも一部と混合することとを含む。いくつかのそのような実施形態では、少量成分は、ある重量パーセントにおいて第３の残余分内に存在し、少量成分は、ある重量パーセントにおいて液体供給物内に存在し、第３の残余分中の少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、第３の残余分中の少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍である。
【０００８】
いくつかの実施形態では、方法は、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分が富化された第１の残余分とを生産するために、主要成分と少量成分とを含む液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第１の透過物に対して主要成分が富化された第２の透過物と、第１の透過物に対して少量成分が富化された第２の残余分とを生産するために、第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第２の残余分に対して主要成分が富化された第３の透過物と、第２の残余分に対して少量成分が富化された第３の残余分とを生産するために、第２の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第３の残余分の少なくとも一部を第１のフィルタの残余分側に再循環させ、第３の残余分の一部を液体供給物の少なくとも一部と混合することとを含む。いくつかのそのような実施形態では、第３の残余分の浸透圧および液体供給物の浸透圧のうちの低い方は、第３の残余分の浸透圧および液体供給物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍である。
【０００９】
方法は、ある実施形態によると、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分が富化された第１の残余分とを生産するために、主要成分と少量成分とを含む液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第１の透過物に対して主要成分が富化された第２の透過物と、第１の透過物に対して少量成分が富化された第２の残余分とを生産するために、第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第１の残余分に対して主要成分が富化された第３の透過物と、第１の残余分に対して少量成分が富化された第３の残余分とを生産するために、第１の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第２の残余分の少なくとも一部を第３の透過物の少なくとも一部と混合することとを含む。いくつかのそのような実施形態では、少量成分は、ある重量パーセントにおいて第２の残余分内に存在し、少量成分は、ある重量パーセントにおいて第３の透過物内に存在し、第２の残余分中の少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、第２の残余分中の少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍である。
【００１０】
方法は、いくつかの実施形態によると、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分が富化された第１の残余分とを生産するために、主要成分と少量成分とを含む液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第１の透過物に対して主要成分が富化された第２の透過物と、第１の透過物に対して少量成分が富化された第２の残余分とを生産するために、第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第１の残余分に対して主要成分が富化された第３の透過物と、第１の残余分に対して少量成分が富化された第３の残余分とを生産するために、第１の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することと、第２の残余分の少なくとも一部を第３の透過物の少なくとも一部と混合することとを含む。いくつかのそのような実施形態では、第２の残余分の浸透圧および第３の透過物の浸透圧のうちの低い方は、第２の残余分の浸透圧および第３の透過物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍である。
【００１１】
ある実施形態は、濾過システムに関連する。いくつかの実施形態では、濾過システムは、第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタであって、第１の濾過媒体は、第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、第１のフィルタの残余分側は、供給流に流体的に接続されている、第１のフィルタと、第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタであって、第２の濾過媒体は、第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、第２のフィルタの残余分側は、第１のフィルタの透過物側に流体的に接続されている、第２のフィルタと、第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタであって、第３の濾過媒体は、第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、第３のフィルタの残余分側は、第２のフィルタの残余分側に流体的に接続されている、第３のフィルタと、第３のフィルタの残余分側と第１のフィルタの残余分側との間の流体接続とを備えている。
【００１２】
濾過システムは、いくつかの実施形態では、第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタであって、第１の濾過媒体は。第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、第１のフィルタの残余分側は、供給流に流体的に接続されている、第１のフィルタと、第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタであって、第２の濾過媒体は、第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、第２のフィルタの残余分側は、第１のフィルタの透過物側に流体的に接続されている、第２のフィルタと、第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタであって、第３の濾過媒体は、第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、第３のフィルタの残余分側は、第１のフィルタの残余分側に流体的に接続されている、第３のフィルタと、第２のフィルタの残余分側と第３のフィルタの透過物側との間の流体接続とを備えている。
【００１３】
本発明の他の利点および新規の特徴は、付随の図と併せて検討されると、本発明の種々の非限定的実施形態の以下の発明を実施するための形態から明白となるであろう。本明細書および参照することによって組み込まれる文書が、矛盾したおよび／または一貫性のない開示を含む場合、本明細書が、優先するものとする。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
液体供給物の少量成分を濃縮する方法であって、
主要成分と少量成分とを含む前記液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記液体供給物に対して前記主要成分が富化された第１の透過物と、前記液体供給物に対して前記少量成分が富化された第１の残余分とを生産することと、
前記第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の透過物に対して前記主要成分が富化された第２の透過物と、前記第１の透過物に対して前記少量成分が富化された第２の残余分とを生産することと、
前記第２の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第２の残余分に対して前記主要成分が富化された第３の透過物と、前記第２の残余分に対して前記少量成分が富化された第３の残余分とを生産することと、
前記第３の残余分の少なくとも一部を前記第１のフィルタの残余分側に再循環させ、前記第３の残余分の前記一部を前記液体供給物の少なくとも一部と混合することと
を含み、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第３の残余分内に存在し、前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍である、方法。
（項目２）
液体供給物の少量成分を濃縮する方法であって、
主要成分と少量成分とを含む前記液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記液体供給物に対して前記主要成分が富化された第１の透過物と、前記液体供給物に対して前記少量成分が富化された第１の残余分とを生産することと、
前記第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の透過物に対して前記主要成分が富化された第２の透過物と、前記第１の透過物に対して前記少量成分が富化された第２の残余分とを生産することと、
前記第２の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第２の残余分に対して前記主要成分が富化された第３の透過物と、前記第２の残余分に対して前記少量成分が富化された第３の残余分とを生産することと、
前記第３の残余分の少なくとも一部を前記第１のフィルタの残余分側に再循環させ、前記第３の残余分の一部を前記液体供給物の少なくとも一部と混合することと
を含み、
前記第３の残余分の浸透圧および前記液体供給物の浸透圧のうちの低い方は、前記第３の残余分の浸透圧および前記液体供給物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍である、方法。
（項目３）
前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．７５倍である、項目１−２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目４）
前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９倍である、項目１−２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目５）
前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９５倍である、項目１−２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目６）
前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９８倍である、項目１−２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目７）
前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第３の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９９倍である、項目１−２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目８）
液体供給物の少量成分を濃縮する方法であって、
主要成分と少量成分とを含む前記液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記液体供給物に対して前記主要成分が富化された第１の透過物と、前記液体供給物に対して前記少量成分が富化された第１の残余分とを生産することと、
前記第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の透過物に対して前記主要成分が富化された第２の透過物と、前記第１の透過物に対して前記少量成分が富化された第２の残余分とを生産することと、
前記第１の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の残余分に対して前記主要成分が富化された第３の透過物と、前記第１の残余分に対して前記少量成分が富化された第３の残余分とを生産することと、
前記第２の残余分の少なくとも一部を前記第３の透過物の少なくとも一部と混合することと
を含み、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第２の残余分内に存在し、前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第３の透過物内に存在し、
前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍である、方法。
（項目９）
液体供給物の少量成分を濃縮する方法であって、
主要成分と少量成分とを含む前記液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記液体供給物に対して前記主要成分が富化された第１の透過物と、前記液体供給物に対して前記少量成分が富化された第１の残余分とを生産することと、
前記第１の透過物の少なくとも一部を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の透過物に対して前記主要成分が富化された第２の透過物と、前記第１の透過物に対して前記少量成分が富化された第２の残余分とを生産することと、
前記第１の残余分の少なくとも一部を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第１の残余分に対して前記主要成分が富化された第３の透過物と、前記第１の残余分に対して前記少量成分が富化された第３の残余分とを生産することと、
前記第２の残余分の少なくとも一部を前記第３の透過物の少なくとも一部と混合することと
を含み、
前記第２の残余分の浸透圧および前記第３の透過物の浸透圧のうちの低い方は、前記第２の残余分の浸透圧および前記第３の透過物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍である、方法。
（項目１０）
前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．７５倍である、項目８−９のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目１１）
前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９倍である、項目８−９のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目１２）
前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９５倍である、項目８−９のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目１３）
前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９８倍である、項目８−９のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目１４）
前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第２の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記第３の透過物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９９倍である、項目８−９のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目１５）
前記第２の残余分と前記第３の透過物との混合物の少なくとも一部を受け取る第４のフィルタの濾過媒体を横断する液圧差を確立することにより、前記第２の残余分と前記第３の透過物との混合物に対して前記主要成分が富化された第４の透過物と、前記第２の残余分と前記第３の透過物との混合物に対して前記少量成分が富化された第４の残余分とを生産することを含む、項目８−１４のいずれか１項に記載の方法。
（項目１６）
前記第４の残余分の少なくとも一部を前記第１のフィルタに再循環させることを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第４の残余分内に存在し、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍である、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第４の残余分内に存在し、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．７５倍である、
項目１６に記載の方法。
（項目１９）
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第４の残余分内に存在し、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９倍である、項目１６に記載の方法。
（項目２０）
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第４の残余分内に存在し、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９５倍である、項目１６に記載の方法。
（項目２１）
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第４の残余分内に存在し、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９８倍である、項目１６に記載の方法。
（項目２２）
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記第４の残余分内に存在し、
前記少量成分は、ある重量パーセントにおいて前記液体供給物内に存在し、
前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの低い方は、前記第４の残余分中の前記少量成分の重量パーセントおよび前記液体供給物中の前記少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．９９倍である、項目１６に記載の方法。
（項目２３）
前記第４の残余分の浸透圧および前記液体供給物の浸透圧のうちの低い方は、前記第４の残余分の浸透圧および前記液体供給物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５０倍である、項目１６−２２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目２４）
前記主要成分は、非イオン性であり、約１５０ｇ／モルを下回る分子量を有する、項目１−２３のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目２５）
前記主要成分は、水である、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記少量成分は、非イオン性であり、約１５０ｇ／モルを下回る分子量を有する、項目１−２５のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目２７）
前記少量成分は、エタノールである、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも重量で約０．００１％である、項目１−２７のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目２９）
前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも重量で約０．０１％である、項目１−２７のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３０）
前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも重量で約０．１％である、項目１−２７のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３１）
前記液体供給物中の前記少量成分の濃度は、少なくとも重量で約１％である、項目１−２７のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３２）
前記少量成分は、重量で前記液体供給物中で２番目に豊富な成分である、項目１−２７のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３３）
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、約１０％〜約９９％である、項目１−３２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３４）
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、約１０％〜約９５％である、項目１−３２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３５）
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、約３５％〜約９０％である、項目１−３２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３６）
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および／または前記第３のフィルタの濾過媒体に関する前記少量成分の排除率は、約６０％〜約９０％である、項目１−３２のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３７）
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとは、直接流体的に接続されている、項目１−３６のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３８）
前記第２のフィルタと前記第３のフィルタとは、直接流体的に接続されている、項目１−３６のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目３９）
前記第１のフィルタの濾過媒体、前記第２のフィルタの濾過媒体、および前記第３のフィルタの濾過媒体のうちの少なくとも１つは、ポリマー濾過膜を備えている、項目１−３８のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目４０）
前記第４のフィルタの濾過媒体は、濾過膜を備えている、項目１５−３９のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目４１）
前記濾過膜は、逆浸透膜を備えている、項目３９−４０のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目４２）
前記濾過膜は、ナノ濾過膜を備えている、項目３９−４０のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目４３）
前記濾過膜は、限外濾過膜を備えている、項目３９−４０のうちのいずれか１項に記載の方法。
（項目４４）
濾過システムであって、
第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタであって、前記第１の濾過媒体は、前記第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第１のフィルタの前記残余分側は、供給流に流体的に接続されている、第１のフィルタと、
第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタであって、前記第２の濾過媒体は、前記第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第２のフィルタの前記残余分側は、前記第１のフィルタの前記透過物側に流体的に接続されている、第２のフィルタと、
第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタであって、前記第３の濾過媒体は、前記第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第３のフィルタの前記残余分側は、前記第２のフィルタの前記残余分側に流体的に接続されている、第３のフィルタと、
前記第３のフィルタの前記残余分側と前記第１のフィルタの前記残余分側との間の流体接続と
を備えている、濾過システム。
（項目４５）
濾過システムであって、
第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタであって、前記第１の濾過媒体は、前記第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第１のフィルタの前記残余分側は、供給流に流体的に接続されている、第１のフィルタと、
第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタであって、前記第２の濾過媒体は、前記第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第２のフィルタの前記残余分側は、前記第１のフィルタの前記透過物側に流体的に接続されている、第２のフィルタと、
第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタであって、前記第３の濾過媒体は、前記第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第３のフィルタの前記残余分側は、前記第１のフィルタの前記残余分側に流体的に接続されている、第３のフィルタと、
前記第２のフィルタの前記残余分側と前記第３のフィルタの前記透過物側との間の流体接続と
を備えている、濾過システム。
（項目４６）
第４の濾過媒体を備えている第４のフィルタを備え、前記第４の濾過媒体は、前記第４のフィルタの透過物側および残余分側を画定し、前記第４のフィルタの前記残余分側は、前記第２のフィルタの前記残余分側および前記第３のフィルタの前記透過物側に流体的に接続されている、項目４５に記載のシステム。
（項目４７）
前記第４のフィルタの前記残余分側と前記第１のフィルタの前記残余分側との間の流体接続を備えている、項目４６に記載のシステム。
（項目４８）
前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および前記第３のフィルタのうちの少なくとも１つは、前記濾過媒体が格納されている容器を備え、前記容器は、破裂することなく少なくとも約３９００ｐｓｉゲージの内部液圧に耐えるように構成されている、項目４４−４７のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目４９）
前記第２のフィルタおよび前記第３のフィルタに流体的に接続され、液体を前記第２のフィルタから前記第３のフィルタに輸送するように構成されているポンプを備え、前記ポンプは、故障することなく少なくとも約４００ｐｓｉの液圧に耐えるように構成されている、項目４４−４７のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５０）
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとは、直接流体的に接続されている、項目４４−４９のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５１）
前記第２のフィルタと前記第３のフィルタとは、直接流体的に接続されている、項目４４−５０のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５２）
前記第１のフィルタの濾過媒体、前記第２のフィルタの濾過媒体、および前記第３のフィルタの濾過媒体のうちの少なくとも１つは、濾過膜を備えている、項目４４−５１のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５３）
前記第４のフィルタの濾過媒体は、濾過膜を備えている、項目４６−５２のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５４）
前記濾過膜は、逆浸透膜を備えている、項目５２−５３のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５５）
前記濾過膜は、ナノ濾過膜を備えている、項目５２−５３のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（項目５６）
前記濾過膜は、限外濾過膜を備えている、項目５２−５３のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の非限定的実施形態は、概略され、縮尺通りに描かれることが意図されない、付随の図を参照して、実施例として説明される。図では、例証される各同じまたはほぼ同じ構成要素は、典型的には、単一数字で表される。明確化を目的として、当業者が本発明を理解することを可能にするために例証が必要ではない場合、全構成要素が、全図において標識化されるわけではなく、また、本発明の各実施形態の全成分が、示されるわけでもない。
【図１】図１は、本明細書に説明されるある実施形態と関連して使用され得る、フィルタの例示的概略例証である。
【図２】図２は、ある実施形態による、再循環流を組み込む濾過システムの概略例証である。
【図３】図３は、いくつかの実施形態による、フィルタ生産物流が混合される濾過システムの概略例証である。
【図４】図４は、ある実施形態による、濾過システムの例示的概略例証である。
【図５】図５は、いくつかの実施形態による、濾過システムの概略例証である。
【図６】図６は、ある実施形態による、濾過システムの概略例証である。
【図７】図７は、ある実施形態による、例示的濾過システムの概略例証である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
濾過システムにおける濃度制御および関連付けられる方法が、概して、説明される。ある実施形態では、上流フィルタに由来し、同様の濃度の標的少量成分および／または同様の浸透圧を有する流れが混合され、その後、追加のフィルタ内で濾過されることができる。ある実施形態は、フィルタによって生産された出力流をフィルタ供給流に再循環させることを含み、出力流およびフィルタ供給流は、同様の濃度の標的少量成分および／または同様の浸透圧を有する。そのような計画的混合および／または再循環は、最終生産物流における標的少量成分の所望される濃度を達成するために要求されるエネルギーの量および／または濾過媒体表面積の量を低減させることができる。
【００１６】
本明細書に説明されるある実施形態は、濾過媒体が流入混合物中の複数の成分に透過性である濾過システムおよび／または方法において使用されることができる。一非限定的実施例として、逆浸透膜が、典型的には、水に加えて、エタノールに少なくとも部分的に透過性である。故に、いくつかのそのような場合、水およびエタノールを含む混合物が逆浸透システムを使用して処理されると、エタノールおよび水は両方とも、逆浸透膜を通して輸送され、それは、透過水からのエタノールの不完全な分離につながる。この挙動は、典型的には、溶解塩が溶媒（例えば、水）から分離され、透過水と溶解塩との間の実質的に完全な分離が多くの場合達成される逆浸透システムにおいて観察される挙動と対照的である。水からのエタノールの不完全な濾過は、エタノール含有混合物（例えば、ビール、ワイン、リキュール等）の濃縮物を生産することにおける課題につながり得る。本明細書に説明される、必ずしも全てではないが、ある実施形態は、有利なこととして、あるそのようなシステムにおいて採用され、以下により詳細に説明されるように、所望される濃縮プロセスを実施するために必要とされるエネルギーの量および／または濾過媒体表面積の量を低減させることができる。
【００１７】
ある実施形態は、少量成分と主要成分とを含む液体供給物の少量成分を濃縮するために、フィルタを使用することを伴う。用語「主要成分」は、概して、液体供給物内の混合物の重量パーセント（重量％）比で最も豊富な成分を説明するために本明細書で使用される。「少量成分」は、主要成分ではない混合物の全ての成分である。
【００１８】
いくつかの実施形態では、液体供給物の混合物中に、単一少量成分が存在する。例えば、６０重量％の水および４０重量％のエタノールである混合物において、水は、主要成分であり、エタノールは、（単一）少量成分であろう。
【００１９】
他の実施形態では、複数の少量成分が、液体供給物の混合物中に存在し得る。例えば、４５重量％の水、３０重量％のエタノール、および２５重量％のメタノールである混合物において、水は、主要成分であり、エタノールおよびメタノールは両方とも、少量成分であろう。
【００２０】
ある実施形態によると、液体供給物は、「標的少量成分」を含むことができる。概して、標的少量成分は、濾過システムが濃縮するように構成されている、液体供給物内の少量成分に対応する。主要成分および少量成分のみを含む液体供給物では、標的少量成分は、他に選択肢がないので単一少量成分である。供給流が複数の少量成分を含む場合、少量成分のいずれかが、標的少量成分であり得る。ある実施形態では、標的少量成分は、重量パーセント比で、液体供給物中の２番目に豊富な成分（これは、重量パーセント比で、液体供給物中の最も豊富な少量成分に対応する）に対応する。例えば、いくつかの実施形態では、液体供給物は、主要成分としての水と、最も豊富な少量成分としてのエタノールと、エタノールよりも豊富ではない追加の少量成分とを含み、標的少量成分は、エタノールである。
【００２１】
以下により詳細に説明されるように、種々の好適なフィルタが、本明細書に説明されるシステムおよび方法と関連して使用されることができる。図１は、例示的フィルタ１０１の断面概略例証であり、それは、本明細書に説明されるある実施形態と関連して使用され得る。フィルタ１０１は、濾過媒体１０６を備えている。濾過媒体は、フィルタの透過物側および残余分側を画定することができる。例えば、図１では、濾過媒体１０６は、フィルタ１０１を残余分側（そこに流入液体供給物が輸送される）１０２および透過物側１０４に分離する。濾過媒体は、流入液体供給物（主要成分および少なくとも１つの少量成分の混合物を含み得る）の少なくとも１つの成分（例えば、主要成分）が、流入液体混合物の少なくとも１つの他の成分（例えば、標的少量成分等の少量成分）よりも大きい程度で濾過媒体を通過することを可能にすることができる。
【００２２】
動作中、液圧差が、フィルタ内の濾過媒体を横断して確立されることができる。液圧差は、濾過媒体を横断して確立されることができ、フィルタの残余分側におけるゲージ圧力（ＰＲ）は、フィルタの透過物側におけるゲージ圧力（Ｐｐ）を超える。いくつかの場合、液圧差は、正圧をフィルタの残余分側に加えることによって、濾過媒体を横断して確立されることができる。例えば、図１を参照すると、液圧差が、正圧をフィルタ１０１の残余分側１０２に加えることによって、濾過媒体１０６を横断して確立されることができる。正圧は、例えば、ポンプ、加圧ガス流、または任意の他の好適な加圧デバイスを使用して加えられることができる。いくつかの場合、液圧差は、負圧をフィルタの透過物側に加えることによって、濾過媒体を横断して確立されることができる。図１を参照すると、例えば、液圧差が、負圧をフィルタ１０１の透過物側１０４に加えることによって、濾過媒体１０６を横断して確立されることができる。負圧は、例えば、フィルタの透過物側に対して真空を引き込むことによって加えられることができる。いくつかの場合、フィルタ内の加えられる液圧差は、空間的に変動することができる。いくつかのそのような実施形態では、フィルタ内の加えられる液圧差は、５バール以内で均一である。
【００２３】
濾過媒体を横断する液圧差を確立することは、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第１の残余分とを生産することができる。例えば、図１では、主要成分および少量成分（例えば、標的少量成分）を含む液体供給物が、液体供給物１０８を介してフィルタ１０１に輸送されることができる。ある実施形態では、液圧差が、液圧がフィルタ１０１の残余分側１０２からフィルタ１０１の透過物側１０４まで減少するように、濾過媒体１０６を横断して確立される。濾過媒体を横断して確立された液圧差（ΔＰＥ）は、
【００２４】
【数１０】
0006715835.tif 000002
【００２５】
として表されることができ、式中、ＰＲは、フィルタの残余分側におけるゲージ圧力であり、Ｐｐは、フィルタの透過物側におけるゲージ圧力である。概して、フィルタ内の液体混合物の各々は、それらに関連付けられる浸透圧を有するであろう。例えば、フィルタの残余分側上の液体は、概して、浸透圧ΠＲを有し、フィルタの透過物側の液体は、概して、浸透圧ΠＰを有するであろう。
故に、濾過媒体を横断する浸透圧差（ΔΠ）は、
【００２６】
【数１１】
0006715835.tif 000003
【００２７】
として表されることができる。
【００２８】
ある実施形態では、濾過媒体を横断して確立された液圧差が、濾過媒体を横断する浸透圧差を超えると、液体供給物の１つ以上の成分が、濾過媒体を横断して輸送される。そのような挙動は、逆浸透現象に精通する当業者に公知である。
【００２９】
実践では、濾過方法は、ある実施形態によると、標的少量成分が比較的に希釈された液体混合物をフィルタ１０１の残余分側１０２に供給することによって進行することができる。フィルタ１０１の残余分側１０２の標的少量成分の濃度が、液体供給物１０８内の標的少量成分の濃度を上回って増加するように、フィルタ１０１の残余分側１０２は、フィルタ１０１の透過物側１０４におけるゲージ圧力（Ｐｐ）を十分に超えるゲージ圧力（ＰＲ）を有し、濾過媒体１０６を通して主要成分の少なくとも一部を押し出す一方、残余分側１０２に十分な量の標的少量成分を保持することができる。図１では、例えば、濾過媒体１０６を横断する液圧差を確立することは、液体供給物１０８に対して主要成分が富化された第１の透過物１１４と、液体供給物１０８に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第１の残余分１１２とを生産することができる。濾過プロセスは、標的少量成分の所望される濃度が達成されるまで継続されることができる。
【００３０】
多くの伝統的圧力ベースの濾過システム（逆浸透システム等）では、濾過媒体を通した少量成分の輸送は、高度の分離がフィルタに供給される液体混合物の主要成分と少量成分との間で達成されるように、限定される。そのようなシステムは、少量成分の高い排除レベルを達成すると言われている。特定の少量成分に対する特定の濾過媒体の排除レベルは、パーセンテージ（以下により詳細に説明される、「排除率」としても本明細書では称される）として表されることができる。
【００３１】
多くの塩系濾過システムの濾過媒体は、動作中に高排除率を達成することが可能であるが、他のタイプの少量成分を濃縮するために使用される濾過システムの濾過媒体は、しばしば、そのような高排除率を達成することができない。例えば、エタノール等の非荷電低分子量化合物が少量成分として使用されるとき、排除率は、非常に低くあり得る。したがって、比較的に大量のそのような少量成分が、主要成分とともに、動作中に濾過媒体を通して輸送されることができる。これは、比較的に分離不良につながり、透過物流中に実質的な量の浪費される少量成分を生産することなく残余分流中に高濃度の少量成分を達成することを困難にし得る。
【００３２】
濾過媒体を通して移送された少量成分を回収するための一方法は、透過物流にさらなる濾過を受けさせ、追加の残余分および透過物流を生産することである。しかしながら、そのような方策は、多くの場合、多数のフィルタを要求し、したがって、実装することが複雑かつ高価である。
【００３３】
本発明のある実施形態は、複数のフィルタを含むシステムは、流れが混合される場合、混合された流れの浸透圧が同様であるような様式で構成および／または動作させられることができるという認識に関連する。混合された流れが同様の浸透圧を有することを確実にすることによって、濃縮された流れの不必要な希釈が回避され得るので、所望される濃度レベルを達成するために必要とされるエネルギーの全体量を低減させることができる。意外なこととして、そのような方策はまた、最終標的透過物濃度を達成するために要求される濾過のステップの数を低減させることもできる。
【００３４】
そのような計画的濃度制御が採用され得る一方法は、上流フィルタの下流の流れを、上流フィルタの供給物に戻すように再循環させることによる。いくつかの実施形態では、濾過システムは、第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタを備えている。いくつかの実施形態では、第１のフィルタの残余分側は、供給流に流体的に接続されることができる。供給流は、例えば、主要成分と少なくとも１つの少量成分（そのうちの１つは、標的少量成分であり得る）とを含む液体混合物を含むことができる。図２は、１つのそのような例示的濾過システム２００の概略例証である。図２の例示的実施形態では、第１のフィルタ２０１Ａは、第１のフィルタ２０１Ａの透過物側２０４Ａおよび残余分側２０２Ａを画定し得る、第１の濾過媒体２０６Ａを備えていることができる。図２の例示的実施形態では、第１のフィルタ２０１Ａの残余分側２０２Ａは、供給流２０８に流体的に接続される。供給流２０８は、主要成分と１つ以上の少量成分（そのうちの１つは、標的少量成分であり得る）とを含む液体混合物を含むことができる。
【００３５】
ある実施形態によると、濾過システムは、第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタを備えている。いくつかの実施形態では、第２のフィルタの残余分側は、第１のフィルタの透過物側に流体的に接続される。例えば、図２の例示的実施形態では、濾過システム２００は、フィルタ２０１Ｂの透過物側２０４Ｂおよび残余分側２０２Ｂを画定する第２の濾過媒体２０６Ｂを備えている第２のフィルタ２０１Ｂを備えている。図２では、第２のフィルタ２０１Ｂの残余分側２０２Ｂは、流れ２１４Ａを介して第１のフィルタ２０１Ａの透過物側２０４Ａに流体的に接続される。
【００３６】
いくつかの実施形態では、濾過システムは、第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタを備えている。いくつかの実施形態では、第３のフィルタの残余分側は、第２のフィルタの残余分側に流体的に接続される。例えば、図２の例示的実施形態では、濾過システム２００は、フィルタ２０１Ｃの透過物側２０４Ｃおよび残余分側２０２Ｃを画定する第３の濾過媒体２０６Ｃを備えている第３のフィルタ２０１Ｃを備えている。図２では、第３のフィルタ２０１Ｃの残余分側２０２Ｃは、流れ２１２Ｂを介して第２のフィルタ２０１Ｂの残余分側２０２Ｂに流体的に接続される。
【００３７】
いくつかの実施形態では、濾過システムは、第３のフィルタの残余分側と第１のフィルタの残余分側との間の流体接続を備えている。そのような接続は、例えば、再循環流を第３のフィルタの残余分側および第１のフィルタの残余分側に接続することによって成されることができる。例えば、図２の非限定的実施形態では、濾過システム２００は、第３のフィルタ２０１Ｃの残余分側２０２Ｃを第１のフィルタ２０１Ａの残余分側２０２Ａに流体的に接続する、流れ２１２Ｃを備えている。図２の例示的実施形態は、フィルタ２０１Ａの残余分側２０２Ａに輸送されることに先立って、液体供給物２０８と併合される流れ２１２Ｃを示しているが、他の実施形態では、流れ２１２Ｃおよび２０８は、別個に（例えば、別個の入口を介して）フィルタ２０１Ａの残余分側２０２Ａに輸送されることもできる。
【００３８】
フィルタ間の流体接続は、任意の好適なコネクタ（例えば、配管、管類、ホース等）を使用して成されることができる。ある実施形態では、フィルタ間の流体接続は、実質的に漏出することなく導管内の液体に加えられる液圧に耐えることが可能な封入された導管を使用して成されることができる。
【００３９】
直接流体接続が、図２の例示的実施形態において例証されているが、間接流体接続も、可能であることを理解されたい。故に、いくつかの実施形態では、第１のフィルタの透過物側および第２のフィルタの残余分側は、例えば、いかなるフィルタも第１のフィルタの透過物側と第２のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されないように、直接流体的に接続されることができる。他の実施形態では、第１および第２のフィルタは、例えば、１つ以上の中間フィルタが第１のフィルタの透過物側と第２のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されるように、間接的に流体的に接続されることができる。いくつかの実施形態では、第２のフィルタの残余分側および第３のフィルタの残余分側は、例えば、いかなるフィルタも第２のフィルタの残余分側と第３のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されないように、直接流体的に接続されることができる。他の実施形態では、第２および第３のフィルタは、例えば、１つ以上の中間フィルタが第２のフィルタの残余分側と第３のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されるように、間接的に流体的に接続されることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、単一フィルタが本明細書に説明されている場合、単一フィルタは、並列に流体的に接続される複数のフィルタと置換されることができる。例えば、図２を参照すると、フィルタ２０１Ａ（ならびに／またはフィルタ２０１Ｂおよび／もしくはフィルタ２０１Ｃ）は、ある実施形態によると、並列に流体的に接続される複数のフィルタと置換され得る。同様に、図３および／または図４では、フィルタ３０１Ａ（ならびに／またはフィルタ３０１Ｂ、フィルタ３０１Ｃ、および／もしくはフィルタ３０１Ｄ）は、ある実施形態によると、並列に流体的に接続される複数のフィルタと置換され得る。
【００４１】
計画的再循環を採用する例示的濾過システムが、以下のように動作させられることができる。いくつかの実施形態は、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分が富化された第１の残余分とを生産するために、主要成分と少量成分（例えば、標的少量成分）とを含む液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。例えば、図２の例示的実施形態を参照すると、液体供給流２０８が、第１のフィルタ２０１Ａに輸送されることができる。液圧差が、第１のフィルタ２０１Ａの濾過媒体２０６Ａを横断して加えられることができる。濾過媒体２０６Ａを横断する液圧差を確立することは、主要成分の少なくとも一部が濾過媒体２０６Ａを横断して輸送されることをもたらすことができる。故に、いくつかのそのような実施形態では、濾過媒体２０６Ａを横断する液圧差を確立することは、液体供給物２０８に対して主要成分が富化される透過物２１４Ａを生産することができる。加えて、濾過媒体２０６Ａを横断する液圧差を確立することは、液体供給物２０８に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される残余分２１２Ａを生産することができる。
【００４２】
ある実施形態は、第１の透過物に対して主要成分が富化された第２の透過物と、第１の透過物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第２の残余分とを生産するために、第１の透過物の少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。例えば、図２の例示的実施形態では、第１のフィルタ２０１Ａからの透過物２１４Ａの少なくとも一部（またはいくつかの実施形態では、全て）は、第２のフィルタ２０１Ｂの残余分側２０２Ｂに輸送されることができる。液圧差が、第２のフィルタ２０１Ｂの濾過媒体２０６Ｂを横断して確立されることができる。濾過媒体２０６Ｂを横断する液圧差を確立することは、主要成分の少なくとも一部が濾過媒体２０６Ｂを横断して輸送されることをもたらすことができる。故に、いくつかのそのような実施形態では、濾過媒体２０６Ｂを横断する液圧差を確立することは、第１の透過物２１４Ａに対して主要成分が富化された第２の透過物２１４Ｂを生産することができる。加えて、濾過媒体２０６Ｂを横断する液圧差を確立することは、第１の透過物２１４Ａに対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第２の残余分２１２Ｂを生産することができる。
【００４３】
いくつかの実施形態は、第２の残余分に対して主要成分が富化された第３の透過物と、第２の残余分に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第３の残余分とを生産するために、第２の残余分の少なくとも一部（またはいくつかの実施形態では、全て）を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。例えば、図２の例示的実施形態では、第２のフィルタ２０１Ｂからの第２の残余分２１２Ｂの少なくとも一部は、第３のフィルタ２０１Ｃに輸送されることができる。液圧差が、第３のフィルタ２０１Ｃの濾過媒体２０６Ｃを横断して確立されることができる。濾過媒体２０６Ｃを横断する液圧差を確立することは、主要成分の少なくとも一部が濾過媒体を横断して輸送されることをもたらすことができる。故に、いくつかのそのような実施形態では、濾過媒体２０６Ｃを横断する液圧差を確立することは、第２の残余分２１２Ｂに対して主要成分が富化された第３の透過物２１４Ｃを生産することができる。加えて、いくつかの実施形態では、濾過媒体２０６Ｃを横断する液圧差を確立することは、第２の残余分２１２Ｂに対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第３の残余分２１２Ｃを生産することができる。
【００４４】
ある実施形態は、第３の残余分の少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を第１のフィルタの残余分側に再循環させ、第３の残余分の一部を液体供給物の少なくとも一部と混合することを含む。例えば、図２の例示的実施形態では、第３のフィルタ２０１Ｃからの第３の残余分２１２Ｃの少なくとも一部（またはいくつかの実施形態では、全て）は、第１のフィルタ２０１Ａの残余分側２０２Ａに輸送されることができる。第１のフィルタ２０１Ａに輸送される、第３のフィルタ２０１Ｃからの第３の残余分２１２Ｃの一部は、例えば、それらが第１のフィルタ２０１Ａの残余分側２０２Ａに進入する前、その間、またはその後に液体供給物２０８と混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、液体供給物２０８と第３の残余分２１２Ｃの再循環された部分との混合物は、例えば、システム２００が連続プロセスとして（例えば、定常状態連続プロセスとして）起動される場合、第１の透過物２１４Ａおよび第１の残余分２１２Ａを生産するための第１のフィルタ２０１Ａ内で濾過を受けることができる。
【００４５】
ある実施形態では、第３の残余分（例えば、図２の流れ２１２Ｃ）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントと液体供給物（例えば、図２の流れ２０８）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントとは、比較的に近い。これらの流れの標的少量成分の濃度を比較的に近く保つことによって、それらの浸透圧は、比較的に近く保たれ得、ひいては、後続濾過ステップ中に浪費されるエネルギーの量を低減させることができる。ある実施形態によると、第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００４６】
上で説明される比較の例示的例証として、第３の残余分は、５．０重量％の量における標的少量成分を含み得、液体供給物は、２．５重量％の量における標的少量成分を含み得る。そのような場合、第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方は、５．０重量％（第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントに対応する）であろう。加えて、そのような場合、第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、２．５重量％（液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントに対応する）であろう。この場合、第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方（２．５重量％）は、第３の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方（５．０重量％）の０．５倍である（すなわち、２．５重量％は、５．０重量％の０．５倍である）。
【００４７】
ある実施形態では、第３の残余分（例えば、図２の流れ２１２Ｃ）の浸透圧および液体供給物（例えば、図２の流れ２０８）の浸透圧は、比較的に近い。ある実施形態によると、第３の残余分の浸透圧および液体供給物の浸透圧のうちのうちの低い方は、第３の残余分の浸透圧および液体供給物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００４８】
計画的混合が本明細書に説明されるある濾過システムにおいて採用され得る別の方法は、下流フィルタにおける後続濾過のために、複数のフィルタからの出力流を混合することによる。図３は、そのような混合計画が採用される例示的濾過システム３００の概略例証である。いくつかの実施形態では、濾過システムは、第１のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第１の濾過媒体を備えている第１のフィルタを備えている。いくつかのそのような実施形態では、第１のフィルタの残余分側は、供給流に流体的に接続されることができる。例えば、図３の例示的実施形態では、システム３００は、第１のフィルタ３０１Ａの透過物側３０４Ａおよび残余分側３０２Ａを画定する第１の濾過媒体３０６Ａを備えている第１のフィルタ３０１Ａを備えている。図３では、第１のフィルタ３０１Ａの残余分側３０２Ａは、液体供給物３０８に流体的に接続される。供給流３０８は、主要成分と１つ以上の少量成分（そのうちの１つは、標的少量成分であり得る）とを含む液体混合物を含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、濾過システムは、第２のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第２の濾過媒体を備えている第２のフィルタを備えている。いくつかの実施形態では、第２のフィルタの残余分側は、第１のフィルタの透過物側に流体的に接続される。例えば、図３の例示的実施形態では、システム３００は、第２のフィルタ３０１Ｂの透過物側３０４Ｂおよび残余分側３０２Ｂを画定する第２の濾過媒体３０６Ｂを備えている第２のフィルタ３０１Ｂを備えている。図３では、第２のフィルタ３０１Ｂの残余分側３０２Ｂは、流れ３１４Ａを介して第１のフィルタ３０１Ａの透過物側３０４Ａに流体的に接続される。
【００５０】
ある実施形態によると、濾過システムは、第３のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第３の濾過媒体を備えている第３のフィルタを備えている。いくつかの実施形態では、第３のフィルタの残余分側は、第１のフィルタの残余分側に流体的に接続される。例えば、図３の非限定的実施形態では、システム３００は、第３のフィルタ３０１Ｃの透過物側３０４Ｃおよび残余分側３０２Ｃを画定する第３の濾過媒体３０６Ｃを備えている第３のフィルタ３０１Ｃを備えている。図３では、第３のフィルタ３０１Ｃの残余分側３０２Ｃは、流れ３１２Ａを介して第１のフィルタ３０１Ａの残余分側３０２Ａに流体的に接続される。
【００５１】
ある実施形態では、濾過システムは、第２のフィルタの残余分側と第３のフィルタの透過物側との間の流体接続を備えている。例えば、図３の例示的実施形態では、濾過システム３００は、第２のフィルタ２０１Ｂの残余分側３０２Ｂを第３のフィルタ３０１Ｃの透過物側３０４Ｃに流体的に接続する流れ３１２Ｂおよび３１４Ｃを備えている。
【００５２】
直接流体接続が、図３の例示的実施形態において例証されているが、間接流体接続も、可能であることを理解されたい。故に、いくつかの実施形態では、第１のフィルタの透過物側および第２のフィルタの残余分側は、例えば、いかなるフィルタも第１のフィルタの透過物側と第２のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されないように、直接流体的に接続されることができる。他の実施形態では、第１のフィルタの透過物側および第２のフィルタの残余分側は、例えば、１つ以上の中間フィルタが第１のフィルタの透過物側と第２のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されるように、間接的に流体的に接続されることができる。いくつかの実施形態では、第２のフィルタの残余分側および第３のフィルタの透過物側は、例えば、いかなるフィルタも第２のフィルタの残余分側と第３のフィルタの透過物側との間に流体的に接続されないように、直接流体的に接続されることができる。他の実施形態では、第２のフィルタの残余分側および第３のフィルタの透過物側は、例えば、１つ以上の中間フィルタが第２のフィルタの残余分側と第３のフィルタの透過物側との間に流体的に接続されるように、間接的に流体的に接続されることができる。
【００５３】
計画的混合を採用する例示的濾過システムが、以下のように動作させられることができる。いくつかの実施形態は、液体供給物に対して主要成分が富化された第１の透過物と、液体供給物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第１の残余分とを生産するために、主要成分と少量成分（例えば、標的少量成分）とを含む液体供給物を受け取る第１のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。例えば、図３の例示的実施形態を参照すると、液体供給流３０８が、第１のフィルタ３０１Ａに輸送されることができる。液圧差が、第１のフィルタ３０１Ａの濾過媒体３０６Ａを横断して確立されることができる。濾過媒体３０６Ａを横断する液圧差を確立することは、主要成分の少なくとも一部が濾過媒体３０６Ａを横断して輸送されることをもたらすことができる。故に、いくつかのそのような実施形態では、濾過媒体３０６Ａを横断する液圧差を確立することは、液体供給物３０８に対して主要成分が富化される透過物３１４Ａを生産することができる。加えて、いくつかの実施形態では、濾過媒体３０６Ａを横断する液圧差を確立することは、液体供給物３０８に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される残余分３１２Ａを生産することができる。
【００５４】
ある実施形態は、第１の透過物に対して主要成分が富化された第２の透過物と、第１の透過物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第２の残余分とを生産するために、第１の透過物の少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取る第２のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。例えば、図３の例示的実施形態では、第１のフィルタ３０１Ａからの第１の透過物３１４Ａの少なくとも一部（またはいくつかの実施形態では、全て）は、第２のフィルタ３０１Ｂの残余分側３０２Ｂに輸送されることができる。液圧差が、第２のフィルタ３０１Ｂの濾過媒体３０６Ｂを横断して確立されることができる。濾過媒体３０６Ｂを横断する液圧差を確立することは、主要成分の少なくとも一部が濾過媒体３０６Ｂを横断して輸送されることをもたらすことができる。故に、いくつかのそのような実施形態では、濾過媒体３０６Ｂを横断する液圧差を確立することは、第１の透過物３１４Ａに対して主要成分が富化された第２の透過物３１４Ｂを生産することができる。加えて、いくつかの実施形態では、濾過媒体３０６Ｂを横断する液圧差を確立することは、第１の透過物３１４Ａに対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第２の残余分３１２Ｂを生産することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態は、第１の残余分に対して主要成分が富化された第３の透過物と、第１の残余分に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第３の残余分とを生産するために、第１の残余分の少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取る第３のフィルタ内の濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。例えば、図３の例示的実施形態では、第１のフィルタ３０１Ａからの第１の残余分３１２Ａの少なくとも一部は、第３のフィルタ３０１Ｃに輸送されることができる。液圧差が、第３のフィルタ３０１Ｃの濾過媒体３０６Ｃを横断して確立されることができる。濾過媒体３０６Ｃを横断する液圧差を確立することは、主要成分の少なくとも一部が濾過媒体３０６Ｃを横断して輸送されることをもたらすことができる。故に、いくつかのそのような実施形態では、濾過媒体３０６Ｃを横断する液圧差を確立することは、第１の残余分３１２Ａに対して主要成分が富化された第３の透過物３１４Ｃを生産することができる。加えて、いくつかの実施形態では、濾過媒体３０６Ｃを横断する液圧差を確立することは、第１の残余分３１２Ａに対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第３の残余分３１２Ｃを生産することができる。
【００５６】
ある実施形態は、第２の残余分の少なくとも一部（例えば、第２の残余分の少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を第３の透過物の少なくとも一部と（例えば、第３の透過物の少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）混合することを含む。例えば、図３の例示的実施形態では、第２のフィルタ３０１Ｂからの第２の残余分３１２Ｂの少なくとも一部は、混合領域３５０において第３の透過物３１４Ｃの少なくとも一部と混合されることができる。ある実施形態では、混合領域３５０は、図３に例証されるように、導管の接合部に対応することができる。いくつかの実施形態では、混合領域３５０は、図４に示され、以下により詳細に説明される第４のフィルタ３０１Ｄ等、下流フィルタの残余分側内に含まれることができる。
【００５７】
ある実施形態では、第２の残余分（例えば、図３の流れ３１２Ｂ）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントと第３の透過物（例えば、図３の流れ３１４Ｃ）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントとは、比較的に近い。これらの流れの少量成分の濃度を比較的に近く保つことによって、それらの浸透圧は、比較的に近く保たれ得、ひいては、後続濾過中に浪費されるエネルギーの量を低減させることができる。ある実施形態によると、第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００５８】
上で説明される比較の例示的例証として、第２の残余分は、５．０重量％の量における標的少量成分を含み得、第３の透過物は、２．５重量％の量における標的少量成分を含み得る。そのような場合、第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方は、５．０重量％（第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントに対応する）であろう。加えて、そのような場合、第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、２．５重量％（第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントに対応する）であろう。この場合、第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方（２．５重量％）は、第２の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方（５．０重量％）の０．５倍である（すなわち、２．５重量％は、５．０重量％の０．５倍である）。
【００５９】
ある実施形態では、第２の残余分（例えば、図３の流れ３１２Ｂ）の浸透圧と第３の透過物（例えば、図３の流れ３１４Ｃ）の浸透圧とは、比較的に近い。ある実施形態によると、第２の残余分の浸透圧および第３の透過物の浸透圧のうちのうちの低い方は、第２の残余分の浸透圧および第３の透過物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００６０】
ある実施形態では、第２の残余分部分および第３の透過物部分の混合物は、随意の第４のフィルタ内で処理されることができる。いくつかのそのような実施形態では、液圧差が、第２の残余分部分および第３の透過物部分の混合物に対して主要成分が富化される透過物流と、第２の残余分部分および第３の透過物部分の混合物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される残余分流とを生産するために、随意の第４のフィルタの濾過媒体を横断して確立されることができる。
【００６１】
故に、いくつかの実施形態では、濾過システムは、第４のフィルタの透過物側および残余分側を画定する第４の濾過媒体を備えている随意の第４のフィルタを備えている。いくつかの実施形態では、第４のフィルタの残余分側は、第２のフィルタの残余分側および第３のフィルタの透過物側に流体的に接続される。図４は、図３に示されるシステム３００が随意の第４のフィルタ３０１Ｄを含むように修正された、１つのそのような非限定的システム４００の概略例証である。図４の例示的実施形態では、第４のフィルタ３０１Ｄは、第４のフィルタ３０１Ｄの透過物側３０４Ｄおよび残余分側３０２Ｄを画定する濾過媒体３０６Ｄを備えている。図４では、随意の第４のフィルタ３０１Ｄの残余分側３０２Ｄは、（流れ３１２Ｂを介して）第２のフィルタ３０１Ｂの残余分側３０２Ｂに流体的に接続される。加えて、随意の第４のフィルタ３０１Ｄの残余分側３０２Ｄは、（流れ３１４Ｃを介して）第３のフィルタ３０１Ｃの透過物側３０４Ｃに流体的に接続される。図４の例示的実施形態は、随意の第４のフィルタの残余分側に輸送されることに先立って、混合される第２のフィルタの残余分側および第３のフィルタの透過物側を示しているが、他の実施形態では、第２のフィルタの残余分側および第３のフィルタの透過物側は、随意の第４のフィルタの残余分側に別個に輸送され、随意の第４のフィルタの残余分側内で混合されることができる。
【００６２】
ある実施形態は、第４のフィルタが第２の残余分および第３の透過物の混合物の少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取ると、第４のフィルタの濾過媒体を横断する液圧差を確立することを含む。いくつかの実施形態では、第４のフィルタの濾過媒体を横断する液圧差を確立することは、第２の残余分および第３の透過物の混合物に対して主要成分が富化された第４の透過物と、第２の残余分および第３の透過物の混合物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第４の残余分とを生産する。例えば、図４の例示的実施形態を参照すると、第２の残余分流３１２Ｂの少なくとも一部は、第４のフィルタ３０１Ｄの残余分側３０２Ｄに輸送されることができる。加えて、第３の透過物流３１４Ｃの少なくとも一部は、第４のフィルタ３０１Ｄの残余分側３０２Ｄに輸送されることができる。いくつかの実施形態では、液圧差が、第２の残余分および第３の透過物の混合物に対して主要成分が富化された第４の透過物３１４Ｄを生産するために、第４のフィルタ３０１Ｄの濾過媒体３０６Ｄを横断して確立される。加えて、第４のフィルタ３０１Ｄの濾過媒体３０６Ｄを横断して確立される液圧差は、第２の残余分および第３の透過物の混合物に対して少量成分（例えば、標的少量成分）が富化される第４の残余分３１２Ｄを生産することができる。
【００６３】
ある実施形態によると、計画的混合および計画的再循環の両方が、濾過システム内に存在し得る。例えば、いくつかの実施形態では、濾過システムは、随意の第４のフィルタの残余分側と第１のフィルタの残余分側との間の流体接続を備えている。図４の例示的実施形態を参照すると、例えば、随意の第４のフィルタ３０１Ｄの残余分側３０２Ｄは、流れ３１２Ｄを介して第１のフィルタ３０１Ａの残余分側３０２Ａに流体的に接続されることができる。図４の例示的実施形態は、フィルタ３０１Ａの残余分側３０２Ａに輸送されることに先立って、液体供給物３０８と併合される流れ３１２Ｄを示しているが、他の実施形態では、流れ３１２Ｄおよび３０８は、別個に（例えば、別個の入口を介して）フィルタ３０１Ａの残余分側３０２Ａに輸送されることもできる。
【００６４】
直接流体接続が、図４の例示的実施形態において第２のフィルタと第４のフィルタとの間および第３のフィルタと第４のフィルタとの間に例証されているが、間接流体接続も、可能であることを理解されたい。故に、いくつかの実施形態では、第２のフィルタの残余分側および第４のフィルタの残余分側は、例えば、いかなるフィルタも第２のフィルタの残余分側と第４のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されないように、直接流体的に接続されることができる。他の実施形態では、第２のフィルタの残余分側および第４のフィルタの残余分側は、例えば、１つ以上の中間フィルタが第２のフィルタの残余分側と第４のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されるように、間接的に流体的に接続されることができる。いくつかの実施形態では、第３のフィルタの透過物側および第４のフィルタの残余分側は、例えば、いかなるフィルタも第３のフィルタの透過物側と第４のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されないように、直接流体的に接続されることができる。他の実施形態では、第３のフィルタの透過物側および第４のフィルタの残余分側は、例えば、１つ以上の中間フィルタが第３のフィルタの透過物側と第４のフィルタの残余分側との間に流体的に接続されるように、間接的に流体的に接続されることができる。
【００６５】
ある実施形態では、第４の残余分（例えば、図４の流れ３１２Ｄ）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントと液体供給物（例えば、図４の流れ３０８）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントとは、比較的に近い。これらの流れの標的少量成分の濃度を比較的に近く保つことによって、それらの浸透圧は、比較的に近く保たれ得、ひいては、後続濾過中に浪費されるエネルギーの量を低減させることができる。ある実施形態によると、第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００６６】
上で説明される比較の例示的例証として、第４の残余分は、５．０重量％の量における標的少量成分を含み得、液体供給物は、２．５重量％の量における標的少量成分を含み得る。そのような場合、第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方は、５．０重量％（第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントに対応する）であろう。加えて、そのような場合、第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、２．５重量％（液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントに対応する）であろう。この場合、第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方（２．５重量％）は、第４の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび液体供給物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方（５．０重量％）の０．５倍である（すなわち、２．５重量％は、５．０重量％の０．５倍である）。
【００６７】
ある実施形態では、第４の残余分（例えば、図４の流れ３１２Ｄ）の浸透圧と液体供給物（例えば、図４の流れ３０８）の浸透圧とは、比較的に近い。ある実施形態によると、第４の残余分の浸透圧および液体供給物の浸透圧のうちのうちの低い方は、第４の残余分の浸透圧および液体供給物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００６８】
いくつかの実施形態では、５つ以上のフィルタ（例えば、少なくとも第５のフィルタ、少なくとも第６のフィルタ、またはそれを上回るもの）が、濾過システムにおいて使用され得る。いくつかのそのような実施形態では、濾過システムは、上流フィルタに戻るように再循環される、下流フィルタからの２つ以上の流れを備えている。いくつかの実施形態では、濾過システムは、同様の濃度の少量成分を有する２つの生産物流が、後続濾過に先立って混合される２つ以上の混合領域を備えている。
【００６９】
図５は、第５のフィルタ３０１Ｅと、第６のフィルタ３０１Ｆとを備えている例示的濾過システム５００の概略例証である。図５に例証される例示的実施形態はまた、図４に例証されるように配列される第１のフィルタ３０１Ａと、第２のフィルタ３０１Ｂと、第３のフィルタ３０１Ｃと、第４のフィルタ３０１Ｄとを含む。図５の例示的実施形態では、第５のフィルタ３０１Ｅは、フィルタ３０１Ｅの残余分側３０２Ｅおよび透過物側３０４Ｅを画定する濾過媒体３０６Ｅを備えている。図５では、第６のフィルタ３０１Ｆは、フィルタ３０１Ｆの残余分側３０２Ｆおよび透過物側３０４Ｆを画定する濾過媒体３０６Ｆを備えている。フィルタ３０１Ｅは、いくつかの実施形態では、第２の透過物３１４Ｂの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第５の残余分３１２Ｅおよび第５の透過物３１４Ｅを生産するように構成されることができる。フィルタ３０１Ｆは、ある実施形態では、第５の残余分３１２Ｅおよび／または第４の透過物３１４Ｄの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第６の残余分３１２Ｆおよび第６の透過物３１４Ｆを生産するように構成されることができる。
【００７０】
図５に例証される濾過システムは、複数の再循環流を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、図５の流れ３１２Ｄは、図４に関して上で説明されるように、液体供給物３０８に戻るように再循環される。いくつかの実施形態では、第６の残余分３１２Ｆの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、第１の透過物３１４Ａの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）と混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、第６の残余分内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントと第１の透過物内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントとは、比較的に近い。例えば、ある実施形態によると、第６の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第１の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第６の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第１の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。いくつかの実施形態では、第６の残余分の浸透圧と第１の透過物の浸透圧とは、比較的に近い。例えば、ある実施形態によると、第６の残余分の浸透圧および第１の透過物の浸透圧のうちのうちの低い方は、第６の残余分の浸透圧および第１の透過物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００７１】
図５に例証される濾過システムは、ある実施形態によると、複数の再循環流に加えて、またはその代わりに、複数の混合領域を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、図５の流れ３１２Ｂおよび３１４Ｃは、図３−４に関して上で説明されるように、混合領域３５０Ａにおいて混合されることができる。いくつかの実施形態では、第５の残余分３１２Ｅの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、混合領域３５０Ｂにおいて第４の透過物３１４Ｄの少なくとも一部と（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、第５の残余分（例えば、流れ３１２Ｅ）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントと第４の透過物（例えば、流れ３１４Ｄ）内の少量成分（例えば、標的少量成分）の重量パーセントとは、比較的に近い。例えば、ある実施形態によると、第５の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第４の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第５の残余分中の標的少量成分の重量パーセントおよび第４の透過物中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。いくつかの実施形態では、第５の残余分の浸透圧と第４の透過物の浸透圧とは、比較的に近い。例えば、ある実施形態によると、第５の残余分の浸透圧および第４の透過物の浸透圧のうちのうちの低い方は、第６の残余分の浸透圧および第１の透過物の浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００７２】
図６は、第７のフィルタ３０１Ｇと、第８のフィルタ３０１Ｈと、第９のフィルタ３０１Ｉとを備えている、例示的濾過システム６００の概略例証である。図６に例証される例示的実施形態はまた、図５に例証されるように配列される、第１のフィルタ３０１Ａと、第２のフィルタ３０１Ｂと、第３のフィルタ３０１Ｃと、第４のフィルタ３０１Ｄと、第５のフィルタ３０１Ｅと、第６のフィルタ３０１Ｆとを含む。図６の例示的実施形態では、第７のフィルタ３０１Ｇは、フィルタ３０１Ｇの残余分側３０２Ｇおよび透過物側３０４Ｇを画定する濾過媒体３０６Ｇを備えている。フィルタ３０１Ｇは、いくつかの実施形態では、第３の残余分３１２Ｃの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第７の残余分３１２Ｇおよび第７の透過物３１４Ｇを生産するように構成されることができる。図６では、第８のフィルタ３０１Ｈは、フィルタ３０１Ｈの残余分側３０２Ｈおよび透過物側３０４Ｈを画定する濾過媒体３０６Ｈを備えている。フィルタ３０１Ｈは、いくつかの実施形態では、第７の透過物３１４Ｇの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第８の残余分３１２Ｈおよび第８の透過物３１４Ｈを生産するように構成されることができる。図６では、第９のフィルタ３０１Ｉは、フィルタ３０１Ｉの残余分側３０２Ｉおよび透過物側３０４Ｉを画定する濾過媒体３０６Ｉを備えている。第９のフィルタ３０１Ｉは、いくつかの実施形態では、第８の透過物３１４Ｈの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第９の残余分３１２Ｉおよび第９の透過物３１４Ｉを生産するように構成されることができる。
【００７３】
図６に例証される濾過システムは、複数の再循環流を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、図６の流れ３１２Ｄの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、図４−５に関して上で説明されるように、液体供給物３０８に戻るように再循環される。いくつかの実施形態では、第６の残余分３１２Ｆの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、図５に関して上で説明されるように、第１の透過物３１４Ａの少なくとも一部と混合されることができる。いくつかの実施形態では、第８の残余分３１２Ｈの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、第１の残余分３１２Ａの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）と混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、第８の残余分３１２Ｈ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第１の残余分３１２Ａ中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第８の残余分３１２Ｈ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第１の残余分３１２Ａ中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。いくつかの実施形態では、第８の残余分３１２Ｈの浸透圧および第１の残余分３１２Ａの浸透圧のうちのうちの低い方は、第８の残余分３１２Ｈの浸透圧および第１の残余分３１２Ａの浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００７４】
いくつかの実施形態では、第９の残余分３１２Ｉの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、第３の透過物３１４Ｃの少なくとも一部と（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、第９の残余分３１２Ｉ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物３１４Ｃ中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第９の残余分３１２Ｉ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第３の透過物３１４Ｃ中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。いくつかの実施形態では、第９の残余分３１２Ｉの浸透圧および第３の透過物３１４Ｃの浸透圧のうちのうちの低い方は、第９の残余分３１２Ｉの浸透圧および第３の透過物３１４Ｃの浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００７５】
図６に例証される濾過システムは、ある実施形態によると、例えば、図５に関して上で説明されるような複数の混合領域３５０Ａおよび３５０Ｂを含むことができる。
【００７６】
図７は、第７のフィルタ３０１Ｇと、第８のフィルタ３０１Ｈと、第９のフィルタ３０１Ｉとを備えている、例示的濾過システム７００の概略例証である。図７に例証される例示的実施形態はまた、第１のフィルタ３０１Ａと、第２のフィルタ３０１Ｂと、第３のフィルタ３０１Ｃと、第４のフィルタ３０１Ｄと、第５のフィルタ３０１Ｅと、第６のフィルタ３０１Ｆとを含む。図７の例示的実施形態では、第７のフィルタ３０１Ｇは、フィルタ３０１Ｇの残余分側３０２Ｇおよび透過物側３０４Ｇを画定する濾過媒体３０６Ｇを備えている。フィルタ３０１Ｇは、いくつかの実施形態では、第３の残余分３１２Ｃの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第７の残余分３１２Ｇおよび第７の透過物３１４Ｇを生産するように構成されることができる。図７では、第８のフィルタ３０１Ｈは、フィルタ３０１Ｈの残余分側３０２Ｈおよび透過物側３０４Ｈを画定する濾過媒体３０６Ｈを備えている。フィルタ３０１Ｈは、いくつかの実施形態では、第４の残余分３１２Ｄおよび／または第７の透過物３１４Ｇの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第８の残余分３１２Ｈおよび第８の透過物３１４Ｈを生産するように構成されることができる。図７では、第９のフィルタ３０１Ｉは、フィルタ３０１Ｉの残余分側３０２Ｉおよび透過物側３０４Ｉを画定する濾過媒体３０６Ｉを備えている。フィルタ３０１Ｉは、いくつかの実施形態では、第８の透過物３１４Ｈおよび／または第６の残余分３１２Ｆの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）を受け取り、第９の残余分３１２Ｉおよび第９の透過物３１４Ｉを生産するように構成されることができる。
【００７７】
図７に例証される濾過システムは、複数の混合領域を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、図７の流れ３１２Ｂおよび３１４Ｃの少なくとも一部は、図３−４に関して上で説明されるように、混合領域３５０Ａにおいて混合されることができる。いくつかの実施形態では、第５の残余分３１２Ｅの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、図５に関して上で説明されるように、混合領域３５０Ｂにおいて第４の透過物３１４Ｄの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）と混合されることができる。いくつかの実施形態では、第４の残余分３１２Ｄの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、混合領域３５０Ｃにおいて第７の透過物３１４Ｇの少なくとも一部と（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、第４の残余分３１２Ｄ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第７の透過物３１４Ｇ中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第４の残余分３１２Ｄ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第７の透過物３１４Ｇ中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。いくつかの実施形態では、第４の残余分３１２Ｄの浸透圧および第７の透過物３１４Ｇの浸透圧のうちのうちの低い方は、第４の残余分３１２Ｄの浸透圧および第７の透過物３１４Ｇの浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００７８】
いくつかの実施形態では、第６の残余分３１２Ｆの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）は、混合領域３５０Ｄにおいて第８の透過物３１４Ｈの少なくとも一部（例えば、少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％、少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全て）と混合されることができる。いくつかのそのような実施形態では、第６の残余分３１２Ｆ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第８の透過物３１４Ｈ中の標的少量成分の重量パーセントのうちのうちの低い方は、第６の残余分３１２Ｆ中の標的少量成分の重量パーセントおよび第８の透過物３１４Ｈ中の標的少量成分の重量パーセントのうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。いくつかの実施形態では、第６の残余分３１２Ｆの浸透圧および第８の透過物３１４Ｈの浸透圧のうちのうちの低い方は、第６の残余分３１２Ｆの浸透圧および第８の透過物３１４Ｈの浸透圧のうちの高い方の少なくとも約０．５倍、少なくとも約０．７５倍、少なくとも約０．９倍、少なくとも約０．９５倍、少なくとも約０．９８倍、または少なくとも約０．９９倍である。
【００７９】
図７に例証される濾過システムは、ある実施形態によると、例えば、図６に関して上で説明されるような複数の再循環流（例えば、流れ３１２Ｈおよび／または３１２Ｉ）含むことができる。
【００８０】
本明細書に説明されるあるシステムおよび方法は、種々のタイプの液体供給物（例えば、図１−７の流れ１０８、２０８、および／または３０８を介して、例えば、システムに供給される液体混合物）内の１つ以上の少量成分を濃縮するために使用されることができる。
【００８１】
液体供給物は、いくつかの好適な主要成分を含むことができる。ある実施形態では、主要成分は、液体である。例えば、主要成分は、消費可能な液体であり得る。ある実施形態によると、主要成分は、非イオン性である（すなわち、主要成分は、正味イオン電荷を有していない）。主要成分は、いくつかの実施形態によると、約１５０ｇ／モルを下回る、約１００ｇ／モルを下回る、約５０ｇ／モルを下回る、または２５ｇ／モルを下回る分子量を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、主要成分は、水である。いくつかの実施形態では、主要成分は、溶媒であり得る。
【００８２】
液体供給物は、いくつかの好適な少量成分を含むことができる。上で述べたように、ある液体供給混合物は、厳密に１つの少量成分を含むことができる一方、他の混合物は、２つ以上の少量成分を含み得る。ある実施形態では、少量成分のうちの少なくとも１つ（または全て）（例えば、標的少量成分）は、液体である。例えば、少量成分のうちの少なくとも１つ（または全て）（例えば、標的少量成分）は、消費可能な液体であり得る。ある実施形態によると、少量成分のうちの少なくとも１つ（または全て）（例えば、標的少量成分）は、非イオン性である（すなわち、少量成分は、正味イオン電荷を有していない）。いくつかの実施形態によると、少量成分のうちの少なくとも１つ（または全て）（例えば、標的少量成分）は、約１５０ｇ／モルを下回る、約１００ｇ／モルを下回る、または約５０ｇ／モルを下回る（および／またはいくつかの実施形態では、少なくとも約２５ｇ／モル、少なくとも約３５ｇ／モル、もしくは少なくとも約４０ｇ／モルの）分子量を有することができる。いくつかの実施形態では、少量成分のうちの少なくとも１つは、エタノール等のアルコールである。
【００８３】
いくつかの実施形態では、標的少量成分は、主要成分を伴う共溶媒である。例えば、いくつかの実施形態では、エタノールは、水を伴う共溶媒として作用し、例えば、液体供給物内に１つ以上の塩を溶解させることができる。他の実施形態では、標的少量成分は、溶媒として作用しない。
【００８４】
ある実施形態によると、主要成分および少量成分を含む液体供給物は、消費可能な混合物であり得る。いくつかの実施形態では、液体供給物は、水性混合物である。いくつかの実施形態では、液体供給物は、主要成分としての水と、少量成分（例えば、標的少量成分）としてのエタノールとを含む。水およびエタノールが液体供給物の成分であるいくつかの実施形態では、液体供給物はさらに、１つ以上の砂糖を含むことができる。ある実施形態によると、液体供給物は、ビール、ワイン等のアルコール飲料である。必ずしも全てではないが、いくつかの場合、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、特に、ビールの濃縮物を生産することにおいて有利であり得る。
【００８５】
ある実施形態では、液体供給物中の少なくとも１つの少量成分（例えば、標的少量成分）の濃度は、比較的に高い。例えば、ある実施形態では、液体供給物中（例えば、図１−７の流れ１０８、２０８、および／または３０８中）の少量成分（例えば、標的少量成分）の濃度は、少なくとも重量で約０．００１％、少なくとも重量で約０．０１％、少なくとも重量で約０．１％、または少なくとも重量で約１％（および／またはある実施形態では、重量で最大約５％、重量で最大約１０％、重量で最大約１５％、重量で最大約２０％、もしくはそれを上回るもの）である。そのような比較的に高い濃度の少量成分は、例えば、アルコール飲料（例えば、ビール、ワイン等）の濃縮のためのシステムにおいて観察されることができる。しかしながら、高少量成分濃度の使用は、要求されず、いくつかの実施形態では、液体供給物中の少量成分（例えば、標的少量成分）の濃度は、重量で０．０００１％と同程度に低い、重量で０．００００１％と同程度に低い、またはそれよりも低くあり得る。
【００８６】
ある実施形態によると、少量成分（例えば、標的少量成分）は、逆浸透膜、ナノ濾過膜、および／または限外濾過膜等の伝統的濾過媒体によってあまり排除されない成分である。したがって、いくつかの実施形態では、少量成分（例えば、標的少量成分）に対する１つ以上の濾過媒体の排除率（特定の少量成分に関するその計算は、以下に説明される）は、比較的に低くあり得る。ある実施形態によると、濾過システムのフィルタ内の濾過媒体に関する少量成分（例えば、標的少量成分）の排除率は、約１０％〜約９５％、約３５％〜約９０％、または約６０％〜約９０％である。いくつかの実施形態では、濾過システムのフィルタ内の濾過媒体に関する少量成分（例えば、標的少量成分）の排除率は、約１０％〜約９９％または約９５％〜約９９％である。例えば、いくつかの実施形態では、濾過システムの第１のフィルタの第１の濾過媒体（例えば、図２のフィルタ２０１Ａの濾過媒体２０６Ａおよび／または図３−７のフィルタ３０１Ａの濾過媒体３０６Ａ）に関する少量成分（例えば、標的少量成分）の排除率は、約１０％〜約９９％、約１０％〜約９５％、約３５％〜約９０％、または約６０％〜約９０％である。ある実施形態では、濾過システムの第２のフィルタの第２の濾過媒体（例えば、図２のフィルタ２０１Ｂの濾過媒体２０６Ｂおよび／または図３−７のフィルタ３０１Ｂの濾過媒体３０６Ｂ）に関する少量成分（例えば、標的少量成分）の排除率は、約１０％〜約９９％、約１０％〜約９５％、約３５％〜約９０％、または約６０％〜約９０％である。いくつかの実施形態では、濾過システムの第３のフィルタの第３の濾過媒体（例えば、図２のフィルタ２０１Ｃの濾過媒体２０６Ｃおよび／または図３−７のフィルタ３０１Ｃの濾過媒体３０６Ｃ）に関する少量成分（例えば、標的少量成分）の排除率は、約１０％〜約９９％、約１０％〜約９５％、約３５％〜約９０％、または約６０％〜約９０％である。ある実施形態によると、濾過システムの第４のフィルタの第４の濾過媒体（例えば、図４−７のフィルタ３０１Ｄの濾過媒体３０６Ｄ）に関する少量成分（例えば、標的少量成分）の排除率は、約１０％〜約９９％、約１０％〜約９５％、約３５％〜約９０％、または約６０％〜約９０％である。
【００８７】
特定の少量成分に関する濾過媒体の排除率は、概して、フィルタが定常状態において動作させられる場合、透過物流内の少量成分の重量パーセントを液体供給流内の少量成分の重量パーセントで除算し、１００％を乗算することによって計算される。少量成分に関する濾過媒体の排除率を決定するとき、濾過媒体は、直径８インチおよび長さ４０インチである単一の螺旋状に巻かれた膜要素として配列されるべきである。濾過媒体は、４００平方フィートである活性膜面積を生産するために、３０ミルの厚さのチャネルスペーサを含むべきである。透過物流量は、供給物流量の１０％に等しくなるべきである。加えて、供給流は、その排除率が決定されている少量成分および主要成分のみを含むべきであり、供給流の浸透圧が２６バールであるようなレベルにおける少量成分の濃度を伴う。加えて、供給流は、摂氏２５度の温度に設定され、７のｐＨを有し、８００ｐｓｉゲージの圧力においてフィルタに供給されるべきである。
【００８８】
いくつかの場合、濾過媒体を横断する浸透圧差（ΔΠ）は、例えば、供給流内に含まれる少量成分が濾過媒体によって良好に排除されない場合、供給物の浸透圧から実質的に変動し得る。
【００８９】
浸透圧差が供給物の浸透圧から変動する場合、実質的に連続的な速度の濾過媒体を横断する主要成分移送を達成することが望ましくあり得る。しかしながら、残余分側における液圧が浸透圧差における変動を考慮するように調節されない場合、濾過媒体を横断する主要成分の移送の速度は、可変であろう。故に、いくつかの実施形態では、濾過媒体（例えば、図１の濾過媒体１０６、図２の濾過媒体２０６Ａ−２０６Ｃのいずれか、および／または図３−７の濾過媒体３０６Ａ−３０６Ｉのいずれか）を横断する正味駆動圧差は、濾過システムの動作中の時間の関数として実質的に一定の値に維持される。
【００９０】
正味駆動圧差（ΔＰＮｅｔ）は、濾過媒体を横断して確立された液圧差（ΔＰＥ）と、濾過媒体を横断する浸透圧差（ΔΠ）との間の差異に対応し、以下のように計算されることができる。
【００９１】
【数１２】
0006715835.tif 000004
【００９２】
ある場合、浸透圧は、フィルタの残余分側（ΠＲ）または透過物側（ΠＰ）に対して均一ではない場合がある。故に、正味圧力差を計算することを目的として、フィルタの残余分側における浸透圧は、濾過媒体の残余分側の表面における空間平均浸透圧として計算され、フィルタの透過物側における浸透圧は、濾過媒体の透過物側の表面における空間平均浸透圧として決定される。そのような浸透圧は、成分濃度センサを、濾過媒体の残余分および透過物側上の統計的に代表的な数の点に位置付けることによって計算されることができる。
【００９３】
加えて、いくつかの場合、ゲージ圧力は、フィルタの残余分側（ＰＲ）または透過物側（ＰＰ）において均一ではない場合がある。故に、正味圧力差を計算することを目的として、フィルタの残余分側におけるゲージ圧力は、濾過媒体の残余分側の表面における空間平均ゲージ圧力として計算され、フィルタの透過物側におけるゲージ圧力は、濾過媒体の透過物側の表面における空間平均ゲージ圧力として決定される。そのようなゲージ圧力は、圧力センサを、濾過媒体の残余分および透過物側上の統計的に代表的な数の点に位置付けることによって計算されることができる。
【００９４】
いくつかの実施形態では、フィルタが動作させられる時間の大部分中（例えば、フィルタが動作させられる時間の少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、または全てにわたって）、正味駆動圧差は、実質的に一定の値（すなわち、流入液体がフィルタによって濾過される期間中の時間平均値の約５０％以内、約２５％以内、約１０％以内、約５％以内、約２％以内、または約１％以内）に維持される。正味駆動圧差を実質的に一定の値に維持することは、例えば、透過物中、残余分中、または供給物中の１つ以上の少量成分の濃度の変化に応答して、例えば、濾過媒体を横断して確立される液圧差を調節することによって達成され得る。
【００９５】
濾過媒体を横断する平均浸透圧差が２つ以上のフィルタ内で異なるある場合、濾過媒体の各々を横断する主要成分移送のそのステップ中の実質的に連続的な速度を達成することが望ましくあり得る。しかしながら、フィルタの残余分側における液圧が浸透圧差における変動を考慮するように調節されない場合、濾過媒体を横断する主要成分の移送の速度は、フィルタ毎に変動するであろう。故に、いくつかの実施形態では、２つの（またはそれを上回る、または全ての）フィルタの濾過媒体を横断する平均正味駆動圧差または２つの（またはそれを上回る、または全ての）フィルタからの透過物の質量流量は、液圧が加えられる時間の大部分中、実質的に一定の値に維持される。例えば、いくつかの実施形態では、液圧差がフィルタを横断して加えられる時間の大部分中（例えば、液圧差がフィルタを横断して加えられる時間の少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、または全てにわたって）、フィルタのうちの２つ（またはそれを上回るもの、または全て）の中の平均正味駆動圧差は、実質的に同様の値（すなわち、液圧差が加えられる期間中の２つの平均正味駆動圧のうちの高い方の５０％以内、２５％以内、または５％以内）に維持される。いくつかの実施形態では、液圧差がフィルタを横断して加えられる時間の大部分中（例えば、液圧差がフィルタを横断して加えられる時間の少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、または全てにわたって）、フィルタのうちの２つ（またはそれを上回るもの、または全て）からの透過物流量は、実質的に同様の値（すなわち、その動作の期間中の２つの平均透過物流量のうちの高い方の５０％以内、２５％以内、または５％以内）に維持される。透過物体積流量または平均正味駆動圧差を実質的に同様の時間における値に維持することは、例えば、測定された透過物体積流量に応答して、フィルタの残余分側に進入する流れの液圧を調節することによって達成され得る。なぜなら、透過物体積流量
【００９６】
【数１２−１】
0006715835.tif 000005
【００９７】
および平均正味駆動圧差は、濾過媒体の表面積（Ａ）およびその透過性（Ａｍ）によって以下のように結合されるからである。
【００９８】
【数１３】
0006715835.tif 000006
【００９９】
透過性Ａｍは、主要成分のみから成る溶液が濾過媒体の残余分側および透過物側に存在するとき、所与のレベルの液圧差（ΔＰＥ）において、濾過媒体の単位面積あたりおよび加えられる液圧差の単位あたりの濾過媒体を通した主要成分の流量を測定することによって近似されることができる。
【０１００】
ｎ個の少量成分を含む特定の液体混合物の浸透圧（Π）は、概して、
【０１０１】
【数１４】
0006715835.tif 000007
【０１０２】
として計算され、式中、ｉｊは、ｊ番目の少量成分のファントホッフの係数であり、Ｃｊは、ｊ番目の少量成分のモル濃度であり、Ｒは、理想的気体定数であり、Ｔは、混合物の絶対温度である。液体供給物（例えば、供給流、透過物流、残余分流等）の浸透圧を決定することを目的として、浸透圧は、流れ内の少量成分の平均濃度を測定し、上記方程式を使用してΠを計算することによって計算される。単一少量成分を含む混合物に対して、浸透圧（Π）は、
【０１０３】
【数１５】
0006715835.tif 000008
【０１０４】
として計算され、式中、ｉは、少量成分のファントホッフの係数であり、Ｃは、少量成分のモル濃度であり、Ｒは、理想的気体定数であり、Ｔは、混合物の絶対温度である。
【０１０５】
正味駆動圧差は、本開示によって提供される洞察を考慮すると、当業者に明白であろう方法を使用して制御され得る。例えば、いくつかの実施形態では、正味駆動圧差は、透過物流量を時間において一定に保つために、透過物流量を測定し、加えられる液圧を調節することによって制御され得る。
【０１０６】
ある実施形態では、正味駆動圧差は、開ループ圧力制御スキームを使用して制御され得る。例えば、残余分側溶液の浸透圧に最も寄与する妥当な溶質の排除を仮定すると、残余分のバルク浸透圧（ΠＲ）は、以下のように時間（ｔ）とともに上昇し、
【０１０７】
【数１６】
0006715835.tif 000009
【０１０８】
式中、
【０１０９】
【数１６−１】
0006715835.tif 000010
【０１１０】
は、透過物の体積流量であり、Ｖ０は、残余分側上の初期体積である。透過物の流動
【０１１１】
【数１６−２】
0006715835.tif 000011
【０１１２】
は、
【０１１３】
【数１７】
0006715835.tif 000012
【０１１４】
によって与えられ、式中、Ａは、膜面積であり、Ａｍは、膜透過性であり、ΔＰＥは、残余分側と透過物側との間に確立された液圧差であり、ＣＰＦは、濃度分極係数である。濃度分極係数（ＣＰＦ）は、既知の供給流組成物、既知の確立された液圧差、残余分ゲージ圧力、および膜面積を使用して得られる透過物の流量を測定することによって、システムに対して経験的に決定されることができる。透過物浸透圧は、一次近似式を得るために無視されることができる。上記方程式を解くことは、既知の量の点から、時間の関数として要求される液圧に対する式をもたらす。
【０１１５】
【数１８】
0006715835.tif 000013
【０１１６】
種々のフィルタが、本明細書に説明される実施形態と関連して使用されることができる。ある実施形態では、フィルタは、濾過媒体を備えている。濾過媒体は、ある実施形態によると、フィルタに供給される液体の主要成分の少なくとも一部が媒体を通過することを可能にする一方、同時に、フィルタに供給される液体の少量成分の少なくとも一部を保持、および／またはその通過を防止するために、十分な透水率を有する任意の媒体、材料、もしくは物体を備えている。
【０１１７】
本明細書に説明される種々の実施形態において利用され得る例示的フィルタは、限定ではないが、ゲル透過フィルタおよび膜ベースのフィルタを含む。例えば、フィルタは、螺旋フィルタ、フラットシートフィルタ、中空繊維フィルタ、管膜フィルタ、または任意の他のタイプのフィルタであり得る。
【０１１８】
本明細書に説明されるフィルタは、任意の好適な濾過媒体を備えていることができる。いくつかの実施形態では、濾過媒体は、濾過膜（例えば、半透過性膜）を備えている。濾過媒体は、種々の材料から製作されることができる。例えば、濾過媒体は、無機材料（例えば、セラミック）、有機材料（例えば、ポリマー）、ならびに／または無機および有機材料の複合物（例えば、セラミックおよび有機ポリマー複合物）から製作されることができる。濾過媒体が製作され得る好適なポリマー材料は、限定ではないが、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリスルホン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、フッ化ポリビニリデン、ポリ（アクリレート）、およびコポリマー、および／またはこれらの組み合わせを含む。ある実施形態では、濾過媒体は、ポリアミドベースの塩排除層を備えている。典型的には、海水逆浸透膜、汽水逆浸透膜、および／または衛生逆浸透膜を作製するために使用される濾過媒体が、本明細書に説明されるある実施形態において使用されることができる。
【０１１９】
ある実施形態では、濾過媒体は、例えば、約１ミリメートルを下回る、約５００マイクロメートルを下回る、または約２５０マイクロメートルを下回る厚さを有する薄フィルム膜の形態である。いくつかの実施形態では、濾過媒体は、薄フィルム複合膜である。
【０１２０】
ある実施形態によると、濾過媒体は、濾過媒体を通した液体供給物の主要成分の通過を可能にする一方、十分に大部分の少量成分を保持する多孔率および分画分子量を有し、少量成分（例えば、標的少量成分）が濾過媒体の残余分側上に濃縮されるように選択されることができる。濾過媒体が液体供給物を排水するように使用される実施形態では、濾過膜は、水を自由に通過させる一方、同時に、残余分側上に、十分な量の少量成分（例えば、標的少量成分）を保持し、濾過媒体の残余分側上に少量成分の濃縮をもたらすことを可能にするように選択されることができる。
【０１２１】
ある実施形態によると、濾過媒体は、逆浸透膜である。逆浸透膜は、いくつかの実施形態では、約０．００１マイクロメートルを下回る平均細孔サイズを有することができる。ある実施形態では、逆浸透膜は、約２００ｇ／モルを下回る分画分子量を有することができる。いくつかの実施形態では、濾過媒体は、ナノ濾過膜である。ナノ濾過膜は、いくつかの実施形態では、約０．００１マイクロメートル〜約０．０１マイクロメートルの平均細孔サイズを有することができる。ある実施形態では、ナノ濾過膜は、約２００ｇ／モル〜約２０，０００ｇ／モルの分画分子量を有することができる。ある実施形態では、濾過媒体は、限外濾過膜である。限外濾過膜は、ある実施形態によると、約０．０１マイクロメートル〜約０．１マイクロメートルの平均細孔サイズを有することができる。いくつかの実施形態では、限外濾過膜は、約２０，０００ｇ／モル〜約１００，０００ｇ／モルの分画分子量を有する。いくつかの実施形態では、濾過媒体は、マイクロ濾過膜である。マイクロ濾過膜は、ある実施形態によると、約０．１マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの平均細孔サイズを有することができる。いくつかの実施形態では、マイクロ濾過膜は、約１００，０００ｇ／モル〜約５，０００，０００ｇ／モルの分画分子量を有する。
【０１２２】
ある実施形態によると、濾過システムにおいて使用される濾過媒体のうちの少なくとも１つ（または全て）は、比較的に高い標準塩排除率を有する。標準塩排除率は、概して、当業者に公知の用語であり、概して、パーセンテージとして測定され、以下の試験を使用して決定されることができる。濾過媒体の４００平方フィートの試料が、３０ミルの残余分スペーサ厚さ（すなわち、残余分壁から濾過媒体までの距離）と、３０ミルの透過物スペーサ厚さ（すなわち、透過物壁から濾過媒体までの距離）とを有する、長さ４０インチおよび直径８インチの螺旋状に巻かれた要素に組み立てられる。３２，０００ｍｇ／Ｌの濃度ならびに７のｐＨにおいて水および溶解ＮａＣｌを含む供給流が、フィルタの残余分側に供給される。供給物は、８００ｐｓｉゲージまで加圧され、フィルタの透過物側は、大気圧に維持される。フィルタは、１０％の回収率（すなわち、透過物流量が供給物流量で除算され、１００％を乗算される）および２５℃の温度において動作させられる。標準塩排除率は、動作の３０分後に、定常状態において、以下の公式を使用して決定され、
【０１２３】
【数１９】
0006715835.tif 000014
【０１２４】
式中、ｗＮａＣｌ，ｐｅｒｍｅａｔｅは、透過物中のＮａＣｌの重量パーセントであり、ｗＮａＣｌ，ｆｅｅｄは、供給物中のＮａＣｌの重量パーセントである。ある実施形態によると、濾過システムにおいて使用される濾過媒体のうちの少なくとも１つ（または全て）は、少なくとも約９９％、少なくとも約９９．５％、または少なくとも約９９．８％の標準塩排除率を有する。
【０１２５】
ある実施形態によると、フィルタは、濾過媒体が格納されている容器を備えている。いくつかの実施形態では、容器は、破裂することなく比較的に高い内部液圧に耐えるように構成される。高液圧に耐えるフィルタ容器の能力は、高液圧がフィルタに供給される液体の主要成分と少量成分との間の所望される程度の分離を達成するために採用される、ある場合において有利であり得る。いくつかの実施形態では、フィルタの容器は、破裂することなく少なくとも約３９００ｐｓｉゲージの内部液圧に耐えるように構成される。
【０１２６】
ある実施形態によると、本明細書に説明される濾過システムは、比較的に高い液圧において動作するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、ポンプ、導管、および／または任意の他のシステム構成要素が、故障することなく少なくとも約４００ｐｓｉの液圧において動作させられることができる。
【０１２７】
本明細書に説明されるある実施形態と関連して使用され得る好適なフィルタの実施例は、限定ではないが、Ｈｙｄｒａｎａｕｔｉｃｓ（Ｏｃｅａｎｓｉｄｅ，ＣＡ）から利用可能なもの（例えば、部品番号ＥＳＰＡ２−４０４０、ＥＳＰＡ２−ＬＤ−４０４０、ＥＳＰＡ２−ＬＤ、ＥＳＰＡ２ＭＡＸ、ＥＳＰＡ４ＭＡＸ、ＥＳＰＡ３、ＥＳＰＡ４−ＬＤ、ＳａｎＲＯ  ＨＳ−４、ＳａｎＲＯ  ＨＳ２−８、ＥＳＮＡ１−ＬＦ２−ＬＤ、ＥＳＮＡ１−ＬＦ２−ＬＤ−４０４０、ＥＳＮＡ１−ＬＦ−ＬＤ、ＳＷＣ４ＢＭＡＸ、ＳＷＣ５−ＬＤ−４０４０、ＳＷＣ５−ＬＤ、ＳＷＣ５ＭＡＸ、ＳＷＣ６−４０４０、ＳＷＣ６、ＳＷＣ６ＭＡＸ、ＥＳＮＡ１−ＬＦ２−ＬＤ、ＥＳＮＡ１−ＬＦ−ＬＤ、ＥＳＮＡ１−ＬＦ２−ＬＤ−４０４０、ＥＳＮＡ１−ＬＦ−ＬＤ−４０４０、ＨＹＤＲＡｃａｐ６０−ＬＤ、およびＨＹＤＲＡｃａｐ６０）、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＤｏｗ  Ｆｉｌｍｔｅｃ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から利用可能なもの（例えば、部品番号ＨＳＲＯ−３９０−ＦＦ、ＬＣ  ＨＲ−４０４０、ＬＣ  ＬＥ−４０４０、ＳＷ３０ＨＲＬＥ−４０４０、ＳＷ３０ＨＲＬＥ−４４０ｉ、ＳＷ３０ＨＲＬＥ−４００ｉ、ＳＷ３０ＨＲＬＥ−３７０／３４ｉ、ＳＷ３０ＸＨＲ−４００ｉ、ＳＷ３０ＨＲＬＥ−４００、ＳＷ３０ＨＲ−３８０、ＮＦ９０−４００、ＮＦ２７０−４００、ＮＦ９０−４０４０）、Ｔｏｒａｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から利用可能なもの（例えば、部品番号ＴＭ７２０−４４０、ＴＭ７２０Ｃ−４４０、ＴＭ７２０Ｌ−４４０）、Ｋｏｃｈ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）から利用可能なもの（例えば、部品番号８０４０−ＨＲ−４００−３４、８０４０−ＨＲ−４００−２８）、およびＬＧ  ＮａｎｏＨ２Ｏ（Ｅｌ  Ｓｅｇｕｎｄｏ，ＣＡ）から利用可能なもの（例えば、部品番号Ｑｆｘ  ＳＷ  ４００  ＥＳ、Ｑｆｘ  ＳＷ  ４００  ＳＲ、Ｑｆｘ  ＳＷ  ４００  Ｒ）を含む。いくつかの実施形態では、フィルタは、薄フィルム複合膜を備えている。例えば、薄フィルム複合膜は、機械的支持として使用される、約１５０マイクロメートルの厚さを伴う不織成繊維を備えていることができる。多孔性ポリスルホン層（例えば、厚さがおよそ６０マイクロメートル）が、相転換法によって支持層上に置かれることができる。（例えば、およそ２００ｎｍの）ポリアミド層が、界面重合を使用してポリスルホン層上にキャストされることができる。
【０１２８】
本明細書に説明されるある実施形態は、濾過システムの種々の部分内で少量成分の濃度を制御することを伴う。当業者は、本開示によって提供される洞察を用いて、ルーチン実験のみを使用して所望される濃度レベルを達成するために、好適な動作パラメータおよび／またはシステム構成要素を選択することが可能であろう。例えば、濾過媒体の表面積、濾過媒体性質、加えられる液圧差、流量、および他の動作パラメータが、特定の用途の必要性に従って選択されることができる。一特定の実施例として、好適な動作パラメータおよび／または機器特性の選択は、所与の期間にわたって生産されるべき濃縮物の合計体積、所与の期間にわたって濃縮されるべき流入液体供給物の量、または濾過技術における当業者に明白であるような他の要因に基づき得る。いくつかの場合、スクリーニング試験が、所望される程度の濃度が得られるまで特定のフィルタを用いて希釈液体供給物の試行濾過を実施し、続けて、フィルタの残余分側から濃縮物を収集し、ある体積の未加工主要成分（濾過中に除去された主要成分の体積に等しい）を用いて液体供給物を元に戻し、元に戻された液体供給物の味および／または風味特性と初期液体供給物のものとを比較することによって、適切なタイプのフィルタ容器および／または濾過媒体を選択するために実施され得る。動作圧力、フィルタ性質、流量、および他の動作パラメータが、ルーチン実験および最適化と組み合わせられる、濾過／逆浸透を説明する多くの周知かつ容易に利用可能なテキストに説明される、周知の濾過および／または分離原理に基づいて選択され得る。適切な液圧および／または流量が、当業者に公知のフィードバック制御機構（例えば、開または閉ループフィードバック制御機構）を使用して確立され得る。
【０１２９】
ある実施形態では、フィルタ内の液体は、比較的に冷たい温度に保たれることができる。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に説明される濾過システムの少なくとも１つのフィルタ内の液体は、約８℃以下の温度（例えば、約０℃〜約８℃）に維持されることができる。いくつかの実施形態では、濾過システムのフィルタ内の液体は、約８℃以下の温度（例えば、約０℃〜約８℃）に維持される。
【０１３０】
ある実施形態では、１つ以上のフィルタは、例えば、フィルタ内に含まれる液体の上方に、気体のヘッドスペースを含み得る。いくつかのそのような実施形態では、気体のヘッドスペースは、フィルタ内の液体のいずれの成分とも実質的に反応しない気体を用いて充填され得る。いくつかのそのような実施形態では、気体のヘッドスペースは、フィルタ内の液体のいずれの少量成分とも実質的に反応しない気体を用いて充填され得る。いくつかのそのような実施形態では、気体のヘッドスペースは、フィルタ内の液体の標的少量成分と実質的に反応しない気体を用いて充填され得る。気体のヘッドスペースの全てまたは一部は、例えば、二酸化炭素、窒素、および／または希ガスから構成され得る。いくつかの実施形態では、濾過システムの少なくとも１つのフィルタ（または全てのフィルタ）内の気体のヘッドスペースの全てまたは一部（例えば、少なくとも約５重量％、少なくとも約２５重量％、または少なくとも約５０重量％）は、二酸化炭素から構成される。いくつかの実施形態では、気体のヘッドスペースは、約１０億分の１を下回る量における酸素を含む。
【０１３１】
ある実施形態では、本明細書に説明される濾過システムおよび／またはプロセスのいずれかは、連続的に動作させられることができる。例えば、ある方法は、液体供給物の連続的流動ならびに１つ以上の残余分流（例えば、液体供給物に対して標的少量成分が富化される）および／または１つ以上の透過物流（例えば、液体供給物に対して主要成分が富化される）の連続的生産を伴い得る。いくつかの場合、方法は、濾過プロセスの１つ以上のステップを同時に実行するステップを伴い得る。例えば、いくつかの実施形態では、液圧差が、第１のフィルタ、第２のフィルタ、および／または第３のフィルタのうちの少なくとも２つ（または全て）を横断して同時に加えられ得る。いくつかのそのような実施形態では、第１の透過物、第１の残余分、第２の透過物、第２の残余分、第３の透過物、および／または第３の残余分が、同時に生産され得る。いくつかの連続的実施形態では、方法は、定常状態において実施され得る。
【０１３２】
そうではないと示されない限り、本明細書に説明される成分の全ての濃度および相対存在度は、重量パーセントを使用して決定される。
【０１３３】
本明細書の種々の実施形態では、流れの「少なくとも一部」が、ある場所（例えば、フィルタ、別の流れ、または混合点）に輸送され、再循環され、および／または別の流れ（または別の流れの少なくとも一部）と混合される。流れの「少なくとも一部」がある場所に輸送され、再循環され、および／または別の流れと混合されるある実施形態では、元々の流れの少なくとも約１０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約７５重量％。少なくとも約９０重量％、少なくとも約９５重量％、少なくとも約９９重量％、または全てが、その場所に輸送され、再循環され、および／または他の流れ（または他の流れの一部）と混合され得る。
【０１３４】
種々のフィルタ、フィルタ部分、および／または流れが、システムの他の部分（例えば、別のフィルタもしくはフィルタ部分および／または別の流れ）に随意に「直接流体的に接続される」ものとして本明細書に説明され、および／または図に例証される。ある実施形態によると、直接流体的に接続されるものとして説明または例証される第１の場所（例えば、流れまたは構成要素）および第２の場所（例えば、流れまたは構成要素）は、流体の組成物が、第１の目的から第２の目的に輸送されるにつれて実質的に変化しない（すなわち、いかなる流体成分も、相対存在度において１％を上回って変化しない）ように、流体的に接続され得る。
【０１３５】
２０１４年１１月１７日に出願され、「Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題された米国仮特許出願６２／０８０，６７５号が、あらゆる目的のために、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【０１３６】
以下の実施例は、本発明のある実施形態を例証することが意図され、本発明の全範囲を例示するものではない。
【０１３７】
（実施例１）
本実施例は、水からエタノールを分離するための濾過媒体の使用を説明する。
【０１３８】
直径が４．９ｃｍと測定される薄フィルム複合逆浸透膜の試料が、デッドエンド撹拌セル（ＨＰ４７５０；Ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ）内に設置された。セルは、３００ｍＬの摂氏２１度における３．９＋／−０．０５％ＡＢＶ（体積比アルコール）エタノール入り水溶液を用いて充填された。磁気スターラが、オンにされ、１０００ｐｓｉの圧力が、セルに接続された窒素シリンダを使用して加えられた。透過物が、３０分の期間にわたって収集された。この透過物は、破棄され、追加の透過物が、別の２０分にわたって収集された。この２０分の期間後、１ｍＬの試料が、収集された透過物から取得された。透過物試料のエタノール含有量は、質量分析器と併せてガスクロマトグラフィを使用して決定された。エタノール濃度に関する標準曲線に対してベンチマークされたイオンクロマトグラム結果が、１．７６＋／−０．００３％の透過物エタノール濃度を示し、それは、５５％＋／−１％のエタノール排除率に対応する。
【０１３９】
上で説明されるものと同一の設定を使用する別個の試験において、唯一の溶質として３２，０００＋／−６００ｍｇ／ＬのＮａＣｌを含む水性供給溶液が、セル中に導入された。溶液の導電率は、２５℃において、４８．５＋／−０．５ｍＳ／ｃｍと決定された。磁気スターラは、オンにされ、１０００ｐｓｉの圧力が、セルに接続された窒素シリンダを使用して加えられた。透過物が、３０分の期間にわたって収集された。この透過物は、破棄され、追加の透過物が、別の１５分にわたって収集された。この１５分の期間後、透過物の導電率は、２５℃において、１．２＋／−０．０１ｍＳ／ｃｍと決定された。これは、およそ９７．５＋／−１％の塩排除率（これは、膜周囲の供給流の透過物への漏出に起因して、膜の真の値よりも低くあり得る）に対応した。
【０１４０】
（実施例２）
本実施例は、ビールを濃縮するための濾過媒体の使用を説明する。
【０１４１】
実施例１に説明されるものと同一の設定を使用して、４．８％ＡＢＶのＨｅｆｅｗｅｉｚｅｎビールの２９０＋／−１０  ｍＬ試料が、撹拌セル中に導入された。ビールをセル中に導入することに先立って、セルは、最初に二酸化炭素を用いてパージされた。冷却ジャケットが、流体を２＋／−５℃に維持するために、撹拌セルの周囲に適用された。スターラが、オンにされ、１０００ｐｓｉの圧力が、加えられた。試験は、供給液体の初期質量のおよそ半分に等しい質量の透過物が生産されるまで実行することを可能にされた。次いで、第１の濃縮物が、取り除かれ、ＣＯ２を用いて事前パージされた容器内で５℃において貯蔵された。
【０１４２】
セルは、蒸留水を用いて濯がれ、第１の透過物が、セル中に導入された。第１の透過物をセル中に導入することに先立って、セルは、二酸化炭素を用いてパージされた。冷却ジャケットが、流体を２＋／−５℃に維持するために、撹拌セルの周囲に適用された。再び、スターラは、オンにされ、１０００ｐｓｉの圧力が、加えられた。試験は、１１９．７＋／−０．１ｇの第２の透過物が生産されるまで実行することを可能にされた。セル内の流体（第２の濃縮物）は、最終濃縮物を生産するために、第１の濃縮物と混合された。
【０１４３】
最終濃縮物は、次いで、元に戻されたビールを生産するために、９：１１の比率における５倍容のＣＯ２を含むように強炭酸化された蒸留水と混合された。この蒸留水の炭酸化のレベルは、元に戻されたビールにおいておよそ２．５倍容のＣＯ２を標的とするように選定された。蒸留水は、元に戻されたビールが味において元々のビールに最良に一致するであろうように採用された。これは、ビール飲用者が、ビールが作製される水源に大きな重点を置くので、重要である。重量で９９．９９９９９９％を上回るまたは９９．９９９９９９９％を上回るＨ２Ｏから成る水を使用することによって、元に戻されたビールの味は、元々のビールの醸造において使用された源水の関数でしかなく、ビールを元に戻すために使用された水の関数ではないであろう。蒸留水の代替として、５μＳ／ｃｍを下回る、または１μＳ／ｃｍを下回る、または０．１μＳ／ｃｍを下回る導電率を伴う脱イオン水が、元に戻すために採用されることができたであろう。別の代替として、地下水、地表水、または都市供給源からの水が、最初にナノ濾過または逆浸透の単回通過もしくは２回の通過によって濾過されている限り、採用されることができたであろう。
【０１４４】
元に戻されたビールは、専門食味検査パネルに提出され、担当者は、再生産されたビールがこのプロセス中に空気との不注意な接触におそらく起因して、酸化を被ったにもかかわらず、芳香プロファイルが実質的に維持されたことに言及した。しかしながら、酸化の影響は、おそらくより低い温度におけるより緩慢な速度の酸化により、プロセス温度が２＋／−５℃を上回った以前の試験よりも顕著ではなかった。
【０１４５】
試料のエタノール含有量は、質量分析器と併せてガスクロマトグラフィを使用して決定された。エタノール濃度に関する標準曲線に対してベンチマークされたイオンクロマトグラム結果が、第１の濃縮物、第２の濃縮物、最終濃縮物、および第２の透過物が、１０．９４＋／−０．０１、３．５７＋／−０．０２、８．５１＋／−０．０４、および０．２１＋／−０．００２ＡＢＶを含むことを示した。これは、全体的プロセスのエタノール通過率（初期供給物中のエタノール濃度に対する第２の透過物中のそれの比率）が、４．５％であり、全体的プロセスのエタノール排除率（１−エタノール通過率）が、９５．５％であったことを含意する。高レべルのエタノール排除率は、このプロセスが実行され、膜を通したエタノール拡散が減速されることを可能にする低温に起因した可能性が高い。
【０１４６】
（実施例３）
本実施例は、エタノールおよび水を含む液体混合物からエタノールを濾過するために使用され得る濾過システムを説明する。
【０１４７】
エタノールおよび水の混合物からのエタノールの濾過において、２つの重大な課題が存在する。１つの課題は、ポリアミド膜によるエタノールの低排除率である。多くの場合、これは、十分なエタノール除去率を達成するための複数の濾過の通過に対する必要性をもたらす。別の課題は、例えば、輸送コストを低減させるために、最終残余分流中に高濃度のエタノールを達成することを所望することによってもたらされる。これは、多くの場合、水の除去を最大化するための複数の濾過の段階に対する要件をもたらす。
【０１４８】
これらの問題に対する１つの救済策は、要求される通過および段階の数を最小限にするように流れが混合および再循環されるような様式でフィルタを配列するが、流れが混ぜ合わせされる場合、混ぜ合わせされるべき流れの浸透圧が同様であるような様式でフィルタが配列されるようにすることである。これは、異なるエタノール濃度の流れが混ぜ合わせされる場合に起きるであろう、システムのエタノールの全体的分離への有害な影響を回避する。
【０１４９】
本実施例では、各フィルタは、およそ５０％の回収率（すなわち、およそ２の濃縮係数）を有すると仮定される。各フィルタにおけるエタノール通過率が２５％であることも、仮定される。例示的濾過システムは、図４に例証される実施形態と類似し、透過物再循環を伴う２通過２段階濾過システムである。動作の例示的モードでは、供給流３０８は、３ｋｇ／秒の質量流量および４重量％のエタノール濃度を有することができる。第１の残余分流３１２Ａは、２ｋｇ／秒の質量流量および６．５重量％のエタノール濃度を有することができる。第１の透過物流３１４Ａは、２ｌｂｓ／分の質量流量および１．５重量％のエタノール濃度を有することができる。第２の残余分流３１２Ｂは、１ｌｂｓ／分の質量流量および２．５重量％のエタノール濃度を有することができる。第２の透過物流３１４Ｂは、１ｌｂｓ／分の質量流量および０．５８重量％のエタノール濃度を有することができる。第３の残余分流３１２Ｃは、１ｌｂｓ／分の質量流量および１０．５重量％のエタノール濃度を有することができる。第３の透過物流３１４Ｃは、１ｌｂｓ／分の質量流量および２．５重量％のエタノール濃度を有することができる。第４の残余分流３１２Ｄは、１ｌｂｓ／分の質量流量および４重量％のエタノール濃度を有することができる。第４の透過物流３１４Ｄは、１ｌｂｓ／分の質量流量および０．９５重量％のエタノール濃度を有することができる。本実施例における濃度は、（流れ３１２Ｃ中のエタノール濃度と流れ３０８中のエタノール濃度とを比較することによって計算される）約２．６の全体的濃縮係数を達成する。この構成は、特に、各フィルタの透過物流の中に入る有意なレベルのエタノールが存在するときに有用であり得る。エタノール通過率が約３８％である場合、透過物を一致した濃度において供給流に再循環されることが可能な場合のレベルに戻すために、各々が２倍に濃縮する２つのフィルタ段階が必要とされるであろう。エタノール通過率がより低い場合、第２の通過ユニットの各々において５０％を上回る回収率を採用することが望ましくあり得る。これは、従来の段階あたり５０％の回収率を超えることによって、またはおそらく、各ユニットを各々が３０％の回収率において動作する２つの段階と置換することによって行われ得る。エタノール通過率が２５％よりも高い場合、逆も、当てはまるであろう。
【０１５０】
再循環流（例えば、図４の流れ３１２Ｄ）は、所望される全体的濃縮係数を達成するために要求される逆浸透ユニットの合計数を低減させるので、有用である。代替は、第２の通過の第２の段階から残余分を濃縮するために、追加のシステムを構築することであろう。再循環の前に、流れをシステムへの初期供給物のレベルまで濃縮することも有用である。これは、分離効率およびエネルギー効率の観点から、より低いエタノール濃度の流れの再循環よりも優れたアプローチである。
【０１５１】
いくつかの場合、第２の通過の第１の段階を省略し、透過物を第１の通過の第１の段階から最終透過物流に直接向かわせることが望ましくあり得る。第１の通過の第１の段階で分割された部分的な第２の通過（または部分的な第２の通過）を採用することも望ましくあり得、それは、第１の通過の第１の段階からの透過物の一部が、第２の通過の第１の段階を迂回するであろうことを意味する。第１の通過の第１の段階が部分的または完全に排除される場合、システム全体によって達成される最終生産物の純度の漸減は、小さい。これは、第１の通過の第１の段階における溶質通過、またはこの濾過ステップの第１の部分における溶質通過が、供給物の浸透圧が低いことによる優勢な高流量に起因して、典型的には低いからである。この理由から、第２の通過の第１の段階の全てまたは一部を省略する利益は、資本コストおよび動作コストにおける有意な削減である一方、システムの全体的な溶質排除率をわずかにしか損なわないことであり得る。
【０１５２】
いくつかの場合、単一フィルタのいずれか（例えば、第１の通過において例証される単一フィルタのいずれか）の代わりに、複数のフィルタを用いて動作させることが望ましくあり得る。この方式において動作することによって、各ユニット内の回収率は、低減され得、それは、各ユニットにおけるより均一な流量を可能にし、したがって、より均一な汚損を可能にし得る。
【０１５３】
達成され得る排除率を増加させるために、フィルタ３０１Ａおよび／またはフィルタ３０１Ｃにおいてよりもフィルタ３０１Ｂおよび／またはフィルタ３０１Ｄにおいてより高い流量を採用することも、望ましくあり得る。フィルタ３０１Ｂおよび３０１Ｄからの透過物流は再循環されないので、排除率の増加は、同様の濃度のエタノールの流れのみを混ぜ合わせるその努力において、システムアーキテクチャを混乱させないであろう。
【０１５４】
各フィルタの回収率およびエタノール通過率は、本実施例の目的のために、固定されているが、実践では、図４のそれらの値は、以下の様式において決定および選択され得る。
【０１５５】
フィルタ３０１Ａおよび３０１Ｃは、当業者によく知られているフィルタ、加えられる液圧、および流量の選択を通して、５０％の回収率のために設計され得る。浸透圧に対するエタノール濃度の影響についてのデータおよび濾過媒体を通したエタノールの拡散係数についてのデータを用いる、Ｑ＋、ＩＭＳ  Ｄｅｓｉｇｎ、またはＲＯＳＡ等の商業的濾過システム設計ソフトウェアの拡張を通して、フィルタ３０１Ａおよび３０１Ｃのエタノール通過率が、決定され得る。次いで、当業者は、点３５０において混合する流れおよび３０８において混合するもののエタノール濃度が実質的に同一であることを可能にするであろう、フィルタ３０１Ｂおよび３０１Ｄに対するフィルタ、流量、ならびに加えられる液圧のレベルを選択し得る。
【０１５６】
本発明のいくつかの実施形態が本明細書に説明および例証されたが、当業者は、本明細書に説明される機能を実施し、ならびに／または、結果および／もしくは利点のうちの１つ以上のものを得るための種々の他の手段および／または構造を容易に想定し、そのような変形例および／または修正の各々は、本発明の範囲内であると見なされる。より一般的には、当業者は、本明細書に説明される全てのパラメータ、寸法、材料、および構成が、例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成が、本発明の教示が使用される具体的用途もしくは複数の用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、ルーチン実験のみを使用して、本明細書に説明される本発明の具体的実施形態の多くの同等物を認識する、または確認することができるであろう。したがって、前述の実施形態は、実施例としてのみ提示され、添付される請求項およびその同等物の範囲内で、具体的に説明および請求されるものとは別様に本発明が実践され得ることを理解されたい。本発明は、本明細書に説明される各個々の特徴、システム、物品、材料、および／または方法を対象とする。加えて、そのような特徴、システム、物品、材料、および／または方法が相互に矛盾していない場合、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、および／または方法の任意の組み合わせが、本発明の範囲内に含まれる。
【０１５７】
本明細書および請求項において本明細書に使用されるような不定冠詞「１つの」は、明確にそうではないと示されない限り、「少なくとも１つの」を意味すると理解されたい。
【０１５８】
本明細書および請求項において本明細書に使用されるような語句「および／または」は、そのように結合される要素、すなわち、いくつかの場合では接合的に存在し、他の場合では離接的に存在する要素の「一方または両方」を意味すると理解されたい。明確にそうではないと示されない限り、「および／または」という節によって具体的に識別される要素と関連するか、または関連しないかにかかわらず、それらの具体的に識別される要素以外に、他の要素が、随意に存在し得る。したがって、非限定的実施例として、「Ａおよび／またはＢ」の言及は、「〜を備えている」等の非制約的な言語と併せて使用されると、一実施形態では、Ｂを伴わないＡ（随意に、Ｂ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ａを伴わないＢ（随意に、Ａ以外の要素を含む）を指し、さらに別の実施形態では、ＡおよびＢの両方（随意に、他の要素を含む）等を指す。
【０１５９】
本明細書および請求項に使用されるように、「または」は、上記で定義されるような「および／または」と同一の意味を有すると理解されたい。例えば、リストにおける品目を分離するとき、「または」または「および／または」は、これらを含むものとして解釈されるものとし、すなわち、少なくとも１つを含むが、いくつかの要素または要素のリストのうちの２つ以上のものと、随意に、追加の列挙されない品目も含む。「〜のうちの１つのみ」または「〜のうちの厳密に１つ」等、明確にそうではないと示される用語のみ、または、請求項で使用されるとき、「〜から成る」が、いくつかの要素または要素のリストのうちの厳密に１つの包含を指すであろう。概して、本明細書に使用されるような用語「または」は、「いずれか一方」、「〜のうちの１つ」、「〜のうちの１つのみ」、または「〜のうちの厳密に１つ」等、排他性の用語が先行すると、排他的代替物（すなわち、「一方または他方であるが、両方ではない」）としてのみ解釈されるものとする。「本質的に〜から成る」は、請求項で使用されると、特許法の分野で使用されるような、その通常の意味を有するものとする。
【０１６０】
本明細書および請求項に使用されるように、１つ以上の要素のリストを参照した語句「少なくとも１つ」は、要素のリストにおける要素のうちの任意の１つ以上のものから選択される、少なくとも１つの要素を意味するが、要素のリスト内で具体的に列挙される、あらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを除外しないことを理解されたい。この定義はまた、語句「少なくとも１つ」が指す要素のリスト内で具体的に識別される要素と関連するか、または関連しないかにかかわらず、それらの具体的に識別される要素以外の要素が随意に存在し得ることも許容する。したがって、非限定的実施例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（または同等に、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または同等に、「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、Ｂが存在しない、随意に２つ以上のものを含む、少なくとも１つのＡ（随意に、Ｂ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ａが存在しない、随意に２つ以上のものを含む、少なくとも１つのＢ（随意に、Ａ以外の要素を含む）を指し、さらに別の実施形態では、随意に２つ以上のものを含む、少なくとも１つのＡ、および、随意に２つ以上のものを含む、少なくとも１つのＢ（随意に、他の要素を含む）等を指すことができる。
【０１６１】
請求項ならびに上記の明細書では、「〜を備えている」、「〜を含む」、「〜を担持する」、「〜を有する」、「〜を含む」、「〜を伴う」、「〜を保持する」等の全ての移行句は、非制約的である、すなわち、「限定ではないが、〜を含む」を意味すると理解されたい。移行句「〜から成る」および「本質的に〜から成る」のみが、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｏｆｆｉｃｅ  Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，Ｓｅｃｔｉｏｎ  ２１１１．０３に記載されているように、それぞれ、制約的または半制約的な移行句となるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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