JP2644524B2 - Plankton concentration apparatus and concentration method - Google Patents

Plankton concentration apparatus and concentration method

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えばクロレラ等の有用性の高いプランク
トンの濃縮装置に関し、詳しくは、濃縮のために分離膜
を利用することを特徴とする濃縮装置に関するものであ
る。なお本発明において対象とするプランクトンとは、
植物性あるいは動物性のいずれのものであってもよい
が、ケイ藻類、原生動物等そのサイズがいわゆる小型プ
ラクトンと言われる程度以下のものを言い特に高い有用
性が認められているクロレラを代表的な対象とする。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a highly useful plankton concentrator such as chlorella, for example, and more particularly to a concentrator characterized by utilizing a separation membrane for concentrating. It concerns the device. The plankton that is the subject of the present invention is
It may be of any plant or animal nature, but diatoms, protozoa, etc., whose size is less than or equal to the so-called small plaqueton, are representative of chlorella, which has been recognized as having particularly high utility. Target.

(従来の技術) クロレラ等の植物性プランクトンあるいは動物性プラ
ンクトンは、海水性(あるいは淡水性)の浮遊性生物群
集として定義される浮遊生物であり、ある場合には湖沼
等の汚染の一因として問題となるが、クロレラ等の有用
なプランクトンは、現実に養殖漁業等での餌、食品素
材、飼料等として食品産業・水産産業等で重要な役割を
になっており、また将来的にもその重要性はますます高
まりつつある。
(Prior art) Phytoplankton or zooplankton such as chlorella are planktonic organisms defined as marine (or freshwater) planktonic communities and in some cases contribute to the pollution of lakes and marshes. Although it is a problem, useful plankton such as chlorella is actually playing an important role in the food and fisheries industries as bait, food material, feed, etc. in aquaculture and fisheries, and will be used in the future. The importance is increasing.

ところでこのようなクロレラ等のプランクトンを工業
的なレベルで使用する場合には、繁殖池等で増殖させた
プランクトンを濃縮することがその保存,運搬等の観点
から一般に必要とされている。これはプランクトンはそ
の生態系の維持のために一定容積の液体中に限られた固
体(セル)しか増殖しないという性質をもっていて、そ
のままでは取扱いの液量が膨大なものとなって工業的な
利用の現実性がないからである。
By the way, when plankton such as chlorella is used at an industrial level, it is generally necessary to concentrate plankton grown in a breeding pond or the like from the viewpoint of preservation and transportation. This is because plankton has the property that only a limited amount of solids (cells) grow in a certain volume of liquid to maintain its ecosystem. Because there is no reality.

しかしプランクトンの濃縮はその性質上沈降し難いた
めに困難性を伴なうものであることが知られている。こ
のような困難性が生ずるのは例えばクロレラは光合成に
より気泡をだいて浮上するとか、水中での比重が1に近
く、固体の大きさが1μm〜数10μm等と小さいためで
ある。
However, it is known that enrichment of plankton involves difficulty due to its inherent difficulty in settling. Such difficulties occur because, for example, chlorella floats by blowing bubbles by photosynthesis, or its specific gravity in water is close to 1, and the size of a solid is as small as 1 μm to several tens of μm.

従来このようなプランクトンの濃縮手段の一つとし
て、湖沼等の浄化のために湖沼水に無機又は高分子の凝
集剤を添加してプランクトンを凝集させ、加圧浮上分離
により固液分離する方法が知られている。
Conventionally, as one of means for concentrating such plankton, a method of adding an inorganic or polymer flocculant to lake water to purify plankton for purification of lakes and the like, and performing solid-liquid separation by pressure flotation separation is known. Are known.

しかしこの方法は、回収したプランクトン中に凝集剤
が混入するため湖沼等の浄化目的には適用できても、回
収したクロレラ等のプランクトンを養殖漁業等での餌等
に利用する目的には適用できないものである。
However, this method can be applied for the purpose of purifying lakes and marshes because the collected plankton contains a flocculant, but cannot be applied for the purpose of using the recovered plankton such as chlorella as bait for aquaculture and fishery. Things.

そこでこのような回収プランクトンを利用する目的に
適用するための濃縮手段としては、遠心分離機を用いた
方法が提案され、現実に利用されている。
Therefore, a method using a centrifugal separator has been proposed and actually used as a concentrating means for applying the purpose of using the recovered plankton.

第7図はこの遠心分離機を使用したプランクトンの濃
縮装置の構成概要を示した図であり、この図において31
はプランクトン培養槽であり、送液ポンプ35により原液
槽32に送られた該液は、更に送液ポンプ36により遠心分
離機33に送られて遠心力により固液分離がなされ、分離
液は系外に排出され、濃縮されたプランクトンは回収槽
34に回収される。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a plankton concentrating apparatus using this centrifugal separator.
Is a plankton culture tank, and the liquid sent to the stock solution tank 32 by the liquid sending pump 35 is further sent to the centrifugal separator 33 by the liquid sending pump 36 to perform solid-liquid separation by centrifugal force. The plankton discharged and concentrated is collected in a recovery tank
Recovered at 34.

(発明が解決しようとする課題) しかし上記遠心分離機を用いたプランクトンの濃縮で
は、本発明者の検討によれば次のような問題のあること
が指摘される。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to the study of the present inventors, the following problems are pointed out in the plankton concentration using the centrifuge.

例えば、前述のようにプランクトンはクロレラ等で代
表されるようにその比重と液比重の差が小さく、したが
って遠心分離機としては高速回転で遠心力の大きな機械
を使用するのが通常となるが、このために装置の大型
化、動力の大消費、騒音、維持管理の高負担等々の問題
を招くことになっているのである。
For example, as described above, plankton has a small difference between its specific gravity and liquid specific gravity as represented by chlorella and the like.Therefore, as a centrifuge, it is usual to use a machine with high speed and large centrifugal force, For this reason, problems such as an increase in the size of the device, a large consumption of power, a noise, and a heavy burden on maintenance and management are caused.

本発明者は以上のようなプランクトンの濃縮技術の現
状に鑑み、食品,水産等の分野で用いるのに適して、濃
縮プランクトンに他の物質の混入がない状態で濃縮を行
なうことができる新規なプランクトンの濃縮装置を提供
することを目的とするものである。
In view of the above-mentioned present state of plankton concentration technology, the present inventor has developed a novel plankton concentration suitable for use in the fields of foods, fisheries, etc., in which concentrated plankton can be concentrated without mixing other substances. It is an object of the present invention to provide a plankton concentration apparatus.

また本発明の他の目的は、濃縮対象が生物であること
に鑑みて、該プランクトンの生存に不適当な影響を与え
ることが少ないように工夫された濃縮走査を行なうこと
ができる装置を提供するところにある。
Another object of the present invention is to provide an apparatus capable of performing an enrichment scan designed so as not to adversely affect the survival of the plankton in view of the fact that the enrichment target is an organism. There.

本発明の別の目的の一つは、濃縮速度が経時的に低下
する問題を改善して、大量のプランクトンの濃縮処理を
効率よく行なうことができる濃縮装置を提供するところ
にある。
Another object of the present invention is to improve the problem that the concentration rate decreases with time, and to provide a concentration apparatus capable of efficiently performing a concentration treatment of a large amount of plankton.

また本発明の更に別の目的は、濃縮状態のモニタが容
易であり、したがって効率のよい装置の運転、対象プラ
ンクトンの種類に適した装置の運転を行なうことができ
る装置、およびその運転方法を提供するところにある。
Still another object of the present invention is to provide an apparatus capable of easily monitoring the concentration state and thus efficiently operating the apparatus, an apparatus suitable for the type of target plankton, and an operation method thereof. Where you do it.

(課題を解決するための手段) 以上のような目的を実現するためになされた本発明よ
りなるプランクトンの濃縮装置の特徴は、プランクトン
は透過させずかつ栄養源物質は透過させるポアサイズの
分離膜に、クロスフロー方式で上記プランクトンおよび
栄養源物質を含む処理対象液を通す膜分離ユニットと、
該処理対象液を該膜分離ユニットに循環流通させる循環
系とを備え、非透過の液側でプランクトンを濃縮回収す
るように構成したところにある。
(Means for Solving the Problems) A feature of the plankton concentrating device according to the present invention made to realize the above-mentioned object is that a pore-size separation membrane that does not allow plankton to permeate and allows nutrient sources to permeate. A membrane separation unit for passing the liquid to be treated containing the plankton and nutrient substance in a cross-flow manner,
A circulation system for circulating the liquid to be treated through the membrane separation unit, wherein plankton is concentrated and recovered on the non-permeate liquid side.

上記の濃縮装置により、分離膜で有用プランクトンは
水と固液分離され、水を系外に排出することで有用プラ
ンクトンを含む非透過側の液中では次第に該有用プラン
クトンの濃度が濃縮され、所定の濃度に至った状態で装
置の運転を停止すれば所定濃度の有用プランクトンを回
収することができる。
By the above concentrating device, the useful plankton is separated into water and solid by the separation membrane, and the concentration of the useful plankton is gradually concentrated in the liquid on the non-permeate side including the useful plankton by discharging the water out of the system. If the operation of the apparatus is stopped in the state where the concentration reaches the concentration, useful plankton having a predetermined concentration can be recovered.

このような濃縮に用いられる上記分離膜は、プランク
トンは透過させずに非透過側でのプランクトンの濃縮を
可能とすることと、処理対象液中に含まれる栄養源物質
(プランクトンの生存に必要な物質をいう)は透過させ
るという条件を満足させるポアサイズをもった膜が使用
される。このような膜としては一般的にはいわゆる限外
過膜が使用されるが、例えば具体的にクロレラを対象
とする場合には、マリンクロレラは1〜3μm、淡水ク
ロレラは5〜10μmであることから、1μm以上のもの
を阻止できる程度の限外過膜が好ましく使用される。
The separation membrane used for such concentration enables the plankton to be concentrated on the non-permeate side without allowing permeation of plankton, and a nutrient source substance (necessary for plankton survival) contained in the liquid to be treated. The substance having a pore size that satisfies the condition of permeation is used. As such a membrane, a so-called ultra-membranous membrane is generally used. For example, when specifically targeting chlorella, marine chlorella has a thickness of 1 to 3 μm and freshwater chlorella has a thickness of 5 to 10 μm. For this reason, an ultramembrane of an extent capable of blocking 1 μm or more is preferably used.

上記の限外濾過膜等の分離膜において栄養源物質を透
過させるポアサイズのものを選択するようにしているの
は、例えばクロレラ等のプランクトンの生育条件の悪化
を防止するためである。
The reason for selecting a pore size that allows a nutrient substance to permeate in the separation membrane such as the ultrafiltration membrane is to prevent the growth conditions of plankton such as chlorella from deteriorating.

上記膜分離ユニットに液をクロスフロー方式で流すよ
うにしているのは、常に膜面に対して平行に処理対象液
を流すことによって膜面にプランクトンが沈積すること
による目詰まりが生ずることを防止するためである。
The liquid is flowed to the membrane separation unit in a cross-flow system because the liquid to be treated is always flowed in parallel to the membrane surface to prevent clogging due to plankton deposition on the membrane surface. To do that.

(作用) 本発明のプランクトン濃縮装置は前記の構成をなすこ
とによって、培養液中の稀薄なプランクトンを、該液の
循環作用により高い濃縮状態にまで濃縮することができ
る。
(Operation) The plankton concentrating device of the present invention having the above-described configuration can concentrate a dilute plankton in a culture solution to a high concentration state by circulating the liquid.

(実 施 例) 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。(Examples) The present invention will be described below based on examples shown in the drawings.

実施例1 第1図は本発明の実施例1の装置を系統図として示し
たものであり、この図において1はプランクトン培養槽
であり、この培養槽1内の原料液(処理対象液)は、原
料ポンプ5を用いて原液槽2に所定量張り込まれる。
Example 1 FIG. 1 shows a system diagram of the apparatus of Example 1 of the present invention, in which 1 is a plankton culture tank, and a raw material liquid (liquid to be treated) in the culture tank 1 is Then, the raw material pump 5 is used to insert a predetermined amount into the stock solution tank 2.

この原液槽2はその下部に接続された往路管9を介し
て循環ポンプ6により膜分離ユニット3に送られ、復路
管10を介して上記原液槽2の上部から該原液槽2に戻さ
れる。これらにより循環系が構成される。
The stock solution tank 2 is sent to the membrane separation unit 3 by the circulation pump 6 through a forward pipe 9 connected to the lower part thereof, and returned from the upper part of the stock solution tank 2 to the stock solution tank 2 through a return pipe 10. These form a circulatory system.

膜分離ユニット3の構造としては、一般的には平膜型
の過膜を過基盤および液回収盤と共に多数積層し
た形式の構造のものとして構成されたものが好ましく使
用されるが、特にこれに限定されるものではない。
As a structure of the membrane separation unit 3, generally, a structure in which a large number of flat membrane type membranes are stacked together with an excess base and a liquid recovery board is preferably used. It is not limited.

上記循環系の往路管9の途中には、開閉切換弁7が介
設され、また上記原液槽2の下部に接続の往路管9は分
岐されて開閉切換弁8を介し濃縮プランクトン回収槽4
に接続されている。したがって上記二つの開閉切換弁7,
8の切換えにより、開閉切換弁7を開きかつ開閉切換弁
8を閉じて、原液槽2内の液は往路管9、膜分離ユニッ
ト3次いで復路管10を通って該原液槽2に戻る液循環を
行なわせる状態(以下循環状態という)と、開閉切換弁
7を閉じかつ開閉切換弁8を開いて、原液槽2内の液を
濃縮プランクトン回収槽4に移送させる状態(以下回収
操作の状態という)との間で切換え操作される。
An open / close switching valve 7 is interposed in the middle of the forward pipe 9 of the circulation system, and the forward pipe 9 connected to the lower part of the stock solution tank 2 is branched and passed through the open / close switching valve 8 to concentrate the plankton recovery tank 4.
It is connected to the. Therefore, the above two open / close switching valves 7,
By switching 8, the open / close switching valve 7 is opened and the open / close switching valve 8 is closed, and the liquid in the stock solution tank 2 is circulated to the stock solution tank 2 through the forward pipe 9, the membrane separation unit 3, and the return pipe 10. (Hereinafter referred to as a circulation state) and a state in which the open / close switching valve 7 is closed and the opening / closing switching valve 8 is opened to transfer the liquid in the stock solution tank 2 to the concentrated plankton recovery tank 4 (hereinafter referred to as a recovery operation state). ).

以上の構成をなすプランクトンの濃縮装置の動作を説
明すると、まずプランクトン培養槽1で培養されたプラ
ンクトンを含む原液は、例えばクロレラでいえば2千万
セル/ml程度の濃度であり、これが原液ポンプ5により
原液槽2内に所定量移送される。
The operation of the plankton concentrating device having the above configuration will be described. First, the stock solution containing plankton cultured in the plankton culture tank 1 has a concentration of about 20 million cells / ml in chlorella, for example. A predetermined amount is transferred into the stock solution tank 2 by 5.

次に上記循環状態となるように二つの切換弁7,8がセ
ットされ、循環ポンプ6による原液の循環が開始され
る。
Next, the two switching valves 7, 8 are set so as to be in the above-mentioned circulation state, and the circulation of the stock solution by the circulation pump 6 is started.

この液循環の開始により、循環される液中のプランク
トンは膜分離ユニット3を通過して復路10を通り原液槽
2に戻るが、相当量の液は膜を通過して透過水として系
外に排出される。これにより透過水の減少分だけ原液の
濃縮が行なわれることになる。この際一回当りの循環サ
イクルで濃縮される程度は低いレベルであるが、本例で
は循環ポンプ6の稼動を連続的に行なわせ、したがって
原液槽2内の液は連続的に多数回に渡り上記循環を繰返
すので、原液槽2内の液のプランクトン濃度は次第に増
大することになる。
With the start of the liquid circulation, plankton in the circulated liquid passes through the membrane separation unit 3 and returns to the stock solution tank 2 through the return path 10, but a considerable amount of liquid passes through the membrane and exits the system as permeated water. Is discharged. As a result, the stock solution is concentrated by the reduced amount of the permeated water. At this time, the degree of concentration in a single circulation cycle is at a low level, but in this example, the circulation pump 6 is operated continuously, and therefore, the liquid in the stock solution tank 2 is continuously and many times. Since the above-described circulation is repeated, the plankton concentration of the liquid in the stock solution tank 2 gradually increases.

このような透過による液量の減少と液中のプランクト
ン濃度の上昇は、一般的に言えば第2図で示された関係
を示すことになる。
Such a decrease in the amount of liquid due to permeation and an increase in the concentration of plankton in the liquid generally indicate the relationship shown in FIG.

そして液中のプランクトン濃度が目的とする所定濃度
に達した時点において、循環ポンプ6の稼動を停止さ
せ、上記開閉切換弁7,8を上記回収操作の状態に切換え
て原液槽2内の液を濃縮プランクトン回収槽4に移送さ
せて回収することができる。
When the plankton concentration in the liquid reaches the target predetermined concentration, the operation of the circulation pump 6 is stopped, and the open / close switching valves 7, 8 are switched to the state of the recovery operation to remove the liquid in the stock solution tank 2. It can be transferred to the concentrated plankton recovery tank 4 and recovered.

また本例装置の実施においては、初めに装置内に張り
込んだ原液が循環により所定量まで減少した時に、濃縮
液を濃縮プランクトン回収槽4に回収することなく、更
に原液槽2に原液を追加補充するようにして装置を運転
することもできる。このようにすれば最終的な一回の回
収において濃縮液の十分な量を確保することができる利
点がある。
In the implementation of the apparatus of the present example, when the undiluted solution that first ran into the apparatus was reduced to a predetermined amount by circulation, the undiluted solution was added to the undiluted solution tank 2 without collecting the concentrated solution in the concentrated plankton recovery tank 4. The device can also be operated to replenish. In this way, there is an advantage that a sufficient amount of the concentrated liquid can be secured in one final recovery.

第1図で示した装置を用いて、2千万セル/ml濃度の
クロレラを含む20を原液として濃縮操作を行なった。
使用した膜分離ユニット3は、分画分子量100000の限外
濾過膜(膜面積200cm2)を平膜式としたものを用い、循
環流量2.5/min、操作圧力1〜2kg/cm2、で12hr運転し
た。
Using the apparatus shown in FIG. 1, concentration operation was performed using 20 containing chlorella at a concentration of 20 million cells / ml as a stock solution.
The membrane separation unit 3 used was a flat membrane type ultrafiltration membrane (membrane area 200 cm 2 ) having a molecular weight cut off of 100,000, circulating flow rate 2.5 / min, operating pressure 1-2 kg / cm 2 , and 12 hours. I drove.

この操作により、時間の経過と共に透過水量の減少低
下もなく、したがって膜の目詰まり等による性能低下の
問題を招くこともなく運転を継続することができ、最終
的に得られた液のクロレラ濃度は10億セル/ml(したが
って濃縮は50倍)となった。
By this operation, the operation can be continued without a decrease in the permeated water amount with the passage of time, and without causing a problem of performance deterioration due to clogging of the membrane, and the chlorella concentration of the finally obtained liquid can be maintained. Was 1 billion cells / ml (thus enrichment was 50 times).

実施例2 第3図に示した実施例2は、循環刑を構成している往
路管9の途中にバイパス路11を設け、このバイパス路11
の透明な管で構成することで濁度計による循環液の吸光
度の測定を可能とした例を示している。その他の構成は
実施例1と同様のものであるため各部の説明は省略す
る。
Embodiment 2 In the embodiment 2 shown in FIG. 3, a bypass 11 is provided in the middle of the outgoing pipe 9 constituting the circulation penalty.
This example shows that the turbidity meter can measure the absorbance of the circulating fluid by using a transparent tube. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the description of each unit is omitted.

本例において上記循環液の吸光度による濁度を測定す
るようにしているのは次の理由による。すなわちプラン
クトンの濃縮は無限に行なうことは不経済であるばかり
でなく、工業的な利用の観点からは一定以上の濃縮は実
際上不要であるから、上記濃縮装置の濃縮操作は所定の
段階で停止させることが実際の運転操作において行なわ
れる。そしてその運転停止はそれ程の現密性を要求され
るものではないが、濃縮操作毎に得られる濃縮プランク
トンの濃度が大きくバラツクことは製品管理の上からは
望ましくない。そこで濃縮液中のプランクトンの固体
(セル)数を、適宜バッチ式にサンプリングした液中の
数を顕微鏡で覗いてカウントすることでモニタすること
も考えられるが、実際にはこのような方式では即時的な
対応性に欠け、また作業要員を装置に配置する必要があ
るなどの難がある。
In the present embodiment, the turbidity based on the absorbance of the circulating fluid is measured for the following reason. That is, it is not only uneconomical to perform plankton concentration indefinitely, but also from the viewpoint of industrial utilization, concentration above a certain level is practically unnecessary, so the concentration operation of the above-mentioned concentration device is stopped at a predetermined stage. Is performed in the actual driving operation. The operation stoppage does not require such a high degree of density, but it is not desirable from the viewpoint of product management that the concentration of the plankton concentrate obtained at each concentration operation varies greatly. Therefore, it is conceivable to monitor the number of plankton solids (cells) in the concentrated liquid by counting the number of liquids sampled in batches as appropriate using a microscope. There is a problem that the system lacks responsiveness and that it is necessary to arrange work personnel in the device.

そこで本例においては、上記のように循環系の一部に
濁度計を用いたモニタセクションを設けることで即時的
な循環液濃度の測定を可能としたのである。なおまた、
かかる濁度を利用することにより、コンピュータを利用
した自動的な装置運転停止制御をも可能とできる。
Therefore, in this example, by providing a monitor section using a turbidity meter in a part of the circulation system as described above, the circulating fluid concentration can be measured immediately. Also,
By utilizing such turbidity, automatic device operation stop control using a computer can also be made possible.

本例における濁度計を用いた循環液の濃度測定は、通
常のLED等の発光源12、受光セル13の組合せからなるも
のを使用して構成することができる。第4図は上記濁度
計を用いてクロレラを含む循環液中の該クロレラ濃度を
690nmの波長の光で測定した場合の吸光度(−logT)と
の関係を示した図である。したがってこの第4図で示さ
れた特性曲線を基準として実際に濃縮を行なっている循
環液の吸光度を測定比較対照すれば、その時点における
循環液の濃縮状態を確認することができる。
The measurement of the concentration of the circulating fluid using the turbidimeter in this example can be configured using a combination of a light emitting source 12 such as an ordinary LED and a light receiving cell 13. FIG. 4 shows the concentration of chlorella in the circulating fluid containing chlorella using the turbidity meter.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship with absorbance (−logT) when measured with light having a wavelength of 690 nm. Therefore, if the absorbance of the circulating fluid actually concentrated is measured and compared with the characteristic curve shown in FIG. 4 as a reference, the concentration state of the circulating fluid at that time can be confirmed.

なお循環液の濃度測定は上記の方式に限定されるもの
ではなく例えば定期的あるいは連続的に循環ラインから
液をサンプリングし、これを要すれば所定倍に希釈した
後濁度計を用いて濃度測定するようにしてもよく、この
場合にも濁度計を使用することで測定作業およびその測
定結果により装置の停止を行なう制御動作を自動化する
ことができる。
The measurement of the concentration of the circulating liquid is not limited to the above method.For example, the liquid is periodically or continuously sampled from the circulating line, and if necessary, after diluting the liquid by a predetermined factor, the concentration is measured using a turbidimeter. The measurement may be performed, and in this case, the use of the turbidity meter can also automate the measurement operation and the control operation for stopping the apparatus based on the measurement result.

また濃度測定セクションを、循環計の終端つまり原液
槽に接続される復路管10の端部に配置した場合には、系
路(往路管,復路管,膜分離ユニット等の内部)に残留
するプランクトン含有の液を、海水等で洗い出しする場
合の洗い出し終了時点の検出用として利用することもで
きる特徴が得られる。
When the concentration measurement section is disposed at the end of the circulator, that is, at the end of the return pipe 10 connected to the stock solution tank, plankton remaining in the system (inside of the forward path, return path, membrane separation unit, etc.) When the contained liquid is washed out with seawater or the like, a feature can be obtained that can be used for detecting the end point of the washing.

実施例3 第5図に示した本実施例3の特徴は、循環系を構成し
ている往路管9の途中に熱交換器15を設けたところにあ
る。その他の構成は実施例1と同様のものであるため各
部の説明は省略する。
Embodiment 3 The feature of Embodiment 3 shown in FIG. 5 is that a heat exchanger 15 is provided in the middle of the outward pipe 9 constituting the circulation system. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the description of each unit is omitted.

本例においてこのような構成を採用しているのは、一
つには循環液は液温,濃縮の程度によりその粘度が異な
り、工業的な濃縮処理においてはできるだけ粘度を低下
させて濃縮速度を高くすることが望まれること、他の一
つには濃縮対象とされるプランクトンは生物であるた
め、その生存の条件から外れた装置の運転は該プランク
トンの死滅原因となる可能性があるため適当でないこ
と、から循環液を適当な温度状態に維持するようにする
ためである。
The reason for adopting such a configuration in this example is that the viscosity of the circulating liquid varies depending on the liquid temperature and the degree of concentration. In industrial concentration processing, the viscosity is reduced as much as possible to reduce the concentration rate. It is desirable that the concentration of the plankton be high, and in addition, since the plankton to be enriched is a living organism, operation of the device outside the conditions for its survival may cause the plankton to die, which is appropriate. This is because the circulating fluid is maintained at an appropriate temperature.

例えば循環ポンプ6の部分においてはそのポンプ稼動
により発熱を伴なうから、一般的に循環液の液温は上昇
する傾向がある。そこでこの循環ポンプ6の後段に熱交
換器を設けることで循環液の液温を一定に維持すること
ができる。またその他の気候条件,地理的条件により液
温が低すぎる場合には循環液を加温して液の粘度を低下
させるようにすることも好ましく行なわれる。これらの
液温コントロールにおいてはクロレラ活性の維持が条件
とされることは言うまでもない。
For example, since the circulation pump 6 generates heat due to the operation of the pump, the temperature of the circulating fluid generally tends to increase. Therefore, by providing a heat exchanger at a stage subsequent to the circulation pump 6, the temperature of the circulating liquid can be kept constant. When the temperature of the liquid is too low due to other climatic conditions or geographical conditions, it is preferable to heat the circulating liquid to lower the viscosity of the liquid. Needless to say, the maintenance of chlorella activity is a condition in these liquid temperature controls.

なお熱交換器は得に限定されることなくプレート式熱
交換器等既知の適宜のものを使用することができ、また
その配置の位置も循環系のいずれの位置であっても特に
限定されるものではない。
The heat exchanger is not particularly limited, and a known suitable one such as a plate heat exchanger can be used, and the position of the heat exchanger is not particularly limited even if it is located at any position in the circulation system. Not something.

実施例4 第6図に示した本実施例4は、第1図で示した原液槽
2,往路管9,循環ポンプ6,膜分離ユニット3,往路管10,開
閉切換弁7,8からなる循環系を一つの組として、図示の
如くこれを複数多段に設けた構成としたことを特徴とす
る。
Embodiment 4 The embodiment 4 shown in FIG. 6 is the same as the stock solution tank shown in FIG.
2, a circulation system consisting of the outgoing pipe 9, the circulation pump 6, the membrane separation unit 3, the outgoing pipe 10, and the on-off switching valves 7, 8 is provided as one set, and as shown in FIG. Features.

すなわち第1の循環系において第1段目の濃縮が行な
われた濃縮液は、この第1段の循環系の開閉切換弁8か
らプランクトンの濃縮液を第2の循環系の濃縮プランク
トン受槽202に移送するように設けられている。この第
2の循環系は、上記第1の循環系に比べて濃縮プランク
トン受槽202を原液槽とする他は第1の循環系と同様の
構成を有するものであり、往路管209,循環ポンプ206,膜
分離ユニット203,復路管210,開閉切換弁207,208からな
るこの第2の循環系で第2段目の濃縮を行なう。そして
更に第2の循環系の開閉切換弁208からプランクトンの
濃縮液を第3の循環系の濃縮プランクトン受槽302に移
送するように設けられていて、第2の循環系と同様の構
成を有するこの第3の循環系、すなわち濃縮プランクト
ン受槽302,往路管309,循環ポンプ306,膜分離ユニット30
3,復路管310,開閉切換弁307,308からなる循環系で第3
段目の濃縮を行なうようになっている。
That is, the concentrated liquid that has been subjected to the first-stage concentration in the first circulating system transfers the plankton concentrated solution from the first-stage circulating system on-off switching valve 8 to the concentrated plankton receiving tank 202 of the second circulating system. It is provided to transport. The second circulation system has the same configuration as that of the first circulation system except that the concentrated plankton receiving tank 202 is used as a stock solution tank as compared with the first circulation system. The second stage of concentration is performed in the second circulation system including the membrane separation unit 203, the return line 210, and the on-off switching valves 207 and 208. The plankton concentrate is further transferred to the plankton receiving tank 302 of the third circulation system from the open / close switching valve 208 of the second circulation system, and has a configuration similar to that of the second circulation system. Third circulation system, that is, concentrated plankton receiving tank 302, outgoing pipe 309, circulation pump 306, membrane separation unit 30
3, the circulatory system consisting of the return pipe 310 and the open / close switching valves 307 and 308
The second stage of concentration is performed.

そして本例における第1段の循環系、第2段の循環
系、および第3段の循環系は、その系内容量が例えば数
分の1ないし数十分の1程度となるように順次に減容さ
れて設けられていて、これにより一定の濃縮が進行した
場合に液量が減少することに応じ、処理液量の減少に見
合ったサイズの装置で効率のよい濃縮操作ができるよう
になっているのである。
The first-stage circulation system, the second-stage circulation system, and the third-stage circulation system in this example are sequentially arranged so that the internal capacity thereof becomes, for example, about one-tenth to several tenths. The volume is reduced, so that when the concentration is increased, the amount of the solution decreases, so that an efficient concentration operation can be performed with an apparatus having a size commensurate with the decrease in the amount of the processing solution. -ing

このような多段階構成の装置によれば、装置の構成と
しては複数の循環系の構成が必要になるものの、数十倍
〜数百倍にも渡る濃縮を単一の装置で処理する場合の装
置設計の困難性があるのに比べ、せいぜい数倍〜数十倍
程度の濃縮を行なう装置を複数組合せているので、例え
ば循環ポンプの選択性が容易となり、その稼動を無理な
条件下で行なわせることもなくなる等の効果が得られ
る。
According to such a multi-stage apparatus, although a plurality of circulation systems are required as an apparatus configuration, when a concentration of several tens to hundreds of times is to be processed by a single apparatus. In comparison with the difficulty in designing the apparatus, since a plurality of apparatuses for concentrating at most several to several tens of times are combined, for example, the selectivity of the circulating pump becomes easy, and the operation thereof is performed under unreasonable conditions. An effect such as no longer being performed can be obtained.

第6図の装置を次のように構成してプランクトンの濃
縮操作を行なった場合の結果を下記表に示す。なお使用
した培養液(クロレラ原液)は2千万セル/mlで10m3
し、操作条件については実施例1と同様とした。
The results obtained when the apparatus of FIG. 6 was configured as follows and the plankton concentration operation was performed are shown in the following table. The culture solution used (chlorella stock solution) was 10 m 3 at 20 million cells / ml, and the operating conditions were the same as in Example 1.

本実施例によれば、複数の循環系を並行に稼動できし
かも実施例1の例に比べて比較的狭い濃縮倍率の範囲で
装置を運転できるため、効率のよい運転が可能となる
他、装置の設計例えば循環ポンプの設計が用意となる利
点がある。
According to this embodiment, a plurality of circulation systems can be operated in parallel, and the apparatus can be operated in a relatively narrow range of concentration ratio as compared with the example of the first embodiment. There is an advantage that the design of the circulating pump, for example, is easily prepared.

またプランクトンの装置を通過する時間が平均化さ
れ、プランクトンの各セルにかかる負荷が均質になると
して考えられるため、装置の運転条件の変更等生物を処
理対象とするこの種装置の設計,運転制御が容易化でき
る利点もある。
In addition, the time taken to pass through the plankton device is averaged, and the load on each cell of the plankton is considered to be uniform. Therefore, the design and operation control of this type of device that targets living organisms such as changing the operating conditions of the device There is also an advantage that can be simplified.

(発明の効果) 以上述べた本発明のプランクトン濃縮装置によれば、
培養液中の稀薄なプランクトンを高い濃縮状態にまで濃
縮する処理において次のような効果を得ることができ
る。
(Effect of the Invention) According to the plankton concentrating device of the present invention described above,
The following effects can be obtained in the process of concentrating the rare plankton in the culture solution to a high concentration state.

低圧ポンプで対象液を循環させることで、有用なプラ
ンクトンの濃縮を低コストで行なうことができる。
By circulating the target liquid with a low-pressure pump, useful plankton can be concentrated at low cost.

処理対象液中のCODであるプランクトンの栄養源物質
は分離膜を通して透過水中に流出するため、プランクト
ンを回収する側での該物質の濃縮が生ずることはなく、
プランクトンの生存条件を培養液と同様の状態に維持で
きる。
Since the nutrient source of plankton, which is COD in the liquid to be treated, flows out through the separation membrane into the permeated water, concentration of the substance on the side where plankton is collected does not occur,
The plankton survival condition can be maintained in the same state as the culture solution.

従来の遠心分離機のような高速回転体を備えた装置で
はないから騒音の発生は殆どなく、作業環境の上で良好
となる。
Since the apparatus does not have a high-speed rotating body like a conventional centrifugal separator, there is almost no generation of noise and the working environment is good.

循環系中の液の濃度を濁度系を用いて連続的あるいは
定期的に測定することにより、装置の運転停止時期を即
時的に決定することができるため、回収する濃縮液のプ
ランクトン濃度を概ね一定の状態で得ることができる。
また濁度計を用いた液中のプランクトン濃度の測定によ
り、装置停止の制御を自動化して行なわせることが可能
となり、装置の運転管理の容易化、作業人員の低減化が
できる。
By measuring the concentration of the liquid in the circulatory system continuously or periodically using a turbidity system, it is possible to immediately determine when to stop the operation of the device. It can be obtained in a certain state.
Further, by measuring the plankton concentration in the liquid using a turbidity meter, it is possible to automatically control the stop of the apparatus, thereby facilitating the operation management of the apparatus and reducing the number of workers.

循環液の液温をコントロールすることにより、プラン
クトンを死滅させることなく液の粘度を適当な状態に維
持して効率のよい装置運転を行なうことができる。
By controlling the temperature of the circulating liquid, it is possible to maintain the viscosity of the liquid in an appropriate state without killing plankton and to operate the apparatus efficiently.

複数の循環系を多段に設けるようにした場合には、こ
れら複数の循環系を並行に稼動できしかも比較的狭い濃
縮倍率の範囲で装置を運転できるため、効率のよい運転
が可能となる他、装置の設計例えば循環ポンプの設計が
容易となる。
When a plurality of circulation systems are provided in multiple stages, the plurality of circulation systems can be operated in parallel, and the apparatus can be operated in a relatively narrow range of concentration ratio, so that efficient operation can be performed. The design of the device, for example, the design of the circulation pump is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面第1図は本発明よりなる実施例1のプランクトン濃
縮装置の構成概要例を示した図、第2図は処理液量の減
少と液中プランクトン濃度の上昇の関係を説明するため
の図、第3図は実施例2のプランクトン濃縮装置の構成
概要例を示した図、第4図は吸光度とクロレラ濃度の関
係を示した図、第5図は実施例3のプランクトン濃縮装
置の構成概要例を示した図、第6図は実施例4のプラン
クトン濃縮装置の構成概要例を示した図、第7図は遠心
分離機を使用した従来例のプランクトン濃縮装置の構成
例を説明するための図である。 1……プランクトン培養槽 2……原液槽、3……膜分離ユニット 4……濃縮プランクトン回収槽 5……原液ポンプ、6……循環ポンプ 7,8……開閉切換弁 9……往路管、10……復路管 11……バイパス路、12……発光源 13……受光セル、15……熱交換器 31……プランクトン培養槽 32……原液槽、33……遠心分離機 34……濃縮プランクトンの回収槽 35……送液ポンプ、36……送液ポンプ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a schematic configuration example of a plankton concentrating apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a relationship between a decrease in a treatment liquid amount and an increase in plankton concentration in a liquid. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration example of a plankton concentrating device of Example 2, FIG. 4 is a diagram showing a relationship between absorbance and chlorella concentration, and FIG. 5 is a schematic configuration example of a plankton concentrating device of Example 3. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration example of a plankton concentrator according to a fourth embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration example of a conventional plankton concentrator using a centrifuge. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plankton culture tank 2 ... Stock solution tank 3 ... Membrane separation unit 4 ... Concentrated plankton collection tank 5 ... Stock solution pump 6 Circulating pump 7,8 Open / close switching valve 9 Outbound pipe 10 ... return pipe 11 ... bypass path, 12 ... light emission source 13 ... light receiving cell, 15 ... heat exchanger 31 ... plankton culture tank 32 ... stock solution tank 33 ... centrifuge 34 ... concentration Plankton collection tank 35 Liquid pump, 36 Pump

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プランクトンは透過させずかつ栄養源物質
は透過させるポアサイズの分離膜に、クロスフロー方式
で上記プランクトンおよび栄養源物質を含む処理対象液
を通す膜分離ユニットと、該処理対象液を該膜分離ユニ
ットに循環流通させる循環系とを備え、非透過の液側で
プランクトンを濃縮回収することを特徴とするプランク
トンの濃縮装置。
1. A membrane separation unit for passing a treatment liquid containing plankton and a nutrient substance through a pore-size separation membrane that does not allow plankton to permeate and allows nutrient substances to permeate, in a cross-flow manner. A plankton concentrating device, comprising: a circulating system for circulating and circulating the plankton through the membrane separation unit;
【請求項2】プランクトンがクロレラであることを特徴
とする請求項1に記載のプランクトンの濃縮装置。
2. The plankton concentrator according to claim 1, wherein the plankton is chlorella.
【請求項3】上記循環系の途中に熱交換器を介設したこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプラン
クトンの濃縮装置。
3. The plankton concentrator according to claim 1, wherein a heat exchanger is provided in the middle of the circulation system.
【請求項4】上記循環系の途中に濁度計を用いた循環液
濃度の測定セクションを設けたことを特徴とする請求項
1ないし請求項3のいずれかに記載のプランクトンの濃
縮装置。
4. The plankton concentrator according to claim 1, further comprising a section for measuring the concentration of circulating liquid using a turbidity meter in the middle of the circulation system.
【請求項5】上記膜分離ユニットおよび循環系の組の複
数を、処理液容量を順次に小さくして多段に設けたこと
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載
のプランクトンの濃縮装置。
5. The plankton according to claim 1, wherein a plurality of sets of the membrane separation unit and the circulating system are provided in multiple stages with the volume of the processing solution reduced sequentially. Concentrator.
【請求項6】請求項1ないし請求項4のいずれかに記載
の濃縮装置において、上記循環系の非透過の液側の液量
が所定量まで減少した時点で、該循環系に処理対象液を
追加補充することを特徴とするプランクトンの濃縮方
法。
6. The concentrator according to claim 1, wherein the liquid to be treated is added to the circulating system when the amount of liquid on the non-permeating liquid side of the circulating system decreases to a predetermined amount. A plankton enrichment method, characterized by additionally replenishing water.
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