[发明专利]筒式中空纤维膜组件

说明书

本发明的筒式中空纤维膜组件具有下述构成：壳体；复数个中空纤维膜，收容于壳体内；第1灌封部，其将中空纤维膜的第1端部在开口状态下捆扎；第2灌封部，其将中空纤维膜的第2端部在密封状态下捆扎；固定部，其将第1灌封部可装拆地固定于壳体；密封部，其将第1灌封部和壳体之间液密地密封；保持部，其保持第2灌封部，使第2灌封部可以相对于壳体装拆，且使液体可以从第2灌封部和壳体之间通过。

技术领域

本发明涉及一种在水处理领域、发酵工业领域、医药品制造领域、食品工业领域等中使用的筒式中空纤维膜组件。

背景技术

发酵法是涉及微生物、培养细胞的培养的物质生产方法，可以大体分类为(1)分批发酵法(Batch发酵法)及流加发酵法(Fed－Batch发酵法)和(2)连续发酵法。

关于上述(2)连续发酵法，提出了下述方法：用分离膜过滤微生物、培养细胞，从滤液中回收化学品，同时使浓缩液中的微生物、培养细胞被保持或回流于发酵培养液，从而保持发酵培养液中的微生物、培养细胞的高浓度。

例如，提出了在使用由有机高分子形成的平膜作为分离膜的连续发酵装置中进行连续发酵的技术(参见专利文献1)。专利文献1的技术可以有效地进行连续发酵，但由于相对于平膜单元的设置容积而言的有效膜面积小，因此，用该技术制造目标化学品的成本优势不足，在效率化方面有探讨的余地。

为解决上述课题，提出了将由有机高分子形成的中空纤维膜作为用于连续发酵装置的分离膜的连续发酵技术(参见专利文献2)。该技术由于膜单元中每单位体积的膜面积大，因此，与以往的连续发酵相比，发酵生产效率显著提高。

此外，作为使用了中空纤维膜的分离膜组件，已知下述一体型组件：复数个中空纤维膜束收纳于筒状外壳，该中空纤维膜束的两个端部被用粘合剂固定于该筒状外壳，至少一个端部的中空纤维膜的端面为开口的状态。另外，在发酵领域等需要蒸汽灭菌的领域，为了减少组件成本，通常使用在筒状外壳内安装筒的进行使用的筒式组件。作为筒式中空纤维膜组件的形态，例如，提出了将中空纤维膜的一个端部保持于筒状外壳内，另一个端部不保持于筒状外壳的状态的形态(参见专利文献3)。

专利文献

专利文献1：日本特开2007－252367号公报

专利文献2：日本特开2008－237101号公报

专利文献3：日本特开2012－161288号公报

发明内容

但是，在这种结构的中空纤维膜组件中，存在在交叉流过滤时、空气洗涤时流体的流动导致中空纤维膜浮起、膜弯曲并损伤的情况。在交叉流过滤、空气洗涤中，通常使流体从组件的下方向朝向上方向流动。因此，流动导致产生应力，将组件下部的灌封部、中空纤维膜推向上方向的力发挥作用。此时，如果中空纤维膜的下方的端部处于未保持于筒状外壳的状态，则会有中空纤维膜浮起、膜弯曲并损伤的情况。

另一方面，在中空纤维膜组件用于发酵等用途时，为了防止杂菌导致的污染，需要蒸汽灭菌。蒸汽灭菌的标准条件为121℃、20分钟，如果温度降低，则确保灭菌性所需要的时间变得非常长，因此，确保温度为121℃以上是重要的。蒸汽灭菌时如果在组件内发生空气的滞留、蒸汽排水(steam drain)的滞留，则有时会导致升温不良，无法确保灭菌性。由于空气容易滞留于上行的死区(dead-end spaces)，而蒸汽排水容易滞留于下行的死区，因此，优选尽量减少这样的滞留部。

本发明乃鉴于上述情况完成，课题在于提供一种抑制交叉流过滤时、空气洗涤时的中空纤维膜的浮起，并确保了蒸汽灭菌性的筒式中空纤维膜组件。

为解决上述课题，本发明具有以下(1)～(10)的构成。