Microfiltration of Incompressible Particle Suspension with an Asymmetric Depth Filter

デプスフィルターは,フィルター内に粒子を捕捉するため,フィルター内部の構造により,粒子層の圧縮が部分的に抑制され,低い濾過圧力で高い濾過速度を得ることができる.我々は,非対称性デプスフィルターSE20(公称孔径:0.20 μm)について,3種類のポリスチレンラテックス粒子(非圧縮性,粒子径:0.30,0.54,および0.70 μm)の懸濁液を用いて,種々の圧力,濃度にて濾過実験を行い,その濾過特性を検討した.デプスフィルターで濾過を行った場合は,捕捉された粒子量当りの濾過抵抗がスクリーンフィルターで行った場合と比較して2分の1となり,同じ粒子捕捉量で比較すると濾過速度は2倍となった.ラテックス粒子はまず,フィルターの出口側近くから捕捉されはじめ,続いて原液側に捕捉されるようになった.この捕捉状況は,円筒形の孔をもつ膜に対する標準閉塞モデルや砂濾過に対する深層濾過モデルにおけるものとは異なっていた.実験結果を元にして非対称性デプスフィルターの内部構造と粒子の捕捉形態を反映した濾過モデルを提案した.このモデルは,デプスフィルター内の繊維状構造により,それに接する粒子層の空隙率がスクリーンフィルター上に生じるケークの空隙率よりも高められるため,高い濾過速度が得られることを示した.