WO2023127274A1 - 精製装置 - Google Patents

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WO2023127274A1
WO2023127274A1 PCT/JP2022/040296 JP2022040296W WO2023127274A1 WO 2023127274 A1 WO2023127274 A1 WO 2023127274A1 JP 2022040296 W JP2022040296 W JP 2022040296W WO 2023127274 A1 WO2023127274 A1 WO 2023127274A1
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WO
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Prior art keywords
container
liquid
strainer
target substance
sample
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/040296
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将晶 寺田
匡規 金田
亨久 板橋
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Publication of WO2023127274A1 publication Critical patent/WO2023127274A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/28—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
    • B03B5/30—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions
    • B03B5/36—Devices therefor, other than using centrifugal force
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present disclosure relates to refiners and, more particularly, to strainers disposed within refiners.
  • Non-Patent Document 1 discloses a purifier that recovers microplastics contained in a mixed sample by gravity-separating a mixed sample collected from the sea using a heavy liquid.
  • the decomposition liquid (oxidizing agent) for decomposing contaminants contained in the mixed sample and the mixed sample after the decomposition processing are washed. It is necessary to introduce and drain a cleaning liquid (rinse agent) into and out of the purifier vessel. When these treated waste liquids are discharged, there is concern that the microplastics to be collected may leak out together with the treated liquids.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and the purpose thereof is to prevent the leakage of the target substance to be recovered when the waste liquid is discharged from the container in the refiner. is.
  • the purification device separates the target substance contained in the mixed sample by the difference in specific gravity.
  • the purification device comprises a container for receiving the mixed sample and a strainer disposed within the container.
  • the container includes an introduction port for introducing a processing liquid for processing the mixed sample into the container, and an outlet port for discharging the processing liquid from the container.
  • the strainer is configured to capture and retain within the container the material of interest in the process liquid discharged from the discharge port.
  • the strainer since the strainer is arranged in the container, the target substance is held in the container when the waste liquid is discharged from the container through the discharge port, and the target substance does not leak out of the container. Suppressed.
  • FIG. 4 is a flow chart of a refining process performed by a refining device; It is an external view of a container and a strainer used in a refiner. It is a side sectional view of a strainer.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a refiner 1 according to an embodiment.
  • the purifier 1 includes a purifier 100 for purifying a mixed sample and a control device 500 for controlling the purifier 100 .
  • the refiner 1 according to the embodiment refines the mixed sample by controlling the refiner 100 with the control device 500, and recovers the component (target substance) contained in the mixed sample that is the target of recovery.
  • "Purification” includes removing a substance of interest from a mixture using a processing liquid.
  • a "decomposition liquid”, a "heavy liquid” and a “rinse liquid (cleaning liquid)" are used as the "treatment liquid".
  • the “mixed sample” purified by the purification device 1 may be in any form as long as it contains the target substance.
  • “mixed samples” include seawater and sand collected from the sea or coast, processed products such as foods and cosmetics, and the like.
  • a “mixed sample” is exemplified by seawater and sand collected from the sea or coast.
  • the “mixed sample” is also simply referred to as the “sample”.
  • the "target substance" to be recovered by the refining device 1 may be any component as long as it is recovered by the refining device 1.
  • the "target substance” includes microplastics, which are fine plastic particles having a size of 5 mm or less.
  • microplastics contained in seawater and sand collected from the sea or from the coast are exemplified as the “target substance”.
  • the purifier 100 includes a container 50 containing a sample, pipes 11 to 22, pumps 31 to 33, solenoid valves 41 to 43, ports 61 to 64, a stirrer 71, a stirrer 72, and an overflow section 80. , a decomposing liquid reservoir 110 , a heavy liquid reservoir 120 , a rinse liquid reservoir 130 , waste liquid reservoirs 140 and 150 , a detection filter 210 and a supernatant liquid reservoir 215 .
  • the pipe 11 connects the decomposition liquid reservoir 110 and the solenoid valve 41 .
  • a pipe 12 connects the electromagnetic valve 41 and the pump 31 .
  • a pipe 13 connects the pump 31 and a port 61 provided on the outer peripheral portion of the container 50 .
  • the decomposition liquid reservoir 110 and the port 61 of the container 50 are connected by the pipes 11 , 12 , 13 via the solenoid valve 41 and the pump 31 .
  • the pipe 14 connects the heavy liquid reservoir 120 and the solenoid valve 42 .
  • a pipe 15 connects the electromagnetic valve 42 and the pump 32 .
  • a pipe 16 connects the pump 32 and a port 62 provided on the outer peripheral portion of the container 50 .
  • the heavy liquid reservoir 120 and the port 62 of the container 50 are connected by the pipes 14 , 15 , 16 via the solenoid valve 42 and the pump 32 .
  • the pipe 17 connects the rinse liquid reservoir 130 and the solenoid valve 41 . That is, the electromagnetic valve 41 is connected to the decomposition liquid reservoir 110 through the pipe 11 and is also connected to the rinse liquid reservoir 130 through the pipe 14 . Thus, the rinse liquid reservoir 130 and the port 61 of the container 50 are connected by the pipes 17 , 12 , 13 via the solenoid valve 41 and the pump 31 .
  • the pipe 18 connects the rinse liquid reservoir 130 and the solenoid valve 42 . That is, the solenoid valve 42 is connected to the heavy liquid reservoir 120 by the pipe 14 and is also connected to the rinse liquid reservoir 130 by the pipe 18 . Thus, the rinse liquid reservoir 130 and the port 62 of the container 50 are connected by the pipes 18 , 15 , 16 via the solenoid valve 42 and the pump 32 .
  • a pipe 19 connects the waste liquid reservoir 140 and the solenoid valve 43 .
  • a pipe 20 connects the electromagnetic valve 43 and the pump 33 .
  • a pipe 21 connects the pump 33 and a port 63 provided on the outer peripheral portion of the container 50 .
  • the waste liquid reservoir 140 and the port 63 of the container 50 are connected by the pipes 19 , 20 , 21 via the solenoid valve 43 and the pump 33 .
  • the pipe 22 connects the pump 33 and a port 64 provided on the outer peripheral portion of the container 50 . That is, pump 33 is connected to port 63 of container 50 by pipe 21 and is also connected to port 64 of container 50 by pipe 22 . Thus, the waste liquid reservoir 140 and the port 64 of the container 50 are connected by the pipes 19 , 20 , 22 via the solenoid valve 43 and the pump 33 .
  • a pipe 23 connects the waste liquid reservoir 150 and the solenoid valve 43 . That is, the solenoid valve 43 is connected to the waste liquid reservoir 140 by the pipe 19 and is also connected to the waste liquid reservoir 150 by the pipe 23 .
  • the waste liquid reservoir 150 and the port 63 of the container 50 are connected by the pipes 23 , 20 , 21 via the solenoid valve 43 and the pump 33 .
  • the waste liquid reservoir 150 and the port 64 of the container 50 are connected by pipes 23 , 20 , 22 via an electromagnetic valve 43 and a pump 33 .
  • the decomposition liquid reservoir 110 stores a decomposition liquid for treating contaminants.
  • Contaminants are foreign substances other than the target substance in the mixed sample.
  • the "contaminants” are exemplified by organic contaminants having organic properties.
  • the “decomposition liquid” may be any other solution as long as it decomposes contaminants.
  • the "decomposition liquid” decomposes organic contaminants.
  • the “decomposition liquid” is an oxidizing agent such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), a mixture of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and iron (II) oxide (FeO).
  • the "mixed sample” is seawater and sand
  • the "organic contaminants” are, for example, wood chips and plankton mixed in the seawater or sand.
  • the heavy liquid reservoir 120 stores heavy liquid for separating the sample due to the difference in specific gravity.
  • the “heavy liquid” may be any other solution as long as it separates the sample due to the difference in specific gravity.
  • the “heavy liquid” sediments inorganic contaminants having inorganic properties by differential gravity.
  • “heavy liquids” are sodium chloride (NaCl), sodium iodide (NaI), zinc chloride ( ZnCl2 ), and the like. If the "mixed sample” is seawater and sand, the “inorganic contaminants” are sand, glass, stone, and the like.
  • the specific gravity of the “heavy liquid” is set higher than the specific gravity of the “target substance” to be recovered by the refiner 1 and lower than the specific gravity of the “inorganic contaminants”.
  • the specific gravity of the “heavy liquid” is higher than the specific gravity of the microplastics. It is set large and smaller than the specific gravity of sand, glass, stone, and the like. Specifically, the specific gravity of the “heavy liquid” is set to about 1.5 to about 1.7.
  • the rinse liquid reservoir 130 stores a rinse liquid, which is a cleaning liquid for cleaning the inside of the container 50 .
  • the “rinse liquid” may be any other solution for cleaning the inside of the container 50 .
  • one example of a “rinse liquid” is water.
  • the “rinse liquid” has a role of cleaning the inside of the container 50 and a role of diluting the decomposition liquid introduced into the container 50 .
  • the waste liquid reservoirs 140 and 150 store waste liquid such as the heavy liquid discharged from the container 50, the decomposition liquid, the rinse liquid, and the seawater contained in the mixed sample.
  • the “decomposition liquid reservoir 110,” the “heavy liquid reservoir 120,” and the “rinse liquid reservoir 130” in the present embodiment are the same as the “first reservoir,” the “second reservoir,” and the “third reservoir” in the present disclosure. correspond to each other.
  • the pump 31 is controlled by the control device 500 to introduce the decomposition liquid in the decomposition liquid reservoir 110 or the rinse liquid in the rinse liquid reservoir 130 into the container 50 via the port 61 .
  • the pump 32 is controlled by the control device 500 to introduce the heavy liquid in the heavy liquid reservoir 120 or the rinse liquid in the rinse liquid reservoir 130 into the container 50 via the port 62 .
  • the pumps 31, 32 are hereinafter also referred to as "introduction pumps 31, 32".
  • the pump 33 is controlled by the control device 500 and discharges the waste liquid in the container 50 to the waste liquid reservoir 140 or the waste liquid reservoir 150 via the port 63 or port 64 .
  • the pump 33 is hereinafter also referred to as "exhaust pump 33".
  • the solenoid valve 41 is controlled by the control device 500 and switches the path connected to the port 61 of the container 50 between the decomposing liquid reservoir 110 and the rinsing liquid reservoir 130 .
  • the solenoid valve 42 is controlled by the control device 500 and switches the path connected to the port 62 of the container 50 between the heavy liquid reservoir 120 and the rinse liquid reservoir 130 .
  • the solenoid valve 43 is controlled by the control device 500 and switches the path connected to the ports 63 and 64 of the container 50 between the waste liquid reservoir 140 and the waste liquid reservoir 150 .
  • waste liquid containing heavy liquid is discharged to waste liquid reservoir 140 and waste liquid containing decomposing liquid is discharged to waste liquid reservoir 150 .
  • the port 61 introduces the decomposition liquid from the decomposition liquid reservoir 110 sent by the pump 31 or the rinse liquid from the rinse liquid reservoir 130 into the container 50 .
  • the port 62 introduces the heavy liquid from the heavy liquid reservoir 120 or the rinse liquid from the rinse liquid reservoir 130 delivered by the pump 32 into the container 50 .
  • the waste liquid in the container 50 is discharged to the waste liquid reservoir 140 or the waste liquid reservoir 150 through the ports 63,64.
  • the ports 61, 62 are also called “introduction ports 61, 62”
  • the ports 63, 64 are also called “exhaust ports 63, 64”.
  • a strainer 300 is provided inside the container 50 to prevent the target substance contained in the sample from being discharged from the container 50 .
  • the strainer 300 has meshes of a size capable of trapping microplastics, which are target substances.
  • the strainer 300 is a wire mesh made of SUS (Steel Use Stainless). Strainer 300 is described in detail in FIGS.
  • the stirrer 71 is, for example, a constant temperature stirrer and is arranged below the container 50 .
  • the stirrer 71 is controlled by the control device 500 and stirs the sample in the container 50 by rotating a stirrer 72 provided in the container 50 . Furthermore, the stirrer 71 keeps the temperature of the sample in the container 50 constant by applying heat to the container 50 from below.
  • the overflow part 80 is connected to the discharge port 59 provided at the top of the container 50, and overflows and discharges the supernatant liquid of the sample containing the target substance from the container 50 to the outside.
  • the detection filter 210 collects the target substance contained in the supernatant liquid by filtering the supernatant liquid of the sample overflowing from the overflow section 80 .
  • the supernatant that has passed through detection filter 210 is collected by supernatant reservoir 215 .
  • the detection filter 210 has meshes large enough to trap microplastics, which are components of interest.
  • the detection filter 210 is a wire mesh made of SUS or a membrane filter made of PTFE (polytetrafluoroethylene) (Teflon (registered trademark)).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the size of the mesh of the detection filter 210 must be 0.1 to 5.0 mm, and preferably about 0.1 mm, so that particles do not pass through.
  • the control device 500 may be realized by a general-purpose computer, or may be realized by a dedicated computer for controlling the refiner 100. Controller 500 controls pumps 31 - 33 , solenoid valves 41 - 43 and stirrer 71 in purifier 100 .
  • the control device 500 corresponds to an example of a "computer" in the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the hardware configuration of the refining device 1 according to the embodiment.
  • the control device 500 includes, as main hardware elements, an arithmetic device 501, a memory 502, a communication device 503, a display device 504, an input device 505, a data reader 506, and a storage device. 510.
  • Arithmetic device 501 is a computer that reads programs (eg, control program 511 and OS (Operating System) 513) stored in storage 510, expands the read programs in memory 502, and executes them.
  • the arithmetic unit 501 executes the control program 511 to perform a refining process (described later with reference to FIG. 3) for controlling the refining device 100 .
  • the arithmetic unit 501 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a GPU (Graphics Processing Unit), or an MPU (Multi Processing Unit). Note that the arithmetic unit 501 may be configured by an arithmetic circuit (processing circuit).
  • the memory 502 provides a storage area for temporarily storing program codes, work memory, etc. when the arithmetic unit 501 executes an arbitrary program.
  • the memory 502 is composed of volatile memory such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) or SRAM (Static Random Access Memory), or non-volatile memory such as ROM (Read Only Memory) or flash memory.
  • the communication device 503 transmits and receives data to and from other devices via a network (not shown).
  • the communication device 503 supports arbitrary communication methods such as Ethernet (registered trademark), wireless LAN (Local Area Network), and Bluetooth (registered trademark).
  • the display device 504 is composed of, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and displays a program design screen, an alert screen in the event of an abnormality, and the like.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • the input device 505 is composed of, for example, a keyboard or a mouse, and is used by the user to input design information when designing a program.
  • Input device 505 may include a start switch for starting execution of the refinement process by computing device 501 .
  • the data reading device 506 reads data stored in the recording medium 507 .
  • the recording medium 507 may have other configurations as long as it can record various data, such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), or a USB (Universal Serial Bus) memory.
  • CD Compact Disc
  • DVD Digital Versatile Disc
  • USB Universal Serial Bus
  • the storage 510 provides a storage area for storing various data necessary for refining processing.
  • the storage 510 is composed of a non-volatile memory device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
  • the storage 510 stores a control program 511 , control data 512 and an OS 513 .
  • the control program 511 is a program in which the details of the refining process are described, and is executed by the computing device 501.
  • the control program 511 may be designed by the user using the input device 505, read from the recording medium 507 by the data reader 506, or read from another device such as a server by the communication device 503 via the network. may be obtained by
  • control data 512 is data used when the arithmetic device 501 executes the control program 511 .
  • control data 512 includes data such as set values for controlling pumps 31-33, solenoid valves 41-43, and stirrer 71.
  • FIG. The control data 512 may be input by the user using the input device 505, read from the recording medium 507 by the data reader 506, or read from another device such as a server via the network by the communication device 503. may be obtained via
  • the OS 513 provides basic functions for executing various types of processing by the computing device 501 .
  • FIG. 3 is a flow chart of the refining process executed in the refining device 1 according to this embodiment. Each step shown in FIG. 3 is implemented by the arithmetic device 501 of the control device 500 executing the OS 513 and the control program 511 .
  • the user introduces the sample into the container 50 of the refiner 1. 4, the container 50 is separable into two parts (first part 51, second part 55), and the user can remove the container 50 by removing the first part 51 from the second part 55.
  • the container 50 is opened and the sample is introduced into the container 50 .
  • the user then initiates control of the purifier 100 by the control device 500 by performing a start operation using the input device 505 of the control device 500 .
  • control device 500 controls the pump 33 and the electromagnetic valve 43 in step S1, thereby supplying the container via the pipes 20 to 23 and the ports 63 and 64.
  • the liquid component of the sample introduced into 50 is drained to waste reservoir 150 .
  • microplastics which are substances to be collected and contained in the sample, are captured by a strainer 300 provided inside the container 50 and held in the container 50 .
  • step S2 the control device 500 stops the pump 33 on the discharge side and controls the pump 31 and the electromagnetic valve 41 so that the inside of the decomposition liquid reservoir 110 is discharged through the pipes 11 to 13 and the port 61. is introduced into the container 50 .
  • step S3 the control device 500 controls the stirrer 71 to rotate the stirrer 72 provided inside the container 50 while applying constant heat to the container 50 to stir the sample.
  • the temperature of the container 50, the rotation speed of the stirrer 72, and the rotation time are preset by the user.
  • an oxidation treatment is performed with an oxidizing agent, and organic contaminants contained in the sample are decomposed. It should be noted that while the sample is not necessarily heated during stirring, the decomposition by the oxidation treatment is accelerated by maintaining the temperature of the sample at a constant temperature by heating.
  • step S4 the control device 500 controls the pump 33 and the solenoid valve 43, so that the organic contaminants contained in the sample after the decomposition treatment via the pipes 20 to 23 and the ports 63 and 64
  • the waste liquid in container 50 is discharged to waste liquid reservoir 150 .
  • Microplastics, which are the target substance contained in the sample, are captured by the strainer 300 provided inside the container 50 and held in the container 50 .
  • step S5 the control device 500 stops the pump 33 on the discharge side and controls the pump 31 and the solenoid valve 41 to supply the rinse liquid reservoir via the pipes 17, 12, 13 and the port 61.
  • the rinse liquid in 130 is introduced into the container 50 to wash the inside of the container 50 .
  • the control device 500 introduces an amount of rinse liquid preset by the user into the container 50 by controlling the suction amount of the pump 31 .
  • step S6 the control device 500 controls the pump 33 and the solenoid valve 43 to transfer the waste liquid after washing with the rinse liquid to the waste liquid reservoir 150 through the pipes 20 to 23 and the ports 63 and 64. Discharge. As a result, the inside of the container 50 is washed with the rinse liquid. Microplastics contained in the sample and to be collected are captured by a strainer 300 provided inside the container 50 and held in the container 50 . After that, the control device 500 may dry the sample by leaving the sample as it is for a predetermined period (for example, one day).
  • step S7 the control device 500 introduces the heavy liquid in the heavy liquid reservoir 120 into the container 50 via the pipes 14-16 and the port 62 by controlling the pump 32 and the electromagnetic valve 42. At this time, the control device 500 introduces an amount of heavy liquid preset by the user into the container 50 by controlling the suction amount of the pump 32 .
  • step S8 the control device 500 leaves the sample as it is for a predetermined period (for example, one day).
  • a predetermined period for example, one day.
  • step S9 the control device 500 again controls the pump 32 and the solenoid valve 42 to reintroduce the heavy liquid in the heavy liquid reservoir 120 into the container 50 via the pipes 14 to 16 and the port 62. do.
  • the control device 500 introduces an amount of heavy liquid preset by the user into the container 50 by controlling the suction amount of the pump 32 .
  • the heavy liquid is reintroduced into the sample in the container 50 in this way, the liquid level of the sample separated by specific gravity gradually rises in the container 50, and eventually the supernatant liquid of the sample flows into the discharge port 59 of the container 50. reach. Then, the supernatant liquid of the sample is discharged outside through the discharge port 59 and the overflow portion 80 .
  • the supernatant liquid of the sample discharged through the overflow section 80 is filtered by the detection filter 210 and only the waste liquid is recovered by the supernatant liquid reservoir 215 .
  • microplastics which are components with a lighter specific gravity than the heavy liquid, remain.
  • the control device 500 cleans the container 50 as post-processing. Specifically, in step S10, the control device 500 controls the pump 33 and the electromagnetic valve 43, so that the container 50 after the microplastics have been collected via the pipes 19 to 22 and the ports 63 and 64. The waste liquid inside is discharged to the waste liquid reservoir 140 .
  • step S11 the control device 500 stops the pump 33 on the discharge side and controls the pump 32 and the solenoid valve 42 to supply the rinse liquid reservoir via the pipes 18, 15, 16 and the port 62.
  • the rinse liquid in 130 is introduced into the container 50 to wash the inside of the container 50 .
  • the controller 500 introduces an amount of rinse liquid preset by the user into the container 50 by controlling the suction amount of the pump 32 .
  • step S12 the control device 500 controls the pump 33 and the electromagnetic valve 43 to control the inside of the container 50 after the rinse liquid has been introduced via the pipes 19 to 22 and the ports 63 and 64.
  • the waste liquid is discharged to the waste liquid reservoir 140 .
  • the inside of the container 50 is washed with the rinse liquid.
  • the control device 500 automatically controls the decomposition liquid and the The heavy liquid is introduced and the waste liquid is discharged from the container 50 . Therefore, the user does not need to introduce the decomposing liquid and the heavy liquid into the container 50 and discharge the waste liquid from the container 50 by himself/herself. Furthermore, according to the purification device 1 according to the present embodiment, the control device 500 automatically cleans the used container 50 after collecting the microplastics. As a result, the microplastics can be stably collected without depending on the skill of the user, and the sample can be purified with high accuracy.
  • FIG. 4 is an external view when the strainer 300 is arranged in the container 50 used in the refiner 1.
  • FIG. 5 is a side sectional view of the strainer 300.
  • the container 50 has an upper first portion 51 to which the overflow portion 80 is connected, introduction ports 61 and 62, and discharge ports 63 and 64. and a second portion 55 on the lower side provided.
  • Each of the first portion 51 and the second portion 55 is made of glass.
  • Flange portions 52 and 56 are provided at the lower end portion of the first portion 51 and the upper end portion of the second portion 55, respectively.
  • the strainer 300 has a generally cage-like shape, and a flange portion 310 is provided at the upper end of a net-like mesh portion 320 having a substantially cylindrical shape.
  • the mesh portion 320 of the strainer 300 is positioned inside the second portion 55 of the container 50 .
  • the flange portion 310 is sandwiched between the flange portion 52 of the first portion 51 and the flange portion 56 of the second portion 55 .
  • the container 50 and the strainer 300 are fixed in a watertight state by clamping the flange portions of the container 50 and the strainer 300 with a fixing device 90 indicated by broken lines in FIG. That is, it is possible to prevent the sample from leaking from the contact portion between the container and the strainer.
  • the strainer 300 is made of stainless steel (SUS), and the mesh part 320 is formed with a plurality of openings of sizes capable of trapping microplastics, which are the target substance.
  • the mesh size of the mesh part 320 is 80 mesh or more. In other words, the mesh size of the mesh portion 320 is 200 ⁇ m or less.
  • a space is provided that allows the stirrer 72 to be arranged.
  • the stirrer 72 can be smoothly rotated during sample decomposition processing.
  • the sample accommodation space in the second portion 55 can be widened.
  • the reaction in the decomposition treatment can be accelerated, and the separation distance between the recovery target substance and the contaminants can be ensured during gravity separation.
  • the first surface 311 that contacts the flange portion 52 of the first portion 51 of the container 50 and the second surface 312 that contacts the flange portion 56 of the second portion 55 have surface roughness Sandblasting is applied so that the By applying such a surface treatment to the bearing surface of the flange portion 310, the wettability of the bearing surface can be enhanced, so that the adhesion of microplastics, which are the target substance, to the bearing surface can be suppressed.
  • a corner portion 315 on the inner surface side of the flange portion 310 is chamfered. By chamfering, the corners of the inner surface with which the sample comes into contact become obtuse angles, so that adhesion of microplastics to the inner surface can be suppressed.
  • a refiner separates a target substance contained in a mixed sample by a difference in specific gravity.
  • the purification device comprises a container for receiving the mixed sample and a strainer disposed within the container.
  • the container includes an introduction port for introducing a processing liquid for processing the mixed sample into the container, and an outlet port for discharging the processing liquid from the container.
  • the strainer is configured to capture and retain within the container the material of interest in the process liquid discharged from the discharge port.
  • the strainer since the strainer is arranged in the container, when the waste liquid is discharged from the container from the discharge port, the target substance is held in the container and discharged to the outside of the container. Leakage of substances can be suppressed.
  • the treatment liquid contains a heavy liquid for separating the target substance.
  • the container further includes a first portion and a second portion separable from each other, and an overflow portion for discharging the supernatant liquid produced by the introduction of the heavy liquid to the outside of the container together with the target substance.
  • An overflow portion is provided in the first portion.
  • An inlet port and an outlet port are provided in the second portion.
  • a strainer is positioned within the second portion.
  • the strainer is arranged in the second portion of the container where the introduction port and the discharge port are provided. Therefore, the space for accommodating the sample in the second portion of the container can be widened, and the separation distance between the substance to be recovered and the contaminants can be ensured during the gravity separation.
  • the strainer in the refiner described in Section 2, includes a flange sandwiched between the first portion and the second portion. The strainer is secured to the vessel at the flange.
  • the strainer since the strainer is clamped and fixed between the first portion and the second portion of the container at the flange portion, the relative position with respect to the container body can be stabilized. can be done. As a result, a space in which the stirrer can rotate can be secured, and the reaction in the decomposition treatment can be promoted. In addition, it is possible to secure a separation distance between the substance to be recovered and the contaminants during gravity separation.
  • the strainer further includes a mesh portion connected to the flange portion and capable of capturing the target substance.
  • the inner corners of the flange portion connected to the mesh portion are chamfered.
  • the mesh size of the mesh part is 80 mesh or more.
  • the strainer can reliably capture microplastics, which are the target substance, when the waste liquid is discharged from the container.
  • the opening of the mesh portion is 200 ⁇ m or less.
  • the strainer can reliably capture microplastics, which are the target substance, when the waste liquid is discharged from the container.
  • the treatment liquid comprises a decomposition liquid for decomposing contaminants contained in the mixed sample and a decomposing liquid for washing the mixed sample. washing solution.
  • the refiner further includes a first reservoir that stores the decomposition liquid, a second reservoir that stores the heavy liquid, and a third reservoir that stores the cleaning liquid.
  • a reservoir is provided for individually storing the treatment liquid. Thereby, each processing liquid can be stably supplied into the container.
  • the target substance is microplastic.

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Abstract

精製装置（１）は、混合試料に含まれる対象物質を比重差によって分離する。精製装置（１）は、混合試料を受ける容器（５０）と、容器（５０）内に配置されるストレーナ（３００）とを備える。容器（５０）は、混合試料を処理するための処理液を容器（５０）内に導入する導入ポート（６１，６２）と、処理液を容器（５０）から排出するための排出ポート（６３，６４）とを含む。ストレーナ（３００）は、排出ポート（６３，６４）から排出される処理液中の対象物質を捕捉し、容器（５０）内に保持するように構成される。

Description

精製装置
　本開示は精製装置に関し、より特定的には、精製装置内に配置されるストレーナに関する。
　回収対象の成分である対象物質を回収するために、当該対象物質が含まれた混合試料を精製することが行なわれている。非特許文献１では、海中から収集した混合試料を重液を用いて比重分離することで、当該混合試料に含まれるマイクロプラスチックを回収する精製器が開示されている。
Hannes　K.　Imhof　et　al.，"A　novel,　highly　efficient　method　for　the　separation　and　quantification　of　plastic　particles　in　sediments　of　aquatic　environments"，LIMNOLOGY　and　OCEANOGRAPHY:METHODS，Volume10，Issue7，pp.524-537，17　July　2012，https://doi.org/10.4319/lom.2012.10.524
　上述の精製器においては、重液を用いた比重分離に先立って、混合試料に含まれる夾雑物の分解処理をするための分解液（酸化剤）、および、当該分解処理後の混合試料を洗浄するための洗浄液（リンス剤）を、精製器の容器内に導入および排出することが必要となる。これらの処理済の廃液を排出する際には、回収対象のマイクロプラスチックが処理液とともに漏出してしまうことが懸念される。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、精製装置において、容器内からの廃液の排出時における、回収対象の対象物質の漏出を防止することである。
　本開示に係る精製装置は、混合試料に含まれる対象物質を比重差によって分離する。精製装置は、混合試料を受ける容器と、容器内に配置されるストレーナとを備える。容器は、混合試料を処理するための処理液を容器内に導入する導入ポートと、処理液を容器から排出するための排出ポートとを含む。ストレーナは、排出ポートから排出される処理液中の対象物質を捕捉し、容器内に保持するように構成される。
　本開示による精製装置においては、容器内にストレーナが配置されるため、容器内から廃液を排出ポートから排出する際に、対象物質が容器内に保持されて、容器外部への対象物質の漏出が抑制される。
実施の形態に係る精製装置を模式的に示す図である。 精製装置のハードウェア構成を説明するための図である。 精製装置によって実行される精製処理のフローチャートである。 精製装置に用いられる容器およびストレーナの外観図である。 ストレーナの側面断面図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　［精製装置の構成］
　図１を参照しながら、実施の形態に係る精製装置１の主な構成を説明する。図１は、実施の形態に係る精製装置１を模式的に示す図である。図１に示すように、精製装置１は、混合試料を精製するための精製器１００と、精製器１００を制御する制御装置５００とを備える。実施の形態に係る精製装置１は、制御装置５００によって精製器１００を制御することによって、混合試料を精製し、混合試料に含まれる回収対象である成分（対象物質）を回収する。「精製」とは、処理液を用いて混合物から対象物質を取り出すことを含む。実施の形態に係る精製装置１においては、「処理液」として、「分解液」、「重液」および「リンス液（洗浄液）」が用いられる。
　精製装置１によって精製される「混合試料」は、対象物質を含むものであればどのような形態であってもよい。たとえば、「混合試料」としては、海中または海岸から収集される海水および砂、食品および化粧品などの加工品などが挙げられる。実施の形態においては、「混合試料」として、海中または海岸から収集される海水および砂が例示される。なお、以下では、「混合試料」を単に「試料」とも称する。
　精製装置１の回収対象である「対象物質」は、精製装置１によって回収される成分であればいずれのものでもよい。たとえば、「対象物質」としては、５ｍｍ以下の大きさを有する微細なプラスチック粒子であるマイクロプラスチックが挙げられる。実施の形態においては、「対象物質」として、海中または海岸から収集される海水および砂に含まれるマイクロプラスチックが例示される。
　精製器１００は、試料を収容する容器５０と、配管１１～２２と、ポンプ３１～３３と、電磁弁４１～４３と、ポート６１～６４と、スターラ７１と、撹拌子７２と、オーバーフロー部８０と、分解液リザーバ１１０と、重液リザーバ１２０と、リンス液リザーバ１３０と、廃液リザーバ１４０，１５０と、検出フィルタ２１０と、上澄み液リザーバ２１５とを備える。
　配管１１は、分解液リザーバ１１０と電磁弁４１とを接続する。配管１２は、電磁弁４１とポンプ３１とを接続する。配管１３は、ポンプ３１と容器５０の外周部分に設けられたポート６１とを接続する。このように、分解液リザーバ１１０と容器５０のポート６１とは、電磁弁４１およびポンプ３１を介して、配管１１，１２，１３によって接続されている。
　配管１４は、重液リザーバ１２０と電磁弁４２とを接続する。配管１５は、電磁弁４２とポンプ３２とを接続する。配管１６は、ポンプ３２と容器５０の外周部分に設けられたポート６２とを接続する。このように、重液リザーバ１２０と容器５０のポート６２とは、電磁弁４２およびポンプ３２を介して、配管１４，１５，１６によって接続されている。
　配管１７は、リンス液リザーバ１３０と電磁弁４１とを接続する。すなわち、電磁弁４１は、配管１１によって分解液リザーバ１１０に接続されている一方で、配管１４によってリンス液リザーバ１３０にも接続されている。このように、リンス液リザーバ１３０と容器５０のポート６１とは、電磁弁４１およびポンプ３１を介して、配管１７，１２，１３によって接続されている。
　配管１８は、リンス液リザーバ１３０と電磁弁４２とを接続する。すなわち、電磁弁４２は、配管１４によって重液リザーバ１２０に接続されている一方で、配管１８によってリンス液リザーバ１３０にも接続されている。このように、リンス液リザーバ１３０と容器５０のポート６２とは、電磁弁４２およびポンプ３２を介して、配管１８，１５，１６によって接続されている。
　配管１９は、廃液リザーバ１４０と電磁弁４３とを接続する。配管２０は、電磁弁４３とポンプ３３とを接続する。配管２１は、ポンプ３３と容器５０の外周部分に設けられたポート６３とを接続する。このように、廃液リザーバ１４０と容器５０のポート６３とは、電磁弁４３およびポンプ３３を介して、配管１９，２０，２１によって接続されている。
　配管２２は、ポンプ３３と容器５０の外周部分に設けられたポート６４とを接続する。すなわち、ポンプ３３は、配管２１によって容器５０のポート６３に接続されている一方で、配管２２によって容器５０のポート６４にも接続されている。このように、廃液リザーバ１４０と容器５０のポート６４とは、電磁弁４３およびポンプ３３を介して、配管１９，２０，２２によって接続されている。
　配管２３は、廃液リザーバ１５０と電磁弁４３とを接続する。すなわち、電磁弁４３は、配管１９によって廃液リザーバ１４０に接続されている一方で、配管２３によって廃液リザーバ１５０にも接続されている。このように、廃液リザーバ１５０と容器５０のポート６３とは、電磁弁４３およびポンプ３３を介して、配管２３，２０，２１によって接続されている。また、廃液リザーバ１５０と容器５０のポート６４とは、電磁弁４３およびポンプ３３を介して、配管２３，２０，２２によって接続されている。
　分解液リザーバ１１０は、夾雑物を処理するための分解液を貯留する。「夾雑物」は、混合試料のうち、対象物質以外の異物である。実施形態においては、「夾雑物」として、有機物の性質を有する有機夾雑物が例示される。「分解液」は、夾雑物を分解処理させるものであれば他の溶液でもよい。実施形態においては、「分解液」は、有機夾雑物を分解する。たとえば、「分解液」は、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）と酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）との混合物などの酸化剤である。「混合試料」が海水および砂である場合、「有機夾雑物」は、たとえば、海水または砂に混じった木くずおよびプランクトンなどである。
　重液リザーバ１２０は、比重差により試料を分離させるための重液を貯留する。「重液」は、比重差により試料を分離させるものであれば他の溶液でもよい。実施形態においては、「重液」は、無機物の性質を有する無機夾雑物を比重差で沈降させる。たとえば、「重液」は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）などである。「混合試料」が海水および砂である場合、「無機夾雑物」は、砂、ガラス、および石などである。「重液」の比重は、精製装置１の回収対象となる「対象物質」の比重よりも大きく、かつ、「無機夾雑物」の比重よりも小さく設定される。たとえば、精製装置１の回収対象となる「対象物質」がマイクロプラスチックであり、「無機夾雑物」が砂、ガラス、および石などの場合、「重液」の比重は、マイクロプラスチックの比重よりも大きく、かつ、砂、ガラス、および石などの比重よりも小さく設定される。具体的には、「重液」の比重は、約１．５～約１．７に設定される。
　リンス液リザーバ１３０は、容器５０内を洗浄するための洗浄液であるリンス液を貯留する。「リンス液」は、容器５０内を洗浄するためのものであれば他の溶液でもよい。たとえば、「リンス液」の一例は水である。なお、「リンス液」は、容器５０内を洗浄する役割の他、容器５０に導入される分解液を薄める役割を有する。
　廃液リザーバ１４０，１５０は、容器５０から排出された重液、分解液、リンス液、および混合試料に含まれる海水などの廃液を貯留する。
　なお、本実施の形態における「分解液リザーバ１１０」、「重液リザーバ１２０」および「リンス液リザーバ１３０」は、本開示における「第１リザーバ」、「第２リザーバ」および「第３リザーバ」にそれぞれ対応する。
　ポンプ３１は、制御装置５００により制御されて、分解液リザーバ１１０の分解液またはリンス液リザーバ１３０のリンス液を、ポート６１を介して容器５０に導入する。
　ポンプ３２は、制御装置５００により制御されて、重液リザーバ１２０の重液またはリンス液リザーバ１３０のリンス液を、ポート６２を介して容器５０に導入する。ポンプ３１，３２を、以下「導入ポンプ３１，３２」とも称する。
　ポンプ３３は、制御装置５００により制御され、ポート６３またはポート６４を介して、容器５０内の廃液を、廃液リザーバ１４０または廃液リザーバ１５０へ排出する。ポンプ３３を、以下「排出ポンプ３３」とも称する。
　電磁弁４１は、制御装置５００により制御され、容器５０のポート６１に接続される経路を、分解液リザーバ１１０とリンス液リザーバ１３０との間で切り替える。
　電磁弁４２は、制御装置５００により制御され、容器５０のポート６２に接続される経路を、重液リザーバ１２０とリンス液リザーバ１３０との間で切り替える。
　電磁弁４３は、制御装置５００により制御され、容器５０のポート６３，６４に接続される経路を、廃液リザーバ１４０と廃液リザーバ１５０との間で切り替える。たとえば、重液を含む廃液は廃液リザーバ１４０に排出され、分解液を含む廃液は廃液リザーバ１５０に排出される。
　ポート６１は、ポンプ３１によって送出された分解液リザーバ１１０からの分解液、または、リンス液リザーバ１３０からのリンス液を容器５０に導入する。ポート６２は、ポンプ３２によって送出された重液リザーバ１２０からの重液またはリンス液リザーバ１３０からのリンス液を容器５０に導入する。ポンプ３３を駆動することによって、ポート６３，６４を介して、容器５０内の廃液が廃液リザーバ１４０または廃液リザーバ１５０に排出される。以降の説明において、ポート６１，６２を「導入ポート６１，６２」とも称し、ポート６３，６４を「排出ポート６３，６４」とも称する。
　容器５０の内部には、試料に含まれる対象物質が容器５０から排出されないようにするためのストレーナ３００が設けられている。ストレーナ３００は、対象物質であるマイクロプラスチックをトラップできる大きさの網目を有する。たとえば、ストレーナ３００は、ＳＵＳ（Steel　Use　Stainless）製の金網である。ストレーナ３００については、図４および図５において詳述する。
　スターラ７１は、たとえば、恒温スターラであり、容器５０の下方に配置されている。スターラ７１は、制御装置５００により制御され、容器５０内に設けられた撹拌子７２を回転させることによって、容器５０内の試料を撹拌する。さらに、スターラ７１は、容器５０の下方から容器５０に熱を加えることによって、容器５０内の試料の温度を一定に保つ。
　オーバーフロー部８０は、容器５０の最上部に設けられた排出口５９に接続されており、対象物質を含む試料の上澄み液を容器５０から外部にオーバーフローして排出する。
　検出フィルタ２１０は、オーバーフロー部８０からオーバーフローした試料の上澄み液を濾過することによって、上澄み液に含まれる対象物質を回収する。検出フィルタ２１０を通過した上澄み液は、上澄み液リザーバ２１５によって回収される。検出フィルタ２１０は、対象成分であるマイクロプラスチックをトラップできる大きさの網目を有する。たとえば、検出フィルタ２１０は、ＳＵＳ製の金網またはＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene)（テフロン（登録商標））製のメンブレンフィルタである。マイクロプラスチックを対象成分とする場合、検出フィルタ２１０の網目の大きさは、０．１～５．０ｍｍの粒子を通さない大きさが必要であり、約０．１ｍｍが好ましい。
　制御装置５００は、汎用コンピュータで実現されてもよいし、精製器１００を制御するための専用コンピュータで実現されてもよい。制御装置５００は、精製器１００における、ポンプ３１～３３、電磁弁４１～４３、およびスターラ７１を制御する。制御装置５００は、本開示における「コンピュータ」の一実施例に相当する。
　［ハードウェア構成］
　図２を参照しながら、実施の形態に係る精製装置１のハードウェア構成を説明する。図２は、実施の形態に係る精製装置１のハードウェア構成を説明するための図である。図２に示すように、制御装置５００は、主なハードウェア要素として、演算装置５０１と、メモリ５０２と、通信装置５０３と、表示装置５０４と、入力装置５０５と、データ読取装置５０６と、ストレージ５１０とを備える。
　演算装置５０１は、ストレージ５１０に記憶されたプログラム（たとえば、制御プログラム５１１およびＯＳ（Operating　System）５１３）を読み出し、読み出したプログラムをメモリ５０２に展開して実行するコンピュータである。たとえば、演算装置５０１は、制御プログラム５１１を実行することによって、精製器１００を制御するための精製処理（図３で後述する）を実行する。演算装置５０１は、たとえば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、ＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）、またはＭＰＵ（Multi　Processing　Unit）などで構成される。なお、演算装置５０１は、演算回路（Processing　Circuitry）で構成されてもよい。
　メモリ５０２は、演算装置５０１が任意のプログラムを実行するにあたって、プログラムコードやワークメモリなどを一時的に格納する記憶領域を提供する。メモリ５０２は、ＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）またはＳＲＡＭ（Static　Random　Access　Memory）などの揮発性メモリ、あるいは、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成される。
　通信装置５０３は、ネットワーク（図示せず）を介して、他の装置との間でデータを送受信する。通信装置５０３は、たとえば、イーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの任意の通信方式に対応する。
　表示装置５０４は、たとえば、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）などで構成され、プログラムの設計画面および異常時のアラート画面などを表示する。
　入力装置５０５は、たとえば、キーボードまたはマウスなどで構成され、プログラムの設計時に、ユーザによって設計情報などの入力に用いられる。入力装置５０５は、演算装置５０１による精製処理の実行を開始するためのスタートスイッチを含んでいてもよい。
　データ読取装置５０６は、記録媒体５０７に格納されているデータを読み出す。記録媒体５０７は、ＣＤ（Compact　Disc）、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）、またはＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）メモリなど、各種のデータを記録することができるものであれば他の構成であってもよい。
　ストレージ５１０は、精製処理などに必要な各種のデータを格納する記憶領域を提供する。ストレージ５１０は、たとえば、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）またはＳＳＤ（Solid　State　Drive）などの不揮発性メモリデバイスで構成される。ストレージ５１０は、制御プログラム５１１と、制御用データ５１２と、ＯＳ５１３とを格納する。
　制御プログラム５１１は、精製処理の内容が記述されたプログラムであり、演算装置５０１によって実行される。制御プログラム５１１は、入力装置５０５を用いてユーザによって設計されてもよいし、データ読取装置５０６によって記録媒体５０７から読み取られてもよいし、通信装置５０３によってサーバなどの他の装置からネットワークを介して取得されてもよい。
　制御用データ５１２は、演算装置５０１が制御プログラム５１１を実行する際に用いるデータである。たとえば、制御用データ５１２は、ポンプ３１～３３、電磁弁４１～４３、およびスターラ７１を制御するための設定値などのデータを含む。制御用データ５１２は、入力装置５０５を用いてユーザによって入力されてもよいし、データ読取装置５０６によって記録媒体５０７から読み取られてもよいし、通信装置５０３によってサーバなどの他の装置からネットワークを介して取得されてもよい。
　ＯＳ５１３は、演算装置５０１によって各種の処理を実行するための基本的な機能を提供する。
　［試料の精製処理］
　次に、図３を参照しながら、精製装置１において実行される、試料の精製処理を説明する。図３は、本実施の形態に係る精製装置１において実行される精製処理のフローチャートである。図３に示す各ステップは、制御装置５００の演算装置５０１が、ＯＳ５１３および制御プログラム５１１を実行することによって実現される。
　準備として、ユーザは、精製装置１の容器５０に試料を導入する。図４で後述するように、容器５０は２つの部分（第１部分５１，第２部分５５）に分離可能であり、ユーザは、第２部分５５から第１部分５１を取り外すことによって容器５０を開放し、容器５０の内部に試料を導入する。その後、ユーザは、制御装置５００の入力装置５０５を用いて開始操作を行うことによって、制御装置５００による精製器１００の制御を開始する。
　制御装置５００による精製器１００の制御が開始されると、制御装置５００は、ステップＳ１において、ポンプ３３および電磁弁４３を制御することによって、配管２０～２３およびポート６３，６４を介して、容器５０内に導入された試料の液体成分を廃液リザーバ１５０に排出する。なお、試料に含まれる回収対象物質のマイクロプラスチックなどは、容器５０内部に設けられたストレーナ３００によって捕捉され、容器５０内に保持される。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ２にて、排出側のポンプ３３を停止し、ポンプ３１および電磁弁４１を制御することによって、配管１１～１３およびポート６１を介して、分解液リザーバ１１０内の分解液を容器５０に導入する。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ３にて、スターラ７１を制御することによって、容器５０に一定の熱を加えながら容器５０内に設けられた撹拌子７２を回転させて試料を撹拌する。容器５０の温度、撹拌子７２の回転速度、および回転時間は、ユーザによって予め設定されている。このようにして試料が撹拌されることによって、酸化剤による酸化処理が行われ、試料に含まれる有機夾雑物が分解される。なお、試料の撹拌時においては、必ずしも加熱は必要ないが、加熱によって試料の温度を一定温度に保つことによって酸化処理による分解が促進される。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ４にて、ポンプ３３および電磁弁４３を制御することによって、配管２０～２３およびポート６３，６４を介して、有機夾雑物の分解処理後の試料に含まれる容器５０内の廃液を廃液リザーバ１５０に排出する。なお、試料に含まれる対象物質のマイクロプラスチックは、容器５０内部に設けられたストレーナ３００によって捕捉され、容器５０内に保持される。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ５にて、排出側のポンプ３３を停止し、ポンプ３１および電磁弁４１を制御することによって、配管１７，１２，１３およびポート６１を介して、リンス液リザーバ１３０内のリンス液を容器５０に導入し、容器５０内を洗浄する。このとき、制御装置５００は、ポンプ３１の吸込量を制御することによって、ユーザによって予め設定された量のリンス液を容器５０に導入する。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ６にて、ポンプ３３および電磁弁４３を制御することによって、配管２０～２３およびポート６３，６４を介して、リンス液による洗浄後の廃液を廃液リザーバ１５０に排出する。これにより、リンス液によって容器５０内が洗浄される。なお、試料に含まれる回収対象となるマイクロプラスチックは、容器５０内部に設けられたストレーナ３００によって捕捉され、容器５０内に保持される。なお、その後、制御装置５００は、所定期間（たとえば、１日間）に亘って試料をそのまま放置することによって試料を乾燥させてもよい。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ７にて、ポンプ３２および電磁弁４２を制御することによって、配管１４～１６およびポート６２を介して、重液リザーバ１２０の重液を容器５０に導入する。このとき、制御装置５００は、ポンプ３２の吸込量を制御することによって、ユーザによって予め設定された量の重液を容器５０に導入する。
　その後、制御装置５００は、ステップＳ８にて、所定期間（たとえば、１日間）に亘って試料をそのまま放置する。このようにして重液が容器５０内の試料に導入されて放置されると、試料に含まれる無機夾雑物が比重差によって容器５０の底付近に沈降する。一方、重液よりも比重の軽い対象物質のマイクロプラスチックは、重液の液面上に浮上する。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ９にて、再びポンプ３２および電磁弁４２を制御することによって、配管１４～１６およびポート６２を介して、重液リザーバ１２０の重液を容器５０に再び導入する。このとき、制御装置５００は、ポンプ３２の吸込量を制御することによって、ユーザによって予め設定された量の重液を容器５０に導入する。このようにして重液が容器５０内の試料に再び導入されると、比重分離された試料の液面が容器５０内を徐々に上昇し、やがて試料の上澄み液が容器５０の排出口５９に到達する。そして、試料の上澄み液は、排出口５９およびオーバーフロー部８０を通って外部に排出される。
　オーバーフロー部８０を通って排出された試料の上澄み液は、検出フィルタ２１０によって濾過され、廃液のみが上澄み液リザーバ２１５によって回収される。検出フィルタ２１０には、重液よりも比重の軽い成分であるマイクロプラスチックが残る。
　試料の精製によってマイクロプラスチックが回収された後、制御装置５００は、後処理として容器５０を洗浄する。具体的には、制御装置５００は、ステップＳ１０にて、ポンプ３３および電磁弁４３を制御することによって、配管１９～２２およびポート６３，６４を介して、マイクロプラスチックが回収された後の容器５０内の廃液を廃液リザーバ１４０に排出する。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ１１にて、排出側のポンプ３３を停止し、ポンプ３２および電磁弁４２を制御することによって、配管１８，１５，１６およびポート６２を介して、リンス液リザーバ１３０内のリンス液を容器５０に導入し、容器５０内を洗浄する。このとき、制御装置５００は、ポンプ３２の吸込量を制御することによって、ユーザによって予め設定された量のリンス液を容器５０に導入する。
　次に、制御装置５００は、ステップＳ１２にて、ポンプ３３および電磁弁４３を制御することによって、配管１９～２２およびポート６３，６４を介して、リンス液が導入された後の容器５０内の廃液を廃液リザーバ１４０に排出する。これにより、リンス液によって容器５０内が洗浄される。
　以上のように、本実施の形態に係る精製装置１によれば、制御装置５００は、適切なタイミングおよび適切な時間に亘って自動的に、容器５０に収容された試料に対して分解液および重液を導入し、また、容器５０から廃液を排出する。このため、ユーザは、自ら、容器５０に分解液および重液を導入し、また、容器５０から廃液を排出する必要がない。さらに、本実施の形態に係る精製装置１によれば、制御装置５００は、マイクロプラスチックを回収した後、使用した容器５０を自動的に洗浄する。これにより、ユーザの技量に依存することなく、マイクロプラスチックの安定的な回収をすることが可能となり、精度良く試料を精製することができる。
　［ストレーナの構成］
　次に、図４および図５を用いて、本実施の形態の精製装置１において用いられるストレーナ３００の構成について説明する。図４は、精製装置１に用いられる容器５０にストレーナ３００が配置されたときの外観図である。図５は、ストレーナ３００の側面断面図である。
　図４および図５を参照して、図１で説明したように、容器５０は、オーバーフロー部８０が接続される上部側の第１部分５１と、導入ポート６１，６２および排出ポート６３，６４が設けられる下部側の第２部分５５とを含む。第１部分５１および第２部分５５の各々は、ガラス製である。第１部分５１の下端部および第２部分５５の上端部には、フランジ部５２，５６がそれぞれ設けられている。
　ストレーナ３００は、図５に示されるように、概略的には籠形状を有しており、略円筒形状を有する網目状のメッシュ部３２０の上端部にフランジ部３１０が設けられている。ストレーナ３００のメッシュ部３２０は、容器５０の第２部分５５の内部に配置されている。フランジ部３１０は、第１部分５１のフランジ部５２と、第２部分５５のフランジ部５６との間に挟持される。そして、容器５０およびストレーナ３００のフランジ部を、図４の破線で示されている固定器具９０でクランプすることによって、容器５０とストレーナ３００とが水密状態に固定される。すなわち、容器とストレーナとの接触部分から試料が漏出することを防止することができる。
　ストレーナ３００はステンレス（ＳＵＳ）製であり、メッシュ部３２０には、対象物質であるマイクロプラスチックを捕捉可能なサイズの複数の開口が形成されている。具体的には、メッシュ部３２０のメッシュサイズは８０メッシュ以上である。また、言い換えれば、メッシュ部３２０の開き目量は２００μｍ以下である。
　メッシュ部３２０の下端と、容器５０の第２部分５５の底面との間には、撹拌子７２が配置できるくらいの間隔が設けられている。これにより、試料の分解処理の際に、撹拌子７２をスムーズに回転させることができる。また、メッシュ部３２０の下端の位置を、できるだけ第２部分５５の底面に近づけることによって、第２部分５５における試料の収容スペースを広くすることができる。これによって、分解処理における反応を促進させることができるとともに、比重分離の際に回収対象物質と夾雑物との離隔距離を確保することができる。
　ストレーナ３００のフランジ部３１０において、容器５０の第１部分５１のフランジ部５２と接触する第１面３１１、および、第２部分５５のフランジ部５６と接触する第２面３１２には、表面粗度が所定以上となるように、サンドブラスト加工が施されている。フランジ部３１０の座面にこのような表面加工を行なうことにより、当該座面の濡れ性を高めることができるので、対象物質であるマイクロプラスチックが座面に付着することを抑制できる。
　また、フランジ部３１０の内面側の角部３１５には、面取り加工が施されている。面取り加工を行なうことによって、試料が接触する内面の角部分が鈍角となるため、当該内面へのマイクロプラスチックの付着を抑制することができる。
　このようなストレーナを容器内に配置することによって、容器から廃液を排出する際の対象物質の漏出を防止することができる。また、排出ポートにフィルタを設ける場合に比べて対象物質を捕捉できる面積が広くなるので、排出ポートの詰まりを防止し、廃液の排出効率を向上させることができる。
　（態様）
　（第１項）一態様に係る精製装置は、混合試料に含まれる対象物質を比重差によって分離する。精製装置は、混合試料を受ける容器と、容器内に配置されるストレーナとを備える。容器は、混合試料を処理するための処理液を容器内に導入する導入ポートと、処理液を容器から排出するための排出ポートとを含む。ストレーナは、排出ポートから排出される処理液中の対象物質を捕捉し、容器内に保持するように構成される。
　第１項に記載の精製装置によれば、容器内にストレーナが配置されるため、容器内から廃液を排出ポートから排出する際に、対象物質が容器内に保持されて、容器外部への対象物質の漏出を抑制することができる。
　（第２項）第１項に記載の精製装置において、処理液は、対象物質を分離するための重液を含む。容器は、互いに分離可能な第１部分および第２部分と、重液の導入によって生じた上澄み液を対象物質とともに容器の外部へ排出するオーバーフロー部とをさらに含む。オーバーフロー部は、第１部分に設けられる。導入ポートおよび排出ポートは、第２部分に設けられる。ストレーナは、第２部分の内部に配置される。
　第２項に記載の精製装置によれば、ストレーナは、容器において、導入ポートおよび排出ポートが設けられる第２部分に配置される。そのため、容器の第２部分における試料の収容スペースを広くすることができ、さらに、比重分離の際に回収対象物質と夾雑物との離隔距離を確保することができる。
　（第３項）第２項に記載の精製装置において、ストレーナは、第１部分と第２部分との間に挟持されるフランジ部を含む。ストレーナは、フランジ部において容器に固定される。
　第３項に記載の精製装置によれば、ストレーナがフランジ部において、容器の第１部分と第２部分との間に挟持されて固定されるので、容器本体との相対位置を安定化することができる。これにより、撹拌子が回転できるスペースを確保して、分解処理における反応を促進させることができる。また、比重分離の際に回収対象物質と夾雑物との離隔距離を確保することができる。
　（第４項）第３項に記載の精製装置において、ストレーナは、フランジ部に接続され、かつ、対象物質を捕捉可能なメッシュ部をさらに含む。メッシュ部に接続されるフランジ部の内面の角部には、面取り加工が施されている。
　第４項に記載の精製装置によれば、試料が接触する内面の角部分が鈍角となるため、当該内面へのマイクロプラスチックの付着を抑制することができる。
　（第５項）第４項に記載の精製装置において、メッシュ部のメッシュサイズは、８０メッシュ以上である。
　第５項に記載の精製装置によれば、ストレーナにおいて、容器からの廃液の排出の際に、対象物質であるマイクロプラスチックを確実に捕捉することができる。
　（第６項）第４項に記載の精製装置において、メッシュ部の開き目量は、２００μｍ以下である。
　第６項に記載の精製装置によれば、ストレーナにおいて、容器からの廃液の排出の際に、対象物質であるマイクロプラスチックを確実に捕捉することができる。
　（第７項）第３項～第６項のいずれか１項に記載の精製装置は、フランジ部が第１部分と第２部分との間に挟持された状態で、容器とストレーナとを固定する固定器具をさらに備える。
　第７項に記載の精製装置によれば、固定器具を用いてストレーナが容器に水密状態に固定されることによって、容器とストレーナとの接触部分から試料が漏出することが防止できる。
　（第８項）第２項～第７項のいずれか１項に記載の精製装置において、処理液は、混合試料に含まれる夾雑物を分解するための分解液と、混合試料を洗浄するための洗浄液とをさらに含む。精製装置は、分解液を貯留する第１リザーバと、重液を貯留する第２リザーバと、洗浄液を貯留する第３リザーバとをさらに備える。
　第８項に記載の精製装置によれば、処理液を個別に貯留するためのリザーバが設けられる。これにより、各処理液を安定的に容器内に供給することができる。
　（第９項）第１項～第８項のいずれか１項に記載の精製装置において、対象物質は、マイクロプラスチックである。
　第９項に記載の精製装置によれば、混合試料から対象物質のマイクロプラスチックを分離することができる。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　精製装置、１１～２３　配管、３１，３２　導入ポンプ、３３　排出ポンプ、４１，４２，４３　電磁弁、５０　容器、５１　第１部分、５２，５６，３１０　フランジ部、５５　第２部分、５９　排出口、６１，６２　導入ポート、６３，６４　排出ポート、７１　スターラ、７２　撹拌子、８０　オーバーフロー部、９０　固定器具、１００　精製器、１１０　分解液リザーバ、１２０　重液リザーバ、１３０　リンス液リザーバ、１４０，１５０　廃液リザーバ、２１０　検出フィルタ、２１５　上澄み液リザーバ、３００　ストレーナ、３１１　第１面、３１２　第２面、３１５　角部、３２０　メッシュ部、５００　制御装置、５０１　演算装置、５０２　メモリ、５０３　通信装置、５０４　表示装置、５０５　入力装置、５０６　データ読取装置、５０７　記録媒体、５１０　ストレージ、５１１　制御プログラム、５１２　制御用データ。

Claims (9)

  1. 　混合試料に含まれる対象物質を比重差によって分離する精製装置であって、
    　前記混合試料を受ける容器と、
    　前記容器内に配置されるストレーナとを備え、
    　前記容器は、
    　　前記混合試料を処理するための処理液を前記容器内に導入する導入ポートと、
    　　前記処理液を前記容器から排出するための排出ポートとを含み、
    　前記ストレーナは、前記排出ポートから排出される前記処理液中の前記対象物質を捕捉し、前記容器内に保持するように構成される、精製装置。
  2. 　前記処理液は、前記対象物質を分離するための重液を含み、
    　前記容器は、
    　　互いに分離可能な第１部分および第２部分と、
    　　前記重液の導入によって生じた上澄み液を前記対象物質とともに前記容器の外部へ排出するオーバーフロー部とをさらに含み、
    　前記オーバーフロー部は、前記第１部分に設けられ、
    　前記導入ポートおよび前記排出ポートは、前記第２部分に設けられ、
    　前記ストレーナは、前記第２部分の内部に配置される、請求項１に記載の精製装置。
  3. 　前記ストレーナは、前記第１部分と前記第２部分との間に挟持されるフランジ部を含み、前記フランジ部において前記容器に固定される、請求項２に記載の精製装置。
  4. 　前記ストレーナは、前記フランジ部に接続され、前記対象物質を捕捉可能なメッシュ部をさらに含み、
    　前記メッシュ部に接続される前記フランジ部の内面の角部には、面取り加工が施されている、請求項３に記載の精製装置。
  5. 　前記メッシュ部のメッシュサイズは、８０メッシュ以上である、請求項４に記載の精製装置。
  6. 　前記メッシュ部の開き目量は、２００μｍ以下である、請求項４に記載の精製装置。
  7. 　前記フランジ部が前記第１部分と前記第２部分との間に挟持された状態で、前記容器と前記ストレーナとを固定する固定器具をさらに備える、請求項３に記載の精製装置。
  8. 　前記処理液は、
    　　前記混合試料に含まれる夾雑物を分解するための分解液と、
    　　前記混合試料を洗浄するための洗浄液とをさらに含み、
    　前記精製装置は、
    　　前記分解液を貯留する第１リザーバと、
    　　前記重液を貯留する第２リザーバと、
    　　前記洗浄液を貯留する第３リザーバとをさらに備える、請求項２に記載の精製装置。
  9. 　前記対象物質は、マイクロプラスチックである、請求項１に記載の精製装置。
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