(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液処理ユニットの中心を貫く回収管内に、先端周辺部に該回収管内面と液密に接触するＯリングを備えた弁棒を装着し、前記液処理ユニットを（ａ）円筒状体に、円筒状凹部と前記回収管用貫通孔とを同心円状に形成し、該円筒状凹部の内底面から該貫通孔を形成する該円筒状体の内周面に連通する回収液流路を設け、さらに前記円筒状体の外周側面から底部に連通する原料流路を設けてなる円筒型支持体と、（ｂ）該筒状凹部内底面に配設した、前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の金属製多孔支持円板と、（ｃ）該ドーナッツ状の金属製多孔支持円板の上に配設した、中心に前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の多孔質膜と、（ｄ）該多孔質膜の内外周上に配設された、一対のＯリングとより構成し、該複数の液処理ユニットを、前記回収管に液密に嵌合し且つ積層状態に保持し、前記回収液流路が該回収管周辺に設けられた側孔と相互に連通する様に液密に組み立てたことを特徴とする、弁内臓多孔薄膜多段液処理エレメント。
【請求項２】
複数の液処理ユニットの中心を貫く回収管内に、先端周辺部に該回収管内面と液密に接触するＯリングを備えた弁棒を装着し、該弁棒の該回収管外に延伸する部位を該回収管の外周に螺合するＯリングを具備した袋ナットで液密に保持し、該袋ナット内を突き抜けた該弁棒の他端にハンドルを具備し、前記液処理ユニットを（ａ）円筒状体に、大円筒状凹部と、小円筒状凹部と、前記回収管用貫通孔とを同心円状に且つ階段状に形成し、該小円筒状凹部の内底面から該貫通孔を形成する該円筒状体の内周面に連通する回収液流路を設け、さらに前記円筒状体の外周側面から底部に連通する原料流路を設けてなる階段状円筒型支持体と、（ｂ）該小円筒状凹部内底面に配設した、該大円筒状凹部と小円筒状凹部間の段差に等しい厚みを有し且つ中心に前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の金属製多孔支持円板と、（ｃ）該大円筒状凹部内底面に配設した、中心に前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の多孔質膜と、（ｄ）該多孔質膜の内外周上に配設された、内径が前記回収管外径に等しいＯリングと外径が該大円筒状凹部径に等しいＯリングとより構成し、該複数の液処理ユニットを、前記回収管に液密に嵌合し且つ前記回収管の回収液流出口直前に位置するスリーブ上に載置されたＯリング上に積層し、最上部に原料供給流路を有し中心に設けられた前記回収管用貫通孔を介して載置されたフィードフランジを前記回収管に取り付けられたナットにより液密に締め付け、前記回収液流路が該回収管周辺に設けられた側孔と相互に連通する様に液密に組み立てたことを特徴とする弁内臓多孔薄膜多段液処理エレメント。
【請求項３】
前記ドーナッツ状の金属製多孔支持円板がドーナッツ状の金属製メッシュと金属製多孔支持円板との積層体である請求項１または２の弁内臓多孔薄膜多段液処理エレメント。
【請求項４】
請求項１に記載の弁内臓多孔薄膜製多段液処理エレメントを前記円筒型支持体よりも大きい直径を有する円筒胴部に装填し、前記複数の液処理ユニットの頂部に設けたフィードフランジとの接触面間にガスケットを備えて液密に両者を連結し、前記フィードフランジを介して前記円筒胴部を原料供給口に連通し、前記複数の液処理ユニットの底部に設けたリカバリーフランジを通じて前記円筒胴部を原料排出口に連通したことを特徴とする弁内臓多孔薄膜多段液処理装置。
【請求項５】
請求項２ないし３のいずれかに記載の弁内臓多孔薄膜製多段液処理エレメントを前記円筒型支持体よりも大きい直径を有する円筒胴部に装填し、前記フィードフランジとの接触面間にガスケットを備えて液密に両者を連結し、更に前記スリーブ外周がＯリングを介して前記胴部円筒のリカバリーフランジにより液密に包囲されていることを特徴とする弁内臓多孔薄膜多段液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数枚の多孔薄膜を使用する液状懸濁物質の粒径制御や固液混合物の濾過などを行う液処理装置に関し、特に弁を内臓し使用する多孔質膜枚数即ち濾過面積が可変の多段液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所要の粒径分布を有するリポソームなどの脂質懸濁粒子を製造するためにフィルターを用いることは既に知られており、例えば特表昭６１−５０２４５２号、特開昭６３−１１９８４８号、特公平７−７４１４７号、特表平６−５０１６４６号、特開平６−７１１５０号、特開平６−２７１４６０号、特表平８−５１２２４０号、特開平７−１００３４７号、特開平９−８７１６８号において提案されている。一方、多段に配置された多孔質膜を用いる濾過装置は例えば、特公昭６２−４３７２３号、特公昭６３−２８６５４号などに提案されているが、これらの装置内で使用する多孔質膜枚数即ち濾過面積を可変に設計する提案はこれまでなされていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
多孔質膜が多段に配置されている濾過装置において、装置容積に占める濾過面積が相対的に大きくなると言う特徴は、リポソームなどの脂質懸濁粒子を製造する装置おいても粒径制御面積が装置容積当りより大きく確保し得る特徴として全く同様に理解し得る。
ところで、脂質懸濁粒子の製造や濾過（以下には一括して液処理とも言う）における処理すべき少量の原料が貴重であるとか、入手し難いとか、高価である際はバッチ処理方式が採用される。また、液処理装置附随のその他の装置に付着して回収量を低減させることを回避するために、バッチ処理される原料の供給方式は、圧縮気体で圧送する簡単な方式が採用される。
しかるに、多孔質膜の孔中の液体が有する表面張力を越える圧力の気体を採用した際には、液処理の終了の際には原料と共に圧縮気体が多孔質膜を通過し膨張するので発泡し易い原料特に脂質懸濁粒子の液体においては、これらの気体により発泡し見掛け体積が大きくなり、回収液体の取扱いが厄介となる。また、気体が圧縮空気にあってはかかる液体の酸化その他の変質、変性を助長することすら生じ兼ねない。
従って、液処理の終了直前即ち、多孔質膜を通過し切る前に換言するなら液切れ直前に液の処理を停止することが欠かせない。多孔質膜が多段に配置されている液処理装置においては、液切れ直前の最初の多孔質膜（通常最上段の多孔質膜）の状況を検知して液の処理を停止することが欠かせない。
しかしながら、その際には発泡の無い回収液を得ることが出来るにもかかわらず、多孔質膜が多段に配置されている液処理装置であるために、相当量の原料が装置内に止まり回収率の低下を招来することとなる。
もちろん、可能な限り装置内に残留する原料を回収することが要され、液切れ直前の多孔質膜での液処理を停止してもなお処理すべき原料の存在する残る多孔質膜の処理機能を発揮させることが要請される。
そこで例えば、透明な装置にあっては装置内の原料供給状況を視覚的に検知して、液切れ直前の多孔質膜への加圧を停止する即ち上流側を締め切るか、液切れ直前の多孔質膜からの排出を停止する即ち下流側を締め切るか、さらには両操作を行うことが必要となる。もちろんながら、装置が透明か否かを問わず、圧力センサーはじめその他の常套手段で各多孔質膜における原料供給状況を把握し、上記の停止操作に帰還することが必要となる。
更に見方を変えて表現するなら、装置内の原料供給状況を検知して液処理中に使用する多孔質膜枚数を段階的に変え得る装置開発が課題となった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような背景のもとに鋭意検討した結果、複数の液処理ユニットの中心を貫く回収管内に、先端周辺部に該回収管内面と液密に接触するＯリングを備えた弁棒を装着、前記液処理ユニットを（ａ）円筒状体に、円筒状凹部と前記回収管用貫通孔とを同心円状に形成し、該円筒状凹部の内底面から該貫通孔を形成する該円筒状体の内周面に連通する回収液流路を設け、さらに前記円筒状体の外周側面から底部に連通する原料流路を設けてなる円筒型支持体と、（ｂ）該筒状凹部内底面に配設した、前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の金属製多孔支持円板と、（ｃ）該ドーナッツ状の金属製多孔支持円板の上に配設した、中心に前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の多孔質膜と、（ｄ）該多孔質膜の内外周上に配設された、一対のＯリングとより構成し、該複数の液処理ユニットを、前記回収管に液密に嵌合し且つ積層状態に保持し、前記回収液流路が該回収管周辺に設けられた側孔と相互に連通する様に液密に組み立てた弁内臓多孔薄膜多段液処理エレメントにより、発明の課題を解決することができることを見いだした。
【０００５】
より詳しくは、本発明は、複数の液処理ユニットの中心を貫く回収管内に、先端周辺部に該回収管内面と液密に接触するＯリングを備えた弁棒を装着し、該弁棒の該回収管外に延伸する部位を該回収管の外周に螺合するＯリングを具備した袋ナットで液密に保持し、該袋ナット内を突き抜けた該弁棒の他端にハンドルを具備し、大円筒状凹部と小円筒状凹部と前記回収管用貫通孔とを同心円状に且つ階段状に形成し、該小円筒状凹部の内底面に該貫通孔を形成する内周面に連通する回収液流路を設け、さらに外周側面から底部に連通する原料流路を有する階段状円筒型支持体の該小円筒状凹部下面には、該大円筒状凹部と小円筒状凹部間の段差に等しい厚みを有し且つ中心に前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の金属製多孔支持円板を配設し、該大円筒状凹部下面には中心に前記回収管用貫通孔を有するドーナッツ状の多孔質膜を配設し、内径が前記回収管外径に等しいＯリングと外径が該大円筒状凹部径に等しいＯリングとを該多孔質膜の内外周上に配設して、前記回収管に液密に嵌合し且つ前記回収管の回収液流出口直前に位置するスリーブ上に載置されたＯリング上に積層し、最上部に原料供給流路を有し中心に設けられた前記回収管用貫通孔を介して載置されたフィードフランジを前記回収管に取り付けられたナットにより液密に締め付け、前記回収液流路が該回収管周辺に設けられた側孔と相互に連通する様に液密に組み立てられている液処理ユニットを備えていることを特徴とする弁内臓多孔薄膜製多段液処理エレメントである。
【０００６】
また、前記ドーナッツ状の金属製多孔支持円板が合計厚みを同じにするドーナッツ状の金属製メッシュと金属製多孔支持円板を重ねたもので置換してもよい。
さらに、上記の弁内臓多孔薄膜多段液処理エレメントを前記円筒型支持体を越える断面を有する円筒胴部に装着し前記フィードフランジとの接触面間にＯリングを備えて液密に両者を連結し、更にＯリングを介して前記スリーブと摺動可能で且つ液密に連結するリカバリーフランジと前記胴部円筒の他端との接触面間にＯリングを備えて液密に両者を連結していることを特徴とする弁内臓多孔薄膜多段液処理装置を想到するに至った。
【０００７】
本発明によると、多段液処理装置において、液切れ直前の多孔質膜での液処理状態を監視して装置の処理を漸進的に停止し、なお処理すべき原料の存在する残りの多孔質膜の処理機能を維持継続することが可能となり、処理液の無駄を省き、処理効率を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明になる一実施例を図１から図５に示した。図１は液処理エレメント１８の断面図であり、図２は液処理エレメントの構成要素である液処理ユニット１１の分解斜視図であり、図３は階段状円筒状支持体２２の詳細を示し、図４は処理液（本例では濾液）の回収管１０の断面図であり、図５は液処理エレメント１８を組み込んだ多段液処理装置４０の断面図である。
図１のように回収管１０に１０個の液処理ユニット１１（詳細は図２〜３に関して説明する）、押え板１２、原料供給口１９を備えたフィードフランジ１３を順次貫通し、回収管１０の下端部に一体に形成したスリーブ部３１の上面にＯリングを介して積層し、また図示した様に液処理ユニット１１の間に形成された濾過室の内周部および外周部にそれぞれＯリングを介在させ、またフィードフランジ１３の下面に適宜Ｏリングを介在させ、ナット１４を回収管１０の上部外周に形成したねじに締め付けて、液処理ユニット１１同士および押え板１２を液密に組み立てられている。なお、押え板１２とフィードフランジ１３は個別に示されているが一体となっても構わない。また、回収管１０の内孔には弁棒１５が装着され、その先端周辺部には回収管１０の内壁と液密に接触するＯリング１６が具備さている。弁棒１５の他端部は袋ナット１７の他端部とスプライン結合して上下方向に滑動できる（またはＯリングを介して滑動できるように嵌合してもよい）。弁棒１５はハンドル（図示されていない）操作により上下に駆動される。袋ナット１７は回収管１０の端部にＯリング（図示せず）を介して螺合されており、弁棒１５を液密に保持し得る構成となっている。
【０００９】
図１に示された１０個の液処理ユニット１１、押え板１２とフィードフランジ１３の左側は図３のＡ−Ａ断面に相当する図であり、右側はＢ−Ｂ断面に相当する図である。即ち、図1に描かれた液処理ユニット１１において右側は原料流路を明示し、左側は回収管１０を含めて特に回収流路を明示している。
図２に示すように、液処理ユニット１１は、階段状円筒型支持体２２、支持体２２内に支持されて濾過液を回収するための通路を形成するドーナツ状の粗メッシュ金属製多孔支持円板２３、その上に配置されて回収通路を形成するドーナツ状の細メッシュ金属製多孔支持円板２４、およびその上に配置される濾過用多孔質膜２５、多孔質膜２５の上面に積層される他の階段状円筒型支持体２２または押え板１２との間に形成される処理室（濾過室）の液漏れを防ぐために多孔質膜２５の配置される小Ｏリング２６および大Ｏリング２７より組み立てたものである。
【００１０】
階段状円筒型支持体２２は、図２〜３に示したように、大円筒状凹部５３と、その内部に形成される小円筒状凹部５１と、中央の回収管用貫通孔４７とを同心円状に且つ階段状に形成し、小円筒状凹部５１の内底面には、貫通孔４７を形成する内周面に連通する十字溝形（または任意数の放射状溝形）の回収液流路４５を設け、好ましくは集液を容易にする拡大流路４９を内周面に接して設け、さらに円筒型支持体２２の外周側面から底部に連通する原料供給流路２１を設けたものである。
【００１１】
小円筒状凹部５１の内底面には、大円筒状凹部５３との段差に等しい厚みを有し且つ中心に回収管１０用の貫通孔を有するドーナッツ状の粗メッシュ金属製多孔支持円板２３が挿入される。大円筒状凹部５３の内底面には、中心に回収管１０用の貫通孔を有するドーナッツ状の細メッシュ金属製多孔支持円板２４が挿入され、その上に同じ形の濾過用の多孔質膜２５が挿入される。なお、細メッシュ金属製多孔支持円板２４は省略してもよく、あるいはこれを多孔支持円板２３と同様な直径とし両多孔支持円板２２、２３の総合厚さを段差に一致させて小円筒状凹部５１に一緒に収納してもよい。
また、押え板１２は最上部の液処理ユニット１１との間に濾過室を形成するために使用されるもので、階段状円筒型支持体２２の原料供給路２１と同様な構造の原料供給流路を有する。
【００１２】
図４は回収管の詳細図であり、３１は出口末端付近に積層される液処理ユニット１０を支えるスリーブ部、３２は各液処理ユニットの回収液を集液する側孔であり、液処理ユニット１０を組み込んだときにそれぞれの拡大流路４９と整列する位置に設けてある。弁棒１５の先端周辺は拡大径部を有しその周りにＯリング１６（図１参照）が設けられている。回収管１０のＯリング１６と接触する内壁は弁座の機能を備え得るように精密に仕上げられねばならない。
【００１３】
図５は図１に示した液処理エレメント１８をハウジングに収容して完成した多段液処理装置４０を示し、４１はフィードフランジ１３にＯリングを介して結合されたハウジング胴部、４２はハウジング胴部４１下端に結合されたリカバリーフランジであり、図の様にＯリングを介して組み立てられても、一体物でも構わない。また、液密に締め付けるためにはクランプまたはボルトとナット（図示せず）でハウジング胴部４１をフィードフランジ１３とリカバリーフランジ４２とにより定法により行ってもよい。リカバリーフランジ４２の中央口には回収管１０の下端部のスリーブ部１３がＯリングを介して液密に嵌合されている。さらにリカバリーフランジ４２には未処理原料液を排出するための原料供給口４３が形成されている。なお、状況により原料供給口４３は排出口として使用してもよい。
【００１４】
動作において、図１の多段液処理エレメント、もしくは図４のようなハウジングを取り付けた状況において、弁棒１５を完全に引き上げて弁体を構成するスリーブ部３１が最上部の液処理ユニット１１の濾過室よりも上に来るようにし、図示しない原料液源からフィードフランジ１３の原料供給口１９および／または４３に処理すべき供給液（脂質懸濁液等）を供給する。供給液は多段液処理ユニット１１の周りに流れ、押え板１２および各液処理ユニットの原料供給通路２１から濾過室に流入し、多孔質膜２５により濾過されて固形分は多孔質膜２５に捕捉され、透過液は細メッシュ金属製多孔支持円板２４、ついで粗メッシュ金属製多孔支持円板２３に流れ、直接および十字形溝４５を経て中央の拡大流路４９に流れ、ついで回収管１０の側孔３２から回収管１０の内部に集液される。濾過液は回収管１０の下端から回収される。
【００１５】
液処理を適当な手段により監視し、液処理の終了が近づき原料と共に圧縮気体が多孔質膜を通過し膨張して発泡する前に、弁棒１５の上端のハンドルを操作して弁棒１５を押し下げ、液切れの生じる直前の上側液処理ユニット１１から順次下方に向けて経時的に濾過室を閉鎖する。これにより、液切れ直前の発泡を防ぎながら下方の液処理ユニット１１による処理を継続する。このようにして、本発明の装置によると、液切れによる問題を回避しつつ多段液処理装置による能率的な液処理を実現できる。
【００１６】
【発明の効果】
これまで説明したように、本発明による液処理エレメントないしは液処理装置を液処理に用いることにより、液処理ユニットがコンパクトに収容し得、液処理機能を発揮させる多孔質膜を順次選択し得、たとえば、圧縮気体で原料を供給するに当たり発泡を回避し得る効果が得られる。また、弁棒を引き上げながら機能させ、多孔質膜の数を順次増やしていくことにより、濾過における閉塞に基づく濾液の流量変動を抑制した安定した液の流れが確保し得る効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による液処理エレメントである。
【図２】本発明の液処理エレメントの一部を構成する液処理ユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明の液処理ユニットに使用する階段状円筒型支持体の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図、および（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】本発明の液処理エレメントの一部を構成する回収管の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、および（ｃ）は底面図である。
【図５】本発明の多段液処理装置の断面図である。
【符号の説明】
１０  回収管
１１  液処理ユニット
１２  押え板
１３  フィードフランジ
１４  ナット
１５  弁棒
１６  Ｏリング
１７  袋ナット
１８  多段液処理エレメント
１９  原料供給口
２１  原料供給流路
２２  階段状支持体
２３  粗メッシュ金属製多孔支持円板
２４  細メッシュ金属製多孔支持円板
２５  濾過用多孔質膜
３１  スリーブ部
３２  側孔
４０  多段液処理装置
４１  ハウジング胴部
４２  リカバリーフランジ
４３  原料供給口
４７  回収管用貫通孔
４９  拡大流路
５１  小円筒状凹部
５３  大円筒状凹部
【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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