(57)【要約】【課題】濾過装置のセラミック膜面の摩耗が防止される濾過装置用前処理装置と、この前処理装置を用いた前処理方法を提供する。【解決手段】クロスフロー濾過方式のセラミック膜濾過装置に供給される硬質ＳＳ含有原液を前処理するための前処理装置であって、硬質ＳＳを硬質ＳＳと液との比重差及び遠心力を利用して分離するセパレータを有する濾過装置用前処理装置。この前処理装置を用いた硬質ＳＳ含有液の前処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスフロー濾過方式のセラミック膜濾過装置に供給される硬質ＳＳ含有原液を前処理するための前処理装置であって、
硬質ＳＳを硬質ＳＳと液との比重差及び遠心力を利用して分離するセパレータを有することを特徴とする濾過装置用前処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前処理装置を用いて硬質ＳＳ含有液から硬質ＳＳを分離する硬質ＳＳ含有液の前処理方法。
【請求項３】
請求項２において、該硬質ＳＳ含有液は、硬質ＳＳとして無機スケール、粒状活性炭又は珪藻土を含有することを特徴とする前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロスフロー濾過方式のセラミック膜濾過装置に供給される硬質ＳＳ含有原液を前処理するための前処理装置及び前処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学、食品分野等の各種分野での固液分離において、セラミック膜によるクロスフロー濾過が採用されている。例えば、特許文献１には、エリスリトール含有培養液を、セラミック膜を用いたクロスフロー濾過により菌体分離することが記載されている。特許文献２には、部品の洗浄排水をセラミック膜を用いたクロスフロー濾過によって処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０３８８３
【特許文献２】特開平７−１９５０７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
濾過処理される原液には、原料不純物、配管スケール剥離、工程回収に由来する硬質ＳＳが含まれている。硬質ＳＳが混入した原液をクロスフロー方式のセラミック膜濾過装置に供給すると、セラミック膜の原液流入部での急激な縮流により渦流が生じ、セラミック膜面が摩耗する。
【０００５】
本発明は、クロスフロー濾過方式のセラミック膜濾過装置のセラミック膜面の摩耗を防止するために濾過装置の前段に設置される前処理装置と、この前処理装置を用いた硬質ＳＳ含有原液の前処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の濾過装置用前処理装置は、クロスフロー濾過方式のセラミック膜濾過装置に供給される硬質ＳＳ含有原液を前処理するための前処理装置であって、硬質ＳＳを硬質ＳＳと液との比重差及び遠心力を利用して分離するセパレータを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の前処理方法は、かかる本発明の前処理装置を用いて硬質ＳＳ含有液から硬質ＳＳを分離するものである。
【０００８】
本発明は、特に、硬質ＳＳとして処理工程の途中で混入した無機スケール、粒状活性炭又は珪藻土を含有する液の処理に好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の濾過装置用前処理装置では、セラミック膜を有するクロスフロー方式濾過装置の前段において、原液中から硬質ＳＳを除去するので、濾過装置のセラミック膜面の摩耗が防止される。これにより、濾過装置の寿命を延長することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明において、処理対象となる原液としては、食品、医薬品などの製造途中で生じる液、各種排水などが挙げられるが、特に処理対象に限定はない。本発明は、硬質ＳＳを含む原液の処理に好適に用いられるものであり、このような硬質ＳＳとしては、原料中に含まれる不純物、配管内面等から剥離したスケール、その他処理工程の途中で混入した粒状活性炭等の異物などが例示される。なお、本発明は、コーンスターチ糖化液の濾過処理や珪藻土濾過した醤油の澱除去処理に好適であるが、これに限定されない。
【００１１】
本発明では、この原液を前処理して硬質ＳＳを分離する。この前処理に先立って、ストレーナ処理して粗大物を分離してもよい。ストレーナとしては、目開き０．１〜２ｍｍ特に０．４〜１ｍｍのものを用いるのが好ましい。
【００１２】
このように必要に応じストレーナ処理した硬質ＳＳ含有液を前処理して硬質ＳＳを分離する前処理としては遠心分離が好ましい。遠心分離処理としては液体サイクロンの他、遠心力・液体と固体の比重差を利用して硬質ＳＳを分離するセパレータ（商品名ラコスセパレーター）などを用いることができる。
【００１３】
このように硬質ＳＳを除去した液をセラミック膜によってクロスフロー濾過する。このセラミック膜としてはモノリス型セラミック膜が好適である。モノリス型セラミック膜は、長軸方向に平行に延在する多数の孔を有している。この孔の孔径としては０．０１〜１μｍ特に０．１〜０．５μｍが好適である。セラミック膜の材質としては、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ムライト、コージエライトなどが例示されるが、これらに限定されない。
【００１４】
セラミック膜を用いてクロスフロー濾過する場合、膜面線速度は１〜４ｍ／ｓ程度が好ましいが、これに限定されない。
【実施例】
【００１５】
［実施例１］
＜実験条件＞
コーンスターチ糖化液をストレーナ処理及び前処理した後、液中のＳＳ（原料スターチ残渣）を除去するために、セラミック膜を用いてクロスフローを行った。
【００１６】
糖化液の糖度Ｂｒｉｘは３０度、ＳＳ濃度は０．２％であった。糖化液原液を、５０Ｌ／Ｈｒで目開き０．４ｍｍのストレーナーを通過させた後、遠心分離装置（商品名ラコスセパレーター）を通過させた。遠心分離装置で１２ｇ／日の硬質ＳＳ成分が捕捉された。捕捉成分は、工程で使用されている珪藻土、活性炭とスケール状の無機物であった。モノリス状セラミック膜エレメント（材質：酸化アルミナ、孔径：０．１μｍ）が1本組み込まれたベッセル１本を装着した試験装置に、上記の遠心分離処理した原液を供給してクロスフロー濾過を行った。クロスフローのための１ベッセルあたりの循環流量を４５Ｌ／ｍｉｎ、膜面線速度２ｍ／ｓとした。透過流束（フラックス）は、０．１〜０．１５ｍ／ｈｒで推移した。
【００１７】
濾過運転を２０時間行った後、２％苛性ソーダ（７０℃）でＣＩＰ（定置洗浄）を行う運転パターンを繰り返した。積算の濾過時間が１０，０００時間に達した段階でセラミック膜エレメントを抜き取り、膜面の検査を行ったが、摩耗痕は認められなかった。
【００１８】
［比較例１］
＜実験条件＞
コーンスターチ糖化液のストレーナ処理及び遠心分離処理を行わなかったこと以外は実施例１と同一条件で濾過運転を行った。積算の濾過時間が１０，０００時間に達した段階でセラミック膜エレメントを抜き取り膜面の検査を行ったところ、原液入口付近に抉れた摩耗痕が認められた。これにより、硬質ＳＳが原液に混入した場合に、セラミック膜入口近傍が摩耗することが確認された。
【００１９】
［実施例２］
珪藻土濾過した醤油の澱を本発明方法によって前処理した後、クロスフロー濾過処理した。まず、珪藻土濾過した醤油を、３０Ｌ／Ｈｒで遠心分離装置（商品名ラコスセパレーター）を通過させた。遠心分離装置で５ｇ／日の硬質ＳＳ成分が捕捉された。捕捉成分は、珪藻土がほとんどであった。その後、実施例１と同一のクロスフロー濾過装置で濾過した。クロスフローのための１ベッセルあたりの循環流量を３０Ｌ／ｍｉｎ、膜面線速度を１．５ｍ／ｓとした。透過流束は、０．０６〜０．０８ｍ／ｈｒで推移した。濾過運転を２０時間行った後、０．５％苛性ソーダ（７０℃）でＣＩＰを行う運転パターンを繰り返した。積算の濾過時間が２０，０００時間に達した段階でセラミック膜エレメントを抜き取り膜面の検査を行ったが、摩耗痕は認められなかった。
【００２０】
［比較例２］
＜実験条件＞
遠心分離処理を行わなかったこと以外は実施例２と同一条件で濾過運転を行った。積算の濾過時間が２０，０００時間に達した段階でセラミック膜エレメントを抜き取り、膜面の検査を行ったところ、原液入口付近に抉れた摩耗痕が認められた。これにより、硬質ＳＳ（珪藻土）が原液に混入した場合に、セラミック膜入口近傍の摩耗をおこすことが確認された。