[发明专利]中空纤维膜模块和用于制造中空纤维膜模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在水处理、发酵工业、药物/医疗、食品工业等领域中使用的中空纤维膜模块。更具体地，本发明涉及能够抑制悬浮物质在中空纤维膜模块的结合部附近堆积的中空纤维膜模块、和其制造方法。

背景技术

通常，中空纤维膜模块具有下述构造，其中，将通过捆扎大约数百至数万根中空纤维膜而得到的中空纤维膜束容纳在筒状壳体中，并且将容纳在筒状壳体中的中空纤维膜束的至少一端结合。

例如，专利文献1公开了模块，其中，将中空纤维膜束在两端粘合并结合，并且在一个结合部中提供多个通孔，并且该通孔起到例如待过滤液或洗涤液的供应口、用于在洗涤时供应空气的端口、和悬浮物质的排出口的作用。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-9-220446。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在结合部的顶表面上，在流体从底部流动的情况和流体从顶部流动的情况两者中，各通孔之间的空间很可能在低流速下产生停滞区。待过滤液中所包含的悬浮物质等容易在停滞区中堆积，并且在悬浮物质的堆积反复进行时，悬浮物质不仅广泛地覆盖中空纤维膜表面，而且还固化成大块且无法容易地除去。其结果是，由于中空纤维膜的过滤面积减小而导致跨膜压差升高，或一部分固化的悬浮物质堵塞通孔造成例如待过滤液、洗涤液或空气的不均衡的供应，导致中空纤维膜模块的性能降低。

进一步，在发酵工业和药物/医疗的领域中，必须防止待过滤液或滤液被污染，并且在这样的领域中使用中空纤维膜模块的情况下，在使用之前对中空纤维膜模块的内部进行消毒或灭菌的操作。通常的消毒或灭菌方法包括热水消毒、干热灭菌、煮沸灭菌、蒸汽灭菌、紫外线灭菌、γ射线灭菌、气体灭菌和其它方法。具体地，在对大型槽、连接于槽的管线、或分离膜模块进行消毒或灭菌的情况下，热水消毒(通常在80℃下1小时)或蒸汽灭菌(通常在121℃下20分钟)是最有效的方法。然而，在消毒或灭菌操作中，在由于悬浮物质的堆积等而导致操作前的细菌的数量大时，操作后的残留细菌的数量可能增加，导致污染。此外，在进行蒸气灭菌时，通孔可以实现蒸汽排水排出口的作用，但是如果蒸气排水在结合部上方的各通孔之间的停滞区中堆积，则不能实现充分的加热并且造成污染。

本发明已经考虑到这些问题，并且目标在于提供结合部上方的流动停滞减少、并且不太可能发生悬浮物质的堆积的中空纤维膜模块，以及提供其制造方法。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明提供以下技术(1)至(11)。

(1)中空纤维膜模块，其包括：筒状壳体，其具有在其高度方向上的第一端和第二端；中空纤维膜束，其容纳于筒状壳体中，并且具有多个中空纤维膜，所述中空纤维膜每个在第一端侧的端部处闭合并且在第二端侧的端部处开口；第一结合部，其结合中空纤维膜的第一端侧的端部；第一流动通道，其引导流体从第一结合部的第一端侧向第二端侧穿过第一结合部；和通道部件，其在第一流动通道的第二端侧的末端处，将从第一流动通道的第二端侧的末端流出的流体中至少一部分的流动导向与筒状壳体的高度方向相交的方向。

(2)根据(1)所述的中空纤维膜模块，其中：至少一个通道部件被提供为从第一结合部的第二端侧的端面突出，并且具有与第一结合部的第二端侧的表面相接触的开口部。

(3)根据(2)所述的中空纤维膜模块，其中：至少一个通道部件的高度方向上的开口部的长度为1 mm至30 mm。

(4)根据(2)或(3)所述的中空纤维膜模块，其中：第一结合部的外径R和通道部件的开口部的总面积S满足0.004≤S/R²≤1.2。

(5)根据(1)至(4)任一项所述的中空纤维膜模块，其中：中空纤维膜的断裂强力F满足F≥4.9 N。

(6)根据(1)至(5)任一项所述的中空纤维膜模块，其中：第一结合部的第二端侧的端面具有10或更大的A硬度和小于85的D硬度。

(7)根据(1)至(6)任一项所述的中空纤维膜模块，其中：将至少一个第一流动通道的末端布置在从第一结合部的第二端侧的端面中的最低部位起算3 mm的高度内的区域中。

(8)根据(1)至(7)任一项所述的中空纤维膜模块，其中：垂直于高度方向的截面中的第一流动通道的总面积相对于包括第一结合部在内的垂直于高度方向的截面中的筒状壳体的内侧的面积为2至35%。