JP2010284643A - 連続フロー膜を用いずに藻類を脱水するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低濃度および高濃度の藻類を含む環境内で有用であり、効率的に藻類を収集して脱水できるように藻類の採取源に位置されるように構成された藻類脱水システムを提供する。
【解決手段】本発明は、連続フロー膜を用いずに藻類を濃縮および脱水するためのシステムであって、藻類を含んだ流体を受け取るための入口と、内部で、前記藻類を含んだ流体が、チャネルの中央からずれた帯状流に密集する湾曲チャネルと、前記帯状流中の藻類が中を流れる流体のための第1の出口と、残りの流体のための第2の出口とを含む脱水デバイスを備える。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、連続フロー膜を用いずに藻類を濃縮および脱水するためのシステムであって、藻類を含んだ流体を受け取るための入口と、内部で、前記藻類を含んだ流体が、チャネルの中央からずれた帯状流に密集する湾曲チャネルと、前記帯状流中の藻類が中を流れる流体のための第1の出口と、残りの流体のための第2の出口とを含む脱水デバイスを備える。
【選択図】なし
Description
本発明は、連続フロー膜を用いずに藻類を脱水するための方法及び装置に関する。
バイオ燃料は、ますます価格が上がっている化石燃料の実現可能な代替燃料となりつつある。いくつかの種の藻類は、高い割合の油を生じ、低費用で培養することができる。しかし、費用対効果が最も低い処理工程は、油抽出の前に藻類を脱水することである。従来の方法は、表面からのすくい取り、遠心分離、および膜濾過を含んでいるが、それらはすべて、労力のかかるものであり、および/または多大な力が要求される。
藻類は、様々な環境で成長することがある。藻類が典型的に見つかる1つの環境は、湖および池の中である。湖および他の自然環境からの藻類の採取はかなり難しく、これは、一部には、制御されていない成長条件では得られる濃度が低いためである。
藻類の別の採取源は、特別に建設された屋外の池である。
そのような池のための2つの異なる水産養殖法が、集約モードおよび粗放モードとして知られている。どちらの水産養殖技法も、光合成によるバイオマス産生に必要な所要の無機栄養素、リン、窒素、鉄分、および微量金属を供給するために、媒体(例えば水)に肥料を加える必要がある。
2つの産生モードの主要な相違点は、成長媒体の混合である。集約型の池は、機械的な混合デバイスを採用し、粗放型の池は、風による混合に依拠する。したがって、集約型の水産養殖のほうが、藻類成長に影響を及ぼす因子をより正確に制御することができる。
集約型の水産養殖のための屋外池は、典型的には費用がかかり、コンクリートで建設され、プラスチックでライニングされることが多い。集約型の水産養殖に関して、いくつかの池の構成が提案されている。しかし、野外流水池が、典型的には商業上最も重要である。流水池は、混合を行うために外車を採用する。化学的および生物学的パラメータが注意深く制御される。
粗放型の水産養殖のための屋外池は、集約型の水産養殖のものよりも一般に大きく、通常は湖底に構成される。野外池は、典型的には土堤によって境界を画される。混合デバイスは採用されない。池内での混合は、風によって行われる。
粗放型の池に関する別のオプションは、養魚(例えばナマズ養殖池)と併用するものである。この場合には、魚の排泄物を、少なくとも一部、藻類の栄養として使用することができ、また、十分な酸素を魚に供給するのに必要なエアレータによって追加の混合が実現される。
粗放型の池では、集約型の池ほど藻類バイオマスが密集されない。
藻類は、粗放型の池の縁にウインドローとして密集しやすいことが観察されている。多くの場合、藻類は、湖または池の表面で風に吹かれ、風下に集まってウインドローとして密集する。ウインドローを採取することができると、藻類の濃度がより高いので、プロセス経済性を大幅に高めることができることが理解されている。
固定された採取設備の場所からウインドローを常に採取することは、通常はできない。風の方向は、普通は予測不能な部分があり、頻繁に変化することがある。ウインドローは、池の縁に沿って様々な場所に生じることがある。固定された採取設備の場所でウインドローが生じないとき、藻類の少ない希薄な懸濁物が処理され、したがって生成率がより低くなる。より希薄な培養物に関連する処理コストの故に、採取コストがより高くなる。
それにも関わらず、より高い採取コストは、集約型の水産養殖のためのプラスチックでライニングされたコンクリート製の池を建設することに関連する資本コストによって相殺されることがある。土堤を設けた粗放型の池に関する単位体積あたりの池建設コストは、集約型の水産養殖のライニング付きコンクリート池よりもかなり安い。
希薄な藻類培養物は、通常は処理が経済的でなく、これは、一部には、中で藻類が成長している水から藻類を分離(すなわち脱水)する際に生じる問題および難点に起因する。藻類は、水と同様の密度であり(すなわち中性浮力を持ち)、大きさが約5〜15ミクロンであり、かつ楕円形状であり、それらすべてが、藻類の採取を難しくする。
現在、沈殿装置、遠心分離機、濾過器、または吸着剤と組み合わせて、化学的な綿状沈殿および/または凝析剤を使用することによって、すなわち大量の化学物質および/または動力を必要とする方法によって、藻類は、それらが含まれている水から分離される。
添加剤を最小にして、または全くなくして、より経済的かつ効率的に藻類を採取することが望ましい。
藻類を産生するための代替プロセスは、バイオリアクタの使用によるものであり、システムが日光にさらされるときにはフォトバイオリアクタとも呼ばれる。バイオリアクタは、有機物、またはそのような有機物に由来する生化学的に活性な物質に関わる化学的プロセスが中で生じる容器である。バイオリアクタは、一般に円筒形であり、数メートル〜数百メートルのサイズであり、ステンレス鋼からなることが多い。動作の際、藻類を含んだ水が、一定の流量でバイオリアクタに供給され、バイオリアクタ環境が藻類の成長を加速させる。ファウリングにより、バイオリアクタの全体的な繁殖性および効率が損なわれることがある。そのようなファウリングを避けるために、バイオリアクタは、簡単に洗浄できなければならず、できるだけ滑らかでなければならない(すなわち、丸みのある形状が好ましい)。
低濃度および高濃度の藻類を含む環境内で有用であり、効率的に藻類を収集して脱水できるように藻類の採取源に位置されるように構成された藻類脱水デバイスを有することが望ましい。
本明細書で説明する実施形態の一態様では、システムが、中性浮力藻類を含んだ流体の少なくとも一部を受け取るための入口と、チャネルの中心からずれた帯状流に中性浮力藻類が密集するように、藻類を含んだ流体が中を流れる湾曲または螺旋チャネルと、帯状流が中を流れる、藻類を含んだ流体のための第1の出口と、残りの流体のための第2の出口とを備える。
本明細書で説明する実施形態の別の態様では、入口に角度が付けられ、壁摩擦が衝突流を引き寄せる助けとなるコアンダ効果を使用して、螺旋チャネルの内壁に沿って帯状流がより早く生成するのを促進する。
本明細書で説明する実施形態の別の態様では、方法が、中性浮力粒子を含んだ流体の少なくとも一部分を入口で受け取るステップと、螺旋チャネル内で流体の流れを確立するステップであって、中性浮力粒子が、湾曲または螺旋チャネルを非対称に通って帯状流に密集するステップと、帯状流が中を流れる流体を、チャネルの第1の出口を通して流出するステップと、残りの流体を、螺旋チャネルの第2の出口を通して流出するステップとを含む。
図1に、中に藻類104が懸濁している水102が溜まった池100が示されている。藻類採取における技術的および経済的な問題は、主として、藻類の大きさ、比重、および形態に起因する。大きさが小さいこと(5〜15ミクロン)と、比重が水と同様であること(すなわち、藻類の中性浮力)が合わさって、沈降速度があまりに遅くなり、藻類細胞を採取するための常用の手順として沈殿を使用することはできない。さらに、藻類が(非常に)低い濃度で存在する環境では、比較的少量の藻類を回収するのに必要な大容積の液体の処理に関わる問題がある。
藻類の採取は、一般に3つのステップを含む。第1のステップは、濃縮または除去であり、固体濃度を約0.02〜0.04重量パーセントから約1〜4パーセントへというように高める。第2のステップは、脱水であり、これは次いで、固体を8〜25パーセントにする。バイオ燃料回収プロセスに応じて、藻類質量を乾燥させて85〜92重量パーセントの固体にする第3のステップが必要とされることもある。
図1は、さらに、本出願の概念に従って構成された複数の脱水デバイス106を示す。脱水デバイスの完全な説明は、以下の節で行う。
引き続き図1を見ると、複数の脱水デバイス106が、池100の様々な位置に配置されていることが分かる。動作の際、各脱水デバイス106が、藻類を含んだ水102内に通じるように流入部108に接続され、この水が処理され、それにより、濃縮された藻類量が、流出部110を通してデバイスから出る。また、戻り管112が脱水デバイス106に接続されて、藻を含んだ水を採取した池100に戻すべき水を受け取る。脱水デバイス106は、制御可能な大きさ制限機構を設けて構成され、それにより、水から取り除いて流出部110を通して流出される藻類の割合、および戻り管112を通して池に戻される藻類の量を制御することができ、藻類がすべて取り除かれてしまわないようにする。すべてを取り除くのではなく、ある大きさの藻類は、池に戻されることがあり、さらに成長する、または池に引き続き播種される。また、図1には、ライン110からの濃縮された藻類が貯蔵デバイス114内に堆積されることも示されており、その後、高い藻類濃縮度の流体が各タンクから人為的に集められることにも留意されたい。別法として、高濃縮ライン110はそれぞれ、一括貯蔵容器118につながる可搬性の配管116に接続される。別の実施形態では、ライン110または貯蔵デバイス114からの濃縮された藻類は、藻類をさらに脱水するデバイスに直接供給される。
図1を参照すると、この構成は、藻類を含んだ水102を脱水デバイス106に供給するために重力を使用するように設計されているが、一代替実施形態ではポンプ120が使用されることに留意されたい。特に、藻類を含んだ水102を池100から脱水デバイス106に移送するために、可動採取ポンプが使用されることが望ましい。ポンプ120は、浮遊ポンプまたは水中ポンプであってよく、または、藻類の生息場所に位置付けることができる筏または他のデバイスに取り付けられることもある。
別の実施形態では、脱水デバイスは可搬性であり、藻類濃度が最も高い池の場所で使用できる。貯蔵デバイス114は、可搬性設備の一部となり、さらなる処理のために藻類を送る前に、濃縮された藻類を中間貯蔵できるようにする。図2は、開放池システム200を例示し、このシステム200は、広域にわたって分散され、脱水デバイス202の最適な配設を保証するために追加の考慮が必要である。解決策は、脱水デバイスの分散システムであり、各デバイスが複数の池204a〜204nを受け持ち、その受け持ち範囲は、局所脱水を最大にしながらポンピングを最小にするようなものである。さらなる考慮事項は、脱水デバイスの入口に新鮮な藻類標本を導くために、池の流体再循環が必要であることである。これは、流体再循環が入口付近に新鮮な標本を導くように排水出口を位置決めすることによって達成することができる。
図3を見ると、脱水デバイス106を採用することができる別の実施形態が示されている。特に、複数のバイオリアクタ300が示され、各バイオリアクタ300が入口302を有し、そこに、中に藻類306が懸濁した水304が配送される。バイオリアクタ300内で、藻類306を高濃度に成長させるためのプロセスが行われる。次いで、高濃度になった藻類が、流出開口308を通して流出される。しかし、それでも、藻類が効率良く分離または脱水される必要がある。これに関して、脱水デバイス106が採用される。一実施形態では、バイオリアクタ300からの複数の流れ310a、310bが、単一の流れに合流され、次いで、脱水デバイス106に配送されて、ライン108を通して流入される。別法として、バイオリアクタからの個々の流れ310c、310dが、例えば流入ライン108によって、個々の脱水デバイス106に提供される。図1に関して説明したのと同様に、脱水デバイス(すなわち参照番号106)の流出部110から、高濃度の藻類が保持タンク312に流出される。所定の割合の藻類が取り除かれた水の流れは、流出部112を通して、適切な廃水処理設備に送られて水源に戻され、または別法として、表層放水を行うために、水を浄化するようにさらに処理する。
本出願による脱水方法は、螺旋分離技術を採用する脱水デバイスの使用に依拠し、この脱水デバイスは、物理的フットプリントが小さい。小さなフットプリントにより、この脱水デバイスは、平台型トラック、トレーラ、筏、または藻類の生息場所もしくはその近辺に容易に移動される簡単に操縦できる他の輸送デバイスに取り付けることができる。
脱水デバイスに供給される水の流れから得られる藻類の量は、希薄な懸濁物から、より高濃度の懸濁物まで、広範囲の濃度にわたって変えることができる。本発明の概念では、自然湖および自然池で見られる希薄な懸濁物を脱水することができ、また、バイオリアクタ内などでの高濃度物質を希釈することもできる。
上述したように、脱水デバイス106は、藻類など中性浮力物質を濃縮させるように設計された螺旋分離技術を採用する。
次に、脱水デバイスの螺旋分離の概念をより詳細に見ると、図4に示されるように、螺旋デバイスの湾曲チャネル400を使用して、流体中、例えば水中を流れる中性浮力粒子402(例えば、水、または粒子が含まれる流体と実質的に同じ密度を有する藻類などの粒子)に遠心力を及ぼし、そのような粒子を流体からより良好に分離して高濃度の質量にするように促進する。これらの中性浮力粒子がチャネル400を通って流れるとき、チューブラピンチ効果により、粒子が管帯状流として流れる。及ぼされる遠心力が、管帯状流を乱し(例えば、チャネルの中央からずれて流れるように管帯状流に力を及ぼし)、それにより、(チャネル幾何形状および流量に応じて)チャネルの内壁または外壁に向かって帯状流が非対称に慣性移動する。この力の平衡により、懸濁された粒子を細い帯状流に集中および密集させて抽出することができるようになる。本明細書で企図される分離の原理は、側壁の1つの近くで非対称の慣性平衡を実現するように、遠心力と流体力の平衡を図る。また、入口での流れを内壁に向けて角度を付けて衝突させることで、衝突流を引き寄せるために壁摩擦が使用されるコアンダ効果の故に、より早く帯状流を生成できるようになる。
引き続き図4を参照すると、チャネル内での非対称のチューブラピンチ効果は、内壁からの揚力FW、サフマン力FS、マグナス力Fm、および遠心力Fcfを含めた様々な力によって生成される。遠心力Fcfは、チャネルの曲率半径の関数として発生されることを理解すべきである。これに関して、追加されたこの遠心力Fcfは、遅い二次流(ディーン渦対)(破線の矢印で示される)を誘発し、これが、通常のチューブラピンチ効果の対称性を乱す。本質的に、ディーン渦は、中性浮力懸濁物をさらい、力の平衡が生じている新たな位置に懸濁物を移す。時間と共に、この位置が、懸濁物を移動させるための焦点として作用するときに、帯状流が発生する。チャネル幾何形状および流量に応じて、粒子は、内側壁または外側壁に密集される。
また、いくつかの実施形態での入口は、図5に示されるように、角度を付けてまたは斜めに流体をシステムに進入させ、螺旋チャネルの内壁に沿って管帯状流がより迅速に生成するように促進することを理解すべきである。これは、衝突流を引き寄せるために壁摩擦が使用されるコアンダ効果によるものである。引き続き図5を参照すると、チャネル500は、入口502を有し、入口での流れは、内壁に向けて角度θを付けられている。したがって、管帯状流504がより早く生成され、出口506から出る。当然、帯状流504が流れない、残りの流体のための第2の出口508も示されている。入口角度は、任意の適切なメカニズムまたは技法を使用して実現することができることを理解すべきである。
図6は、本明細書で説明する実施形態による螺旋分離機の概念を採用する脱水デバイス600(図1および図2の脱水デバイス106として採用されることがあるものなど)の一実施形態を例示する。図示されるように、システムは、ふるい602と、任意選択のフラッシュミキサ604とを含む。本明細書で説明する実施形態による螺旋デバイス606は、入口612への流入ライン610と、第1の流出路616および第2の流出路618に流出物を提供する出口614とを含む。また、システム600には、再循環チャネルまたは経路620も示され、このチャネル620は、任意選択で、水を出口614から流入水源622に再循環させる(チャネル620は、実施形態によって、脱水デバイスの一部とみなすことも、みなさないこともできる)。
動作の際、中性浮力粒子を含む流体がシステム内に受け取られ、まず、ふるい602を通して濾過される。必要であれば、フラッシュミキサ604内で、濾過された水に凝析剤を添加することができ、その後、入口612を通して螺旋デバイス606内に導入される。流体が螺旋デバイス606内を流れるとき、中性浮力粒子の帯状流が、チャネルの中央に関して非対称に流れるように保たれる。この非対称性により、帯状流の好都合な分離が可能になる(帯状流は、出口618を通して流出される)。澄んだ排水の流れは、流出路616で廃水される、または任意選択で再循環されて、流入水源620に藻類を再び供給する。
図7を見ると、図1および図2の脱水デバイス106の別の実施形態が示されている。図示されるように、システム700は、ふるい702を含む。本明細書で説明する実施形態による螺旋デバイス704は、入口706と、第1の流出路710および第2の流出路712に流出物を提供する出口708とを含む。また、システム700には、任意選択の再循環チャネルまたは経路714も示され、このチャネル714は、水を出口708から流入水源716に再循環させる。流出ライン712からの水は、凝析剤投与システム718からのよく制御された投与量の凝析剤で処理され、その後、第2の螺旋混合器720に入り、後の沈殿時およびさらなる脱水デバイス内での急速な凝集のために制御された様式で藻類凝集核生成が開始される。さらに、螺旋混合器720は、螺旋混合器/調整器としても動作することがあり、その際、混合は、臨界ディーン数以上(150以上)で動作される旋回のチャネルで行われ、凝集調整は、動作が臨界ディーン数未満である旋回のチャネルで行われる。
図8を見ると、2つの螺旋分離機デバイス802および804を含む脱水デバイス/システム800内に組み込まれた、図1および図2の脱水デバイス106の別の実施形態が示されている。動作の際、池または他の水体など流入水源からの藻類を含んだ水が、まず、流入部808を通して螺旋分離機デバイス806に流入される。螺旋分離機806は、第1の出口ライン812を有する流出部810を含み、第1の出口ライン812は、藻類の少なくなった流れを含み、この流れは、任意選択で、流入水源(例えば開放池)内に戻されて再生利用される(816)。出口ライン814は、中性浮力藻類を含んだ水を含み、追加の凝集が有益でありえるシステムでは、凝集タンク818に提供される。所定の時間の後、この水は、流入部822を通して第2の螺旋分離機デバイス820に移される。その後、第2の螺旋分離機デバイス820が、横方向の流体力学的な力による分離によってさらに中性浮力藻類を濃縮し、濃縮された藻類を、さらなる処理のために、流出部824で流出ライン828を通して流出する。藻類の少なくなった水の流れは、流出ライン826を通して流出され、この流出ライン826は、再循環ライン816に接続されることがあり、濃縮された藻類が取り除かれた水を流入水源(例えば開放池)に提供する。より一層高い濃度の藻類が必要とされる場合、同様にして追加の螺旋分離機を追加することができ、1つの段階での濃縮された藻類を含んだ流出物が、次の段階のための流入物となり、藻類の少なくなった水の流れが、流入水源に再生利用される。
別法として、図9に示されるように、流入水源が大量の浮遊粒子を含む場合、これらのより高密度の粒子を取り除くように螺旋分離機902を最適化することができ、その後、後続の螺旋分離機が藻類を濃縮する。この実施形態では、螺旋分離機902は、第1の出口ライン908を含み、このライン908は、ある量の高濃度の浮遊粒子およびより高密度の粒子を含む(すなわち、上述したように中性浮力を持つ非藻類粒子)。流出ライン910は、中性浮力藻類を含んだ水を含み、流入ライン911を通して第2の螺旋分離機デバイス904に提供される。その後、第2の螺旋分離機デバイス904が、横方向の流体力学的な力による分離によって中性浮力藻類を濃縮し、濃縮された藻類を流出ライン912を通して容器913に流出する。藻類の少なくなった水の流れは、流出ライン914を通して流出され、この流出ライン914は、再循環ライン916に接続されることがあり、濃縮された藻類が取り除かれた水を流入水源906に提供する。より一層高い濃度の藻類が必要とされる場合、同様にして追加の螺旋分離機を追加することができ、1つの段階での濃縮された藻類を含んだ流出物が、次の段階のための流入物となり、藻類の少なくなった水の流れが、流入水源906に再生利用される。
また、この実施形態は、いくつかの環境では凝析および綿状沈殿が必要ないことも強調しており、図9に示されるデバイスは、代替実施形態では、第2の螺旋分離機904のみを含むこともある。したがって、この図で、螺旋分離機902は任意選択であり、いくつかの実施形態では取り除くことも考えることができ、それにより、流入水源906からの水が螺旋分離機904に直接供給される。
図10を見ると、本発明の概念による、図1および図2の脱水デバイス106に関する代替の脱水デバイス設計が示されている。
脱水デバイス1000は、太陽光発電(PV)システム1002を含み、このシステム1002は、太陽光を電気に変換し、この電気はさらに蓄電池1004に蓄えられる。太陽光発電システム1002は、デバイス1000を稼動させるのに必要なエネルギー量を提供するために並列および/または直列構成など適切な構成で配列された複数の別個のソーラーパネル(参照番号1002a〜1002nなど)から構成される。一代替実施形態では、太陽光が変換に利用可能でないときに電力を発生するために、手動操作可能な発電機またはダイナモ1006が含まれる。電力制御装置1008が、蓄電池1004に動作結合して提供されて、図10の脱水デバイス1000の構成要素に提供されるエネルギーを制御する。
動作の際、デバイス1000は、制御装置1008から電力を供給された任意選択の流入ポンプシステム1011を使用することによって、水源からの水1010を適切な入口(代表的に示される)で流入水源から受け取り、この水1010は、一形態ではメッシュフィルタ1012を通して流される。メッシュフィルタ1012は、比較的大きい粒子を流入水から濾過して除去するように設計されることを理解すべきである。これに関して、フィルタ1012は、2mm〜5mmメッシュ材料から形成することができるが、他のサイズのフィルタが使用されてもよい。
フィルタ1012を通過した水1010は、電気凝固システム1014に提供される。この図面に示されるように、電気凝固システム1014も、やはり制御装置1008によって電力を提供される。電気凝固システム1014から流出された水は、次いで、培養緩衝槽1016に送られる。
緩衝槽1016からの流出物は螺旋分離機1018に送られ、この螺旋分離機1018は流出ライン1020を有し、濃縮された藻類がそこを通って、貯蔵領域1022に提供される。
螺旋分離機1018は、第2の流出ライン1024を有し、この流出ライン1024は、少なくともある程度は藻類の少なくなった水の流れを帰還ライン1026に供給して、螺旋分離機1018によって濃縮されなかったある大きさの藻類を流入源の水に供給する。
図11を見ると、図10と同様の本発明の概念によるさらなる脱水デバイス1100が示されており、ここでは、電気凝固システム1014の代わりに螺旋混合器1102が提供され、螺旋混合器1102においてアルカリ化剤と凝析剤がインラインで添加され、それにより、培養緩衝槽1022に供給される前に、螺旋混合器1102内部で凝析および綿状沈殿が生じる。
次に図12を参照すると、例示的なフィードバックおよび制御システム1200が示される。図示されるように、脱水デバイス1202(本明細書で述べる実施形態または他の実施形態によって企図されるいかなる螺旋分離機または他の分離機の形態を取ってもよい)は、流入流体1204を受け取り、それを処理して、藻類を濃縮された流れ1206と、藻類の少なくなったまたは濃縮物を取り除かれた流れ1208とを実現する。システム1200は、圧力、帯状流の幅、流量、温度、または粘性など様々なデータ項目を使用することができ、それらはすべて、適切なセンサを使用して測定することができる。データは、制御装置1210(制御装置業界で既知であり使用されているコンポーネントの中でもとりわけ、処理装置、I/O要素、メモリ)に供給され、この制御装置1210が様々なアクチュエータ1220を制御し、これらのアクチュエータ1202は、所望の様式でデバイス1202の性能を変更するように動作可能である。したがって、図12は、脱水デバイスの様々な実施形態の流体チャネル内部で一定の速度の材料を保つことができるフィードバックシステムを表す。
100 池、102 水、104 藻類、106 脱水デバイス、108 流入部、110 流出部、112 戻り管、114 貯蔵デバイス、116 可搬性の配管、118 一括貯蔵容器、120 ポンプ、600 脱水デバイス、602 ふるい、604 フラッシュミキサ、606 螺旋デバイス、610 流入ライン、612 入口、614 出口、616 流出路、618 流出路、620 チャネル、622 流入水源。
Claims (4)
- 連続フロー膜を用いずに藻類を濃縮および脱水するためのシステムであって、
藻類を含んだ流体を受け取るための入口と、
内部で、前記藻類を含んだ流体が、チャネルの中央からずれた帯状流に密集する湾曲チャネルと、
前記帯状流中の藻類が中を流れる流体のための第1の出口と、
残りの流体のための第2の出口と、
を含む脱水デバイス、
を備えることを特徴とするシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記脱水デバイスが膜を有さないことを特徴とするシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、帯状流の流れが、非対称のチューブラピンチ効果に基づく流体力学的な力を使用することによって中性浮力粒子を分離および集中させることを特徴とするシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記第2の出口の前記残りの流体が、前記第1の出口を通って流出される中性浮力藻類とは異なる大きさの中性浮力藻類を含むことを特徴とするシステム。
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