JPS60193507A - 顕微鏡的粒子の懸濁物を濃縮する方法とその方法を実施する装置 - Google Patents

顕微鏡的粒子の懸濁物を濃縮する方法とその方法を実施する装置

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JPS60193507A
JPS60193507A JP59252111A JP25211184A JPS60193507A JP S60193507 A JPS60193507 A JP S60193507A JP 59252111 A JP59252111 A JP 59252111A JP 25211184 A JP25211184 A JP 25211184A JP S60193507 A JPS60193507 A JP S60193507A
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liquid
enclosure
particles
piston
granular
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JP59252111A
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サミユエル、エルマレ
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MOONETSUKUSU Ltd
Original Assignee
MOONETSUKUSU Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体中の顕微鏡的粒子の懸濁物を濃縮するため
の方法、並びにその方法を実施するだめの装置に係る。
本発明は又この方法を、穏やかな塩気のある、つまシ、
塩水中に懸濁している生体粒子の収集、特に、植物プラ
ンクトンを形成する微小藻類、および動物プランクトン
を形成する顕微鏡的動物の収集に応用することに係る。
本発明は最終的には、廃水の浄化へのこの方法の応用に
係るものである。
１Ｐｔ−年一月１日に出願された本発明者のフランス特
許出願第ｎ’ｒＪ　Ｏ／！ｒり号において、出早人は微
小藻類またはその他の生存微生物を収集することにおけ
る著し偽経済的関心について記述した。それらを含有す
る液体を濃縮し、また、そのようにして生成した濃縮物
からそれらの粒子を回収するための通常の方法のコスト
は不幸にも非常に高−０さらに、所望の生成物を綿状凝
集させるために化学試薬を添加することは、とれらの生
成物を興味あらしめて込る特質の劣化を招く危険がある
。
これらの欠点を克服するために、上記の特許出願におい
て出願人は液体中に懸濁している粒子を綿状凝集させる
ための独創的な方法、つまシ、化学試薬を必要とせず、
高収率で利用でき、しかも、コストの高い操作または装
置を含まなり方法を提案した。
本発明者は、事実、粒状媒体を通過するコロイド状粒子
の懸濁物がその粒子の多少とも不可逆的な綿状凝集を起
こし、粒子の性質に応じて処理される流体の種々な区分
は影響を与えることを発見した。この現象は特に微細藻
類またはその他の、生物廃水浄化装置（三次ｆ過）から
の廃水について容易に観察できるような様式で起こる。
上記の特許出願では、懸濁してｂる顕微鏡的粒子を含む
第１の液体を、粒状の媒体中へその粒状媒体が部分的又
は完全に前記顕微鏡的粒子で詰まるまで通過させ、前記
粒状媒体は、第一の媒体を第１の液体よシも高速度でそ
の中を流通させることによって少なくとも部分的に詰シ
を除かれ、さらに、前記液体の流動方向の前記床の下流
で、前記顕微鏡的粒子の凝集体を綿状凝集させ、液状廃
水が部分的又は全体的に前記粒子から遊離回収される。
第一の液体は第１の液体と同じに＋ることができ、懸濁
物中に粒子を含むことができる。第１と第一の液体は粒
状媒体を底部から上端へ通過するのが有利で、この粒状
媒体は固定床に残留することができ、つま如、その操作
の実施中せｂぜい約３０係の膨張を受ける。
従って、上述の操作の機構は次の様式にまとめることが
できる。
−−粒状媒体の特定な目詰多速度から、顕微鏡的粒子は
化学試薬の助けなしにこの粒状媒体内に自己綿状凝集す
る　− −詰シを除く段階の間、このように形成された凝集体は
液体によって運ばれ、液体の上向き速度が、゛これらの
凝集体が運ばれる速度よシも低いという当然の条件下で
それが上澄液を傾瀉する表面上の粒状媒体から遊離する
。
連続運転においては、粒状媒体が粒子の通過に対して十
分な抵抗を示しその結果粒子が自己凝集し、同時にこの
媒体が、このようにして形成され゛た凝集体に対して充
分透過性があシ、粒子が媒体中を通過することができ、
かつ、遊離されるような方式で粒状媒体の僅かの膨張が
維持される。
この目的に対して、実施に当シ、先行技術特許出願に開
示される如く、部分的に浄化された液状廃水が少なくと
も部分的に、粒状媒体の供給側へ再循環される。
本発明の目的はこの欠点を克服し、従来方法と同じ現象
に基づくがしかしその収率が従前の方法の収率よシも著
しく高く、液状戻水の１画分を再循環させる必要のない
方法を提供するものである。
このために、本発明は液体中の懸濁してｈる顕微鏡的粒
子を濃縮する方法で前記の液体が、底部、上部に配置さ
れた少なくとも１つの液体入口、および下部に配置され
た少なくとも７つの液体出口とを含み、かつ、前記液体
の比重よシも小さい比重を持つ材料から形成された粒状
媒体を含む囲ｂ°　の上端から底部へ通過せしめられ、
前記囲い中での前記液体の速度は、その液体が前記底部
方向へ、それ自身又はポンプのような補助的手段との組
合わせで前記材料の粒を運びその結果、その粒が、顕微
鏡的粒子が凝集体を形成する粒状床を形成し前記液体の
前記囲−の供給が前記粒状床が詰った時に阻止され、材
料の前記粒がアルキメデス推力（Ａｒａｈ１ｍｌｄ＠ｓ
　ｔｈｒｕｓｔ　）　の効果によりて前記囲いの上端へ
上昇せしめ、一方、もし必要なら補足的推力をそれに対
し伝達して前記凝集体を遊離せしめ、また、前記凝集体
が傾瀉されるよう放置され、および凝集体が前記囲いの
下部で回収されることを特徴とする方法を提供するもの
である。
本発明はまた液体中で懸濁してｂる顕微鏡的粒子を濃縮
するための方法で、前記液体が、上部が閉じておシ、底
部、下部に配置された少なくとも７つの液体入口、およ
び上部に配置された少なくともｌりの液体出口を含んで
成シ、かつ、前記液体の比重よ如も大きな比重を有する
材料から作られた粒状媒体を含有する囲−の底部から上
端へ通過せしめられ、前記液体の前記囲す中の速度が液
体がそれとともに前記材料の粒を上部方向へ運びその結
果、それらの粒がそこで、その中で顕微鏡的粒子が凝集
体を形成する粒状床を形成し、前記液体の前記囲いへの
供給が、前記粒状床が詰ま・った時に妨げられ、前記材
料粒子が重力効巣によって前記囲いの底部へ沈降せしめ
られ、一方、もし必要なら補助的推力をそれに伝達させ
て前記凝集体を遊離させ、前記凝集体が傾瀉させられ、
およびそれらが前記囲−の下部で回収されることを特徴
とする方法を提供する。
本発明は、また、上記規定の方法を実施するための下記
を含んで成ることを特徴とする装置を提供するものであ
る。即ち、上部で閉じ、かつ底部、その上部と下部との
夫々に配置された少なくとも１つの液体人口、およびそ
の上部と下部との夫々に配置された少なくとも１つの液
体出口を有し、前記液体の比重よシも夫々小さめが大き
いかの比重を持つ材料から作られた粒状媒体を含有する
囲い。
前記粒状媒体の見掛容積は前記囲いの内容積よシも可成
シ著しく小さくなければならな込ことは言うまでもなめ
。
この囲いは、粒状媒体に補助的推力を伝達させるために
粒状媒体上方に配置されたピストンが囲いの底部方向お
よび上部方向の双方へ中で摺動できるような下方の円筒
形２部材を含むことができる。
この場合、前記回込中への液体の取入れは、かくして液
体分配器として作用することになる前記ピストンを通じ
て行われるであろう。粒状床の詰シ即ち閉塞段階の間、
この後者は前記ピストンによシ底部に向って維持され、
処理さるべき液体の取入れは分配器ピストンによって直
接与えられる。
これに反して、閉塞を解くためには前記ピストンを上昇
させ、一方間時に、処理された液体を液体出口か□ら吸
い取ればよい。
本発明は、また、上述の方法を生物粒子、特に液体中に
懸濁している微細藻類の収集に応用することに係る。本
発明の方法では、化学製品の添加もなく、また複雑な物
理的処理もな込ので、生物体が物理化学的性質の劣化な
しに回収されるととが実際に可能となる。
最後に、本発明は上述の方法を、廃水の前処坤に引続く
廃水処理に応用することに係る。この応用では、本発明
の方法は従来技術の処理よシ゛も非常に低コストである
。これは、いかなる凝集試薬も使わないからである。
本発明の方法の特に有利な具体例においては、液体の供
給が阻害された時に、粒状物質が集まる囲いの上部は前
記囲いの下部の断面よシも実質的に大きな断面を持つ。
この場合には実際、材料の粒はアルキメデス推力下でよ
シ著しく容易に上昇し、同時に、形成された凝集体を容
易に遊離するように相互から離れるように移動する。聞
込は、例えば、その上部が截頭円錐の形で開いているか
、あるいは、基部に円錐形部分がある直立円筒形状を持
つととができる。
当然のことながら、聞込のどんな他の形状も本発明の範
囲を逸脱することなく予想することができるし、またそ
の囲いは直立させる代シに傾斜させてもよい。
処理されるべき液体の供給は囲いの基部で形成された粒
状床が閉塞された時、即ち、廃水中のコロイド粒子の濃
度は実質的に供給物のそれに等し１７％賎−電子−は飴
欣中を通過する圧力低下カ１．＝定の値に達した時、あ
るｂは、実験的に、粒状床中に形成された凝集体の質量
が充分な値に達したと思われる時に阻害される。
上述のように、アルキメデス推力は粒子を液体の供給が
止まりた時に粒状床から上方へ向つて運ぶ。もし、アル
キメデス推力が不充分ならば補助的な推力を、例えば囲
いに液体をその基部から上昇する流れとして供給するこ
とによりて、または、ガスを下部に注入することによっ
て発揮させることができる。
図面について本発明の種々の具体例を説明する。
第１図は、垂直軸を持ち、ラインコな通して処理さるべ
き液体が上部から供給され、一方、ライン３を通じて、
処理された液体が排出される円筒状囲いｌを示す。この
囲いは、処理さるべき液体の密度よシも低い密度の材料
よシ成ジ、それゆえに静置されたときにこの液体の上方
に浮く固体粒子μを含む（第１図）。
処理さるべき液体が十分な速度で囲いＩ中へ供給される
とき、粒子ダは囲いの底部へ液体によつ−て運ばれて沈
積し、その間粒状床を形成し、それを通して液体が、ラ
イン３を通して排出される前に通過する（第２図）。
粒子参の粒径が、その粒状床がその液体に関してフィル
ターとして作用するよ５なものであるならば、この液体
が含有するコロイド状粒子が床中に綿状凝集し、粒状床
を次第に閉塞する凝集体を形成する。
閉塞が所定の度合に達したときに、アルキメデス推力下
に粒子ダが囲いｌの上方へ上昇するよう液体の供給を止
めれば十分である（第３図）。このようにして破壊され
た床は、その内部に形成された綿状凝集物を放出し、そ
れは囲いｌの底部に沈積しそこから回収することができ
る。
微細藻類の場合には、粒状媒体はコ〜ｊｍの粒径と０．
　Ｐ　−０，灯ｉ／ｙｒ３の容積質量を持つのが有利で
ある。
微細藻類の場合には更に、前記囲いを通して処理さるべ
き液体の通過速度は１粒状材料の性質と懸濁している粒
子の性質とに応じて２−１００　ｃｍ　７時間とする。
微細藻類の場合には、保持される凝集体の質量は粒子昼
の粒径の函数として変化するが、その変化は小さく、従
って、最大寸法が２〜１ｍである粗い材料を使５ことが
可能とな）、これは当然のことながら経済的利点をもた
らす。
微細藻類の保持効率はそれにも拘らず囲い中の液体の速
度により大きく左右される。懸濁している微細藻類の少
くともＳＯ憾を回収することが望ましいならば、／　ｍ
／ｈの速度が極大を形成し一方。
Ｏ，ｊｍｈの速度では７０％を超える微細藻類が回収で
きる。当然のことながら、この方法の効率は液体中のコ
ロイド状粒子の初期濃度に依存する。
粒状床の閉塞に起因する最大圧力低下は小さく。
例えば粒状床のメートル当り４ＫＩｓｍの水柱（ｖａｔ
・ｒｃｏｌｕｍｎ　）のオーダーである。
粒状床からの粒子の移動を促進するためＫ、粒子がアル
キメデス推力の効果により上昇し、形成された凝集体を
容易に遊離させる時に、上述のように、囲いの上部に対
し、その下部よシも大きな断面を持たせることが望まし
い。
このようにして、例えば第μ図の場合には、囲い１０は
、処理された液体を排出するためのライン／Ｊがその下
部に配置された円筒状本体／／と、本体／／に接続され
、ラインｌμを通して処理されるべき液体が供給される
外側へ開いた截頭円錐の型をした上部１３とを含んで成
る。好ましくは、截頭円錐形部材／、？の容積は、粒子
１！；Ｖｃよって形成される粒状床の見掛は容積よりも
少くともＳＯ優大きくなる。
第３図の場合における変形において、囲いの円筒状本体
νはその基部を円錐形の底部２ノに接続されている。ラ
インーは本体ｍの上部に処理さるべき液を供給し、一方
ライン力は部材２ノから外側へ処理済液体を取除く。
囲いの型いかんに拘らず、その下部で傾瀉する綿状凝集
体は、逃理済液体排出ラインまたは、囲いの基部から発
するその他のダクトを通して除去することができる。
同様に、上述の如く、アルキメデス推力が粒子を上昇さ
せ綿状凝集体を遊離させるに不十分である場合には、処
理の最稜において粒状床の粒子に補助的推力を作動させ
るよ５に液体あるいはガスを噴射させるために囲いの基
部にダクトを設けてもよい（または、処理済液体の排出
ラインがこの目的に使用できる）。
処理されるべき液体が囲いを通過する速度が低いことを
考慮すれば、閉塞操作の初期においては液体とともに囲
いの底部へフィルターを形成する固体粒子を運ぶには液
体の流れが不十分であることが起こりうる。この場合に
は、粒子を底部へ押し付けその位置で保持するためのピ
ストンを形成し１粒状床の閉塞を解除している間は囲い
の上端へ上昇させられ、次に、アルキメデス推力に追加
される駆動力を粒子上に作動する補助的機械的手段を使
用することが必要となろう。　゛この形式の装置を第を
及び７図に示す。第を図においても、基部に液体排出ラ
イン３１を有し、処理さるべき液体の比重よりも小さい
比重を有する固体の粒子３２を含有する垂直の円筒状囲
い３０が見られる。この囲い３０の中には１図には示さ
れない駆動手段の影響下に摺動するためのシリンダーの
内断面に等しい断面を持つピストン３３が設けられてい
る。これには、底部に面したピストン３３の面に形成さ
れたオリアイス（図示せず）を通して囲いの底部へ押し
付けられる処理さるべき液がそれを通じて到達する中空
のロッド３ダが付いている。
コロイド状懸濁物が存在する液体の処理の初期において
は、ピストン３３は囲い３０の底部へ下げられ、それに
対して、全処理時間の間、粒状床をそこに形成するよう
にピストシと底部の間に戻される粒子３コをそれに対し
て適用する。処理されるべき液体の供給はピストン３３
の下面にあるオリアイスを。
通して行われ、液体は粒状床中に直接に浸透する。
この床が閉塞した時、処理されるべき液体の供給が阻害
されピストン３３は囲いの上端へ上げられる。移動中、
それとともに粒子３２を運び、ダクト３／を通して液体
を吸入し１粒状床の閉塞解除を促進する。
第７図は、基部に排出ダクト弘ｌを持ち、下部の円筒状
部材りと上向きに開いた截頭円錐形の上部部材４４３と
を含んで成る囲いａＯの場合における同様な装置を示す
。囲いｑｏは、処理されるべき液体の密度よシも小さい
密度を持つ固体から成る粒子鉢を含有する。以上述べた
ように、この液流は、囲いの円筒状部材４！２の断面に
岬しい断面を持つピストン侘の中空ロッド釘を通して流
れ、囲いの底部に向いているピストンの面中のオリアイ
ス（図示せず）を通して排出される。ピストン４は１図
示されていない駆動手段の作用を受けて囲い０の上端と
底部の間で両方向へ動くことができる。
処理の初期において、ピストン偏が〜囲いの拡がった部
分ＩＩＪの上端にある場合１粒子鉢が処理さるべき液体
の推力のみの下に円筒状部材弘２を通過し、次Ｋ、ピス
トンＩＩ＆をこの囲いの底部へ下げるために待機するこ
とが必要である。さらに、この処理は第を図に関して記
載された方法で続行する。
他のいかなるタイプのピストン系も発明の精神から背離
することなく用いられる。
さらに発明の範囲内で、処理さるべき液体の密度よりも
大きな密度を持つ材料から作られた粒状床を使用するこ
とができ、その基部に円柱が供給され、その供給が１粒
状媒体が運び上げられ、処理された液体が排出される前
記円柱の上端に対して適用されるような速度で行われる
。閉塞解除段階の間、供給が停止され１粒状床は比重に
よつて沈積され、そこに群集される粒子を放出する。
本発明の装置は、綿状凝集現象がない場合においてもど
んな形式の懸濁物を濃縮するために作用し得、その際粒
状床は単純なフィルターとして作用する。しかし、粒子
の懸濁物にとってはそれらを綿状凝集させることが特に
適当で、微細藻類の場合には、ａ〜３趨の粒子サイズの
見掛は容積ｌ！のポリエチレン粒子を含有する容量３ｊ
の囲いが用いられる。処理ｊ日後、侵ｎの流速で初期濃
度ａ００１ｖ／ｌ　カら最終濃１を約１００１／ｌ　ｔ
　テ、即ち、濃縮速度約２００で通過させることが可能
である。
まさに有利である結果が、どんな凝集剤やその他の化学
試薬の不存在下で廃水の浄化におけるこの方法の応用に
おいて得られる。
さらに、本発明はコロイド状懸濁物の凝集を゛起こさせ
る方法、装置及び水圧勾配を与える。廃水と微細藻類懸
濁物に対しては、試薬の添加なしに自己凝集を起こさせ
る。しかし、ある場合には、凝集現象と綿状凝集物の形
成とを助長して５る化学的又は生物的試薬を加えること
が有利とな９うる。
上述の方法と装置を技術的に既知の試薬が加えられてい
る廃水又は懸濁している顕微鏡的粒子を含むその他の液
体の処理に対して応用することは。
従−て本発明の範囲内に入る。
【図面の簡単な説明】
第１．−及び３図は円筒形の囲いで実施した本発明方法
の３つの引続く段階を夫々説明する図、第μ及び５図は
、上部が截頭円錐の形状で外方に開いており、また、下
部が円錐形を持つ夫々の円筒状囲いの場合を示す第３図
と同様な図、第を図は円筒状の囲いが液体分配ピストン
を備えており、これが用いられている粒状床を閉塞段階
の間、囲いの底部に押付けている場合を示す第２図と同
様な図、第７図は、第μ図に示された形式の囲いの場合
を示す第を図と同様な図である。 ／　、　１０．２０．３０．ダＯ・・・囲い、コ・・・
液体入口、３・・・液体出口、μ、　／ｊ、　３２．　
’ＩＩＩ・・・粒子、３３．’ｉｔ・・・ピストン 出願人代理人　猪　股　清 Ｕフ （） Ｃ〜。 Ｃフ −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、液体中に懸濁して偽る顕微鏡的粒子を濃縮するに白
    シ、底部、上部に配置された少なくとも１つの液体入口
    （，２）、下部に配置された少なくとも１つの液体出口
    （Ｊ）を含んで成シ、かつ、前記液体の比重よシも小さ
    −比重をもった材料で作られた粒状媒体（４Ａ）を含有
    する囲い（１）を通して上端から底部へ前記液体を通過
    させ、その際、前記囲い（１）を通過する前記液体の速
    度が、液体がそれとともに、それ自体又は補助的手段、
    例えばピストン（３３，＋６）との組合せで、前記材料
    の粒子を運ぶようなものであシ、その結果、前記顕微鏡
    的粒子が凝集体を形成する粒状床を形成するよ５にし、
    前記粒状床が爾塞された時に、前記囲へ／）′への前記
    液体の供給が妨げられ、また、材料の前記粒子（り）が
    アルキメデス推力の作用下に前記聞込の上端へ上昇した
    ままにされ、この際、必要ならば補助的推力をそれに伝
    達し、それによりて前記凝集体を遊離させ、前記凝集体
    が傾瀉されるようにし、それが前記囲すの下部から回収
    されることを特徴とする液体中に暉濁して込る顕微鏡的
    粒子を濃縮する方法。 コ、液体中に懸濁してｈる顕微鏡的粒子を績縮するに白
    シ、底部、下部に配置された少なくとも７つの液体人口
    、上部に配置された少なくとも１つの液体出口を含んで
    成シ、かつ、前記液体の比重よシも大きい比重をもった
    材料で作られた粒状媒体（≠）を含有する上部が閉じた
    聞込を通して底部から上端へ前記液体を通過させ、その
    際、前記囲いを通過する前記液体の速度が、液体がそれ
    とともに、上部へ前記材料の粒子を運ぶようなものであ
    シ、その結果、前記顕微鏡的粒子がそこに凝集体を形成
    する粒状床を形成するようにし、前記粒状床が閉塞され
    た時に、前記囲いへの前記液体の供給が妨げられ、また
    、材料の前記粒子が重力によって前記囲−の底部へ沈積
    されたままにされ、この際、必要ならば補助的推力をそ
    れに伝達し、それによって前記凝集体を遊離させ前記凝
    集体が傾瀉されるようにし、それが前記聞込の下部から
    回収されることを特徴とする液体中に懸濁している顕微
    鏡的粒子を濃縮する方法。 ３、処理されるべき液体の前記聞込への供給が、前記囲
    いの底部に向いて込る前記ピストンの面に形成された少
    なくとも７つのオリアイスを通じて行われることを特徴
    とする、前記囲ｍ（３０，ψ）に、処理されるべき液体
    の流れの方向に前記固体粒子（３２，＃）を駆動するた
    めに、補助的手段、例えばピストン（３３，４（６）が
    装備されて込る特許請求の範囲第１項および第２項の１
    つに記載の方法Ｏ 弧　底部、上部に配置された少なくとも７つの液体入口
    （−）、下部に配置された少なくとも７つの液体出口（
    ３）を有する囲−（１）を含んで成〕、前記囲いが前記
    液体の比重よｐも小さい・比重を有する材料から作られ
    る粒状媒体（≠）を含有することを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の方法を実施するための装置。 ！、前記囲−の上部がその下部の断面よシも大きな断面
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    装置。 ６、前記囲い（１０，１Ｉ０）かつ、外方に拡がる截る
    特許請求の範囲第ｊ項記載の装置。 ７、前記囲いが、下部が円錐（２１）の型をして込る円
    筒状本体（Ｊ）を含んで成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第ｊ項記載の装置。 ｔ、上部が閉じ、底部、下部に配置された少なくとも１
    つの液体入口（，２）％上部にある少なくとも１つの液
    体出口（３）を有し、前記液体の比重よシも小さい比重
    を有する材料から作られた粒状媒体（４ｃ）を含有する
    囲いを含んで成ることを特徴とする特許請求の範囲第２
    項記載の方法を実施するための装置。 Ｚ　前記固体粒子（３コ１件）を前記液体の流れの方向
    に押し戻すための駆動手段の作用下で可動のピストンを
    形成する補助手段（３３，ＩＭ）を含んで成ることを特
    徴とする特許請求の範囲第参項乃至第を項の１つに記載
    の装置。 ＩＯ１処理されるべき液体の前記囲いへの供給が、聞込
    の底部に向けられている前記ピストン（３３゜４Ａ６）
    の面に形成された少なくとも１つのオリアイスを通して
    行われることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    装置。 ／／、前記ピストン（３３，弘６）への液体の供給が前
    記ピスト′ンの中空ロッド（Ｊ４’ＩＮ）を通して行な
    われることを特徴とする特許請求の範囲第１θ項記載の
    装置。
JP59252111A 1983-11-30 1984-11-30 顕微鏡的粒子の懸濁物を濃縮する方法とその方法を実施する装置 Pending JPS60193507A (ja)

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BR8406083A (pt) 1985-09-24
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PT79597B (fr) 1986-08-05
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