JP6126401B2 - 微細藻類の回収・成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、藻体を含む培養液から微細藻類を回収し、成形する方法に関し、例えば化石燃料（石油、石炭、天然ガス等）のエネルギーによる発電所の固形燃料を作製するのに好適な微細藻類の回収・成形方法に関する。

近時、第３世代のバイオマス燃料として、藻類バイオ燃料の生産が検討されている。この藻類バイオ燃料は、藻類を原料として生産された液体燃料や合成ガスであって、輸送用燃料の代替として期待されている。

また、藻類は、トウモロコシやサトウキビ等の高等植物と比較して収穫量が多く、水の使用量が少ない。しかも、食料と競合しないというメリットもある。

藻類からのオイルを生産は、通常、藻体の培養、藻体を含む培養液から藻体の分離回収、脱水、乾燥、藻体の粉砕、溶媒抽出と残渣の分離、溶媒回収等、多くのプロセスを経て行われている。

藻体の培養及び収穫に関しては、特許文献１にセラミック薄膜フィルタを使用することが記載されている。この方法は、セラミックの多孔質体に培養液を循環させて培養液のバイオマス密度又は濃度を上げるというものである。

また、従来では、微細藻を含む養液を微細藻と養液成分とに分離した後、微細藻を脱水しながら燃料利用に適した形状に成形するシステムが提案されている（例えば特許文献２参照）。この特許文献２には、さらに、微細藻を粉砕して微細藻からオイル成分を含む液体を抽出し、抽出した後の残渣を固形燃料にするシステムも記載されている。

特表２０１２−５１５５５３号公報 特開２０１１−２０６６９３号公報

しかしながら、従来のシステムでは、工程別に専用の装置を設置する必要があり、その分、設置スペースや、各装置間に被処理物を搬送するための搬送スペースが必要になるという問題があることから、微細藻類を回収し、さらに微細藻類の成形体を作製するにあたって、コストの削減には限界がある。

特に、微細藻類からオイル成分を含む液体を抽出する場合、藻体の培養を除く、後半のプロセス（オイル回収プロセス）が全体コストにおいて高い割合を占めることから、特許文献２のように、工程別に専用の装置を設置する必要があるシステムでは、微細藻類からオイルを抽出し、オイルを抽出した後の残渣の成形体を作製するにあたって、処理時間がかかり、生産性の向上、コストの削減には限界がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、多孔質フィルタを使用することで、藻の脱水回収効率の向上を図ることができると共に、容易に、オイル成分を含む微細藻類を回収して、微細藻類の成形体を作製することができ、例えば化石燃料のエネルギーによる発電所の固形燃料を、低コストでしかも容易に作製することができる微細藻類の回収・成形方法を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る微細藻類の回収・成形方法は、一方の端面、他方の端面及び外周面を有し、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成された複数の濾過セルと、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成され、且つ、前記一方の端面及び前記他方の端面の各開口が封止された複数の集水セルと、前記集水セルと外部空間とを連通する流路と、を有する多孔質体と、前記濾過セルの内壁面に配設され、且つ、水分を透過し、微細藻類を透過しない分離膜と、を備えた多孔質フィルタを使用し、前記微細藻類を含む培養液を、前記多孔質フィルタの前記一方の端面から供給し、濾過して、前記濾過セル内に前記微細藻類を回収すると同時に、前記濾過セル内に前記微細藻類を蓄積して前記微細藻類の成形体を作製する成形工程と、少なくとも前記流路から逆洗を行って、前記成形体を前記一方の端面を通じて排出する排出工程とを有することを特徴とする。

［２］ 本発明において、前記排出工程は、少なくとも前記流路から前記集水セルを介して前記濾過セル内に逆洗水を供給して、前記濾過セルから前記成形体を剥離する工程と、前記濾過セルに圧縮空気を供給して前記成形体を排出する工程とを有してもよい。

［３］ 本発明において、前記逆洗水は、前記成形工程での濾過によって得られた濾過水を利用してもよい。

［４］ ［２］又は［３］において、前記排出工程において前記成形体と共に排出された逆洗水を、前記培養液の水分として利用してもよい。

［５］ 本発明において、前記排出工程は、少なくとも前記流路から前記集水セルを介して前記濾過セル内に圧縮空気を供給して、前記濾過セルから前記成形体を剥離する工程と、前記濾過セルに圧縮空気を供給して前記成形体を排出する工程とを有してもよい。

［６］ 本発明において、前記成形体を乾燥して化石燃料のエネルギーによる発電所の固形燃料としてもよい。

［７］ この場合、前記成形体を乾燥するための熱源として、前記発電所の廃熱を用いてもよい。

［８］ 本発明において、さらに、少なくとも液体を透過する多数の開気孔が形成され、且つ、少なくとも一方が開口とされた中空部を有する筒状の多孔質支持体を具備したセラミック部材を使用し、得られた前記微細藻類の成形体を前記セラミック部材の前記中空部内において乾燥する乾燥工程と、前記セラミック部材の前記中空部内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することにより、前記中空部内の前記微細藻類を粉砕すると同時に、前記有機溶媒に接触させて前記微細藻類からオイル成分を抽出するオイル抽出工程と、前記セラミック部材の前記中空部に残存し、前記オイル成分が抽出された後の前記微細藻類の残渣の回収を行う回収工程と、回収された前記残渣を成形して前記残渣の成形体を作製する成形工程と、を有してもよい。

［９］ ［８］において、前記成形工程は、前記残渣を乾式プレスを用いて成形して、前記残渣の成形体を作製してもよい。

［１０］ ［８］又は［９］において、前記残渣の成形体を乾燥して化石燃料のエネルギーによる発電所の固形燃料としてもよい。

［１１］ この場合、前記乾燥工程での前記微細藻類を乾燥するための熱源及び／又は前記残渣の成形体を乾燥するための熱源として、前記発電所の廃熱を用いてもよい。

以上説明したように、本発明に係る微細藻類の回収・成形方法によれば、多孔質フィルタを使用することで、藻の脱水回収効率の向上を図ることができると共に、容易に、オイル成分を含む微細藻類を回収して、微細藻類の成形体を作製することができ、例えば化石燃料のエネルギーによる発電所の固形燃料を、低コストでしかも容易に作製することができる。ここで、藻の脱水回収効率とは、微細藻類を含む培養液を脱水（濾過等）して得られる水分の回収効率を指す。特に、本発明では、回収した水分を培養液の水分等として利用することができ、水分の利用効率も向上させることができる。

本実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法が適用されるリサイクルシステムの一例を示す構成図である。 第１の実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法（第１回収・成形方法）で使用される濾過装置を示す構成図である。 多孔質フィルタの一例を、その一部を切り出した状態を示す斜視図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ線上の断面図である。 第１回収・成形方法において、多孔質フィルタの濾過セルに培養液を供給しながら、培養液の水分を濾過している状態を示す説明図である。 第１回収・成形方法の一例を示すフローチャートである。 多孔質フィルタの濾過セル内に逆洗水を供給して微細藻類を剥離している状態を示す説明図である。 多孔質フィルタの濾過セルに圧縮空気を供給して微細藻類の成形体を排出している状態を示す説明図である。 第２の実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法（第２回収・成形方法）で使用される変形例に係る濾過装置を示す構成図である。 第２回収・成形方法の一例を示すフローチャートである。 第２回収・成形方法において、多孔質フィルタの濾過セルに培養液を供給しながら、培養液の水分を濾過している状態を示す説明図である。 多孔質フィルタの濾過セル内に圧縮空気を供給して微細藻類を剥離している状態を示す説明図である。 多孔質フィルタの濾過セルに圧縮空気を供給して微細藻類の成形体を排出している状態を示す説明図である。 第３の実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法（第３回収・成形方法）を概略的に示す工程図である。 図１５Ａは第３回収・成形方法で使用されるセラミック部材を示す斜視図であり、図１５Ｂはセラミック部材を軸方向に沿って切断した断面図である。 藻類オイル抽出システムにて使用されるカバー部材に、セラミック部材を収容した状態を示す断面図である。 図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線上の断面図である。 濾過装置にて得られた微細藻類の成形体をセラミック部材の中空部内に投入している状態を示す説明図である。 藻類オイル抽出システムを示す構成図である。 残渣の回収から残渣の成形を示す構成図である。 第３回収・成形方法の一例を示すフローチャートである。 図２２Ａはセラミック部材の中空部内に微細藻類を投入した状態を示す動作説明図であり、図２２Ｂは乾燥工程を示す動作説明図である。 図２３Ａはオイル抽出用媒体投入工程を示す動作説明図であり、図２３Ｂはオイル抽出工程においてセラミック部材を回転駆動している状態を示す動作説明図である。 図２４Ａは微細藻類から抽出されたオイル成分が、粉砕メディア、有機溶媒及び微細藻類の残渣と共にカバー部材本体内に貯留された状態を示す動作説明図であり、図２４Ｂはオイル回収工程を示す動作説明図である。 セラミック部材を、セラミック部材の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢で支持した状態を示す説明図である。

以下、本発明に係る微細藻類の回収・成形方法の実施の形態例を図１〜図２５を参照しながら説明する。以下の説明では、微細藻類を藻体とも記す。

本実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法は、例えば図１に示すリサイクルシステム１０００において好適に使用される。

このリサイクルシステム１０００は、化石燃料のエネルギーによる発電所、例えば微粉炭に微細藻類の成形体（固形燃料）を混合して得られる燃料を燃焼して電力を発生する火力発電所１００２から排出されるガス（ＣＯ₂）を供給して藻体の成育に利用する。成育した藻体を含む培養液を貯留した培養槽から培養液を汲み出して、培養液から微細藻類を回収し、成形する（本実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法が使用される）。微細藻類の成形体を乾燥して固形燃料を作製する。作製した固形燃料を微粉炭に混合して燃料として火力発電所に供給する。

ここで、第１の実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法（以下、第１回収・成形方法と記す）について図２〜図８を参照しながら説明する。この第１回収・成形方法では、図２に示す濾過装置１０を使用する。

濾過装置１０は、図２に示すように、セラミック膜モジュール１２と、図示しない培養槽から培養液を汲み出してセラミック膜モジュール１２に供給するポンプ１４と、セラミック膜モジュール１２によって微細藻類が除去された水（濾過水１６）を回収し、逆洗水１８として利用する逆洗水槽２０と、圧縮空気を出力する圧縮空気設備２２と、セラミック膜モジュール１２から排出された逆洗排水２４から微細藻類の成形体２６を分離するフィルタ部材２８と、成形体２６が分離された後の逆洗排水の水分３０を回収する逆洗水回収槽３２と、を有する。

また、濾過装置１０は、セラミック膜モジュール１２と逆洗水槽２０との間に接続され、濾過水１６を逆洗水槽２０に導く第１バルブ３４ａと、セラミック膜モジュール１２と逆洗水槽２０との間に接続され、逆洗水１８をセラミック膜モジュール１２に導く第２バルブ３４ｂと、圧縮空気設備２２とセラミック膜モジュール１２との間に接続された第３バルブ３４ｃと、セラミック膜モジュール１２と逆洗水回収槽３２との間に接続された第４バルブ３４ｄとを有する。

ここで、濾過装置１０の動作、特に、水逆洗動作について簡単に説明する。
（水逆洗）
（１） 第２バルブ３４ｂを閉じ、第１バルブ３４ａを開いて、逆洗水槽２０に濾過水１６を貯めて逆洗水１８とする。
（２） 第１バルブ３４ａを閉じ、第２バルブ３４ｂ及び第４バルブ３４ｄを開いて、セラミック膜モジュール１２を逆洗水１８にて逆洗する。
（３） 逆洗後、第２バルブ３４ｂを閉じ、第３バルブ３４ｃを開いて、圧縮空気を、セラミック膜モジュール１２内に導入して、セラミック膜モジュール１２内に残存する微細藻類の成形体２６を圧縮空気と共に排出する。

一方、セラミック膜モジュール１２は、図３及び図４に示すように、１以上の多孔質フィルタ３６が設置されて構成される。多孔質フィルタ３６は、例えば国際公開第２０１０／１３４５１４号パンフレットに記載された構造を好ましく採用することができる。

多孔質フィルタ３６の構造を簡単に説明すると、該多孔質フィルタ３６は、両端面（一方の端面３６ａ及び他方の端面３６ｂ）及び外周面３８を有する多孔質体４０を具備する。多孔質体４０は、その外形は円柱形であり、一方の端面３６ａから他方の端面３６ｂまで貫通し（図３において概ね横方向に）、列をなして形成された複数の濾過セル４２と、一方の端面３６ａから他方の端面３６ｂまで貫通し（図３において概ね横方向に）、列をなして形成された複数の集水セル４４を備える。濾過セル４２と集水セル４４の断面形状は例えば円形である。濾過セル４２の内壁面のみに、分離膜４６（図４参照）が形成されている。濾過セル４２の両端面の開口は開放とされている。分離膜４６は液体を透過するが、微細藻類を透過しない構造を有する。分離膜４６の平均細孔径は、多孔質体４０よりも小さいことが好ましい。平均細孔径は、微細藻類の大きさによって適宜選択することができ、好ましくは０．１〜２．０μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．７μｍ程度とすることができる。

一方、集水セル４４は、その両端面の開口が目封止部材４８で封止されている。集水セル４４の途中には、多孔質フィルタ３６の軸方向と直交する方向に延びる排出流路５０が設けられ、集水セル４４は、排出流路５０を通じて外部空間と連通するようになっている。

排出流路５０は、両端面（３６ａ、３６ｂ）の近傍に、連通した複数の集水セル４４毎に、各１つ、設けられている。図３の例では、集水セル４４は３列あり、排出流路５０は、その列毎に、複数の集水セル４４同士を連通させ、且つ、多孔質体４０の外周面３８に開口している。

そして、多孔質フィルタ３６をセラミック膜モジュール１２の筐体内に組み込む場合は、図５に示すように、多孔質フィルタ３６の例えば一方の端面３６ａの少なくとも外周部とセラミック膜モジュール１２の筐体５２の底部５２ａとの間、並びに、他方の端面３６ｂの少なくとも外周部と筐体５２の上部５２ｂとの間にそれぞれゴム質のパッキン５４が介在されて、多孔質フィルタ３６の外周面３８が、筐体５２の内壁面５２ｃとの間に第１ギャップ５６ａを設けて封止され、さらに、多孔質フィルタ３６の他方の端面３６ｂが、筐体５２の上部５２ｂとの間に第２ギャップ５６ｂを設けて封止される。多孔質フィルタ３６における一方の端面３６ａの開口（濾過セル４２の一方の開口４２ａ）は、筐体５２の底部５２ａに設けられた開口５８を通じて外方に開放とされる。なお、多孔質フィルタ３６の一方の端面３６ａ及び他方の端面３６ｂのうち、多孔質体４０の部分はそれぞれ緻密質のシール材６０で封止される。

次に、上述した濾過装置１０を用いた第１回収・成形方法について図６〜図８も参照しながら説明する。

先ず、図６のステップＳ１において、濾過装置１０は、ポンプ１４にて汲み出された培養液をセラミック膜モジュール１２に供給して、培養液から微細藻類を取り除いて濾過する。

すなわち、図３及び図５に示すように、第１バルブ３４ａを開いた状態で、培養液を、多孔質フィルタ３６の一方の端面３６ａの開口（濾過セル４２の一方の開口４２ａ）を通じて濾過セル４２内に導入する。濾過セル４２内に導入された培養液のうち、水分のみが分離膜４６及び多孔質体４０を透過し、濾過水１６として集水セル４４に流通する。集水セル４４に流れ込んだ濾過水１６は、途中の排出流路５０を通じて外部空間に排出される。もちろん、外周面３８に近接する濾過セル４２であれば、分離膜４６及び多孔質体４０を透過して直接外部空間に排出される。外部空間に排出された濾過水１６は、筐体５２内の第１ギャップ５６ａを介して筐体５２の外部に排出され、開状態の第１バルブ３４ａを通じて逆洗水槽２０（図２参照）に搬送される。このとき、微細藻類は、培養液の水分の濾過によって分離膜４６側に押し付けられながら蓄積されていき、ペレット状の成形体２６として成長することとなる。

所定量の培養液がセラミック膜モジュール１２に供給された段階で、図６のステップＳ２に進み、濾過装置１０は、逆洗水槽２０に貯留された逆洗水１８をセラミック膜モジュール１２に供給して、セラミック膜モジュール１２に蓄積されている成形体２６を逆洗水１８によって取り除く。

すなわち、図７に示すように、第１バルブ３４ａを閉じ、第２バルブ３４ｂを開くことで、逆洗水１８は、逆洗水槽２０（図２参照）からセラミック膜モジュール１２の筐体５２内の第１ギャップ５６ａに供給され、さらに、排出流路５０を通じて集水セル４４（図３及び図４参照）に流通し、集水セル４４から多孔質体４０及び分離膜４６を透過して濾過セル４２に流入する。これによって、微細藻類の成形体２６が分離膜４６から剥離することとなる。セラミック膜モジュール１２から排出された逆洗水、すなわち、逆洗排水２４は、逆洗水回収槽３２（図２参照）に回収される。

続いて、図６のステップＳ３において、圧縮空気を導入して、セラミック膜モジュール１２に蓄積されているペレット状の成形体２６を排出する。図８に示すように、第２バルブ３４ｂを閉じ、第３バルブ３４ｃを開くことで、圧縮空気設備２２（図２参照）からの圧縮空気は、筐体５２内の第２ギャップ５６ｂに供給され、さらに、濾過セル４２内に導入される。これにより、剥離した微細藻類の成形体２６が圧縮空気と共に排出される。排出された微細藻類の成形体２６は、途中に配設されたフィルタ部材２８（図２参照）にて捕獲される。

そして、図６のステップＳ４において、図２に示すように、逆洗水回収槽３２にて回収された逆洗排水２４を、培養槽に培養液の水分としてリサイクルし、フィルタ部材２８にて捕獲された微細藻類の成形体２６を回収する。

上述では、濾過装置１０の動作として水逆洗動作を示したが、図９に示す変形例に係る濾過装置１０ａを使用して空気逆洗動作を行ってもよい。

すなわち、この変形例に係る濾過装置１０ａは、図９に示すように、上述した濾過装置１０とほぼ同様の構成を有するが、逆洗水槽２０に代えて、セラミック膜モジュール１２によって微細藻類が除去された水（濾過水１６）を回収する濾過水槽６２と、第２バルブ３４ｂに代えて、圧縮空気設備２２とセラミック膜モジュール１２との間に接続された第５バルブ３４ｅと、逆洗水回収槽３２に代えて、成形体回収槽６４を有する点で異なる。フィルタ部材２８（図２参照）は存在しない。第５バルブ３４ｅは、開くことで、多孔質フィルタ３６の排出流路５０を介して、圧縮空気が多孔質フィルタ３６内に導入される。

そして、空気逆洗は例えば以下の手順にて行われる。
（空気逆洗）
（１） 第１バルブ３４ａを開いて、濾過水槽６２に濾過水１６を貯める。
（２） 第１バルブ３４ａを閉じ、第５バルブ３４ｅを開いて、セラミック膜モジュール１２を圧縮空気にて逆洗（空気逆洗）する。
（３） 空気逆洗後、第５バルブ３４ｅを閉じ、第３バルブ３４ｃを開いて、圧縮空気を、セラミック膜モジュール１２内に導入して、セラミック膜モジュール１２内に残存する微細藻類の成形体２６を空気と共に排出する。

ここで、上述した変形例に係る濾過装置１０ａを用いた、第２の実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法（以下、第２回収・成形方法と記す）について図１０〜図１３も参照しながら説明する。

先ず、図１０のステップＳ１０１において、濾過装置１０ａは、ポンプ１４にて汲み出された培養液をセラミック膜モジュール１２に供給して、培養液から微細藻類を取り除いて濾過する。濾過水１６は濾過水槽６２に回収される。

すなわち、図１１に示すように、第１バルブ３４ａを開いた状態で、培養液を、多孔質フィルタ３６の一方の端面３６ａの開口（濾過セル４２の一方の開口４２ａ）を通じて濾過セル４２内に導入する。濾過セル４２内に導入された培養液のうち、水分のみが分離膜４６及び多孔質体４０を透過し、筐体５２内の第１ギャップ５６ａを介して筐体５２の外部に排出され、開状態の第１バルブ３４ａを通じて濾過水槽６２（図９参照）に搬送される。この場合も、微細藻類は、培養液の水分の濾過によって分離膜４６側に押し付けられながら蓄積されていき、ペレット状の成形体２６として成長することとなる。

所定量の培養液がセラミック膜モジュール１２に供給された段階で、ステップＳ１０２に進み、濾過装置１０ａは、空気逆洗用の圧縮空気をセラミック膜モジュール１２に供給して、セラミック膜モジュール１２に蓄積されている成形体２６を圧縮空気によって取り除く。

すなわち、図１２に示すように、第１バルブ３４ａを閉じ、第５バルブ３４ｅを開くことで、圧縮空気は、筐体５２内の第２ギャップ５６ｂに供給され、さらに、排出流路５０を通じて集水セル４４（図３参照）に流通し、集水セル４４から多孔質体４０及び分離膜４６を透過して濾過セルに流入する。これによって、微細藻類の成形体２６が分離膜４６から剥離することとなる。

続いて、ステップＳ１０３において、圧縮空気を導入して、セラミック膜モジュール１２に蓄積されている成形体２６を排出する。すなわち、図１３に示すように、第５バルブ３４ｅを閉じ、第３バルブ３４ｃを開くことで、圧縮空気は、筐体５２内の第２ギャップ５６ｂに供給され、さらに、濾過セル４２内に導入される。これにより、剥離した微細藻類の成形体２６が圧縮空気と共に排出される。排出された微細藻類の成形体２６は成形体回収槽６４（図９参照）に回収されることになる。

そして、図１０のステップＳ１０４において、濾過水槽６２にて回収された濾過水１６を、培養槽に培養液の水分としてリサイクルし、成形体回収槽６４にて回収された微細藻類の成形体２６を回収する。

このように、第１回収・成形方法及び第２回収・成形方法においては、多孔質フィルタ３６を使用して、微細藻類を含む培養液を、多孔質フィルタ３６の一方の端面３６ａから供給し、濾過して、濾過セル４２内に微細藻類を回収すると同時に、濾過セル４２内に微細藻類を蓄積して微細藻類の成形体２６を作製し、その後、少なくとも逆洗（水逆洗又は空気逆洗）を行って、成形体２６を一方の端面３６ａを通じて排出するようにしたので、多孔質フィルタ３６を使用することで、一箇所（ワンストップ）で、且つ、容易に、オイル成分を含む微細藻類を回収して、微細藻類の成形体２６を作製することができ、コスト的にも有利となる。

また、第１回収・成形方法では、濾過された培養液の水分（濾過水１６）を逆洗水槽２０に回収して逆洗水１８として利用し、さらに、逆洗排水２４の水分３０を培養液の水分としてリサイクルし、第２回収・成形方法では、濾過水１６を濾過水槽６２に回収して培養液の水分としてリサイクルするようにしたので、藻の脱水回収効率を向上させることができ、しかも、回収した水分を培養液の水分等として利用することができ、水分の利用効率も向上させることができる。すなわち、資源としての水を有効利用することができる。

そして、この第１回収・成形方法及び第２回収・成形方法を、図１のリサイクルシステム１０００に適用した場合、第１回収・成形方法又は第２回収・成形方法にて作製された微細藻類の成形体２６を、火力発電所１００２の廃熱を利用して乾燥して固形燃料を作製することができ、火力発電所１００２の固形燃料を、低コストでしかも容易に作製することができる。また、成形体２６を乾燥する熱源として火力発電所１００２の廃熱を利用することで、資源としての熱を有効利用することができる。

次に、第３の実施の形態に係る微細藻類の回収・成形方法（以下、第３回収・成形方法と記す）について図１４〜図２５を参照しながら説明する。この第３回収・成形方法では、図１４に示すように、上述した濾過装置１０を使用した第１回収・成形方法又は変形例に係る濾過装置１０ａを使用した第２回収・成形方法にて回収した微細藻類の成形体を乾燥し、乾燥後の微細藻類の成形体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて微細藻類からオイル成分を抽出し、さらに、オイル成分が抽出された後の微細藻類の残渣を回収し、回収された残渣を成形して残渣の成形体を作製する。つまり、第３回収・成形方法においては、微細藻類の成形体から抽出されたオイル成分にて、自動車用、船舶用、航空機用の燃料として利用し、微細藻類の残渣を固形燃料化して、例えば発電エネルギー（火力発電所の燃料）として利用することが可能となり、藻類のエネルギーとしての有効利用を図ることができる。

この第３回収・成形方法は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すセラミック部材１００を使用する。

このセラミック部材１００は、濾過装置１０（１０ａ）にて得られた微細藻類の成形体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の成形体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて微細藻類からオイル成分を抽出するオイル抽出工程と、を少なくとも有する一連の工程で使用される。

そして、セラミック部材１００は、少なくとも液体を透過する多数の細孔（開気孔）が形成され、少なくとも一方が開口１０４ａとされた中空部１０２を有する筒状の多孔質支持体１０４を有する。図１５Ｂでは、両方が開口（一方の開口１０４ａ及び他方の開口１０４ｂを有する）とされた筒形状を有する例を示しているが、一方のみが開口１０４ａされ、他方が閉塞とされた筒形状であってもよい。オイル抽出工程において、藻体からオイル成分を抽出するための媒体である粉砕メディアと有機溶媒とが投入される。これについては後で詳述する。

多孔質支持体１０４の外周形状（横断面の外周形状）としては、三角形、四角形、五角形、六角形等の任意の多角形の他、円形、楕円形等が挙げられる。一方、多孔質支持体１０４の内周形状（横断面の内周形状）も、三角形、四角形、五角形、六角形等の任意の多角形の他、円形、楕円形等が挙げられるが、中空部１０２に投入された藻体の粉砕、藻体の乾燥及び中空部１０２からの残渣の除去を効率よく行うために、図１５Ａに示すように、円形あるいは楕円形であることが好ましい。

セラミック部材１００を構成する多孔質支持体１０４のみで脱水（濾過）を行ってもよいが、脱水の処理速度を確保しつつ、藻体と液体との分離性能（濾過性能）を向上させる観点から、多孔質支持体１０４の中空部１０２の表面（内壁面）に、多孔質支持体１０４の細孔（開気孔）よりも径の小さい細孔（開気孔）を有するフィルタ膜１０６を形成することが好ましい。これにより、フィルタ膜１０６の平均細孔径を小さくしても、液体が多孔質支持体１０４内を透過する際の圧力損失を抑えることができる。

多孔質支持体１０４を構成するセラミックの種類や多孔質支持体１０４の製法に特に制限はないが、一般に、骨材と支持体用焼結助剤から形成されることが好ましい。骨材は多孔質支持体の主成分を構成するセラミック製の粒子であり、例えばアルミナ、ムライト、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、陶磁器屑等の１種又は２種以上の粒子が好ましく、濾過の目的に適合するように適宜選択される。骨材の平均粒子径は、好ましくは５〜２００μｍ程度である。骨材の多孔質支持体中の含有量は、骨材と支持体用焼結助剤の合計を基準として、好ましくは６５〜９０質量％である。

支持体用焼結助剤は、骨材と共に焼成することにより骨材間の結合を強化し、強固な多孔質支持体１０４を形成するために用いられる。その材質は特に限定されないが、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、ガラスフリット、長石、コージェライト等の１種又は２種以上を用いることができ、濾過の目的や骨材の材質によって適宜選択することができる。支持体用焼結助剤の平均粒子径に特に制限はないが、５μｍ以下の平均粒子径であることが好ましい。支持体用焼結助剤の含有量は、骨材と支持体用焼結助剤の合計を基準として、好ましくは１０〜３５質量％である。そして、骨材と支持体用焼結助剤を含む杯土を筒状に成形した後、焼成することにより、多孔質支持体１０４を形成することができる。

一方、多孔質支持体１０４の中空部１０２の表面に形成されるフィルタ膜１０６は、多孔質支持体１０４よりも小さい平均細孔径を有することが好ましい。平均細孔径は、藻体を粉砕した後の残渣の大きさによって適宜選択することができる。藻の大きさは様々であるが一般的には５μｍから５０μｍであることから、フィルタ膜１０６の平均細孔径は、好ましくは０．１〜２．０μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．７μｍ程度とすることができる。

また、本実施の形態では、図１５Ａに示すように、多孔質支持体１０４の外壁１０４ｃに、乾燥工程において通電される１以上のヒータ電極１０８を形成してもよい。この場合、キャビティにヒータ電極１０８が設置された成形型を用い、該成形型内にセラミック粉末と焼結助剤と有機化合物（分散媒、ゲル化剤等）を含むスラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応、により固化させた後、成形型から離型することにより、外壁にヒータ電極１０８が埋め込まれた円筒状の成形体を作製する。そして、この成形体を焼成することで、外壁１０４ｃにヒータ電極１０８が埋め込まれた多孔質支持体１０４を得ることができる。

次に、上述したセラミック部材１００を利用した藻類オイル抽出システム１１０について、図１６〜図２０を参照しながら説明する。

この藻類オイル抽出システム１１０は、先ず、図１６及び図１７に示すように、セラミック部材１００を収容するカバー部材１１２を有する。このカバー部材１１２は、カバー部材本体１１４と、該カバー部材本体１１４に着脱される蓋部材１１６とを有する。従って、この藻類オイル抽出システム１１０においては、セラミック部材１００をカバー部材１１２に収容した状態で、上述した一連の工程（乾燥工程、オイル抽出工程等）が行われ、なお、図１６〜図２０並びに図２２Ａ〜図２５において、フィルタ膜１０６の図示を省略してある。

カバー部材本体１１４は、一方が開口とされ、且つ、底１１８を有する円筒状の容器の形状を有する。その内径は、セラミック部材１００の外径よりも大に設定されて、セラミック部材１００の外周とカバー部材本体１１４の内周との間にギャップ１２０が形成されている。

カバー部材本体１１４の側壁の一部に、濾過された培養液の水分並びに抽出されたオイル成分を含む液体（オイル成分と有機溶媒の混合液）を排出するための排出孔１２２が形成されている。排出孔１２２は、例えば直径が１００〜２００ｍｍの円形の孔でもよいし、楕円形の孔でもよい。この排出孔１２２には、後述する第２導管１６４ｂ（図１９参照）等が装着される第１弁部１２４Ａが設置されている。この第１弁部１２４Ａは、導管が装着されたときに開き、導管が取り外されたときに閉じる構成となっている。第２導管１６４ｂは、抽出されたオイル成分を含む液体が流通する導管である。なお、この排出孔１２２は、セラミック部材１００の中空部１０２への粉砕メディア及び有機溶媒の投入並びにセラミック部材１００の回転駆動の際に、第１弁部１２４Ａによって閉状態とされる。

また、図１７に示すように、カバー部材本体１１４の内壁には、収容されたセラミック部材１００を支持する複数の支持部材１２６が設置されている。各支持部材１２６は、セラミック部材１００での濾過面積を確保するため、軸方向がカバー部材１１２の径方向とされた柱状（円柱状、四角柱状、多角柱状等）であることが好ましい。本実施の形態では、直径が３０〜７０ｍｍ（例えば５０ｍｍ）で、高さがギャップ１２０の幅（カバー部材１１２の径方向に沿った長さ）と同じとされた円柱状の支持部材１２６を用いた。支持部材１２６の配置位置は、カバー部材１１２の長さ方向の両端（一方の端部及び他方の端部）並びに中央部分においてそれぞれ等間隔に４つずつ、例えば等間隔に配置することが挙げられる。この場合、合計で１２個の支持部材１２６が設置されることになる。これにより、セラミック部材１００の軸線とカバー部材本体１１４の軸線とがほぼ一致する位置に、セラミック部材１００を支持することができ、セラミック部材１００を収容したカバー部材１１２の回転駆動をスムーズに行わせることができる。もちろん、支持部材１２６の形状、配置位置、個数等は、セラミック部材１００の大きさやギャップ１２０の幅等に応じて適宜選択することができる。

蓋部材１１６は、カバー部材本体１１４のうち、セラミック部材１００の一方の開口１０４ａに対向した位置に装着され、その一部に、セラミック部材１００の一方の開口１０４ａに通じる投入孔１２８が設けられている。従って、蓋部材１１６を、カバー部材本体１１４に装着することで、カバー部材本体１１４の開口が蓋部材１１６によって一部閉塞されるが、投入孔１２８を通じて培養液、粉砕メディア、有機溶媒をセラミック部材１００の中空部１０２内に投入できるようになっている。なお、投入孔１２８は、カバー部材１１２の外周に設けてもよいが、上述のように、カバー部材１１２の最端部（この例では蓋部材１１６）に設置することが好ましい。

また、蓋部材１１６の投入孔１２８には、後述する第１導管１６４ａ（図１９参照）等が装着される第２弁部１２４Ｂが設置されている。この第２弁部１２４Ｂは、導管が装着されたときに開き、導管が取り外されたときに閉じる構成となっている。第１導管１６４ａは、粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６（図２３Ａ参照：以下、オイル抽出用媒体２０８と記す場合もある）が流通する導管である。

カバー部材１１２に収容されるセラミック部材１００とカバー部材本体１１４の底１１８との間、並びにセラミック部材１００と蓋部材１１６との間には、セラミック部材１００の端面形状（環状）とほぼ同じ形状とされたシート状のシール部材１３０が介在される。これにより、セラミック部材１００の一方の端面と蓋部材１１６との間、並びにセラミック部材１００の他方の端面とカバー部材本体１１４の底１１８との間が液密状態となり、藻体を含む培養液がセラミック部材１００の外部に漏れることが防止される。このシール部材１３０は、予めセラミック部材１００に設置してもよいし、あるいは、蓋部材１１６及びカバー部材本体１１４の底１１８に設置していてもよい。

また、このカバー部材１１２は、カバー部材本体１１４の開口に対して蓋部材１１６を開閉させるための開閉機構１３２を有する。この開閉機構１３２は、例えば密封容器の蓋の開閉機構と同様に、カバー部材本体１１４に対して蓋部材１１６を開閉させる蝶番１３４と、カバー部材本体１１４に対して蓋部材１１６を蓋締めする係止金具１３６とを備える。係止金具１３６は、カバー部材本体１１４に回転自在に取り付けられたバックル１３８と、該バックル１３８に回転自在に取り付けられたフック１４０と、蓋部材１１６に取り付けられ、フック１４０が引っ掛けられる引掛部１４２とを有する。そして、カバー部材本体１１４の開口を蓋部材１１６で塞いだ後、係止金具１３６のフック１４０を蓋部材１１６の引掛部１４２に引っ掛けてバックル１３８を蓋部材１１６から離間する方向に回転してロックすることによって、セラミック部材１００とカバー部材１１２との間に介在するシール部材１３０が圧縮され、これにより、カバー部材１１２内にセラミック部材１００が固定、支持されることになる。蓋部材１１６を開くときは、バックル１３８を蓋部材１１６に向けて回転することで、フック１４０が引掛部１４２から離れるため、蓋部材１１６を蝶番１３４によって回転させて、蓋部材１１６を開ければよい。蓋部材１１６を開けることで、微細藻類の成形体の投入、並びに後述する藻体の残渣及び粉砕メディア等の排出を容易に行うことができる。

さらに、この藻類オイル抽出システム１１０は、図１８及び図１９に、その一例を示すように、上述したセラミック部材１００を収容したカバー部材１１２と、セラミック部材１００の中空部１０２内を加熱し、微細藻類を乾燥する乾燥処理部１５４（図２２Ｂ参照）と、セラミック部材１００の中空部１０２内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、カバー部材１１２を軸を中心に回転駆動することにより、セラミック部材１００の中空部１０２内の微細藻類を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて、微細藻類からオイル成分を抽出するオイル抽出部１５６と、カバー部材１１２の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材１１２を支持する支持部１５８と、セラミック部材１００の中空部１０２に残った微細藻類の残渣の回収を行う残渣回収部１６０（図２０参照）とを有する。

「ほぼ水平方向」とは、図１８及び図１９に示すように、鉛直線（重力方向）と直交する水平線Ｌａに対する軸方向の傾斜角θａが０°〜＋３０°の範囲であって、傾斜角θａが０°を超えて３０°以下の範囲では、セラミック部材１００の開口１０４ａが上方を向いた状態をいう。また、支持部１５８は、カバー部材１１２を水平方向に支持することで、セラミック部材１００を間接的に水平方向に支持する。

乾燥処理部１５４は、セラミック部材１００の外部に設置された乾燥装置１６６（図２２Ｂ参照）を有し、この乾燥装置１６６によって、セラミック部材１００の中空部１０２内を加熱して、微細藻類２００を乾燥する。もちろん、セラミック部材１００の外壁にヒータ電極１０８（図１５Ａ参照）が設けられていれば、ヒータ電極１０８に通電することによって、セラミック部材１００の中空部１０２内を加熱して、微細藻類２００を乾燥してもよい。この場合、乾燥装置１６６と共に微細藻類２００を乾燥処理することで、短時間で微細藻類２００を乾燥させることができる。図２２Ｂでは、乾燥装置１６６をカバー部材１１２の下方に設置して、中空部１０２内の微細藻類２００を加熱する例を示しているが、これに限定されることはなく、カバー部材１１２の上方に設置してもよいし、四方に設置してもよい。また、カバー部材１１２を囲むように設置してもよい。乾燥装置１６６の熱源としては、電気（ヒータ）、ガス、石油（灯油）等があるが、火力発電所や工場等に併設される場合は、その廃熱を熱源に用いることが好ましい。これにより、資源としての熱を有効利用することができる。

オイル抽出部１５６は、図１９に示すように、セラミック部材１００の開口１０４ａを通じて、セラミック部材１００の中空部１０２に粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６（オイル抽出用媒体２０８）（図２３Ａ参照）を投入するオイル抽出用媒体投入部１６８と、支持部１５８によってほぼ水平方向に支持されたセラミック部材１００を軸方向を中心に回転駆動する回転駆動部１７０と、粉砕メディア２０４による粉砕と、有機溶媒２０６への接触とによって微細藻類２００から抽出されたオイル成分を有機溶媒と共に回収するオイル回収部１７２とを有する。

オイル抽出用媒体投入部１６８は、所定量の粉砕メディア２０４と所定量の有機溶媒２０６とが混合されたオイル抽出用媒体２０８を供給するオイル抽出用媒体供給装置１７４と第１導管１６４ａとを有し、該オイル抽出用媒体供給装置１７４からのオイル抽出用媒体２０８を、第１導管１６４ａを介してセラミック部材１００の中空部１０２内に投入する（図２３Ａ参照）。このオイル抽出用媒体２０８の投入に先立って、第１導管１６４ａを、カバー部材１１２の投入孔１２８に第２弁部１２４Ｂを介して装着する。これにより、投入孔１２８の第２弁部１２４Ｂが開くことから（排出孔１２２の第１弁部１２４Ａは閉じた状態）、第１導管１６４ａを介して流通するオイル抽出用媒体供給装置１７４からのオイル抽出用媒体２０８を、閉鎖系の下で、投入孔１２８を通じてセラミック部材１００の中空部１０２内に投入することができる。

有機溶媒２０６は、ヘキサン、ホルムアルデヒド、アルコール等を用いることができる。粉砕メディア２０４は、ナイロン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン等の樹脂、あるいは鉄心等の金属球を上述の樹脂でコーティングしたもの等を用いることができる。また、フィルタ膜１０６（図１５Ｂ参照）は、特に限定されないが、例えばセラミック、金属のいずれも使用することができる。但し、耐久性を考慮するとセラミックであることが好ましく、具体的にはアルミナ、チタニア、ムライト、ジルコニア、あるいはこれらの混合物等を好適に用いることができる。

なお、オイル抽出用媒体投入部１６８から、粉砕メディア２０４と有機溶媒２０６とを別々にセラミック部材１００の中空部１０２に投入するようにしてもよいが、粉砕メディア２０４の投入時に、自由落下を利用したり、圧縮空気を使用して投入する必要があることから、装置構成が複雑になるおそれがあることと、所定量の粉砕メディア２０４と所定量の有機溶媒２０６とを投入し終わるまでに時間がかかるおそれがあることから、上述のように、粉砕メディア２０４と有機溶媒２０６とを一緒に投入することが好ましい。

回転駆動部１７０は、駆動源であるモータ１７６と、該モータ１７６の回転力をカバー部材１１２（セラミック部材１００）に伝えると共に、モータ１７６の回転速度を減じてトルクを増大させる減速機１７８とを有し、支持部１５８によってほぼ水平方向に支持されたカバー部材１１２をセラミック部材１００と共に軸方向を中心に回転駆動する。セラミック部材１００が回転駆動されることで、微細藻類２００が粉砕メディア２０４によって粉砕されると同時に、粉砕された微細藻類２００が有機溶媒２０６に接触（浸漬）することによって、微細藻類２００からオイル成分が抽出される。

オイル回収部１７２は、セラミック部材１００（濾過器としてのセラミック部材１００）と、後工程である例えば蒸留工程につながる第２導管１６４ｂとを有する。すなわち、回転駆動部１７０によるセラミック部材１００の回転駆動が終了した段階で、第２導管１６４ｂを排出孔１２２に第１弁部１２４Ａを介して装着する。これにより、第１弁部１２４Ａが開くことから、図２４Ｂに示すように、微細藻類２００の残渣２１６と粉砕メディア２０４を中空部１０２内に残し、液体２１４（オイル成分及び有機溶媒）のみがセラミック部材１００外に排出される。濾過された液体２１４は排出孔１２２及び第２導管１６４ｂを介して蒸留工程に搬送され、該蒸留工程にて有機溶媒２０６が分離されてオイル成分が取り出される。

上述のセラミック部材１００による液体２１４の濾過にあたっては、加圧濾過又は減圧濾過を用いることができる。加圧濾過を行う場合は、例えば圧縮空気設備につながる図示しない導管を投入孔１２８に装着して、該導管を通じて圧縮空気を導入し、一次側を加圧して濾過を行う。減圧濾過を行う場合は、第２導管１６４ｂを通じて二次側を減圧しながら濾過を行う。もちろん、自重による濾過でも構わないが、単位時間当たりの濾過量が少ないと思われるため、上述した加圧濾過や減圧濾過を用いることが好ましい。

一方、残渣回収部１６０は、図２０に示すように、粉砕メディア回収部１８０と、残渣槽１８２とを有し、セラミック部材１００の中空部１０２内に残存する微細藻類２００の残渣２１６及び粉砕メディア２０４のうち、残渣２１６のみを残渣槽１８２に回収する。この残渣回収部１６０での処理にあたって、事前に、支持部１５８は、カバー部材１１２（セラミック部材１００が収容されている）の姿勢を変更して、セラミック部材１００の開口１０４ａ側を残渣槽１８２に向くようにする。

粉砕メディア回収部１８０は、例えば多数の網目１８４を有するフィルタ板１８６を有し、残渣槽１８２の上方に設置される。多数の網目１８４の径は、残渣２１６は通過するが、粉砕メディア２０４は通過しない径に設定されている。

また、残渣回収部１６０は、セラミック部材１００の内壁に付着した残渣２１６及び粉砕メディア２０４を回収するため、セラミック部材１００を多孔質支持体１０４の外側から例えば圧縮空気にて逆洗してもよい。

そして、残渣回収部１６０での動作を開始するにあたって、支持部１５８によって、セラミック部材１００の開口１０４ａが下向きになる姿勢でカバー部材１１２を支持する。図２０に示すように、例えば水平線Ｌａに対する軸方向の傾斜角θｂが例えば−５°〜−４５°の範囲となる姿勢でセラミック部材１００を支持する。その後、蓋部材１１６を開くことによって、セラミック部材１００の中空部１０２内にあった残渣２１６と粉砕メディア２０４とが残渣槽１８２に向けて落下することとなる。このとき、粉砕メディア２０４は途中のフィルタ板１８６にて捕獲されることから、粉砕メディア２０４は残渣槽１８２には落下せず、残渣２１６のみが残渣槽１８２に回収されることになる。これにより、残渣２１６と粉砕メディア２０４の分離が行われることになる。フィルタ板１８６にて捕獲された粉砕メディア２０４は、例えばオイル抽出用媒体供給装置１７４（図１９参照）にリサイクルされる。

なお、残渣２１６の残部が中空部１０２の壁面に付着している場合があり、また、粉砕メディア２０４の残部が中空部１０２の壁面に付着した残渣２１６によって、その落下が遮られている場合もあるが、このような場合、上述したように、セラミック部材１００を多孔質支持体１０４の外側から例えば圧縮空気にて逆洗してもよい。

なお、図示しないが、粉砕メディア回収部１８０のフィルタ板１８６は、カバー部材１１２と蓋部材１１６との間に着脱自在に固定してもよい。この場合、多数の網目１８４の径は、残渣２１６は通過するが、粉砕メディア２０４は通過しない径に設定される。この構成の場合、例えばセラミック部材１００の開口１０４ａが下向きになる姿勢でカバー部材１１２を支持した後、蓋部材１１６を開くことによって、セラミック部材１００の中空部１０２内にあった残渣２１６は、フィルタ板１８６の網目１８４を通過して残渣槽１８２に向けて落下し、粉砕メディア２０４は、フィルタ板１８６にて通過が遮られて、セラミック部材１００の中空部１０２内に残存するため、残渣２１６のみが残渣槽１８２に回収されることになる。セラミック部材１００の中空部１０２内に残った粉砕メディア２０４は、カバー部材１１２からフィルタ板１８６を取り外すことで容易に回収することができる。

残渣槽１８２に回収された微細藻類２００の残渣２１６は、例えば乾式プレスにて成形体（残渣成形体）に成形される。

次に、第３回収・成形方法について、図２１のフローチャート並びに図２２Ａ〜図２４Ｂの説明図も参照しながら説明する。

先ず、図２１のステップＳ２０１において、濾過装置１０又は変形例に係る濾過装置１０ａにて得られた微細藻類のペレット状の成形体をセラミック部材１００の中空部１０２内に投入する。すなわち、先ず、図１８に示すように、セラミック部材１００の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材１１２（セラミック部材１００）を支持する。その後、蓋部材１１６を開き、セラミック部材１００の一方の開口１０４ａを通じて、図２２Ａに示すように、微細藻類２００の成形体２６をセラミック部材１００の中空部１０２内に投入する。微細藻類２００はペレットの成形体となっているため、搬送及び投入作業が容易である。

ステップＳ２０２において、セラミック部材１００の中空部１０２内を加熱して、微細藻類２００を乾燥する（乾燥工程）。図２２Ｂに示すように、例えばセラミック部材１００の外部に設置された乾燥装置１６６によって、セラミック部材１００の中空部１０２内を加熱して、微細藻類２００を乾燥する。もちろん、セラミック部材１００の外壁１０４ｃにヒータ電極１０８（図１５Ａ参照）が設けられていれば、ヒータ電極１０８に通電することによって、乾燥装置１６６と共に、セラミック部材１００の中空部１０２内を加熱する。この乾燥工程においては、火力発電所や工場等の廃熱を用いて乾燥処理してもよい。これにより、資源としての熱を有効利用することができる。なお、乾燥処理に先立って、投入孔１２８及び／又は排出孔１２２に、蒸気を外部に排出するための配管を装着してもよい。これにより、乾燥処理によって発生した蒸気を効率よくセラミック部材１００の外部に放出させることができる。もちろん、蓋部材１１６を開放状態にして乾燥処理をしてもよい。

ステップＳ２０３において、図２３Ａに示すように、オイル抽出用媒体２０８（所定量の粉砕メディア２０４及び所定量の有機溶媒２０６）をセラミック部材１００の中空部１０２内に投入する（オイル抽出用媒体投入工程）。オイル抽出用媒体２０８の投入に先立って、カバー部材１１２の投入孔１２８に第２弁部１２４Ｂを介して第１導管１６４ａ（図１９参照）を装着する。なお、排出孔１２２には導管を装着せずに、排出孔１２２を閉状態とする（図２３Ａ参照）。そして、オイル抽出用媒体供給装置１７４からのオイル抽出用媒体２０８（所定量の粉砕メディア２０４及び所定量の有機溶媒２０６）を、第１導管１６４ａ及び投入孔１２８を介してセラミック部材１００の中空部１０２内に投入する。

ステップＳ２０４において、微細藻類２００を粉砕すると同時に、有機溶媒２０６に接触（浸漬）させて、微細藻類２００からオイル成分を抽出する（オイル抽出工程）。すなわち、カバー部材１１２の投入孔１２８から第１導管１６４ａを取り外して、投入孔１２８を第２弁部１２４Ｂによって閉状態にする。その後、セラミック部材１００を軸方向を中心に回転駆動する。セラミック部材１００が回転駆動されることで、図２３Ｂに示すように、微細藻類２００が粉砕メディア２０４によって粉砕されると同時に、粉砕された微細藻類２００が有機溶媒２０６に接触（浸漬）することによって、微細藻類２００からオイル成分が抽出される。このとき、図２３Ｂ及び図２４Ｂに示すように、カバー部材１１２の排出孔１２２が第１弁部１２４Ａによって閉状態となっているため、微細藻類２００から抽出されたオイル成分は、粉砕メディア２０４、有機溶媒２０６及び微細藻類２００の残渣２１６と共にカバー部材本体１１４内に貯留される。すなわち、粉砕メディア２０４と微細藻類２００の残渣２１６は、セラミック部材１００の中空部１０２内に、オイル成分と有機溶媒２０６とからなる液体２１４と共に貯留される。

ステップＳ２０５において、オイル成分を含む液体２１４を回収する（オイル回収工程）。すなわち、図２４Ｂに示すように、カバー部材１１２の排出孔１２２に第１弁部１２４Ａを介して第２導管１６４ｂを装着する。これにより、微細藻類２００の残渣２１６と粉砕メディア２０４を中空部１０２内に残し、液体２１４（オイル成分及び有機溶媒）のみがセラミック部材１００外に排出される。濾過された液体２１４は排出孔１２２及び第２導管１６４ｂを介して蒸留工程に搬送され、該蒸留工程において、有機溶媒２０６が分離されてオイル成分が取り出される。セラミック部材１００による液体２１４の濾過にあたっては、自重による濾過でも構わないが、単位時間当たりの濾過量が少ないと思われるため、上述した加圧濾過や減圧濾過を用いることが好ましい。

ステップＳ２０６において、セラミック部材１００の中空部１０２内に残存する微細藻類２００の残渣２１６及び粉砕メディア２０４のうち、残渣２１６のみを残渣槽１８２に回収する（残渣回収工程）。すなわち、先ず、図２０に示すように、カバー部材１１２（セラミック部材１００が収容されている）の姿勢を変更して、セラミック部材１００の開口１０４ａ側を残渣槽１８２に向くようにし、さらに、セラミック部材１００の開口１０４ａが下向きになる姿勢でカバー部材１１２を支持する。

その後、蓋部材１１６を開くことによって、セラミック部材１００の中空部１０２内にあった残渣２１６と粉砕メディア２０４とが残渣槽１８２に向けて落下することとなる。このとき、粉砕メディア２０４は途中のフィルタ板１８６にて捕獲されることから、粉砕メディア２０４は残渣槽１８２には落下せず、残渣２１６のみが残渣槽１８２に回収されることになる。このとき、上述したように、セラミック部材１００を多孔質支持体１０４の外側から例えば圧縮空気にて逆洗してもよい。フィルタ板１８６にて捕獲された粉砕メディア２０４は、例えばオイル抽出用媒体供給装置１７４（図１９参照）にリサイクルされる。

ステップＳ２０７において、残渣槽１８２に回収された微細藻類２００の残渣２１６を、図２０に示すように、例えば乾式プレスによって成形して、残渣２１６の成形体とする。

このように、第３回収・成形方法においては、微細藻類２００からオイル成分を抽出し、さらに、オイル成分が抽出された後の微細藻類２００の残渣２１６を回収し、回収された残渣２１６を成形して残渣２１６の成形体を作製するようにしている。その結果、微細藻類２００から抽出されたオイル成分にて、自動車用、船舶用、航空機用の燃料として利用し、微細藻類２００の残渣２１６を固形燃料化して、例えば発電エネルギー（火力発電所の燃料）として利用することが可能となり、藻類のエネルギーとしての有効利用を図ることができる。特に、微細藻類２００からオイルを抽出するに先立って、濾過装置１０（１０ａ）にて微細藻類の成形体２６を得るようにしたので、藻の脱水回収効率を向上させることができ、しかも、微細藻類をセラミック部材１００の中空部１０２内への投入が容易になる。

また、第３回収・成形方法では、濾過装置１０（１０ａ）にて得られた微細藻類２００の成形体２６を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の微細藻類２００を粉砕すると同時に、有機溶媒２０６に接触させて微細藻類２００からオイル成分を抽出するオイル抽出工程と、オイル成分が抽出された後の微細藻類２００の残渣２１６を回収する残渣回収工程とを少なくとも有する一連の工程を一箇所（ワンストップ）で行うことが可能となる。その結果、設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる。

また、第３回収・成形方法では、オイル抽出用媒体２０８（粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６）の投入、オイル抽出、オイル回収にわたる一連の工程を閉鎖系で行うことができる。その結果、有機溶媒２０６の放出を防止でき、信頼性の向上、有機溶媒２０６の回収効率の向上を図ることができる。さらに、残渣回収において、粉砕メディア２０４を回収するようにしたので、粉砕メディア２０４をリサイクルすることができ、コストをより低減することができる。

また、投入孔１２８及び排出孔１２２を有するカバー部材１１２にセラミック部材１００を収容して使用するようにしたので、投入孔１２８及び排出孔１２２に対する各種導管の装着、取り外しを切り替えるだけで、オイル抽出用媒体の投入、オイル回収にわたる一連の工程を実現することができ、しかも、装置構成を簡単化することが可能となる。

この第３回収・成形方法を、図１のリサイクルシステム１０００に適用した場合、第３回収・成形方法にて作製された残渣の成形体を、火力発電所１００２の廃熱を利用して乾燥して固形燃料を作製することができ、火力発電所１００２の固形燃料を、低コストでしかも容易に作製することができる。また、投入された微細藻類を乾燥する熱源と、残渣の成形体を乾燥する熱源として、火力発電所１００２の廃熱を利用することで、資源としての熱を有効利用することができる。

上述の例では、微細藻類の投入からオイル回収にわたって、支持部１５８によって、セラミック部材１００の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材１１２（セラミック部材１００が収容されている）を支持するようにしたが、その他、図２５に示すように、微細藻類の投入から粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６の投入にわたって、支持部１５８によって、セラミック部材１００の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢でカバー部材１１２を支持し、カバー部材１１２の回転駆動からオイル回収にわたって、支持部１５８によって、セラミック部材１００の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材１１２を支持するようにしてもよい。「ほぼ垂直方向」とは、鉛直線Ｌｂ（重力方向）に対する軸方向の傾斜角θｃが０°〜３０°の範囲であって、開口１０４ａが上方を向いた状態をいう。

この場合、微細藻類の投入、粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６の投入において、自然落下を利用することができるため、微細藻類の投入時間、粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６の投入時間の短縮を図ることができる。ただ、途中で支持部１５８にて姿勢を垂直方向から水平方向に変更する必要があるため、支持部１５８の構成が大型化したり、姿勢制御系が複雑になるおそれがある。従って、支持部１５８によるカバー部材１１２（セラミック部材１００）の姿勢制御は、藻類を処理する施設のサイズや仕様等に応じて適宜選択すればよい。

なお、本発明に係る微細藻類の回収・成形方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…濾過装置 １２…セラミック膜モジュール
１６…濾過水 １８…逆洗水
２０…逆洗水槽 ２２…圧縮空気設備
２４…逆洗排水 ２６…成形体
３６…多孔質フィルタ ４０…多孔質体
４２…濾過セル ４４…集水セル
４６…分離膜 ５０…排出流路
１００…セラミック部材 １０２…中空部
１０４…多孔質支持体 １０４ａ…一方の開口
１０６…フィルタ膜 １１０…藻類オイル抽出システム
１５４…乾燥処理部 １５６…オイル抽出部
１５８…支持部 １６０…残渣回収部
２００…微細藻類 ２１６…残渣
１０００…リサイクルシステム １００２…火力発電所

Claims (9)

1. 一方の端面、他方の端面及び外周面を有し、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成された複数の濾過セルと、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成され、且つ、前記一方の端面及び前記他方の端面の各開口が封止された複数の集水セルと、前記集水セルと外部空間とを連通する流路と、を有する多孔質体と、前記濾過セルの内壁面に配設され、且つ、水分を透過し、微細藻類を透過しない分離膜と、を備えた多孔質フィルタを使用し、
   前記微細藻類を含む培養液を、前記多孔質フィルタの前記一方の端面から供給し、濾過して、前記濾過セル内に前記微細藻類を回収すると同時に、前記濾過セル内に前記微細藻類を蓄積して前記微細藻類の成形体を作製する成形工程と、
   少なくとも前記流路から逆洗を行って、前記成形体を前記一方の端面を通じて排出する排出工程とを有し、
   前記排出工程は、
   少なくとも前記流路から前記集水セルを介して前記濾過セル内に逆洗水を供給して、前記濾過セルから前記成形体を剥離する工程と、
   前記濾過セルに圧縮空気を供給して前記成形体を排出する工程とを有し、
   前記排出工程において前記成形体と共に排出された逆洗水を、前記培養液の水分として利用することを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
2. 請求項１記載の微細藻類の回収・成形方法において、
   前記逆洗水は、前記成形工程での濾過によって得られた濾過水を利用することを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
3. 一方の端面、他方の端面及び外周面を有し、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成された複数の濾過セルと、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成され、且つ、前記一方の端面及び前記他方の端面の各開口が封止された複数の集水セルと、前記集水セルと外部空間とを連通する流路と、を有する多孔質体と、前記濾過セルの内壁面に配設され、且つ、水分を透過し、微細藻類を透過しない分離膜と、を備えた多孔質フィルタを使用し、
   前記微細藻類を含む培養液を、前記多孔質フィルタの前記一方の端面から供給し、濾過して、前記濾過セル内に前記微細藻類を回収すると同時に、前記濾過セル内に前記微細藻類を蓄積して前記微細藻類の成形体を作製する成形工程と、
   少なくとも前記流路から逆洗を行って、前記成形体を前記一方の端面を通じて排出する排出工程とを有し、
   前記排出工程は、
   少なくとも前記流路から前記集水セルを介して前記濾過セル内に圧縮空気を供給して、前記濾過セルから前記成形体を剥離する工程と、
   前記濾過セルに圧縮空気を供給して前記成形体を排出する工程とを有することを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
4. 一方の端面、他方の端面及び外周面を有し、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成された複数の濾過セルと、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成され、且つ、前記一方の端面及び前記他方の端面の各開口が封止された複数の集水セルと、前記集水セルと外部空間とを連通する流路と、を有する多孔質体と、前記濾過セルの内壁面に配設され、且つ、水分を透過し、微細藻類を透過しない分離膜と、を備えた多孔質フィルタを使用し、
   前記微細藻類を含む培養液を、前記多孔質フィルタの前記一方の端面から供給し、濾過して、前記濾過セル内に前記微細藻類を回収すると同時に、前記濾過セル内に前記微細藻類を蓄積して前記微細藻類の成形体を作製する成形工程と、
   少なくとも前記流路から逆洗を行って、前記成形体を前記一方の端面を通じて排出する排出工程とを有し、
   前記成形体を乾燥して化石燃料のエネルギーによる発電所の固形燃料とすることを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
5. 請求項４記載の微細藻類の回収・成形方法において、
   前記成形体を乾燥するための熱源として、前記発電所の廃熱を用いることを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
6. 一方の端面、他方の端面及び外周面を有し、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成された複数の濾過セルと、前記一方の端面から前記他方の端面まで貫通し列をなして形成され、且つ、前記一方の端面及び前記他方の端面の各開口が封止された複数の集水セルと、前記集水セルと外部空間とを連通する流路と、を有する多孔質体と、前記濾過セルの内壁面に配設され、且つ、水分を透過し、微細藻類を透過しない分離膜と、を備えた多孔質フィルタを使用し、
   前記微細藻類を含む培養液を、前記多孔質フィルタの前記一方の端面から供給し、濾過して、前記濾過セル内に前記微細藻類を回収すると同時に、前記濾過セル内に前記微細藻類を蓄積して前記微細藻類の成形体を作製する成形工程と、
   少なくとも前記流路から逆洗を行って、前記成形体を前記一方の端面を通じて排出する排出工程とを有し、
   さらに、少なくとも液体を透過する多数の開気孔が形成され、且つ、少なくとも一方が開口とされた中空部を有する筒状の多孔質支持体を具備したセラミック部材を使用し、
   得られた前記微細藻類の成形体を前記セラミック部材の前記中空部内において乾燥する乾燥工程と、
   前記セラミック部材の前記中空部内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することにより、前記中空部内の前記微細藻類を粉砕すると同時に、前記有機溶媒に接触させて前記微細藻類からオイル成分を抽出するオイル抽出工程と、
   前記セラミック部材の前記中空部に残存し、前記オイル成分が抽出された後の前記微細藻類の残渣の回収を行う回収工程と、
   回収された前記残渣を成形して前記残渣の成形体を作製する成形工程と、を有することを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
7. 請求項６記載の微細藻類の回収・成形方法において、
   前記成形工程は、前記残渣を乾式プレスを用いて成形して、前記残渣の成形体を作製することを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
8. 請求項６又は７記載の微細藻類の回収・成形方法において、
   前記残渣の成形体を乾燥して化石燃料のエネルギーによる発電所の固形燃料とすることを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。
9. 請求項８記載の微細藻類の回収・成形方法において、
   前記乾燥工程での前記微細藻類を乾燥するための熱源及び／又は前記残渣の成形体を乾燥するための熱源として、前記発電所の廃熱を用いることを特徴とする微細藻類の回収・成形方法。

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