限外ろ過の概要

限外濾過（Ultra−filtration、UF）は、溶液を浄化し分離することができる膜分離技術である。限外ろ過膜システムは限外ろ過膜フィラメントをろ過媒体とし、膜両側の圧力差を駆動力とする溶液分離装置である。限外濾過膜は溶液中の溶媒（例えば水分子）、無機塩及び小分子有機物の透過のみを許可し、溶液中の懸濁物、コロイド、蛋白質及び微生物などの高分子物質を遮断し、それによって浄化又は分離の目的を達成する。限外濾過は篩分を分離原理とし、圧力を推進力とする膜分離過程であり、濾過精度は0.005-0.01μmの範囲内であり、水の微粒子、コロイド、細菌、熱源及び高分子有機物質を効果的に除去することができる。物質の分離、濃縮、精製に広く応用できる。限外ろ過過程は相転化がなく、常温で操作し、感熱性物質の分離に特に適し、良好な耐温、耐酸アルカリと耐酸酸化性能を有し、60℃以下、pHが2-11の条件下で長期にわたって連続的に使用することができる。

限外ろ過膜の分類

限外ろ過膜は構造型式によって板枠式（板式）、中空繊維式、ナノ膜表限外ろ過膜、管式、ロール式などの多種の構造に分けられる。その中で、中空繊維限外ろ過膜は限外ろ過技術の中で最も成熟し先進的な形式である。中空繊維の外径は0.4-2.0 mm、内径は0.3-1.4 mmで、中空繊維管の壁には微孔が敷き詰められ、孔径は物質を遮断できる分子量で表現され、遮断分子量は数千~数十万に達することができる。原水は中空繊維の外側または内腔を加圧流動し、それぞれ外圧式と内圧式中空限外ろ過膜を構成する。限外濾過は動的濾過過程であり、遮断された物質は濃縮液の排除に伴い膜表面を塞がず、長期にわたって連続的に運転することができる。

限外ろ過技術の利点

A.限外ろ過膜素子は世界的に有名な膜会社の製品を採用し、顧客が現在世界で最も良質な有機膜素子を得ることを確保し、それによって阻止性能と膜束を確保する。

B.システムの回収率が高く、得られた製品の品質が優れ、材料の高効率分離、精製及び高倍数濃縮を実現することができる。

C.処理過程に相変化がなく、材料中の組成成分に対していかなる悪影響がなく、しかも分離、精製、濃縮過程において常に常温状態にあり、特に感熱性物質の処理に適用し、高温が生物活性物質に破壊するという弊害を完全に回避し、原材料システム中の生物活性物質と栄養成分を有効に保持する。

D.システムのエネルギー消費が低く、生産周期が短く、伝統的な技術設備と比べて、設備の運行費用が低く、効果的に生産コストを下げ、企業の経済効果を高めることができる。

E.システム技術の設計が先進的で、集積化の程度が高く、構造がコンパクトで、敷地面積が少なく、操作とメンテナンスが簡便で、労働者の労働強度が低い。

F.システム製作材質は衛生級管弁を採用し、現場は清潔で衛生的で、GMP或いはFDA生産規範の要求を満たす。

G.制御システムはユーザーの具体的な使用要求に基づいて個性的な設計を行うことができ、先進的な制御ソフトウェアと結合して、現場はオンラインで重要なプロセス操作パラメータを集中的に監視し、人工的な誤操作を回避し、多方面にシステムの長期的な安定運行を確保する。

限外ろ過装置応用分野

◆ミネラルウォーター：ミネラルウォーター製造において、限外ろ過技術を応用し、工程設計において、ミネラルウォーターの水源水質分析報告に基づいて、膜の孔径と膜のタイプを的確に選択し、限外ろ過設計を設計する。

◆食品：乳製品、果汁、酒、調味料などの食品の生産において、牛乳または乳清中の蛋白質と低分子量の乳糖と水の分離、果汁の清澄と除菌消毒、酒中の有色蛋白質、多糖類およびその他のコロイド不純物の除去など、超濾過技術を徐々に採用し、醤油、酢中の細菌の除去は、伝統的な方法より経済的、信頼性、品質保証などの利点を示している。

◆医薬：医薬と生物化学工業の生産において、常に感熱性物質を分離精製する必要があり、限外ろ過技術はこれに対して際立った利点を示している。濃縮生物活性物（例えば酵素、ウイルス、核酸、特殊タンパク質など）を限外ろ過で分離することは、アルカロイド、ホルモンなどの植物から抽出された薬物であり、その抽出液には高分子や固体物質がよくあり、限外ろ過で分離することができ、製品の品質を向上させることができる場合が多い。

◆純水、超純水：工業用水の初級精製、純水超純水調製RO前処理、純水、超純水終端処理。

◆環境保護：工業廃水深さ処理、都市中水再利用システム、電気泳動塗料、油製品の回収。

◆発酵：生化学発酵液の分離と精製、酵素の濃縮と精製、糖とキシリトールの清澄ろ過。