モザイク荷電膜を用いた電気透析によるバイオ水溶液からの高度脱塩装置の試作

本研究では、アミノ酸-無機塩混合水溶液からの脱塩を効率良く行うことを目的とし、モザイク荷電膜を用いた新しい電気透析器を試作し、その装置の動作特性を検討した。試作した電気透析器は、陽極室、脱塩室および陰極室の3つの隔室からなり、各隔室は2枚のモザイク荷電膜により隔てられている。脱塩室は高さ1.8mmの平行平板流路、陽および陰極室は撹拌槽である。脱塩室には、リザ-バ・タンクとチュ-ビング・ポンプを用いて、グルタミン酸-NaCl混合水溶液(初期濃度はいずれも10mol・m^<‐3>)を循環させ、陽および陰極室には、それぞれ硫酸および水酸化ナトリウム水溶液を連続的に流した。モザイク荷電膜には市販品(東ソ-(株)製MC-55B)を用い、膜有効面積を18cm^2とした。脱塩実験は定電流条件下で行い、脱塩室溶液中の無機イオン(Na^+,Cl^‐)およびグルタミン酸濃度の経時変化を測定した。また比較のため、陽および陰イオン交換膜を用いた従来の電気透析法による同様な脱塩実験も行った。電流450mAにおけるモザイク荷電膜を用いた脱塩実験では、120分後に97%以上のNaClが除去されたが、グルタミン酸の損失はわずか8%であった。それに対して電流200mAで行った従来法による脱塩実験では、80分後に97%以上のNaClが除去され、それと同時に約80%のグルタミン酸も膜から洩れて失われた。これより、モザイク荷電膜を用いた電気透析法は、従来法に比べて非常に効率が良く、アミノ酸溶液からの脱塩法として有用であることがわかった。さらに、モザイク荷電膜を用いた電気透析法により、脱塩室溶液の流量および電流を種々変化させて実験を行い、脱塩効率に及ぼすこれらの因子の影響を調べた。その結果、流量が大きいほど、そして電流が高いほどグルタミン酸の損失を小さくすることができ、脱塩効率が良いことがわかった。

本研究では、アミノ酸-無機塩混合水溶液からの脱塩を効率良く行うことを目的とし、モザイク荷電膜を用いた新しい電気透析器を試作し、その装置の動作特性を検討した。試作した電気透析器は、陽極室、脱塩室および陰極室の3つの隔室からなり、各隔室は2枚のモザイク荷電膜により隔てられている。脱塩室は高さ1.8mmの平行平板流路、陽および陰極室は撹拌槽である。脱塩室には、リザ-バ・タンクとチュ-ビング・ポンプを用いて、グルタミン酸-NaCl混合水溶液(初期濃度はいずれも10mol・m^<‐3>)を循環させ、陽および陰極室には、それぞれ硫酸および水酸化ナトリウム水溶液を連続的に流した。モザイク荷電膜には市販品(東ソ-(株)製MC-55B)を用い、膜有効面積を18cm^2とした。脱塩実験は定電流条件下で行い、脱塩室溶液中の無機イオン(Na^+,Cl^‐)およびグルタミン酸濃度の経時変化を測定した。また比較のため、陽および陰イオン交換膜を用いた従来の電気透析法による同様な脱塩実験も行った。電流450mAにおけるモザイク荷電膜を用いた脱塩実験では、120分後に97%以上のNaClが除去されたが、グルタミン酸の損失はわずか8%であった。それに対して電流200mAで行った従来法による脱塩実験では、80分後に97%以上のNaClが除去され、それと同時に約80%のグルタミン酸も膜から洩れて失われた。これより、モザイク荷電膜を用いた電気透析法は、従来法に比べて非常に効率が良く、アミノ酸溶液からの脱塩法として有用であることがわかった。さらに、モザイク荷電膜を用いた電気透析法により、脱塩室溶液の流量および電流を種々変化させて実験を行い、脱塩効率に及ぼすこれらの因子の影響を調べた。その結果、流量が大きいほど、そして電流が高いほどグルタミン酸の損失を小さくすることができ、脱塩効率が良いことがわかった。