(57)【要約】      （修正有）【課題】費用効果の高い方法でバイオテクノロジー液体を浄化するための信頼性のある手段の提供。【解決手段】液体処理要素１０、未処理液体受け入れチャネル１６、および処理液体受け入れチャネル１８を備え、液体処理要素は、本体１１の両側に配置された第１面１２および第２面１４を有する液体透過処理メディアの本体を備え、本体は第１面から第２面に延びる複数のチャネルを備え、第１タイプのチャネルは本体の第１面に配置された一端部で開放され、第２面に隣接して配置された他端部で閉塞されており、第２タイプのチャネルは本体の第２面に配置された一端部で開放され、第１面に隣接して配置された他端部で閉塞されており、第１タイプのチャネルは、第２タイプのチャネルから分離され、前記タイプのチャネルの一方は未処理液体を受け入れかつ液体入口と連通し、前記タイプのチャネルの他方は処理液体を収集しかつ液体出口と連通する液体処理モジュール。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体処理要素、未処理液体のための液体入口、および処理液体のための液体出口を備える液体処理モジュールであって、
前記液体処理要素が、第１面および第２面を有する液体透過処理メディアの本体を備え、前記第１面および前記第２面が前記本体の両側に配置され、
前記本体が、前記第１面から前記第２面への方向に延びる複数のチャネルを備える、液体処理モジュールにおいて、
前記複数のチャネルの第１タイプの複数のチャネルが、前記本体の第１面に配置された一端部で開放され、前記第２面に隣接して配置された他端部で閉塞され、
前記複数のチャネルの第２タイプの複数のチャネルが、前記本体の第２面に配置された一端部で開放され、前記第１面に隣接して配置された他端部で閉塞され、
前記第１タイプのチャネルが、前記液体透過処理メディアの部分によって、前記第２タイプのチャネルから分離され、
前記タイプのチャネルの一方が、前記未処理液体を受け入れ前記液体処理モジュールの液体入口と連通する供給チャネルであり、前記タイプのチャネルの他方が、前記処理液体を収集し前記液体処理モジュールの液体出口と連通する出口チャネルである、液体処理モジュール。
【請求項２】
前記本体が、平らに積層されたシート材料の複数の層を備え、前記層が、前記複数のチャネルを形成する開口を備える、請求項１に記載の液体処理モジュール。
【請求項３】
前記液体処理要素が、前記本体の第１面に配置され平行に配置された前記第１タイプの層の１つ以上の層を備え、前記第１タイプの層が、一方のタイプのチャネルのみに対応する開口を有し、かつ／または前記液体処理要素が、前記本体の第２面に配置され平行に配置された第２タイプの層の１つ以上の層を備え、前記第２タイプの層が、他方のタイプのチャネルのみに対応する開口を有し、任意に、
前記第１タイプの層および前記第２タイプの層が液体処理メディアから作られ、該液体処理メディアの構成要素および／または構造が、望ましくは前記処理要素の本体の処理メディアと同様であるかまたは同一である、請求項１または２に記載の液体処理モジュール。
【請求項４】
それぞれのタイプのチャネルの断面部分が、実質的に同一の大きさである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項５】
前記液体入口と連通するチャネルの断面部分が、前記液体出口と連通するチャネルの断面部分よりも大きい大きさであり、望ましくは、
前記断面部分の大きさの差が、前記液体出口と連通するチャネルの断面部分の大きさに基づいて、約１０％以上に達する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項６】
前記液体入口と連通するチャネルの数が、前記液体出口と連通するチャネルの数よりも少なく、望ましくは、
前記液体出口と連通するチャネルの数が、前記液体入口と連通するチャネルの数と比較したとき、約２倍以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項７】
液体処理メディアのチャネルが、それぞれのタイプのチャネルに対して、分離して平行に配置されるか、または同心の列に配置され、任意に、
前記液体出口と連通するチャネルが、２つ以上の隣接する列のグループに配置され、一方では、前記液体入口と連通するチャネルが、より少ない数の列のグループに配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項８】
液体処理メディアが、望ましくは圧縮状態に維持される深層フィルタ材料であり、望ましくは、
液体処理メディアの圧縮が、前記処理メディアの本体の厚さが非圧縮の深層フィルタ材料の厚さの約９０％以下に達するものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項９】
液体処理メディアが、圧縮性材料および／または処理される液体と接して膨張する材料を含むマトリックスを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項１０】
液体処理メディアが、添加剤を組み込むマトリックスを含み、前記添加剤が、望ましくは微粒子または繊維の形であり、望ましくは、前記添加剤が、前記液体処理メディアの重量に基づいて、重量で約１５〜約７０％の量で存在し、任意に、
前記添加剤は、多孔質微粒子添加剤、ろ過助剤、および／または処理剤から選択され、かつ／または、
前記添加剤が、反応剤、吸着剤を含み、望ましくは、
前記添加剤が、珪藻土、パーライト、高純度セルロース、微結晶性セルロース、ナノ繊維、活性炭、吸着ビーズ、ファイブレット（ｆｉｂｒｅｔｓ）、およびファイブリッド（ｆｉｂｒｉｄｓ）から選択される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項１１】
前記液体処理メディアが、マトリックスを含み、前記マトリックスが、有機ポリマー材料を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項１２】
当該液体処理モジュールが、前記第１面および前記第２面でシールして配置された２つの端部片を備え、前記端部片が、前記液体入口および前記液体出口をそれぞれ提供する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項１３】
当該液体処理モジュールが、当該液体処理モジュールの外周面に配置されたクランプ手段を備え、前記クランプ手段が、望ましくは当該液体処理モジュールの液体処理材料を圧縮状態に維持し、任意に、前記クランプ手段が、当該液体処理モジュールの中央ダクトに配置されたクランプ要素を備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体処理モジュール。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の２つ以上の前記液体処理モジュールを備える液体処理アセンブリであって、
望ましくは、前記液体処理モジュールが、積層体に配置され、任意に、
前記液体処理モジュールが、システムにおける前記液体処理モジュールのいずれか一つの前記液体入口または前記液体出口と液体連通する共通中央導管を備える、液体処理アセンブリ。
【請求項１５】
当該液体処理アセンブリが保持装置を備え、望ましくは前記液体処理モジュールの積層体の外周面に配置され、前記保持装置が、望ましくは前記液体処理モジュールの積層体の液体処理材料を圧縮状態に維持し、任意に、当該液体処理アセンブリが、前記液体処理モジュールの中央ダクトに設けられた前記中央導管に配置された保持要素を備える、請求項１４に記載の液体処理アセンブリ。
【請求項１６】
液体を処理するための方法であって、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体処理モジュール、または請求項１４または１５に記載の液体処理アセンブリを配置して、前記液体処理モジュールの液体入口が頂部に位置し、前記液体処理モジュールの液体処理要素のチャネルが、ほぼ垂直方向に向けられ、処理される液体を前記液体処理モジュールおよび前記液体処理アセンブリの液体入口にそれぞれ供給するようにしたステップを含む、方法。
【請求項１７】
前記液体入口と液体連通する前記液体処理モジュールのチャネルが、前記処理される液体からの沈殿物を捕捉し収容する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体処理モジュール、液体処理モジュールを組み込む液体処理アセンブリ、およびこのようなモジュールおよびアセンブリを使用する液体を処理するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高荷重の汚染要因物を有する液体、例えば、粒子状物質、コロイド、マクロ分子、生体細胞、細胞残屑、研磨微粒子、および同様のものは、特に大量の液体が処理され、かつ／または高品質の基準が満たされるとき、液体処理モジュールおよび液体処理アセンブリに対して多数の課題が存在する。このような課題は、特に製薬産業、食料および飲料などの分野で液体が処理されるとき、存在する。特に、この文脈では、バイオテクノロジー産業の反応メディアの処理が言及される。
【０００３】
バイオテクノロジー産業は、過去１０年にわたって、急速に変化してきた。細胞は、バイオテクノロジー液体で数える、すなわち、反応メディアがより高くなっている（例えば、１ｍｌ当たり約２５ミオ（Ｍｉｏ）細胞の増加）。細胞（例えば、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞）がより大きくなっている（例えば、１５〜２７μｍ）。ＰＣＶ（血中血球容積）は、より高くなっている（例えば約１０％）。反応メディアからの宿主細胞タンパク質（ＨＣＰ）およびＤＮＡの早期の除去がより重要になっている。
【０００４】
上述の課題に対処するために、近年、単一使用の液体処理カプセルは、反応メディアの浄化のために使用されてきたが、従来の液体処理カプセルが使用されるときに必要とされる多数のフィルタモジュールは、コスト、設置面積、洗浄水の必要性、および生成物損失の可能性を増加させる。
【０００５】
遠心分離は、バイオテクノロジー液体を浄化するために、従来通りに使用される別の技術であるが、単一使用の要求と良好に適合せず、遠心分離中に結果として生じるせん断力は、細胞を破壊させることがあり、液体の宿主細胞タンパク質およびＤＮＡ含量を増加させることがある。
【０００６】
深層ろ過は、単独では、効果的であるが、通常、大きすぎるフィルタ表面領域を必要とし、処理／ろ過時間を増加させることがある。深層ろ過と組み合わせて凝集を使用することのような他の技術も効果的であるが、化学物質（例えば、凝集剤）の添加は、バイオテクノロジープロセスで問題があることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、費用効果の高い方法でバイオテクノロジー液体を処理する、特に浄化するための信頼性のある手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、本発明は、液体処理要素、未処理液体のための液体入口、および処理液体のための液体出口を備える液体処理モジュールであって、前記液体処理要素は、第１面および第２面を有する液体透過処理メディアの本体を備え、前記第１面および前記第２面は前記本体の両側に配置され、前記本体は、前記第１面から前記第２面への方向に延びる複数のチャネルを備え、前記複数のチャネルの第１タイプの複数のチャネルは、前記本体の第１面に配置された一端部で開放され、前記第２面に隣接して配置された他端部で閉塞され、前記複数のチャネルの第２タイプの複数のチャネルは、前記本体の第２面に配置された一端部で開放され、前記第１面に隣接して配置された他端部で閉塞され、前記第１タイプのチャネルは、前記液体透過処理メディアの部分によって、前記第２タイプのチャネルから分離され、前記タイプのチャネルの一方は、前記液体処理モジュールの液体入口と連通する供給チャネルであり、前記タイプのチャネルの他方は、前記液体処理モジュールの液体出口と連通する出口チャネルである、液体処理モジュールに関する。
【０００９】
本発明に従う液体処理モジュールは、望まれていない構成要素を除去することによって、バイオテクノロジー液体、例えば、反応メディアを効率的に浄化するための手段を提供する。液体処理モジュールは、費用効果の高い方法で製造することができ、大幅に増加した能力を提供し、妥当な時間で、処理される液体を処理することができ、特に浄化して終了することができる。
【００１０】
一般に、高荷重の汚染要因物または望まれていない構成要素を有するいかなる液体も、好適に処理することができ、本発明の処理モジュールおよびアセンブリによって浄化することができる。これは、薬学、特に生物薬学分野の液体に対してだけでなく、食料および飲料の分野の液体に対しても当てはまる。
【００１１】
好適には、本発明の液体処理モジュールは、費用効果高く製造したにもかかわらず、高い処理能力（例えば、モジュール当たり数リットル）を提供し、モジュールを組み込むシステムの設置面積を減少させ、洗浄メディアをあまり必要とせず、廃材を減少させ、低含量の抽出物を提供することができ、生成物損失の可能性を低くする。
【００１２】
遠心分離機の使用と比較したとき、本発明は、追加の利点を提供し、例えば、本発明は、使用する準備はできており、向上した回収および高い能力、下流で無菌のフィルタ、特に無菌薄膜フィルタのより良好な保護、単純なプロセス、より低いコストを提供し、単一使用に適しており、それによって二次汚染を回避し、洗浄確認を必要とせず、保守努力をあまり必要とせず、より良好でより容易に規模を大きくすることを提供し、より高い柔軟性などを有する。
【００１３】
本発明の液体処理モジュールおよび液体処理アセンブリを組み込む処理システムは、モジュールの効果的な使用を可能にし、単一使用の適用中に大量の液体を処理する可能性を提供する。
【００１４】
液体処理モジュールは、深層ろ過、吸着分離、クロマトグラフ分離、表面（ふるい）ろ過、または深層ろ過、吸着分離、クロマトグラフ分離、表面（ふるい）ろ過の組み合わせのような様々な処理技術で液体を処理するために使用することができる。
【００１５】
［発明の詳細な説明］
本発明の液体処理モジュールは、単一構造の処理メディアの本体を設けてもよい。この態様は、特により少量の液体が一度に処理されるとき、興味深い。アセンブリは、液体処理モジュールの単一構造の本体の使用によって容易になる。処理メディアの本体の第１面および第２面は、望ましくは、平らな構造であり、互いに平行に配置されている。
【００１６】
本発明の別の望ましい実施形態では、処理材料の前記本体は、複数の平らな層のシート材料を備えていてもよく、層が積層されると、前記層は、前記複数のチャネルを形成する開口を備える。
【００１７】
このタイプの処理モジュールは、前記本体を形成するシート材料の積層される層の数を単に増加させることによって、処理モジュールの処理能力の中で広範囲の液体の量に容易に適合させてもよい。
【００１８】
本発明の液体処理モジュールの液体処理要素は、前記本体の第１面に配置され平行に配置された前記第１タイプの層の１つ以上の層を備えていてもよく、前記第１タイプの層は、一方のタイプのチャネルのみに対応する開口を有し、かつ／または前記液体処理要素は、前記本体の第２面に配置され平行に配置された第２タイプの層の１つ以上の層を備え、前記第２タイプの層は、他方のタイプのチャネルのみに対応する開口を有する。
【００１９】
様々な層は、同一タイプの材料から作成してもよい一方で、本発明は、既定の適用で個別の要求に液体処理モジュールを適合させるために、柔軟性をさらに向上させる異なるタイプの材料からできた層を使用する可能性を提供する。
【００２０】
本発明のこの態様によれば、第１タイプの層および第２タイプの層は、様々な要求に対処するために、第１タイプの層および第２タイプの層間に広範囲の異なる数の同様に形成された層のシート材料の積層体を収容してもよい。
【００２１】
さらに望ましくは、前記第１タイプの層および前記第２タイプの層は、構成要素の液体処理材料からできており、かつ／または液体処理材料の構造は、望ましくは処理要素の本体の処理メディアと同様であるか、または同一である。したがって、処理材料のかなり一様な本体は、製造、および特にモジュールの品質管理および品質確認を容易にすることを提供してもよい。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、処理材料の本体の内部のそれぞれのタイプのチャネル断面部分は、実質的に同一の大きさである。製造装置は、比較的低コストで提供してもよい。
【００２３】
代案として、本発明の液体処理モジュールは、液体出口と連通するチャネル断面部分よりも大きい大きさである液体入口と連通するチャネル断面部分を有していてもよい。モジュールは、処理材料の本体の内部で液体の処理中に生じる沈殿物により容易に対処することができるので、このような特徴は、モジュールの能力を著しく増加させることができるということを考慮する。
【００２４】
さらに望ましくは、断面部分の大きさの差は、液体出口と連通するチャネルの断面部分の大きさに基づいて、約１０％以上に達する。
【００２５】
本発明のさらなる別の態様によれば、液体入口と連通するチャネルの数は、液体出口と連通するチャネルの数よりも少なくてもよい。これは、代案として、またはさらに、処理モジュールの能力の向上を提供してもよい。
【００２６】
さらに望ましくは、液体入口と連通するチャネルの数は、液体出口と連通するチャネルの数と比較したとき、約２倍以上である。
【００２７】
代替案では、液体入口と連通するチャネルの数は、液体出口と連通するチャネルの数よりも少なくてもよい。特にこのような構造では、液体入口と連通するチャネル断面部分が著しく大きいとき、例えば液体出口と連通するチャネル断面部分よりも約１０％以上、望ましくは約２０％以上大きいとき、望ましい。
【００２８】
液体透過処理材料の本体の内部の２つのタイプのチャネルの配置は、様々なパターンから選択することができる。
【００２９】
複数の同心円での２つのタイプのチャネルの代替の配置は、良好な結果を証明してきた。処理モジュールのケースでは、複数の層を組み込むことは、処理材料の本体を形成するための層の正確なアセンブリは、大いに容易になる。
【００３０】
代替の望ましい配置では、チャネルは、それぞれのタイプのチャネルのための分離した平行な列で液体処理材料に設けられている。処理材料の本体にチャネル構造を設ける複数の層に開口を作り出すことは、費用効果の高い方法で大いに容易になり、達成することができる。これは、異なるタイプのチャネルが、互いに対して均等で厳密に管理された距離で配置されることを保証するための容易な手段であり、一方、容易な手段は処理結果の精度および信頼性を向上させる。
【００３１】
さらに望ましくは、液体出口と連通するチャネルがより少ない数の列のグループに配置される一方で、液体入口と連通するチャネルは、２つ以上の隣接する列のグループに配置されている。したがって、個別の適用でより良好な処理結果を提供することができる処理材料の上流側で液体の流れを減少させるために使用することができる１列以上のチャネルは、処理される液体を受け入れる。
【００３２】
代替案では、液体入口と連通するチャネルの列の数は、液体出口と連通するチャネルの列の数よりも少ない。
【００３３】
本発明の液体処理モジュールは、フィルタモジュールとして設計してもよい。液体処理材料は、深層フィルタ材料から選択してもよい。望ましくは、深層フィルタ材料からなる液体処理材料の本体は、圧縮状態に維持される。これは、処理材料の本体が複数の積層された深層フィルタ層からなっているとき、特に望ましい。複数の層の深層フィルタ材料の圧縮によって、本体の内部のバイパスを回避し、それによって液体の処理において高品質の結果を提供することは容易に可能であるということが見出されてきた。
【００３４】
さらに望ましくは、液体処理材料の圧縮は、処理材料の本体の厚さが非圧縮の深層フィルタ材料の厚さの約９０％以下に達するものである。
【００３５】
本発明の別の態様によれば、液体処理モジュールは、圧縮性材料および／または処理される液体と接して膨張する材料を含むマトリックスを含む流体処理材料を含む。
【００３６】
バイパスを回避するための別のオプションは、第１および第２タイプのチャネルを収容する領域間の液体処理材料の層の表面にシールストリップを配置することである。液体処理材料の圧縮は、低レベルに減少させることができるか、または完全に回避することができる。
【００３７】
別の代替案によれば、２つの隣接する層の表面は、一緒に接着し、それによって、液体処理材料の圧縮を必要としなくてもよい方法で、２つのタイプのチャネルを液体的に分離するシール効果を提供してもよい。
【００３８】
さらなる別の代替案では、シール層は、２つのタイプのチャネルを液体的に分離した状態を維持するように、液体処理材料の２つの隣接する層間に配置してもよい。基本的に、シール／ガスケットとして機能することができるいかなる材料も、例えば、シリコーン材料を使用することができる。
【００３９】
本発明のさらに望ましい実施形態では、液体処理モジュールは、添加剤を組み込むマトリックスを含む液体処理材料を備え、前記添加剤は、望ましくは微粒子の形であり、望ましくは、添加剤は、液体処理材料の重量に基づいて重量で約１５〜７０％の量である。特性および処理結果は、処理モジュールが処理材料のマトリックスに組み込まれた添加剤の使用によって設計された個別の適用に調整してもよい。
【００４０】
望ましくは、液体処理材料の添加剤は、多孔質微粒子添加剤、ろ過助剤、および／または処理剤から選択される。
【００４１】
さらに、添加剤は、望ましくは反応剤、吸着剤を備える。
【００４２】
より詳細には、添加剤は、望ましくは珪藻土、パーライト、高純度セルロース、微結晶性セルロース、ナノ繊維、活性炭、吸着ビーズ、ファイブレット（ｆｉｂｒｅｔｓ）、およびファイブリッド（ｆｉｂｒｉｄｓ）から選択してもよい。
【００４３】
極めて大きな微粒子が供給から除去される場合、添加剤を単独で含まないセルロースのマトリックスは、同様に使用することができる。
【００４４】
複数のケースでは、液体処理モジュールの本体の液体処理材料が処理材料または処理メディアのマトリックスの一部分を形成する有機ポリマー材料を備えることが望ましい。
【００４５】
多数の適用のために、液体処理材料が殺菌可能な材料から選択されることが望ましい。
【００４６】
本発明の別の態様によれば、液体処理モジュールは、前記第１面および前記第２面とシールして接するように配置される２つの端部片を備え、前記端部片は、望ましくはモジュールの液体入口および液体出口をそれぞれ提供する。
【００４７】
本発明の１つの実施形態は、複数の供給開口を有する供給プレートを含む供給分配装置を含む液体処理モジュールに関し、供給プレートは、複数の供給開口が処理材料の本体の１つのタイプのチャネルと液体的に連通するように配置されている。
【００４８】
本発明の別の実施形態では、液体処理モジュールは、液体排出開口を有する液体収集プレートを含む液体収集装置、および液体処理要素の本体の１つのタイプのチャネルと液体出口例えばモジュールのろ液排出出口との間の液体連通を提供する複数の液体開口を含む。
【００４９】
本発明の概念の別の態様によれば、液体処理モジュールは、液体処理モジュールを収容するカプセルを設けてもよい。
【００５０】
本発明の別の態様によれば、モジュールは、モジュールの外周面に配置されたクランプ手段を備えていてもよく、前記クランプ手段は、望ましくは液体処理材料を圧縮状態に維持する。
【００５１】
本発明の別の態様によれば、本発明の２つ以上の液体処理モジュールを備える液体処理アセンブリが設けられ、モジュールは、積層体に配置されている。それによって、アセンブリの処理能力を、処理される液体の量および／または特質に適合させることは容易であり、課題は、適合させることから生じる。
【００５２】
望ましくは、アセンブリのモジュールのそれぞれは、モジュールが積層されたとき、単純で効果的な方法で全ての積層されたモジュールに、処理される液体を供給するように使用することができるアセンブリの共通中央導管を形成する中央ダクトを備える。代案として、共通中央導管は、積層されたモジュールの全てから処理液体を受け入れるように設計してもよい。
【００５３】
さらに別の実施形態では、液体処理アセンブリは、液体処理モジュールの液体処理材料を保持するための、かつ／または圧縮するための、例えば深層フィルタ材料の層またはシートを圧縮するための保持装置を含む。このような保持装置は、個々のモジュールの個々のクランプ手段を構成してもよい。
【００５４】
本発明のさらなる別の態様は、液体を処理するためのプロセスである。モジュールの液体入口が頂部に配置され、モジュールのチャネルが、ほぼ垂直方向に向けられ、モジュールおよびアセンブリのそれぞれの供給入口の中に、処理される液体を供給するように、本プロセスは、本発明の液体処理モジュールまたは液体処理アセンブリを配置することを含む。
【００５５】
望ましくは、処理プロセスは、液体入口と液体連通するチャネルで未処理液体から沈殿物を捕捉することを含む。
【００５６】
（液体処理モジュール）
本発明に従う液体処理モジュールは、望ましくは未処理液体のための供給部に供給し未処理液体のための分配を供給するための供給プレート、および／または処理液体の収集のための液体収集プレートを含み、処理液体を共通出口、例えばモジュールの中央ダクトに案内する、処理液体、例えばろ液を受け入れるための収集装置を含む供給分配装置を含む。
【００５７】
望ましくは、複数のプレート形状の液体処理材料、例えば複数のシートがプレート間に配置されている。複数のシートは、望ましくは穿孔によって作り出された開口または穴を備える。
【００５８】
シートは、望ましくは、積層された層の穴が積層されたシートの本体の内部で連続したチャネルを形成するような方法で配置されている。一方のタイプのチャネルは、液体処理要素の本体の内部の供給を分配し、他方のタイプのダクトは、液体処理要素の本体の内部で、処理液体、例えばろ液を収集する。供給チャネルは、供給分配プレートに向かって開放端部を提供し、ろ液プレートに対してシールされている。ろ液チャネルは、ろ液収集プレートに向かって開放端部が設けられ、供給プレートに対してシールされている。液体が供給からろ液ダクトに到達するための唯一の方法は、液体処理メディアを通過することである。
【００５９】
（液体処理要素）
液体処理要素は、しばしば、材料とも称される液体透過処理メディアの２つ以上の層またはシートを含む。液体処理メディアまたは材料は、様々な構成要素、例えば珪藻土（ＤＥ）、パーライト、セルロース、結合剤などの混合物を任意に含む、例えば深層フィルタ材料であってもよく、例えば、繊維材料、特に織布または不織布材料、例えば、メルトブローン不織布材料から製造することができる。
【００６０】
液体処理材料の１つの詳細な例は、セルロース繊維を基にしたマトリックス、およびセルロース繊維マトリックスの内部に固定されたろ過活性物質（例えば、珪藻土、パーライト、細繊維）を含む。
【００６１】
液体処理材料として使用される深層フィルタ材料は、望ましくは、結合剤材料を加えることによって、深層フィルタ材料の構造、特に深層フィルタ材料のマイクロ構造に固定される。適した結合剤材料は、例えば、ポリアミドアミンエピクロルヒドリン、ポリエチレンアミン、ポリビニルアミン、ポリイソシアネート、およびメラミンホルムアルデヒドを含む。ポリアミドアミンエピクロルヒドリン、ポリエチレンイミン、およびポリビニルアミンの使用は、食料および飲料の適用に対して、特に望ましい。
【００６２】
いくつかの適用に対して、より高い安定性を得るために、処理材料の複数のシートを修正することは、有益であってもよい。少量の特別な繊維（例えば、重量で約１〜３０％、望ましくは重量で約３〜２０％のポリエチレン（ＰＥ）を含む、または基にした繊維）の添加は有利であってもよい。
【００６３】
液体処理材料の層の滑らかな表面は、隣接するシート間に十分なシールを設けるために、一般に有利である。
【００６４】
望ましくは、液体処理材料は、例えば、処理される液体と接するとき、複数の層間で十分にシールすることを容易にする、処理材料に組み込まれた繊維の膨張によって、ある程度の膨張を示す。
【００６５】
シート材料の機械的特性、例えば、引っ張り強度、圧縮に対する抵抗は、特定の量のポリエチレン繊維を一緒に溶融することができる処理材料に加えることによって、好適に向上させてもよい。
【００６６】
本発明の１つの概念によれば、それぞれのシートは、２種類の開口を含み、１種類は、供給開口としての機能を果たし、残りの１種類は、液体を受け入れる開口、例えばろ液開口としての機能を果たす。それぞれのシートのそれぞれのタイプの開口が、供給チャネルおよび処理液体受け入れチャネルをそれぞれ形成するために整列するように、複数のシートは、（例えば、積層された構造で）配置することができる。両方のタイプのチャネルは、一端部で閉塞され、他端部で開放されている。これは、異なる方法で実施してもよい。
【００６７】
１つのオプションは、液体透過処理メディアの本体の上流面および下流面を薄い液体不透過層、例えばフィルムで覆うようにしてもよく、前記液体不透過層の一方は、１つのタイプのチャネル、例えば、未処理液体受け入れチャネルのチャネル断面部分と一致する開口を備え、他方の液体不透過層は、他のタイプのチャネル、例えば処理液体受け入れチャネルのチャネル断面部分と一致する開口を備える。
【００６８】
代案として、１シートまたは複数シートの液体透過メディアは、本体の一端面に、未処理液体受け入れチャネルとのみ連通する供給開口を含んでもよく、１シートまたは複数シートは、本体の他端面に、処理液体受け入れチャネルとのみ連通する処理液体排液開口を含む。
【００６９】
典型的には、約５〜４０シートの液体処理材料は、複数層構造の本体で使用してもよい。
【００７０】
液体処理要素の直径は、円筒形で設けられるとき、小さな規模の適用に対して例えば約６５ｍｍから、大きな規模の適用に対して約４００ｍｍまで及んでいてもよい。
【００７１】
モジュールの容易な取扱いがかなり重要なため、使用されるシートまたは層の数は、特に湿った状態で単にモジュールの重量によって制限され、液体処理メディア層がバイパスを回避するために圧縮されることが必要とされるケースでは、数は、圧縮のために加えられる必要なクランプ力によって制限される。
【００７２】
供給チャネルと処理液体受け入れチャネルとの間の距離は、広範囲の距離から選択することができる。チャネルの外周で測定された距離は、望ましくは約２ｍｍ以上である。したがって、十分な処理効果を提供できるように、処理される液体が処理メディアの大部分を通って移動するとき、２つのタイプのチャネル間のステーは、処理される液体に対して十分なパス長さを提供する。例えば、１つの実施形態では、距離は約４ｍｍであってもよい。
【００７３】
層の開口は、（より低いコストおよびパンチング／穿孔ステップによって作り出される円筒壁でのより開放された面のための）パンチング／穿孔によって作り出すことができ、例えば、１つの実施形態では、複数のシートの穿孔は、全ての列の開口を個々にパンチング加工することによって作り出すことができ、代案として、１シートの開口の全てのパンチング加工が同時になされる。
【００７４】
本発明の液体処理アセンブリの構造は、望ましくは液体処理モジュールの積層体に加えて、モジュールの積層体のシート材料を圧縮するためのクランプ手段を備える。
【００７５】
液体処理、例えばろ過は、望ましくは処理メディアシートの大部分を通って処理される液体の縁部の流れを誘発させることによって、すなわち、供給穴／チャネルから、液体処理メディアの大部分を通って、処理液体（例えば、ろ液）を受け入れる穴／チャネルに、液体の流れを向けることによって生じる。
【００７６】
液体処理材料のシートの複数の開口、およびその後、シートの積層されたアセンブリの開口によって形成されるチャネルは、幅広い種類の形状から選択された断面部分を有することができる。
【００７７】
両方のタイプのチャネルを形成する開口は、多角形、特に長方形、円形または楕円形の断面部分を有していてもよい。例えば、液体処理モジュールの操作中の様々な条件下で、処理メディアの本体の機械的安定性を考慮した細長いスロットの形で開口を設けることができる一方、複数の開口、例えば細長いスロットの代わりに狭いステー（例えば約１ｍｍ）によって分離された限定された断面部分の円形の開口が望ましい。
【００７８】
例えば、供給チャネルを構成する供給開口は、望ましくは約１．５〜８ｍｍ、例えば約２ｍｍの直径を有する処理液体受け入れチャネルを構成する液体開口よりも大きい、望ましくは直径が約２〜１０ｍｍ、例えば約５ｍｍの範囲の直径を有していてもよい。同一タイプのチャネルの２つの隣接する開口の距離は、例えば約１ｍｍ以上であってもよい。それによって同一タイプの隣接する開口間に設けられたステーは、処理メディアの本体の構造を安定させる働きをする。原則として、ステーは、基本的な処理／ろ過機能を提供することは必要とされていない。安定性の考慮によって、ステーの使用が望ましい。
【００７９】
開口は、様々な形状に配置することができ、例えば、列、特に直線の列に、または同心のリングに、１つのタイプの開口のみを備えるそれぞれの列または円を配置することができる。
【００８０】
さらなる別の望ましい配置では、一方のタイプのチャネルの開口は、連続したパターンで設けることもできる他方のタイプのチャネルの多数の開口に囲まれていてもよい。
【００８１】
全ての構造は、液体処理性能に関して良好に機能する。
【００８２】
しかしながら、直線の列の構造は、費用効果および製造実現可能性の考慮によって望ましい。
【００８３】
複数層の液体処理メディアを使用するとき、複数の層またはシートは、全ての製造ステップ中、適所に保持され、バイパスを回避するために、最終モジュールで恒久的に圧縮されることが望ましい。
【００８４】
シート材料の圧縮は、特に乾燥した状態で約２０％まで深層フィルタ材料の形で存在するとき、湿った状態で十分なシール効果を保証するために推奨される。望ましい処理材料の多くが、処理される液体と接触して柔らかくなるので、湿った状態でのさらに十分な圧縮を提供してもよい。
【００８５】
しかしながら、圧縮の割合は、バランスが取られなければならない。高すぎる圧縮は、早期の閉塞によって、耐用年数の減少をもたらすことがあり、一方、低すぎる圧縮は、隣接するシート間のバイパスを生じることがあり、濁りの漏出を引き起こす。さらに、圧縮は、液体処理要素の全体にわたって実質的に均一に分配されることが望ましい。
【００８６】
（供給分配プレート）
供給分配プレートが使用されるとき、供給分配プレートは、供給液体が液体処理要素の供給チャネルの開放端部に入ることができるように配置されなければならず、処理液体を同時に収集するチャネルは、供給分配プレートに隣接した処理液体を同時に収集するチャネルの端部で、確実にシールされなければならない。いくつかの実施形態では、この効果は、供給分配プレートによって達成してもよい。
【００８７】
積層体の恒久的な圧縮は、供給分配プレートによって、（例えば、クランプ手段または圧縮手段と一緒に）提供することができる。
【００８８】
代替の実施形態では、供給分配プレートは、処理される液体を、供給チャネルと連通する開口のみが設けられた液体透過処理メディアの１つ以上の上流層を備える液体処理要素の上流面に一定の間隔で分配する。液体透過処理メディアの１つ以上のシートは、処理液体受け入れチャネルの端部を覆うかまたは閉塞する。
【００８９】
供給分配プレートは、コストを最小化し、特定の量の液体処理モジュールによって設けられた機能中のフィルタ領域を最大化するために、可能な限り薄くされなければならない。
【００９０】
（液体収集プレート）
液体収集プレートが使用されるケースでは、液体収集プレートは、処理液体、例えば処理液体収集チャネルからのろ液がプレートに入ることができ、例えば液体処理要素の中央ダクトにろ液を向けることができるように、配置されなければならない。供給チャネルは、液体収集プレートによってシールされる一端部に位置してもよい。
【００９１】
代案として、液体収集プレートは、液体処理要素の下流側で、液体透過処理メディアの１つ以上の層を支持してもよく、前記層は、処理液体収集チャネルと連通する開口のみが設けられている。未処理液体受け入れチャネルは、これらの層によって覆ってもよいし、または閉塞してもよい。
【００９２】
ろ液収集プレートは、（例えばクランプ手段または圧縮手段と一緒に）積層体の恒久的な圧縮を提供するために、供給分配プレートと協働してもよい。
【００９３】
供給プレートに対して記したように、コストを最小化し、特定の量の液体処理モジュールによって設けられた機能中のフィルタ領域を最大化するために、ろ液収集プレートは、可能な限り薄くされなければならない。
【００９４】
一般に、乾燥した状態および湿った状態で十分な機械的な強度および剛性を有するいかなるプラスチック材料（望ましくはガラス繊維を充填したポリプロピレン（ＰＰ））も、供給分配プレートおよび液体収集プレートの製造に適している。例えば、食料またはバイオテクノロジー液体（例えば、クラスＶＩのプラスチック）と接するための材料の選択に関する規制から生じる他の態様は、考慮してもよい。
【００９５】
例えば、荷重を受けているときの供給プレートおよび液体収集プレートのたわみは、モジュール全体に対する均一な圧縮を保証するために、小さくされなければならない。
【００９６】
供給プレートおよび液体収集プレートを製造するための望ましいポリマー材料は、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリカーボネート（ＰＣ）材料から選択される。
【００９７】
ポリマー材料の機械的特性を向上させるための望ましい添加剤は、ガラス繊維および滑石を含む。
【００９８】
ポリプロピレン材料が、しばしば、強化添加剤の使用を必要とする一方、ポリカーボネート材料は、多数のケースでこのような強化添加剤を用いずに使用してもよい。
【００９９】
適した強化ポリマー材料の詳細な例は、重量で約３０％以上、例えば重量で約４０％のガラス繊維含量を有するガラス繊維強化ポリプロピレンである。
【０１００】
供給分配プレートおよび液体収集プレートを製造するための適した材料を選択するための追加の考慮は、以下を含む。
ａ）材料は、生物学的安全性試験（例えばクラスＶＩのプラスチック、細胞毒性試験、溶血試験）を満たさなければならない。
ｂ）抽出物は、特定の限界より下で存在しなければならない。
ｃ）モジュールは、高圧蒸気殺菌、蒸気処理、および／または高温水浄化に対して安定していなければならない。
ｄ）モジュールは、ガンマ線滅菌に対して安定していなければならない。
【０１０１】
他の材料、例えば他のプラスチック、ステンレス鋼なども使用することができ、単一使用のオプションに対してではあるが、ポリマー材料を使用することが望ましい。
【０１０２】
（クランプ手段）
１つの実施形態によれば、クランプ手段は、液体処理要素の外周で液体処理要素を恒久的に保持し、（任意に、）圧縮するために、モジュールの外周の周りに一定の間隔で配置された複数の、例えば４〜１２のクランプを含む。
【０１０３】
適切な圧縮は、プレートの剛性および内側の中心部、例えばモジュールの中央ダクトでの圧縮によって得てもよい。
【０１０４】
十分な圧縮は、他の手段によって提供してもよい。例えば、モジュールは、必要な圧縮力を提供することができるハウジングまたはカプセルに組み込んでもよい。他のケースでは、スピンドルは、処理メディアの本体を形成する複数の層に十分に高い圧縮力を加えるように使用してもよい。
【０１０５】
代案として、またはさらに、保持装置は、液体処理アセンブリで２つ以上のモジュールを一緒に保持するように使用してもよい。このような実施形態では、時には、個々のモジュールでの分離したクランプ手段は、必要とされなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の処理モジュールの液体処理要素の第１実施形態の概略図である。
【図２】分解図での本発明の処理モジュールの液体処理要素の第２実施形態の概略図である。
【図３】分解図での本発明の２つのモジュールを備える本発明のアセンブリの概略図である。
【図４Ａ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図４Ｂ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図５Ａ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図５Ｂ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図５Ｃ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図５Ｄ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図５Ｅ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図６Ａ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図６Ｂ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図６Ｃ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図７Ａ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図７Ｂ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図７Ｃ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図７Ｄ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図７Ｅ】一視点における本発明の液体処理モジュールの特徴的な実施形態および実施形態の様々な構成要素を示す図である。
【図８Ａ】一視点における本発明の液体処理モジュールの別の特徴的な実施形態および実施形態の構成要素を示す図である。
【図８Ｂ】一視点における本発明の液体処理モジュールの別の特徴的な実施形態および実施形態の構成要素を示す図である。
【図９Ａ】一視点における本発明の液体処理モジュールの別の特徴的な実施形態および実施形態の構成要素を示す図である。
【図９Ｂ】一視点における本発明の液体処理モジュールの別の特徴的な実施形態および実施形態の構成要素を示す図である。
【図９Ｃ】一視点における本発明の液体処理モジュールの別の特徴的な実施形態および実施形態の構成要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０７】
図１は、本発明の液体処理モジュールのために設計された液体処理要素１０の第１実施形態を示す。
【０１０８】
要素１０は、実質的に平らであるかまたはプレート形状の構造であり、液体透過処理メディアの本体１１を備える。
【０１０９】
本体１１は、第１面１２および第２面１４を有し、第１面１２から第２面１４への方向に延びる複数のチャネルを備える。面１２，１４は、平らな構造であり、実質的に平行に配置されている。
【０１１０】
複数のチャネルは、第１タイプの複数のチャネル１６および第２タイプの複数のチャネル１８を備える。
【０１１１】
第１タイプのチャネル１６は、第１面１２に配置された一端部で開放され、第２面１４に隣接して配置された他端部で閉塞されている。
【０１１２】
第２タイプのチャネル１８は、第２面１４に配置された一端部で開放され、一方では、第２タイプのチャネル１８の他端部は、本体１１の第１面１２に隣接して閉塞されている。
【０１１３】
処理される液体は、チャネル１６に入り、液体透過処理メディアの本体１１の大部分を通って浸透し、本体１１の第２面１４で第２タイプのチャネル１８を通って本体１１を出ていく。従来の液体処理要素とは対照的に、液体処理メディアを通る液体の流れは、液体処理メディアの表面に垂直な方向ではなく、実質的に平行な方向または沿層方向に生じる。
【０１１４】
液体処理メディアの本体１１は、液体処理メディアの本体１１の外周面２０でシールしてもよい。代案として、処理される液体が外周面２０への方向よりもチャネル１８への方向にむしろ流れるように、フィルタ要素は、外周を圧縮状態にした液体処理モジュールに組み込んでもよい。
【０１１５】
本体１１のチャネルは、単純な円形の断面部分を有していてもよいが、いかなる他の断面部分、例えば楕円形または多角形の断面部分も適したものとしてもよい。
【０１１６】
円形または楕円形の断面部分のチャネルは、ドリル加工によって本体１１により容易に設けられ、一方では、より複雑な形状のチャネル断面部分は、例えばレーザエッチングによって達成してもよい。
【０１１７】
チャネル１６は、チャネル１８の直径と比較して約２．５倍大きい直径で示されている。未処理液体受け入れチャネル１６が処理液体受け入れチャネル１８よりも大幅に大きい直径を有する構造は、未処理液体受け入れチャネル１６が目詰まりの前にかなりの量の沈殿物を収容することができるという利点を有する。
【０１１８】
このようなケースでは、さらに、図１に示されるようなチャネル１６の数よりも多い複数のチャネル１８を設けることが、より望ましい。
【０１１９】
液体透過処理メディアは、幅広い種類のメディア、例えば、（ポール（ＰＡＬＬ）製ＨＤＣカートリッジのために使用されるポリプロピレンを基にしたメディアのような）メルトブローンメディア、他のウェットレイドメディアおよびドライレイドメディアから選択してもよい。
【０１２０】
本発明での使用に適した深層フィルタメディアの詳細な例は、ポール社（Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐ）から入手できるＫ７００タイプおよびＴ１５００タイプのセルロースを基にした深層フィルタメディアである。
【０１２１】
液体処理メディアは、多くのケースで、深層ろ過を含むが深層ろ過に限定されない広範囲の処理の適用で使用することができる深層フィルタタイプである。追加の適用は、特に、吸着分離、クロマトグラフ分離、表面（ふるい）ろ過、または吸着分離、クロマトグラフ分離、表面（ふるい）ろ過の組み合わせを含む。
【０１２２】
図１で示された液体処理要素１０が単一の構造体である一方で、図２は、液体処理要素３０が３つの特徴のある構成要素を備えた本発明の一実施形態を示す。
【０１２３】
液体処理要素３０は、第１タイプの層３２および第２タイプの層３６、および第１タイプの層３２および第２タイプの層３６間に配置された液体透過処理メディアの本体３４を備える。第１タイプの層３２および第２タイプの層３６は、本体３４の第１面３８および第２面４０にそれぞれ配置されている。
【０１２４】
層３２、本体３４、および層３６の積層体は、分解図で図２に示されている。
【０１２５】
単一層３２の代わりに、層３２は、多層構造として設けてもよく、多層構造によって置換することもできる層３６についても同様である。層３２および／または層３６が多層構造を有するとき、多層の全ての層が必ずしも同一タイプである必要はない。異なる層は、さらに、液体処理要素を適用の個別の要求に適合させるように使用してもよい。
【０１２６】
第１層３２および第２層３６を構成するための材料の選択についても同様である。
【０１２７】
層３２および／または層３６は、処理される液体を透過させてもよいし、または透過させなくてもよい。層３２，３６が液体透過材料から選択されるケースでは、層３２，３６は、開口４２／チャネル３８からチャネル４０／開口５０までのこれらの層の大部分を通過する液体に実質的に同様の処理を提供するように設計されている。
【０１２８】
本体３４は、平行なチャネル４２，４４を備え、チャネル４２は、未処理液体を受け入れ、一方では、液体が液体透過メディア４６の本体３４を通過した後、チャネル４４は、液体を受け入れる。
【０１２９】
両方のタイプのチャネル４２，４４は、本体３４の第１面３８から反対側の第２面４０に延び、第１面３８および第２面４０にそれぞれ隣接した第１層３２および第２層３６の部分によって、一端部で閉塞される。
【０１３０】
層３２は、液体処理要素３０の組み立てられた状態で開口または貫通孔５０が第１面３８で本体３４のチャネル４２の端部と一直線になるように向けられた開口または貫通孔５０を有する。
【０１３１】
第２面４０に隣接し第２層３６に面する本体３４のチャネル４２の他端部は、この層３６のメディアによって閉塞されている。
【０１３２】
本体３４の向かい側の面で、第２タイプの層３６は、層３６に設けられた開口５２が本体３４の第２面４０でチャネル４４の端部と一直線になるように装着されている。それによって、チャネル４２の端部を組み込む本体３４の第２面４０のチャネル４２の部分は、層３６の部分によって閉塞される一方、本体３４のチャネル４４の排液が提供される。組み立てられた状態では、液体処理要素３０は、処理される液体が開口５０に入り、チャネル４２の中に流れ、沿層方向に液体透過処理メディア４６を通過し、その後、チャネル４４で収集されることを必要とする。チャネル４４から、処理液体は、層３６の開口５２を通って排出される。
【０１３３】
チャネル４２，４４の寸法の選択についての同一コメントは、図１の実施形態に関連して提示したように適用する。
【０１３４】
図２の液体処理要素３０の基本的な概念は、層３２，３６間の１つの本体３４だけでなく、２つ以上の本体を設けることによって、要素３０の処理能力は容易に変更してもよく、個別の適用の要求に適合させることができるという、図１の実施形態に対する利点を有する。
【０１３５】
液体処理要素３０の外周面５４は、液体がチャネル４４および開口５２以外を通って液体処理要素３０を出ていくことを回避するために、シールしてもよい。これは、外周面５４にシール層を用いることによって、または層３２，３６および本体３４の積層体を十分な程度まで圧縮することによって達成してもよい。
【０１３６】
液体処理要素１０，３０は、例えば、本発明の液体処理モジュールを形成するために、液体入口および液体出口をハウジングに組み込むことによって、液体入口および液体出口を設けてもよく、前記ハウジングは、このような液体入口および液体出口を組み込む。
【０１３７】
図３は、２つの液体処理要素１０２，１０４を組み込む分解図で、本発明に従う液体処理アセンブリ１００の概略図を示す。液体処理モジュール１０２，１０４は、同一の構造であり、液体処理アセンブリ１００の処理能力を２倍にするために、互いの頂部に積層してもよい。液体処理モジュールの数は、さらに増加させてもよく、それによって液体処理アセンブリの処理能力は、個別の適用の要求に適合させることができるということが、図３から十分に明らかである。
【０１３８】
処理モジュール１０２，１０４のそれぞれは、本体１０６の液体透過処理メディアを横断する２つのタイプの複数のチャネル１０８，１１０を備える液体透過処理メディア１１２の本体１０６を備える。本体１０６は、２つの端部片１２０，１２２間で積層体の中に挟み込まれ、第１端部片１２０は、本体１０６の上流の面に配置され、一方では、端部片１２２は、本体１０６の反対側の面に配置されている。
【０１３９】
端部片１２０は、本体１０６の上流側面または第１面で本体１０６の領域の全てを覆って実質的に延びるプレート形状の中空構造を有する。
【０１４０】
端部片１２０は、開口１２４から中空端部片１２０の内部空間１３０の中への処理される液体のための流路を提供する１つ以上の穿孔１２６を含む円筒壁を有する中央開口１２４を有する。内部空間１３０は、端部片１２０および液体処理要素１０６の伸長部と、実質的に同一の広がりを有する。外周面１３４で、端部片１２０および端部片１２０の内部空間１３０は閉塞されている。
【０１４１】
端部片１２０が一面（図３の上面）で閉塞された構造である一方、組み立てられた状態で本体１０６に接する端部片１２０の反対側の面では、処理される液体が端部片１２０の内部空間１３０を出ていくことができ、未処理液体を受け入れる対応するチャネル１０８に入ることができる開口１３２が設けられている。したがって、端部片１２０は、液体処理モジュール１０２，１０４のための液体入口に加えて、図２に関連して説明された液体処理要素３０の第１層３２の機能を提供する。
【０１４２】
本体１０６は、本体１０６の中への、かつ、チャネル１０８によって設けられた通路への液体の流れを制限する、閉塞された、または液体不透過の円筒コーティングまたは円筒壁を設けることができる中央開口１３６が設けられている。代案として、本体が圧縮性メディアから作成されるケースでは、本体は、液体の流れが同じ方法で制限される程度まで圧縮してもよい。
【０１４３】
同様に、本体１０６は、本体１０６の外周面に液体不透過コーティングまたは液体不透過壁を設けてもよいし、または本体の内部での液体の流れがチャネル１０８からチャネル１１０への液体流路に制限される程度まで、（実行できる場所で）圧縮してもよい。
【０１４４】
端部片１２２も、プレート形状の中空構造であり、中央開口１３８を含み、中央開口１３８の円形壁は、閉塞され、または液体不透過構造である。
【０１４５】
端部片１２２の外周面１４０には、端部片１２２の内部空間１３６を排液する役目を果たす１つ以上の開口１５０が、一定の間隔で設けられている。
【０１４６】
端部片１２２の端面の一方には、中央開口１３８から外周面１４０までの端部片１２２の寸法全体にわたって延びる閉塞された液体不透過壁がある。
【０１４７】
端部片１２２の他方の端面には、モジュール１０２，１０４の組み立てられた状態で、本体１０６から出ていく処理液体を受け入れるためのチャネル１１０の一端部に対応する開口１４４が設けられている。
【０１４８】
処理液体は、開口１４４を通って端部片１２２に入り、１つ以上の開口１５０を通って出ていく端部片１２２の外周面１４０に径方向外向きに流れる。
【０１４９】
モジュール１０２が組み立てられたとき、モジュール１０２，１０４の積層体、任意に、さらに、液体処理モジュールの中に未処理液体を供給することができる実質的に真っ直ぐなチャネルが、中央開口１２４，１３６，１３８の開口によって提供されるように、第１端部片１２０、本体１０６、および第２端部片１２２の中央開口１２４，１３６，１３８が、それぞれ、中央開口１２４，１３６，１３８の断面部分と一致するように設計されている。これらの開口１２４，１３６，１３８の断面部分は、十分な液体の流れを共通の積層された構造の液体処理モジュールの全てに十分に供給するように設けることができるように設計されている。
【０１５０】
代替の実施形態では、液体処理モジュール１０２，１０４は、端部片１２０，１２２に加えて、図２の液体処理要素３０の実施形態に関連して示され説明されるような第１層および第２層を有していてもよい。もちろん、前記層は、端部片１２０，１２２の開口１２４，１３８および本体１０６の開口１３６を一致させるように設計された中央開口が設けられなければならない。
【０１５１】
もちろん、液体の流れは、ちょうど反対方向に向けてもよく、すなわち、外周面１４０で１つ以上の開口１５０を有する端部片は、未処理液体を受け入れることができ、未処理液体受け入れチャネル１０８の中に未処理液体を分配することができる。もちろん、開口１４４は、チャネル１０８と一致するように配置され設計されている。他端部片１２０の構造は、対応する方法で適合されていなければならない。
【０１５２】
本体１０６を通る液体の流れは、実質的に同一のものであり、一方では、端部片１２０は、処理液体を受け入れ、中央開口１２４を通って処理液体を排出する。
【０１５３】
図４から図７は、液体処理メディアの多数のディスク形状の層を備える積層体を備える液体処理要素２０２を備える本発明の液体処理モジュール２００に関する。層の数は、例えば２４層に達していてもよい。
【０１５４】
液体処理要素２０２の頂部および底部には、液体処理モジュール２００の外周に沿って一定の間隔で分配されたクランプ要素２０８によって連結されたディスク形状の端部片２０４，２０６が設けられている。クランプ要素２０８は、モジュール２００および液体処理要素２０２のディスク形状の層の積層体を圧縮状態に維持するように設計されている。
【０１５５】
図４Ａは、斜視図でモジュール２００を示し、一方、図４Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ線に沿ったモジュール２００の断面部分を示す。
【０１５６】
モジュール２００および液体処理要素２０２の様々な構成要素は、図５から図７を参照してより詳細に検討される。
【０１５７】
図５Ａおよび図５Ｂは、上面図および斜視図のそれぞれで、モジュール２００の上側端部片２０４の外面２２０を示す。
【０１５８】
図５Ａおよび図５Ｂ（図４Ａからも同様）から明らかであるように、上側端部片２０４の外面２２０は、端部片２０４の表面全体を横切って延びる複数の平行リブ２２２が設けられている。モジュール２００が、クランプ要素２０８によって、モジュール２００の圧縮状態で保持されるとき、リブ２２２が実質的に上側端部片２０４の平面構造を維持することができるように、リブ２２２は、上側端部片２０４の機械的安定性を提供する。それによって、特に液体処理モジュール２００の外周面および内周面に隣接した液体処理要素２０２の様々な部分に作用する圧縮力は、実質的に同一のものである。
【０１５９】
リブ２２２間に、端部片２０４の外面２２０全体を横切って実質的にリブ２２２に平行に延びるダクト２２４が設けられている。ダクト２２４の真ん中には、液体処理要素２０２の頂面に未処理液体を供給する働きをする平行な列に貫通孔２２６が設けられている。
【０１６０】
上側端部片２０４は、形を適合させた構造のクランプ要素２０８の一端部を受け入れる複数の突出部２３２を外周面２３０に備える。
【０１６１】
上側端部片２０４の中央部分は、円形の断面部分を有する中央通路２４６を備える。
【０１６２】
上側端部片２０４の外周面の２つの向かい合った部分には、下側端部片２０６の対応する突出部および液体処理要素２０２の様々な構成要素と協働する働きをする径方向に延びる突出部２３６（任意）が、正確な向きで様々な部品のモジュールを容易に構成するための手段として設けられている。使用し易くするために、突出部２３６は、（図示されていない）モジュールの組み上げられている期間にボルト状要素を収容することができるボアまたは隙間２４０を設けてもよい。
【０１６３】
内面２５０を有する上側端部片２０４は、図５Ｃおよび図５Ｄに示されている。図５Ｅは、図５ＣのＥ−Ｅ線に沿った断面図を提供する。
【０１６４】
内面２５０には、内面２５０の領域全体を横切って実質的に延びる複数の平行ダクト２５２が設けられている。これらのダクトは、端部片２０４の外面２２０のリブ２５２’として見ることができる。ダクト２５２は、上側端部片２０４の外面２２０のリブ２２２およびダクト２２４に垂直な方向に配置されている。
【０１６５】
端部片２０４の外周面２３０は、端部片２０４の外周面で、液体処理要素２０２の層の若干高い圧縮を提供する働きをする内面２５０から垂直に突出する円形リム２５４を有していてもよい。
【０１６６】
同様に、中央通路２４６は、液体処理要素２０２の層の中央部分で、液体処理要素２０２の層の若干高い圧縮を同様に提供する働きをする内面２５０から垂直に突出する円形リム２５６を設けてもよい。
【０１６７】
いくつかの実施形態では、壁部分のシールしない層が、液体処理要素２０２の層の本体の内部での唯一の液体の流れを保証することが必要とされるように、円形リム２５４，２５６を設けることにより、液体処理要素の外面および内面を十分にシールすることができる。
【０１６８】
図６Ａから図６Ｃは、液体処理要素２０２の層の積層体を構成する３つの異なるタイプの層２８０，３００，３２０を示す。
【０１６９】
１つ以上の層２８０、例えば３つの層２８０は、液体処理要素２０２の上流端部で、層の積層体に、すなわち上側端部片２０４に隣接して配置してもよい。
【０１７０】
液体処理要素２０２の層の積層体の大部分は、液体処理要素２０２の本体を形成する層３００（図６Ｂ）からなっている。例えば、液体処理要素２０２は、約２０の層３００を備えていてもよい。
【０１７１】
液体処理要素２０２の下流端部では、１つ以上の層３２０（図６Ｃ参照）、例えば３つの層３２０は、液体処理モジュール２００の下側端部片２０６に隣接した積層体に配置してもよい。
【０１７２】
層２８０は、平行な列２８４に配置された複数の大きな開口２８２を備える。開口２８２の直径は、例えば約５ｍｍであってもよい。このような寸法の２つの開口の中心の距離は、例えば約６ｍｍであってもよい。
【０１７３】
層３００は、層２８０の開口２８２と実質的に同一のパターンで、平行な列３０４に配置された同一の複数の大きな開口３０２を備える。開口３０２は、層２８０の開口２８２と同一直径を有していてもよい。
【０１７４】
層３００は、平行な列３０８に配置された小さな開口３０６をさらに備える。列３０８は、大きな開口３０２の列３０４に平行に延び、大きな開口３０２の列３０４間に配置されている。小さな開口は、例えば約２ｍｍの直径を有していてもよい。前記寸法の２つの開口の中心の距離は、例えば約３ｍｍであってもよい。
【０１７５】
図６Ｂから明らかであるように、小さな開口３０６の数は、大きな開口３０２の数の約２倍である。
【０１７６】
１つ以上の、例えば３つの層３２０を液体処理要素２０２の積層体に設けることができる層３２０は、層３００の小さな開口３０６のパターンと一致するパターンで、平行な列３２４に小さな開口３２２を備える。
【０１７７】
層２８０，３００，３２０の全ては、中央通路２８６，３１０，３２６がそれぞれ設けられ、望ましくは、全ては、上側端部片２０４の中央通路２４６と位置および大きさが一致している。
【０１７８】
さらに、層２８０，３００，３２０の全ては、任意に層２８０，３００，３２０から径方向に反対方向に延びる２つの突出部２８８，３１２，３２８が設けられている。突出部は、層２８０，３００，３２０の積層体のアセンブリを容易にする働きをし、上側端部片２０４および下側端部片２０６と正確に一直線になるように層２８０，３００，３２０を配置している。さらに望ましくは、突出部２８８，３１２，３２８は、組み上げられている期間に、ボルト状要素を受け入れるように設計されたボアまたは隙間２９０，３１４，３３０がそれぞれ設けられている。
【０１７９】
図７Ａから図７Ｆは、いくつかの表示で、下側端部片２０６を示す。図７Ａは、上面図を提供し、図７Ｂは、下側端部片２０６の外側の（底部の）面３５０の斜視図を提供する。
【０１８０】
外側面３５０は、面３５０の領域を完全に横切って延びる複数のリブを備える。１つのグループのリブ３５２は、平行に配置され、互いに一定の間隔をあけて配置され、一方では、互いに平行に配置され、一定の間隔をあけて配置された第２グループのリブ３５４は、面３５０の領域を完全に横切って同様に第１グループのリブ３５２の方向に垂直な方向に延びている。
【０１８１】
第３グループのリブ３５６は、端部片２０６の中央通路３６０から端部片２０６の外周面３６２に、実質的に径方向に延びている。
【０１８２】
外周面３６２では、端部片２０６は、外側面３５０から垂直に延びる複数の突出部３６４を備える。これらの突出部３６４は、形を適合させた構造のクランプ要素２０８の一端部を受け入れるように設計されている。
【０１８３】
外周面３６２の２つの向かい合った部分では、端部片２０６は、液体処理モジュール２００の様々な構成要素の組み立て中に、残りの構成要素を下側端部片２０６と正確に一直線になるようにする働きをする突出部３６６が任意に設けられている。望ましくは、突出部３６６は、組み上げられている期間に、（図示されていない）ボルト状要素を受け入れるためのボアまたは隙間３６８が設けられている。
【０１８４】
下側端部片２０６は、液体処理要素２０２から処理液体を受け入れる液体受け入れ空間を提供するように、下側端部片２０６の内面３８０（図７Ｃおよび図７Ｄ）に構造化されている。
【０１８５】
同時に、下側端部片２０６は、液体処理材料の液体処理要素２０２および液体処理要素２０２の本体を支持しなければならない。
【０１８６】
これらの要求に対処するために、下側端部片２０６は、下側端部片２０６の領域全体を横切って実質的に延び互いに垂直に配置された２つのタイプの溝３８２，３８４の網が設けられている。
【０１８７】
このような構造は、下側端部片２０６の剛性をさらに向上させる。
【０１８８】
中央通路３６０に隣接して、液体処理要素２０２の処理メディアの本体の最も内側の領域で液体処理要素２０２の処理メディアの本体を支持し、同時に溝３８２，３８４の網の中央通路３６０への液体連通を提供する、径方向に向けられた複数のリブ３８６が設けられている。
【０１８９】
図７Ｅは、図７ＣのＥ−Ｅ線に沿った、下側端部片２０６の断面部分を示す。
【０１９０】
図８および図９は、本発明の液体処理モジュール４００の別の特徴的な実施形態を示す。大きい大きさのモジュール２００が工業的な規模の処理に適合する大きさに適合させてもよい一方で、処理モジュール４００は、通常、モジュール２００よりも小さい大きさで設けられ、例えば実験目的のために提供される。
【０１９１】
液体処理モジュール４００は、第１端部キャップ４０２および第２端部キャップ４０４、および端部キャップ４０２，４０４間に配置された多層構造の液体処理要素４０６を備える。
【０１９２】
モジュール４００の個々の部品４０２，４０４，４０６は、モジュール４００の個々の部品４０２，４０４，４０６の装着された位置で、形を適合させた配置で端部キャップ４０２，４０４に連結することができるクランプ要素４１０によって固定されている。
【０１９３】
端部キャップ４０２，４０４の構造は、モジュール２００の端部片の構造よりも単純である。端部キャップ４０２，４０４と液体処理要素４０６との間の液密接触、および液体処理要素４０６の多層構造の内部の液密接触を保証するために、モジュール４００の中央ダクト４１４を通って、一方の端部キャップから他方の端部キャップまで延びる付加的な中央クランプ要素４１２を使用してもよい。
【０１９４】
端部キャップ４０２は、端部キャップ４０２の外周面に一定間隔の配置で設けられた開口４２０を介して未処理液体を受け入れる。
【０１９５】
液体入口開口４２０は、一方の端部キャップ４０２から他方の端部キャップ４０４への方向に延びる複数のチャネル４３０（供給チャネル）と液体連通する液体分配空間４２５を提供する端部キャップ４０２の内部に入る。チャネル４３０は、液体処理要素４０６の層の液体処理メディアのステー４３２によって互いに分離されている。処理液体受け入れチャネル（処理液体収集チャネル）は、この断面図で見ることはできないが、チャネル４３０に平行に配置されている。
【０１９６】
チャネル４３０は、実質的にモジュール４００の軸線方向の長さ全体にわたって延び、図９Ｃでより詳細に示された処理メディアの２つの層５１０によって、一端部で閉塞されている。これらの層５１０は、処理液体受け入れチャネルの一部分を形成し、下側端部キャップ４０４の内部に設けられた処理液体収集空間４４０への液体連通を提供する（図８Ｂから明らかではないが、図９Ｃで明らかに示された）開口を有する。
【０１９７】
処理液体収集空間４４０は、１つ以上の液体出口４４４を通って下側端部キャップ４０４の中央通路の中に排液してもよい。
【０１９８】
図９Ａから図９Ｃは、図６Ａから図６Ｃと同様に、液体処理要素４０６の層の積層体を構成する３つの異なるタイプの層４５０，４８０，５１０を示す。積層体の層の数は、例えば６から３４までの広い範囲で変更してもよい。
【０１９９】
１つ以上の層４５０、例えば２つの層４５０は、液体処理要素４０６の上流端部で、例えば上側端部キャップ４０２に隣接して、層の積層体に配置してもよい。
【０２００】
液体処理要素４０６の積層体の層の大部分は、液体処理要素４０６の本体を形成する層４８０（図９Ｂ）からなっている。例えば、液体処理要素４０６は、約３０の層４８０を備えていてもよい。
【０２０１】
液体処理要素４０６の下流端部では、１つ以上の層５１０、例えば２つの層５１０は、液体処理モジュール４００の下側端部キャップ４０４に隣接した積層体に配置してもよい。
【０２０２】
層４５０は、平行な列４５４に配置された複数の大きな開口４５２を備える。開口４５２の直径は、例えば約５ｍｍであってもよい。このような寸法の２つの隣接する開口間の距離は、例えば約１ｍｍであってもよい。
【０２０３】
層４８０は、層４５０の開口４５２と実質的に同一のパターンで平行な列４８４に配置された同一の複数の大きな開口４８２を備える。開口４８２は、層４５０の開口４５２と同一直径を有してもよく、同一間隔で配置されている。
【０２０４】
層４８０は、平行な列４８８に配置された小さな開口４８６をさらに備える。列４８８は、平行に延び、大きな開口４８２の列４８４間に配置されている。小さな開口４８６は、例えば約２ｍｍの直径を有していてもよい。このような寸法の２つの隣接する開口間のこの距離は、例えば約１ｍｍであってもよい。
【０２０５】
図９Ｂから明らかであるように、小さな開口３０６の数は、大きな開口４８２の数の約２倍である。列の数は、列４８４の数よりも多い。
【０２０６】
１つ以上の、例えば２つの層５１０を液体処理要素４０６の積層体に設けることができる層５１０は、層４８０の小さな開口４８６のパターンと一致するパターンで、平行な列５１４に小さな開口５１２を備える。
【０２０７】
層４５０，４８０，５１０の全ては、中央通路４５６，４９０，５１６がそれぞれ設けられ、望ましくは、全ては、上側端部キャップ４０２および下側端部キャップ４０４の中央通路と位置および大きさが一致している。
【０２０８】
さらに、層４５０，４８０，５１０の全ては、任意に、層４５０，４８０，５１０から径方向に反対方向にそれぞれ延びる２つの突出部４５８，４９２，５１８が設けられている。突出部は、層４５０，４８０，５１０の積層体のアセンブリ、および上側端部片２０４および下側端部片２０６と正確に一直線になるように層４５０，４８０，５１０を配置することを容易にする働きをする。
【０２０９】
図４から図７および図８および図９の実施形態にかかる液体処理モジュール２００，４００は、それぞれ、大幅に向上した処理能力、例えば同一寸法を有し液体の流れが処理メディアの層の面に垂直に向けられたフィルタモジュールのろ過能力と比較したときに約２倍であるろ過能力を提供する。
【０２１０】
最も重要なことに、本発明の液体処理モジュールは、重い荷重の処理される液体の沈殿物を収容するための飛躍的な量を提供し、それによってモジュールの液体処理能力／液体ろ過能力および特徴を予想外に向上させる。
【０２１１】
液体処理メディアの大部分を通って延びる供給チャネルおよび処理液体受け入れチャネルを設けること、およびそれによって層構造に対して沿層方向の液体の流れを提供することは、従来のフィルタモジュールに対してさらなる著しい利点を提供する。
【符号の説明】
【０２１２】
１０…液体処理要素、１１…本体、１２…第１面、１４…第２面、１６…未処理液体受け入れチャネル、１８…処理液体受け入れチャネル、２０…外周面、３０…液体処理要素、３２…第１層、３４…本体、３６…第２層、３８…第１面、４０…第２面、４２…チャネル、４４…チャネル、４６…液体透過処理メディア、５０…開口、５２…開口、５４…外周面、１００…液体処理アセンブリ、１０２…液体処理モジュール、１０４…処理モジュール、１０６…液体処理モジュール、１０８…未処理液体受け入れチャネル、１１０…チャネル、１１２…液体透過処理メディア、１２０…第１端部片、１２２…第２端部片、１２４…中央開口、１２６…穿孔、１３０…内部空間、１３２…開口、１３４…外周面、１３６…中央開口、１３８…中央開口、１４０…外周面、１４４…開口、１５０…開口、２００…液体処理モジュール、２０２…液体処理要素、２０４…上側端部片、２０６…下側端部片、２０８…クランプ要素、２２０…外面、２２２…平行リブ、２２４…ダクト、２２６…貫通孔、２３０…外周面、２３２…突出部、２３６…突出部、２４０…隙間、２４６…中央通路、２５０…内面、２５２…平行ダクト、２５２’…リブ、２５４…円形リム、２５６…円形リム、２８０…層、２８２…開口、２８４…列、２８６…中央通路、２８８…突出部、２９０…隙間、３００…層、３０２…開口、３０４…列、３０６…開口、３０８…列、３１０…中央通路、３１２…突出部、３１４…隙間、３２０…層、３２２…開口、３２４…列、３２６…中央通路、３２８…突出部、３３０…隙間、３５０…外側面、３５２…リブ、３５４…リブ、３５６…リブ、３６０…中央通路、３６２…外周面、３６４…突出部、３６６…突出部、３６８…隙間、３８０…内面、３８２…溝、３８４…溝、３８６…リブ、４００…液体処理モジュール、４０２…第１端部キャップ、４０４…第２端部キャップ、４０６…液体処理要素、４１０…クランプ要素、４１２…中央クランプ要素、４１４…中央ダクト、４２０…液体入口開口、４２５…液体分配空間、４３０…チャネル、４３２…ステー、４４０…処理液体収集空間、４４４…液体出口、４５０…層、４５２…開口、４５４…列、４５６…中央通路、４５８…突出部、４８０…層、４８２…開口、４８４…列、４８６…開口、４８８…列、４９０…中央通路、４９２…突出部、５１０…層、５１２…開口、５１４…列、５１６…中央通路、５１８…突出部
【図１】
2017029974.tif 000003
【図２】
2017029974.tif 000004
【図３】
2017029974.tif 000005
【図４Ａ】
2017029974.tif 000006
【図４Ｂ】
2017029974.tif 000007
【図５Ａ】
2017029974.tif 000008
【図５Ｂ】
2017029974.tif 000009
【図５Ｃ】
2017029974.tif 000010
【図５Ｄ】
2017029974.tif 000011
【図５Ｅ】
2017029974.tif 000012
【図６Ａ】
2017029974.tif 000013
【図６Ｂ】
2017029974.tif 000014
【図６Ｃ】
2017029974.tif 000015
【図７Ａ】
2017029974.tif 000016
【図７Ｂ】
2017029974.tif 000017
【図７Ｃ】
2017029974.tif 000018
【図７Ｄ】
2017029974.tif 000019
【図７Ｅ】
2017029974.tif 000020
【図８Ａ】
2017029974.tif 000021
【図８Ｂ】
2017029974.tif 000022
【図９Ａ】
2017029974.tif 000023
【図９Ｂ】
2017029974.tif 000024
【図９Ｃ】
2017029974.tif 000025
【外国語明細書】
2017029974000001.pdf