CN115989400A - 试样纯化装置、分析系统 - Google Patents

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山形秀文
井上信介
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Abstract

本发明涉及一种试样纯化装置(1)，其具备：容器(50)，用于使用重液并利用比重差分离混合试样；回收部(21)，用于导入从容器(50)排出的上清液并回收混合试样中比重轻于重液的成分，容器(50)包含：排出口(20)，设置于该容器(50)的最上部；排出路径(25)，将从排出口(20)排出的上清液向回收部(21)引导，容器(50)的水平截面积构成为从该容器(50)的至少规定的高度到排出口(20)之间随着朝向上方向而连续变小。

Description

试样纯化装置、分析系统
技术领域
本公开内容涉及一种试样纯化装置及分析系统。
背景技术
以往，为了回收作为回收对象的成分，进行对包含有该成分的混合试样的纯化。例如，在非专利文献1及非专利文献2中，公开了通过纯化从海中收集的混合试样来回收该混合试样中包含的微塑料的方法。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“GU I DEL I NES FOR THE MON I TOR I NG AND ASSESSME NT OFPLAST I C L I TTER I N THE OCEAN(海洋塑料垃圾监测和评估指南)”，GESAMP Reportsand Stud i es No.99(海洋污染科学专家组报告和研究No.99)，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)，[2020年6月17日检索]，网址链接<URL：https://env i ronment l ive.unep.org/med i a/docs/mar i ne_p l ast i cs/une_sc i ence_dv i s i on_gesamp_reports.pdf>
非专利文献2：“Gu i de l i nes for Harmon i z i ng Ocean Surface Mi crop l ast i c Mon i tor i ng Methods(海洋表面微塑料监测方法协调指南)”，版本1.0，[在线]，2019年5月，环境省，[2020年6月17日检索]，网址链接<URL：http://www.env.go.jp/en/water/mar i ne_l itt er/gu i de l i nes/gu i de l i nes.pdf>
发明内容
发明要解决的技术问题
根据非专利文献1及非专利文献2所公开的试样纯化方法，在纯化混合试样时进行将用于使混合试样比重分离的重液导入容器的作业，但关于从由于导入重液而产生的上清液中高精度地回收微塑料，需要进一步的研究。
本公开内容是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种高精度地纯化混合试样的技术。
用于解决上述技术问题的方案
根据本公开内容的一方案的纯化混合试样的试样纯化装置，具备：容器，用于使用重液并利用比重差分离混合试样；回收部，用于导入从容器排出的上清液并回收混合试样中比重轻于重液的成分，容器包含设置于该容器的最上部的排出口和将从排出口排出的上清液向回收部引导的排出路径，容器的水平截面积构成为从该容器的至少规定的高度到排出口之间随着朝向上方向而连续变小。
根据本公开内容的一方案的分析系统，具备上述的试样纯化装置和对通过试样纯化装置的回收部回收的成分进行分析的分析装置。
发明效果
根据本公开内容，由于容器的水平截面积构成为从该容器的至少规定的高度到排出口之间随着朝向上方向而连续变小，因此在将因重液的导入而产生的上清液排出到外部时，能够尽可能防止回收对象的成分滞留在容器内，因此能够高精度地纯化混合试样。
附图说明
图1是示意性示出本实施方式的试样纯化装置的图。
图2是示意性示出本实施方式的试样纯化装置的内部构成的图。
图3是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图4是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图5是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图6是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图7是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图8是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图9是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图10是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图11是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图12是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图13是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置的试样纯化方法的图。
图14是用于说明本实施方式的试样纯化装置执行的试样纯化处理的流程图。
图15是用于说明本实施方式的试样纯化装置的容器的形状的图。
图16是用于说明本实施方式的试样纯化装置的容器的形状的图。
图17是示意性示出本实施方式的分析系统的图。
图18是示意性示出第2实施方式的试样纯化装置的图。
图19是示意性示出第3实施方式的试样纯化装置的图。
具体实施方式
参照附图对本实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或对应的部分赋予同一附图标记，原则上不再对其重复说明。
[试样纯化装置的构成]
图1是示意性示出本实施方式的试样纯化装置1的图。本实施方式的试样纯化装置1通过计算机500的控制来纯化混合试样，由此执行回收该混合试样中包含的作为回收对象的成分的处理。“纯化”包括使混合物成为纯物质，在本实施方式中，包括从收集到的混合试样中获取作为回收对象的纯物质(成分)。
通过试样纯化装置1纯化的“混合试样”只要包含作为回收对象的成分，就可以是任意试样，例如，作为“混合试样”，可例举从海中或海岸收集的海水及沙子、食品及化妆品等加工品等。在本实施方式中，作为“混合试样”，例示从海中或海岸收集的海水及沙子。另外，以下也将“混合试样”简称为“试样”。
作为试样纯化装置1的回收对象的“成分”只要是通过本实施方式的试样纯化装置1回收的成分，就可以是任意成分，例如可例举微塑料作为“成分”。微塑料例如是长度为5mm以下的微细塑料粒子。在本实施方式中，作为“成分”，例示从海中或海岸收集的海水及沙子中包含的微塑料。
如图1所示，试样纯化装置1具备用于纯化试样的试样纯化器100和控制试样纯化器100的计算机500。
试样纯化器100具备容纳试样的容器50、多个配管11～配管15、多个泵31～泵34、多个端口61～端口64、电磁阀41、恒温搅拌器71、搅拌件72、排出管25、检测过滤器21、容器210。
配管11是“第1配管”的一例。配管11与容器110连接，将用于处理夹杂物的氧化剂从该容器110导入设置于容器50的端口61。“夹杂物”是混合试样中回收对象的成分以外的异物。在本实施方式中，作为“夹杂物”，例示具有有机物的性质的有机夹杂物。
“氧化剂”只要是处理夹杂物的物质，就可以是任意氧化剂。在本实施方式中，“氧化剂”分解游艺夹杂物。例如，作为“氧化剂”，可例举过氧化氢水(H2O2)、过氧化氢水(H2O2)和氧化铁(I I)(FeO)的混合物等。在“混合试样”是海水及沙子的情况下，作为“有机夹杂物”，可例举混在海水或沙子中的木屑及浮游生物等。
配管12是“第2配管”的一例。配管12与容器120连接，将用于利用比重差分离试样的重液从该容器120导入设置于容器50的端口62。
“重液”只要是利用比重差分离试样的物质，就可以是任意重液。在本实施方式中，“重液”使具有无机物的性质的无机夹杂物因比重差而沉淀。例如，作为“重液”，可例举氯化钠(NaC l)、碘化钠(Na l)、氯化锌(ZnC12)等。在“混合试样”是海水及沙子的情况下，作为“无机夹杂物”，可例举沙子、玻璃及石子等。“重液”的比重可设定为大于作为试样纯化装置1的回收对象的“成分”的比重，且小于“无机夹杂物”的比重。例如，在作为试样纯化装置1的回收对象的“成分”为微塑料、“无机夹杂物”为沙子、玻璃及石子等的情况下，“重液”的比重设定为大于微塑料的比重，且小于沙子、玻璃及石子等的比重即可。具体而言，“重液”的比重设定为约1.5～约1.7即可。
配管13是“第4配管”的一例。配管13与容器130连接，将用于清洗容器50内的漂洗液从该容器130导入设置于容器50的端口63。
“漂洗液”只要是用于清洗容器50内的物质，就可以是任意漂洗液，例如，作为“漂洗液”，可例举水。
配管14及配管15是“第3配管”的一例。配管14与容器140连接，将容器50内的废液从设置于该容器50的端口64排出到该容器140。配管15与容器150连接，将容器50内的废液从设置于该容器50的端口64排出到该容器150。
泵31设置于配管11和容器50之间，通过计算机500的控制使阀31a动作，从而吸入容纳在容器110中的氧化剂并向端口61导入。泵32设置于配管12与容器50之间，通过计算机500的控制使阀32a动作，从而吸入容纳在容器120中的重液并向端口62导入。泵33设置于配管13与容器50之间，通过计算机500的控制使阀33a动作，从而吸入容纳在容器130中的漂洗液并向端口63导入。泵34设置于配管14及配管15各自与容器50之间，通过计算机500的控制使阀34a动作，从而吸入容器50内的废液并从端口64向容器140或容器150排出。阀31a～阀34a分别是“切换部”的一例，通过对分别设置于泵31～泵34的通路进行开闭来切换液体的进出。
“切换部”只要是在配管11～配管15中分别切换液体的进出的部件，就可以是任意部件。例如，“切换部”既可以是通过活塞等的往复运动来进行吸入与排出的部件，也可以是使齿轮等旋转运动来进行吸入与排出的部件。“液体”包含氧化剂、重液、漂洗液及废液等。
端口61～端口64形成于容器50的外周部分，是用于供液体进出的进出口。在端口61～端口64的内部分别设置有过滤器(例如，后述的图16所示的过滤器163、164)，使试样中包含的成分不被排出到外部。
电磁阀41设置于配管14及配管15各自与泵34之间，通过计算机500的控制进行动作，从而在配管14与泵34之间的路径、和配管15与泵34之间的路径中切换供废液通过的路径。
恒温搅拌器71是“搅拌部”及“加热部”的一例。在恒温搅拌器71载置有容器50。恒温搅拌器71通过基于计算机500的控制使设置于容器50内的搅拌件72旋转，搅拌容器50中容纳的试样。进而，恒温搅拌器71通过向容器50施加热，使容器50中容纳的试样的温度保持恒定。
排出管25与设置于容器50的最上部的排出口20连接，将从容器50溢出的试样的上清液排出到外部。排出口20是“排出部”的一例。排出管25是“排出路径”的一例。检测过滤器21通过过滤从排出管25排出的试样的上清液，回收上清液中包含的回收对象的成分。通过了检测过滤器21的上清液由容器210回收。在优选实施方式中，检测过滤器21是能够捕获回收对象的微塑料的过滤器。该过滤器的具体例是SUS制(不锈钢制)的金属网或PTFE制(特氟隆(注册商标)制)的膜过滤器。检测过滤器21是“回收部”的一例。
计算机500可以由通用计算机实现，也可以由用于控制试样纯化器100的专用计算机实现。计算机500控制试样纯化器100中的各阀31a～34a、电磁阀41及恒温搅拌器71。
具体而言，计算机500通过在各阀31a～阀34a中对电动机(省略图示)提供电力来驱动电动机。电动机的驱动力使阀31a～阀34a开闭，由此泵31～泵34进行液体的吸入与排出。
此外，计算机500通过使电流流过电磁阀41的螺线管(省略图示)来开闭阀(省略图示)，由此切换供废液通过的路径。
进而，计算机500通过对恒温搅拌器71的电动机(省略图示)提供电力来驱动电动机。电动机的驱动力使搅拌件72旋转，由此可搅拌容器50中容纳的试样。另外，计算机500通过向恒温搅拌器71的加热器(省略图示)提供电力，来对容器50施加恒定的热。
图2是示意性示出本实施方式的试样纯化装置1的内部构成的图。如图2所示，计算机500具备运算装置501、存储器(memory)502、网络控制器503、显示装置504、输入装置505、数据读取装置506和存储器件(storage)510作为主要硬件元件。
运算装置501是“控制部”的一例。运算装置501是通过执行各种程序来执行各种处理的运算主体。例如，运算装置501通过执行后述的控制程序511，从而执行试样纯化器100中的用于控制各阀31a～阀34a、电磁阀41及恒温搅拌器71的试样纯化处理(由图14后述)。
运算装置501例如由CPU(Centra l Process i ng Un i t：中央处理器)、FPGA(Fi e l d Programmab l e Gate Ar ray：现场可编程逻辑门阵列)以及GPU(Graph i csProcess i ng Un it：图形处理器)等构成。另外，运算装置501也可以由进行运算的运算电路(process i ng c i rcu i try)构成。
在本实施方式中，例示计算机500所具备的运算装置501作为“控制部”的一例，但“控制部”也可以是根据用户创建的程序来顺序控制各构成的PLC(programmab l e l og ic contro l l er：可编程逻辑控制器)等控制器。进而，在本实施方式中，“控制部”与试样纯化器100分开存在，但“控制部”也可以与试样纯化器100为一体。例如，也可以在试样纯化器100中内置相当于运算装置501的装置。
存储器502提供在运算装置501执行任意的程序时暂时存储程序代码或工作存储器等的存储区域。存储器502例如由DRAM(Dynam i c Random Access Memory：动态随机存取存储器)或SRAM(Stat i c Random Access Memory：静态随机存取存储器)等易失性存储器设备构成。
网络控制器503经由网络(省略图示)在与其他装置之间进行接收与发送。网络控制器503与例如以太网(注册商标)、无线局域网(Loca lArea Network)、蓝牙(注册商标)等任意通信方式对应。
显示装置504例如由LCD(L i qu i d Crysta l D i sp l ay：液晶显示器)等构成，显示程序的设计画面及异常时的警报画面等。
输入装置505例如由键盘及鼠标等构成，用于在设计程序时，由用户输入设计信息等。输入装置505也可以由用于开始由运算装置501执行的试样纯化处理的开始开关构成。
数据读取装置506是用于读出存储在存储介质507中的数据的装置。存储介质507只要是CD(Compact D i sc：光盘)、DVD(D i g ita l Versat i l eD i sc：数字多功能光盘)及USB(Un i versa l Ser i a l Bus：通用串行总线)存储器等能够存储各种数据的介质，就可以是任意介质。
存储器件510提供存储试样纯化处理等所需的各种数据的存储区域。存储器件510由例如硬盘或SSD(So l i d State Dr i ve：固态硬盘)等非易失性存储器设备构成。存储器件510存储控制程序511、控制用数据512和OS(Operat i ng System：操作系统)513。
控制程序511是记述了试样纯化处理的内容的程序，通过运算装置501执行。控制程序511可以通过用户使用输入装置505来设计，也可以通过数据读取装置506从存储介质507读取，还可以通过网络控制器503从服务器等其他装置经由网络获取。
控制用数据512是运算装置501执行控制程序511时使用的数据。例如，控制用数据512包含用于控制各阀31a～阀34a、电磁阀41及恒温搅拌器71的数据。控制用数据512可以通过用户使用输入装置505来输入，也可以通过数据读取装置506从存储介质507读取，还可以通过网络控制器503从服务器等其他装置经由网络获取。
OS513提供用于通过运算装置501执行各种处理的基本的功能。
[试样纯化方法]
参照图3～图13对使用试样纯化装置1的试样纯化方法进行说明。图3～图13是用于说明使用了本实施方式的试样纯化装置1的试样纯化方法的图。
作为事前的准备，操作者等用户准备容器110、容器120、容器130、容器140、容器150、容器210及检测过滤器21。用户在容器110中容纳氧化剂，并且向容器110插入配管11。用户在容器120中容纳重液，并且向容器120插入配管12。用户在容器130中容纳漂洗液，并且向容器130插入配管13。用户向容器140插入配管14，向容器150插入配管15。在此阶段，容器140及容器150分别为空的状态。用户在排出管25的出口附近，从排出管25侧依次配置检测过滤器21及容器210。
如图3所示，用户将试样(混合试样)导入试样纯化装置1的容器50。例如，用户通过分离由多个部件构成的容器50的一部分来打开容器50内，将试样流入容器50内。然后，用户通过使用计算机500的输入装置505进行开始操作，开始通过计算机500控制试样纯化器100。
若由计算机500进行的控制开始，则如图4所示，计算机500通过控制阀34a及电磁阀41，经由端口64及配管14将容器50内的废液排出到容器140。容器50内容纳的试样包含海水等废液，这样的废液被排出到容器140。另一方面，试样中包含的作为回收对象的微塑料等由于端口64中包含的过滤器164(参照图16)无法排出到外部，而残留在容器50内。
接着，如图5所示，计算机500通过控制阀31a，经由配管11及端口61将容器110中容纳的氧化剂导入容器50。此时，计算机500通过控制泵31的吸入量，将由用户预先设定了量的氧化剂导入容器50。例如，计算机500通过调整泵31的阀31a的打开程度来控制泵31的吸入量。或者，计算机500也可以基于设置于容器110或容器50的液面传感器的检测值来控制泵31的吸入量。
接着，如图6所示，计算机500通过控制恒温搅拌器71，一边对容器50施加恒定的热，一边使设置于容器50内的搅拌件72旋转。容器50的温度、搅拌件72的旋转速度及旋转时间由用户预先设定。例如，计算机500通过控制恒温搅拌器71，持续约3天一边将容器50保持在约75度的温度，一边搅拌容器50中容纳的试样。通过像这样搅拌试样，由氧化剂进行氧化处理，使试样中包含的有机夹杂物分解。另外，在搅拌试样时，不一定必须进行加热，但通过加热使试样的温度保持在恒定温度而容易促进由氧化处理引起的分解。
接着，如图7所示，计算机500通过控制阀34a及电磁阀41，经由端口64及配管14将有机夹杂物分解后的试样中包含的容器50内的废液排出到容器140。另一方面，试样中包含的作为回收对象的微塑料等由于端口64中包含的过滤器164无法排出到外部，而残留在容器50内。
接着，如图8所示，计算机500通过控制泵33，经由配管13及端口63将容器130中容纳的漂洗液导入容器50。此时，计算机500通过控制泵33的吸入量，将由用户预先设定了量的漂洗液导入容器50。例如，计算机500通过调整阀33a的打开程度来控制泵33的吸入量。或者，计算机500也可以基于设置于容器130或容器50的液面传感器的检测值来控制泵33的吸入量。
接着，如图9所示，计算机500通过控制阀34a及电磁阀41，经由端口64及配管14将导入了漂洗液后的容器50内的废液排出到容器140。由此，通过漂洗液清洗容器50内。另一方面，试样中包含的作为回收对象的微塑料等由于端口64中包含的过滤器164无法排出到外部，而残留在容器50内。
然后，计算机500通过在规定时间(例如1天)内原样放置试样，使试样干燥。接着，如图10所示，计算机500通过控制阀32a，经由配管12及端口62将容器120中容纳的重液导入容器50。此时，计算机500通过控制泵32的吸入量，将由用户预先设定了量的重液导入容器50。例如，计算机500通过调整阀32a的打开程度来控制泵32的吸入量。或者，计算机500也可以基于设置于容器120或容器50的液面传感器的检测值来控制泵32的吸入量。
通过像这样将重液导入试样，试样中包含的无机夹杂物因比重差沉淀至容器50的底部附近。另一方面，比重分离后的试样的液面在容器50内逐渐上升，不久试样的上清液到达容器50的排出口20。然后，试样的上清液经由排出口20及排出管25排出到外部。经由排出管25排出的试样的上清液通过检测过滤器21被过滤，仅废液被容器210回收。在检测过滤器21中残留比重轻于重液的成分即微塑料。由于这样的比重分离需要约1天，因此在此期间，计算机500控制对试样的重液的导入。
如上所述，根据本实施方式的试样纯化装置1，能够通过使用一个容器50的连续的作业来纯化试样。具体而言，如图3～图10所示，通过由计算机500控制试样纯化器100，在适当的时机及适当的时间内自动地对容器50中容纳的试样导入氧化剂及重液，并且从容器50排出废液。因此，用户不需要自己向容器50导入氧化剂及重液，此外也不需要从容器50排出废液。由此，既不用花费用户的工夫，也不用担心根据各用户的技能水平而在成分的回收的精度上产生偏差，用户能够尽可能不花费工夫而高精度地纯化试样。
通过试样的纯化而回收微塑料后，利用后处理清洗容器50。具体而言，如图11所示，计算机500通过控制阀34a及电磁阀41，经由端口64及配管15将回收了微塑料后的容器50内的废液排出到容器150。
接着，如图12所示，计算机500通过控制阀33a，经由配管13及端口63将容器130中容纳的漂洗液导入容器50。此时，计算机500通过控制泵33的吸入量，将由用户预先设定了量的漂洗液导入容器50。例如，计算机500通过调整阀33a的打开程度来控制泵33的吸入量。或者，计算机500也可以基于设置于容器130或容器50的液面传感器的检测值来控制泵33的吸入量。
接着，如图13所示，计算机500通过控制阀34a及电磁阀41，经由端口64及配管15将导入了漂洗液后的容器50内的废液排出到容器150。由此，通过漂洗液清洗容器50内。
如上所述，根据本实施方式的试样纯化装置1，在回收微塑料后，通过由计算机500控制试样纯化器100，自动地清洗使用过的容器50。因此，用户不需要自己清洗容器50，尽可能不费工夫。
[试样纯化处理]
图14是用于说明本实施方式的试样纯化装置1执行的试样纯化处理的流程图。图14所示的各步骤通过由计算机500的运算装置501执行OS513及控制程序511来实现。另外，在图中，“S”被用作“步骤(STEP)”的简称。
在试样纯化装置1的容器50导入了试样的状态下，若接收到使用输入装置505进行的开始操作，则计算机500执行图14所示的试样纯化处理。如图14所示，计算机500首先通过控制阀34a及电磁阀41，将容器50内的废液排出到容器140(S1)。
接着，计算机500判断废液的排出是否完成(S2)。例如，计算机500基于阀34a的打开程度或者设置于容器140或容器50的液面传感器的检测值，来判断废液的排出是否完成。
计算机500在废液的排出未完成的情况下(S2中的“否”)重复S2的处理。另一方面，计算机500在废液的排出完成的情况下(S2中的“是”)，通过控制阀31a，将容器110中容纳的氧化剂导入容器50(S3)。
接着，计算机500判断氧化剂的导入是否完成(S4)。例如，计算机500基于阀31a的打开程度或者设置于容器110或容器50的液面传感器的检测值，来判断氧化剂的导入是否完成。
计算机500在氧化剂的导入未完成的情况下(S4中的“否”)重复S4的处理。另一方面，计算机500在氧化剂的导入完成的情况下(S4中的“是”)，通过控制恒温搅拌器71，一边对试样施加恒定的热，一边利用搅拌件72搅拌试样(S5)。
接着，计算机500判断试样的搅拌是否完成(S6)。例如，计算机500基于计时器(省略图示)的测量值来判断试样的搅拌是否完成。
计算机500在试样的搅拌未完成的情况下(S6中的“否”)重复S6的处理。另一方面，计算机500在试样的搅拌完成的情况下(S6中的“是”)，通过控制阀34a及电磁阀41，将有机夹杂物分解后的试样中包含的容器50内的废液排出到容器140(S7)。
接着，计算机500判断废液的排出是否完成(S8)。例如，计算机500基于阀34a的打开程度或者设置于容器140或容器50的液面传感器的检测值，来判断废液的排出是否完成。
计算机500在废液的排出未完成的情况下(S8中的“否”)重复S8的处理。另一方面，计算机500在废液的排出完成的情况下(S8中的“是”)，通过控制阀33a，将容器130中容纳的漂洗液导入容器50(S9)。
接着，计算机500判断漂洗液的导入是否完成(S10)。例如，计算机500基于阀33a的打开程度或者设置于容器130或容器50的液面传感器的检测值，来判断漂洗液的导入是否完成。
计算机500在漂洗液的导入未完成的情况下(S10中的“否”)重复S10的处理。另一方面，计算机500在漂洗液的导入完成的情况下(S10中的“是”)，通过控制阀34a及电磁阀41，将导入了漂洗液后的容器50内的废液排出到容器140(S11)。
接着，计算机500判断废液的排出是否完成(S12)。例如，计算机500基于阀34a的打开程度或者设置于容器140或容器50的液面传感器的检测值，来判断废液的排出是否完成。
计算机500在废液的排出未完成的情况下(S12中的“否”)重复S12的处理。另一方面，计算机500在废液的排出完成的情况下(S12中的“是”)，通过控制阀32a，将容器120中容纳的重液导入容器50(S13)。
接着，计算机500判断重液的导入是否完成(S13)。例如，计算机500基于阀32a的打开程度或者设置于容器120或容器50的液面传感器的检测值，来判断重液的导入是否完成。
计算机500在重液的导入未完成的情况下(S14中的“否”)重复S14的处理。
通过像这样导入重液，试样中包含的无机夹杂物因比重差而沉淀到容器50的底部附近，另一方面，试样的上清液经由排出口20及排出管25排出到外部。然后，经由排出管25排出的试样的上清液通过检测过滤器21被过滤，从而可通过检测过滤器21回收微塑料。
在重液的导入完成的情况下(S14中的“是”)，即通过约1天的比重分离回收微塑料后，计算机500通过控制阀34a及电磁阀41，将回收了微塑料后的容器50内的废液排出到容器150。
接着，计算机500判断废液的排出是否完成(S16)。例如，计算机500基于阀34a的打开程度或者设置于容器150或容器50的液面传感器的检测值，来判断废液的排出是否完成。
计算机500在废液的排出未完成的情况下(S16中的“否”)重复S16的处理。另一方面，计算机500在废液的排出完成的情况下(S16中的“是”)，通过控制阀33a，将容器130中容纳的漂洗液导入容器50(S17)。
接着，计算机500判断漂洗液的导入是否完成(S18)。例如，计算机500基于阀33a的打开程度或者设置于容器130或容器50的液面传感器的检测值，来判断漂洗液的导入是否完成。
计算机500在漂洗液的导入未完成的情况下(S18中的“否”)重复S18的处理。另一方面，计算机500在漂洗液的导入完成的情况下(S18中的“是”)，通过控制阀34a及电磁阀41，将导入了漂洗液后的容器50内的废液排出到容器150(S19)，结束本处理。
通过像这样的导入漂洗液及排出废液等后处理，清洗容器50内。
如上所述，根据本实施方式的试样纯化装置1，通过由计算机500执行控制程序511，在适当的时机及适当的时间内自动地对容器50中容纳的试样导入氧化剂及重液，并且从容器50排出废液。因此，用户不需要自己向容器50导入氧化剂及重液，此外也不需要从容器50排出废液。由此，既不用花费用户的工夫，也不用担心根据各用户的技能水平而在成分的回收的精度上产生偏差，用户能够尽可能不花费工夫而高精度地纯化试样。
进而，根据本实施方式的试样纯化装置1，通过由计算机500执行控制程序511，在回收了微塑料后自动清洗使用过的容器50。因此，用户不需要自己清洗容器50，尽可能不费工夫。
[试样纯化装置的容器的形状]
图15及图16是用于说明本实施方式的试样纯化装置1的容器50的形状的图。如上所述，在试样纯化装置1中，能够使用试样纯化器100的容器50进行试样纯化，但该容器50的形状为了高精度地纯化试样而下了功夫。
具体而言，如图15及图16所示，容器50包含主体部51～主体部54。主体部51是“第1主体部”的一例。主体部52是“第2主体部”的一例。主体部53是“第3主体部”的一例。
主体部54位于容器的最下部，包含底面155和侧面154。主体部54的侧面154形成为围绕圆柱状的容器50的中心轴160，在其一部分形成有与端口63相连的孔部156和与端口64相连的孔部157。在端口63的内部设置有过滤器163。在端口64的内部设置有过滤器164。端口63(孔部156)及端口64(孔部157)分别形成于比主体部54的中央部分更靠下的位置且接近底面155的位置。另外，虽然省略了图示，但在其他端口61及62的内部也分别设置有过滤器。
主体部51设置于主体部54的上方，包含紧接主体部54的侧面154形成的侧面151。侧面151形成为围绕容器50的中心轴160，并且从容器50的上方(排出口20侧)朝向下方(底面155侧)扩展。
主体部52设置于主体部51的上方，包含紧接主体部51的侧面151形成的侧面152。侧面152形成为围绕容器50的中心轴160，并且从主体部52的上部521及下部522朝向位于该上部521与该下部522之间的部分膨胀。换言之，侧面152形成为从容器50的中心轴160朝向主体部52的外周侧膨胀。从其他观点来看，主体部52的水平截面积(或内径)构成为随着从主体部52的上部521及下部522分别朝向位于该上部521与该下部522之间的部分而连续增大。
主体部53设置于主体部52的上方，包含紧接主体部52的侧面152形成的侧面153。侧面153形成为围绕容器50的中心轴160，并且形成为从容器50的下方(底面155侧)朝向上方(排出口20侧)尖端变细的锥状。从其他观点来看，主体部52的水平截面积(或内径)构成为随着朝向排出口25所在的上方向而连续变小。像这样，容器50的水平截面积(或内径)构成为从该容器50的至少规定的高度(在本例中为主体部52的上部521所在的高度)到排出口25之间随着朝向上方向而连续变小。另外，在本实施方式中，主体部53的侧面153为直线，但侧面153也可以为曲线，只要构成为主体部53的水平截面积(或内径)随着朝向排出口25所在的上方向而连续变小即可。
排出口20是在与容器50的底面155对置的位置处紧接容器50的侧面153形成的、与排出管25相连的孔部。排出口20的水平截面积(或内径)分别小于主体部52的上部521及下部522的水平截面积(或内径)。
主体部53和主体部52一体地形成。主体部52与主体部51之间能够分离，用户能够通过使主体部52从主体部51分离，来打开容器50内并将试样流入容器50内。
如上所述，根据本实施方式的试样纯化装置1，容器50的一部分的侧面153形成为从底面155侧朝向排出口20侧的锥状，换言之，容器50的水平截面积构成为从该容器50的至少规定的高度到排出口25之间随着朝向上方向而连续变小。因此，能够使容器50的侧面153和排出口20的交界处尽可能平滑。由此，在因重液而比重分离的试样的上清液经由排出口20排出到外部时，能够尽可能防止微塑料滞留在容器50内。例如，在容器50的侧面与排出口20的交界处不平滑而呈棱角的情况下，因重液而比重分离的试样的上清液碰到该呈棱角的部分从而回收对象的微塑料附着在容器50内，微塑料有可能不流向排出口25而是滞留在容器50内。与此相对，通过像本实施方式的容器50那样使容器50的侧面153与排出口20的交界处尽可能平滑，能够尽可能防止微塑料附着并滞留在容器50内。因此，用户能够高精度地纯化试样。
由于容器50的一部分的侧面152形成为从上部521及下部522朝向位于该上部521与该下部522之间的部分膨胀，因此能够尽可能防止微塑料附着并滞留在容器50内。进而，通过使容器50的一部分(主体部52)的侧面152暂时膨胀，进而在其上方使容器50的一部分(主体部53)的水平截面积随着朝向排出口25而连续变小，从而能够使因重液的导入而上升的试样的上清液在主体部52中扩展后，利用主体部53的尖端变细的部分使上清液顺势地朝向排出口25。
由于尖端变细而成为锥状的主体部53和以膨胀的方式形成的主体部52一体地形成，因此能够提高容器50的强度。进而，由于主体部53与主体部52之间没有交界处，因此因重液的导入而上升的试样的上清液也不会附着在主体部53与主体部52之间的交界处，从而能够更高效地使上清液朝向排出口25。
[分析系统]
图17是示意性示出本实施方式的分析系统1000的图。分析系统1000具备上述本实施方式的试样纯化装置1、分级装置600和分析装置700。
分级装置600将通过试样纯化装置1回收的微塑料按粒子的大小分开。作为分级装置600，例如可例举使用离心分离将粒子分开的场流分离装置等。
分析装置700分析通过分级装置600分级后的微塑料。通过分析装置700获取的分析结果显示在画面(省略图示)等而被用户获取。
在如上所述的构成的分析系统1000中，基于计算机500的控制，由试样纯化装置1回收微塑料，然后，由分级装置600对微塑料进行分级，并且由分析装置700分析微塑料。
如上所述，根据本实施方式的分析系统1000，由于从将试样导入试样纯化装置1到通过分析装置700分析微塑料为止的一系列作业通过计算机500的控制而实现自动化，因此用户的便利性得以提高。
另外，分析系统1000也可以不具备分级装置600而是由分析装置700直接获取并分析通过试样纯化装置1回收的微塑料。
[变形例]
以上，对本实施方式的试样纯化装置1及分析系统1000进行了说明，但在这些构成中，还能够进行各种变形、应用。以下，对变形例进行说明。
图18是示意性示出第2实施方式的试样纯化装置1A的图。如图18所示，在试样纯化装置1A的试样纯化器100A中，导入重液的配管12和导入漂洗液的配管13也可以将液体导入相互共通的端口62。
具体而言，泵232(阀232a)及电磁阀242设置于配管12及配管13各自与容器50的端口62之间。电磁阀242通过利用计算机500A的控制进行动作，在配管12与泵232之间的路径和配管13与泵232之间的路径中切换供液体通过的路径。
由此，经由配管12从容器120吸取的重液经由电磁阀242及泵232被导入端口62。此外，经由配管13从容器130吸取的漂洗液经由电磁阀242及泵232被导入端口62。
如上所述，根据第2实施方式的试样纯化装置1A，由于设置于配管12与容器50的端口62之间的泵232(阀232a)和设置于配管13与容器50的端口62之间的泵232(阀232a)共用，因此能够减少试样纯化装置1A的部件数量来抑制成本。
图19是示意性示出第3实施方式的试样纯化装置1B的图。如图19所示，试样纯化装置1B的试样纯化器100B也可以构成为从容器50的上方导入试样。
具体而言，试样纯化器100B具备将从容器50溢出的试样的上清液向检测过滤器21排出的排出管25A、和将包含微塑料的试样从外部导入容器50的导入管25B。排出管25A是“排出路径”的一例，导入管25B是“导入路径”的一例。电磁阀45设置于排出管25A及导入管25B各自与容器50的排出口20之间。电磁阀45通过利用计算机500B的控制进行动作，在排出管25A与排出口20之间的路径和导入管25B与排出口20之间的路径中切换供液体通过的路径。
由此，通过计算机500的控制，从容器50溢出的试样的上清液经由电磁阀45及排出管25A向检测过滤器21排出。此外，通过计算机500的控制，从外部导入的试样经由导入管25B及电磁阀45被导入容器50。
如上所述，根据第3实施方式的试样纯化装置1B，由于能够利用排出口20从容器50的上方导入试样，因此能够向用户提供更称手的试样纯化装置1B。
[方案]
本领域技术人员能够理解上述多个示例性的实施方式是以下方案的具体例。
(第1项)一方案的纯化混合试样的试样纯化装置具备：容器，用于使用重液并利用比重差分离所述混合试样；回收部，用于导入从所述容器排出的上清液并回收所述混合试样中比重轻于所述重液的成分，所述容器包含设置于该容器的最上部的排出口、和将从所述排出口排出的所述上清液向所述回收部引导的排出路径，所述容器的水平截面积构成为从该容器的至少规定的高度到所述排出口之间随着朝向上方向而连续变小。
根据第1项所述的试样纯化装置，容器的水平截面积构成为从该容器的至少规定的高度到排出口之间随着朝向上方向而连续变小，因此在将因重液的导入而产生的上清液排出到外部时，能够尽可能防止回收对象的成分滞留在容器内，因此能够高精度地纯化混合试样。
(第2项)在第1项所述的试样纯化装置中，所述容器包含第1主体部、设置于该第1主体部的上方的第2主体部、设置于该第2主体部的上方的第3主体部，所述第3主体部的水平截面积构成为随着朝向所述排出口所在的上方向而连续变小，所述第2主体部的水平截面积构成为随着从该第2主体部的上部及下部分别朝向位于该上部与该下部之间的部分而连续变大。
根据第2项所述的试样纯化装置，能够尽可能防止回收对象的成分附着并滞留在容器内。进而，通过使容器50的第2主体部暂时膨胀，进而在其上方使容器50的第3主体部的水平截面积随着朝向排出口而连续变小，由此能够使因重液的导入而上升的混合试样的上清液在第2主体部扩展后，利用第3主体部的尖端变细的部分使上清液顺势地朝向排出口。
(第3项)在第2项所述的试样纯化装置中，所述第3主体部与所述第2主体部一体地形成。
根据第3项所述的试样纯化装置，尖端变细的第3主体部和以膨胀的方式形成的第2主体部一体地形成，因此能够提高容器的强度。而且，由于第3主体部与第2主体部之间没有交界处，因重液的导入而上升的混合试样的上清液也不会附着在第3主体部与第2主体部之间的交界处，从而能够更高效地使上清液朝向排出口。
(第4项)在第1项～第3项的任一项所述的试样纯化装置中，所述试样纯化装置具备：第1配管，用于将用于处理所述混合试样中包含的夹杂物的氧化剂导入所述容器；第2配管，用于将所述重液导入所述容器；第3配管，用于排出所述容器内的废液；第4配管，用于将用于清洗所述容器内的漂洗液导入所述容器；以及至少1个端口，设置于所述容器，且供液体分别在所述至少1个端口与所述第1配管、所述第2配管、所述第3配管及所述第4配管之间进出。
根据第4项所述的试样纯化装置，由于能够通过使用了一个容器的连续作业来纯化混合试样，因此能够尽可能不花费操作者等用户的工夫而高精度地纯化混合试样。
(第5项)在第4项所述的试样纯化装置中，与所述第1配管、所述第2配管及所述第4配管分别对应的所述至少1个端口不同于与所述第3配管对应的所述至少1个端口。
根据第5项所述的试样纯化装置，对于向容器导入液体(氧化剂、重液或漂洗液)的配管和从容器向外部排出废液的配管，由于能够使供液体通过的端口不同，因此能够更高精度地纯化混合试样。
(第6项)在第4项所述的试样纯化装置中，对应于所述第2配管的所述至少1个端口与对应于所述第4配管的所述至少1个端口共用。
根据第6项所述的试样纯化装置，能够减少试样纯化装置的部件数量来抑制成本。
(第7项)在第4项～第6项的任一项所述的试样纯化装置中，所述至少1个端口包含过滤器。
根据第7项所述的试样纯化装置，能够尽可能防止混合试样中包含的回收对象的成分排出到外部。
(第8项)在第1项～第7项的任一项所述的试样纯化装置中，所述排出口与所述排出路径连接，另一方面，所述排出口与用于将所述混合试样导入所述容器的导入路径连接。
根据第8项所述的试样纯化装置，由于能够利用排出口从容器的上方导入混合试样，因此能够向用户提供更称手的试样纯化装置。
(第9项)在第8项所述的试样纯化装置中，所述试样纯化装置具备至少1个切换部，所述切换部设置于所述导入路径及所述排出路径各自与所述排出口之间，并且切换液体的进出。
根据第9项所述的试样纯化装置，由于能够通过切换部纯化混合试样，因此能够尽可能不花费用户的工夫而高精度地纯化混合试样。
(第10项)一方案的分析系统具备：第1项～第9项的任一项所述的所述试样纯化装置；和对通过所述试样纯化装置的所述回收部回收的所述成分进行分析的分析装置。
根据第10项所述的分析系统，由于从将混合试样导入试样纯化装置到通过分析装置分析回收对象的成分为止的一系列作业，通过控制部的控制而实现自动化，因此用户的便利性得以提高。
附图标记说明
1、1A、1B试样纯化装置
11、12、13、14、15配管
20排出部
21检测过滤器
25、25A排出管
25B导入管
31、32、33、34、232泵
31a、32a、33a、34a、232a阀
41、45、242电磁阀
50、110、120、130、140、150、210容器
51、52、53、54主体部
61、62、63、64端口
71恒温搅拌器
72搅拌件
100、100A、100B试样纯化器
151、152、153、154侧面
155底面
156、157孔部
160中心轴
163、164过滤器
500、500A、500B计算机
501运算装置
502存储器
503网络控制器
504显示装置
505输入装置
506数据读取装置
507存储介质
510存储器件
511控制程序
512控制用数据
521上部
522下部
600分级装置
700分析装置
1000分析系统。

Claims (10)

1.一种试样纯化装置，是纯化混合试样的试样纯化装置，其特征在于，具备：
容器，用于使用重液并利用比重差分离所述混合试样；
回收部，用于导入从所述容器排出的上清液并回收所述混合试样中比重轻于所述重液的成分，
所述容器包含设置于该容器的最上部的排出口、和将从所述排出口排出的所述上清液向所述回收部引导的排出路径，
所述容器的水平截面积构成为从该容器的至少规定的高度到所述排出口之间随着朝向上方向而连续变小。
2.如权利要求1所述的试样纯化装置，其特征在于，
所述容器包含第1主体部、设置于该第1主体部的上方的第2主体部、设置于该第2主体部的上方的第3主体部，
所述第3主体部的水平截面积构成为随着朝向所述排出口所在的上方向而连续变小，
所述第2主体部的水平截面积构成为随着从该第2主体部的上部及下部分别朝向位于该上部与该下部之间的部分而连续变大。
3.如权利要求2所述的试样纯化装置，其特征在于，所述第3主体部与所述第2主体部一体地形成。
4.如权利要求1～3的任一项所述的试样纯化装置，其特征在于，具备：
第1配管，用于将用于处理所述混合试样中包含的夹杂物的氧化剂导入所述容器；
第2配管，用于将所述重液导入所述容器；
第3配管，用于排出所述容器内的废液；
第4配管，用于将用于清洗所述容器内的漂洗液导入所述容器；以及
至少1个端口，设置于所述容器，且供液体分别在所述至少1个端口与所述第1配管、所述第2配管、所述第3配管及所述第4配管之间进出。
5.如权利要求4所述的试样纯化装置，其特征在于，与所述第1配管、所述第2配管及所述第4配管分别对应的所述至少1个端口不同于与所述第3配管对应的所述至少1个端口。
6.如权利要求4所述的试样纯化装置，其特征在于，对应于所述第2配管的所述至少1个端口与对应于所述第4配管的所述至少1个端口共用。
7.如权利要求4～6的任一项所述的试样纯化装置，其特征在于，所述至少1个端口包含过滤器。
8.如权利要求1～7的任一项所述的试样纯化装置，其特征在于，所述排出口与所述排出路径连接，另一方面，所述排出口与用于将所述混合试样导入所述容器的导入路径连接。
9.如权利要求8所述的试样纯化装置，其特征在于，具备至少1个切换部，所述切换部设置于所述导入路径及所述排出路径各自与所述排出口之间，并且切换液体的进出。
10.一种分析系统，其特征在于，具备：
权利要求1～9的任一项所述的所述试样纯化装置；和
对通过所述试样纯化装置的所述回收部回收的所述成分进行分析的分析装置。
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