WO2023127276A1 - 精製装置 - Google Patents

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WO2023127276A1
WO2023127276A1 PCT/JP2022/040299 JP2022040299W WO2023127276A1 WO 2023127276 A1 WO2023127276 A1 WO 2023127276A1 JP 2022040299 W JP2022040299 W JP 2022040299W WO 2023127276 A1 WO2023127276 A1 WO 2023127276A1
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WO
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container
sample
liquid
main surface
port
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/040299
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将晶 寺田
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
Priority to JP2023570689A priority Critical patent/JPWO2023127276A1/ja
Publication of WO2023127276A1 publication Critical patent/WO2023127276A1/ja

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a purification device that purifies a sample.
  • Non-Patent Document 1 discloses a method of recovering microplastics by purifying aqueous sediments.
  • a standpipe is attached to a container containing aqueous deposits, and a filter holder is attached to the standpipe via a ball valve.
  • the aqueous sediment contained in the container is separated by introducing the separation liquid while being stirred by the rotor arranged below the container, and then the separation liquid is further added to raise the liquid level, resulting in microplastics. becomes recoverable.
  • Non-Patent Document 1 it is possible to collect microplastics from aqueous sediments, but during processing of liquids such as aqueous sediments, Alternatively, the liquid being processed may leak outside through the filter holder. If the liquid leaking from the container splashes on the rotor device arranged below the container, there is a risk that the rotor device will malfunction, resulting in problems such as a decrease in the accuracy of sample purification.
  • the present disclosure has been made to solve such problems, and its purpose is to provide a technique for preventing the occurrence of problems due to liquid leakage during sample purification.
  • a purification device includes a container containing a sample, a heating device arranged below the container to heat the sample contained in the container, a heating device arranged between the container and the heating device, and a a heat transfer plate having a first main surface thermally connected and a second main surface thermally connected to the heating device and opposite to the first main surface; and a sealing member disposed about the periphery of the container.
  • the heat transfer plate and the sealing member can prevent the liquid from splashing onto the heating device. can be prevented.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a refiner according to an embodiment
  • FIG. Fig. 3 is a cross-sectional view enlarging a portion of the purifier according to the embodiment
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a refiner 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of refiner 100 according to the embodiment.
  • the purifier 1 includes a purifier 100 for purifying a mixed sample and a control device 500 for controlling the purifier 100.
  • the purifier 1 according to the embodiment purifies the mixed sample by controlling the purifier 100 with the control device 500, and recovers the component to be recovered contained in the mixed sample.
  • “Purification” includes the removal of pure substances (components) from a mixture.
  • the “mixed sample” purified by the purification device 1 may be any one as long as it contains the components to be recovered.
  • “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 "component" to be recovered by the refining device 1 may be any component as long as it is recovered by the refining device 1.
  • “ingredients” include microplastics, which are fine plastic particles having a size of 5 mm or less.
  • examples of “ingredients” include microplastics contained in seawater and sand collected from the sea or coast.
  • 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 , stirrer 72 , discharge pipe 80 , decomposition liquid reservoir 110 , heavy liquid reservoir 120 , rinse liquid reservoir 130 , waste liquid reservoirs 140 and 150 , detection filter 210 , supernatant liquid reservoir 215 , and case 300 and
  • the container 50 includes a first member 51 and a second member 52 located above the first member 51 and can be divided into the first member 51 and the second member 52 .
  • the user accommodates the sample inside the first member 51 by separating the second member 52 from the first member 51, and holds the second member 52 using a fixture (not shown) or the like.
  • a sample can be accommodated inside the container 50 by connecting it to the first member 51 .
  • the first member 51 has a cylindrical shape with a circular bottom surface.
  • the bottom surface of the first member 51 is not limited to a circular shape, and may have other shapes such as a polygonal shape or an elliptical shape.
  • 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 the decomposition liquid for treating contaminants.
  • Contaminants are foreign substances other than the components to be recovered in the mixed sample.
  • the "contaminants” are exemplified by organic contaminants having organic properties.
  • the “decomposition liquid” may be any liquid as long as it decomposes contaminants.
  • the "decomposition liquid” decomposes organic contaminants.
  • the “decomposition liquid” includes an oxidizing agent such as a hydrogen peroxide solution (H2O2), a mixture of a hydrogen peroxide solution (H2O2) and iron oxide (II) (FeO).
  • 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 liquid that separates the sample due to the difference in specific gravity.
  • the “heavy liquid” sediments inorganic contaminants having inorganic properties by differential gravity.
  • “heavy liquid” includes sodium chloride (NaCl), sodium iodide (Nal), zinc chloride (ZnC12), and the like.
  • “inorganic contaminants” include sand, glass, stone, and the like.
  • the specific gravity of the "heavy liquid” is set higher than the specific gravity of the "component” to be turned by the refining device 1 and lower than the specific gravity of the "inorganic contaminants”.
  • the specific gravity of the “heavy liquid” is greater than the specific gravity of the microplastics. , and set smaller than the specific gravity of sand, glass, stone, and the like. Specifically, the specific gravity of the “heavy liquid” may be set to about 1.5 to about 1.7.
  • the rinse liquid reservoir 130 stores the rinse liquid for cleaning the inside of the container 50 .
  • the “rinse liquid” may be any one for cleaning the inside of the container 50 .
  • the “rinse liquid” includes 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 the heavy liquid discharged from the container 50, the rinse liquid, and the waste liquid such as seawater contained in the mixed sample.
  • the pump 31 introduces the decomposition liquid sucked from the decomposition liquid reservoir 110 or the rinse liquid sucked from the rinse liquid reservoir 130 into the container 50 through the port 61 .
  • the pump 32 introduces the heavy liquid sucked from the heavy liquid reservoir 120 or the rinse liquid sucked from the rinse liquid reservoir 130 into the container 50 via the port 62 .
  • the pump 33 discharges the waste liquid sucked from the container 50 through the port 63 or the port 64 to the waste liquid reservoir 140 or the waste liquid reservoir 150 under the control of the control device 500 .
  • the solenoid valve 41 operates between the decomposing solution reservoir 110 and the port 61 of the container 50 (the route via the pipes 11 , 12 , 13 ) and between the rinse solution reservoir 130 and the container 50 .
  • the route connected to the port 61 is switched between the route to the port 61 (the route via the pipes 17, 12, and 13).
  • the solenoid valve 42 is operated to open the route between the heavy liquid reservoir 120 and the port 62 of the container 50 (the route via the pipes 14, 15, and 16) and between the rinse liquid reservoir 130 and the container 50.
  • the route connected to the port 62 is switched between the route to the port 62 (the route via the pipes 18, 15, and 16).
  • the solenoid valve 43 is operated to open the path between the waste liquid reservoir 140 and the ports 63, 64 of the container 50 (the path via the pipes 19, 20, 21 or via the pipes 19, 20, 22). ) and the pathway between the waste reservoir 150 and the ports 63, 64 of the container 50 (the pathway through the pipes 23, 20, 21 or the pathway through the pipes 23, 20, 22). Switch the route connected to
  • the port 61 is an example of a "first port".
  • the port 61 introduces the decomposing liquid in the decomposing liquid reservoir 110 sucked by the pump 31 or the rinsing liquid in the rinsing liquid reservoir 130 into the container 50 .
  • Port 62 is an example of a "second port.”
  • the port 61 introduces the heavy liquid in the heavy liquid reservoir 120 sucked by the pump 32 or the rinse liquid in the rinse liquid reservoir 130 into the container 50 .
  • Ports 63 and 64 are examples of "exhaust ports.” The ports 63 and 64 discharge the waste liquid in the container 50 sucked by the pump 33 to the waste liquid reservoir 140 or the waste liquid reservoir 150 .
  • a filter (not shown) is provided inside the ports 61 to 64 so that the components contained in the sample are not discharged from the container 50 .
  • the filter is a mesh with meshes large enough to trap the microplastics to be collected.
  • the filter (mesh) is a wire mesh made of SUS (Steel Use Stainless) or a membrane filter made of PTFE (polytetrafluoroethylene) (Teflon (registered trademark)).
  • the mesh size of the filter (mesh) must be 0.1 to 5.0 mm, and preferably about 0.1 mm.
  • the stirrer 71 is an example of a "heating device".
  • the stirrer 71 is, for example, a magnetic constant temperature stirrer and is arranged below the container 50 .
  • the stirrer 71 rotates the stirrer 72 provided inside the container 50 by generating magnetic force under the control of the control device 500 .
  • the stirrer 72 stirs the sample in the container 50 by rotating or vibrating due to the magnetic force received from the stirrer 71 .
  • the stirrer 71 keeps the temperature of the sample in the container 50 constant by applying heat to the container 50 from below under the control of the control device 500 .
  • the temperature of the stirrer 71 is set to about 60°C to about 70°C, and the liquid in the container 50 heated by the stirrer 71 according to the set temperature is kept at about 50°C.
  • the refiner 1 according to the embodiment uses the stirrer 71 as the "heating device", the "heating device” is a device that simply applies heat to the sample without stirring the sample in the container 50. may be used as
  • the discharge pipe 80 is an example of the "discharge part".
  • the discharge pipe 80 is connected to the discharge port 55 provided at the top of the container 50, and discharges the supernatant liquid of the sample overflowing from the container 50 to the outside.
  • the detection filter 210 filters the supernatant liquid of the sample discharged from the discharge pipe 80 to collect the components to be collected contained in the supernatant liquid.
  • the supernatant that has passed through detection filter 210 is collected by supernatant reservoir 215 .
  • the detection filter 210 is a mesh having meshes large enough to trap the microplastics to be collected.
  • the detection filter 210 (mesh) is a wire mesh made of SUS or a membrane filter made of PTFE (registered trademark).
  • the size of the mesh of the detection filter 210 (mesh) must be 0.1 to 5.0 mm, and preferably about 0.1 mm, so that particles do not pass through.
  • the case 300 accommodates the container 50 and the stirrer 71.
  • the case 300 is formed with openings 310, 320, 330 for disposing the pumps 31, 32, 33, respectively.
  • 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 pumps 31-33 include motors (not shown) and valves (not shown).
  • a control device 500 controls the motor.
  • the motor opens and closes the valve under the control of the control device 500 .
  • the pumps 31 to 33 suck or discharge various liquids.
  • the solenoid valves 41-43 include valves (not shown).
  • the control device 500 opens and closes the valve by controlling the valve.
  • the electromagnetic valves 41 to 43 switch paths through which various liquids pass.
  • the stirrer 71 includes a motor (not shown), a magnet (not shown), and a heater (not shown).
  • a control device 500 controls the motor.
  • the motor rotates the magnet under control of the control device 500 .
  • controller 500 applies constant heat to container 50 by activating a heater (not shown).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the hardware configuration of the refiner 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. For example, the arithmetic device 501 executes the control program 511 to perform a refining process (described later with reference to FIG. 4) 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 be a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a USB (Universal Serial Bus) memory, or any other medium capable of recording various data.
  • 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. 4 is a flow chart of the refining process executed by the refining device 1 according to the embodiment. Each step shown in FIG. 4 is implemented by the arithmetic device 501 of the control device 500 executing the OS 513 and the control program 511 .
  • “S” is used as an abbreviation for "STEP".
  • the user introduces the sample into the container 50 of the refiner 1.
  • the user opens the container 50 by separating the first member from the second member and puts the sample inside 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 .
  • the control device 500 controls the pump 33 and the electromagnetic valve 43 to The waste liquid in the container 50 is discharged to the waste liquid reservoir 150 (S1). It should be noted that microplastics and the like contained in the sample to be collected remain in the container 50 without being discharged to the outside by the filters provided inside the ports 63 and 64 .
  • control device 500 stops the pump 33 on the discharge side and controls the pump 31 and the electromagnetic valve 41 so that the decomposition liquid in the decomposition liquid reservoir 110 is discharged via the pipes 11 to 13 and the port 61. 50 (S2).
  • 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 (S3).
  • the temperature of the container 50 and the rotation speed and rotation time of the stirrer 72 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 can be facilitated by maintaining the temperature of the sample at a constant temperature by heating.
  • the control device 500 controls the pump 33 and the electromagnetic valve 43, the control device 500, via the pipes 20 to 23 and the ports 63 and 64, the inside of the container 50 contained in the sample after the organic contaminants have been decomposed.
  • the waste liquid is discharged to the waste liquid reservoir 150 (S4). It should be noted that microplastics and the like contained in the sample to be collected remain in the container 50 without being discharged to the outside by the filters provided inside the ports 63 and 64 .
  • control device 500 stops the pump 33 on the discharge side and controls the pump 31 and the electromagnetic valve 41 to supply the rinse liquid in the rinse liquid reservoir 130 via the pipes 17 , 12 , 13 and the port 61 . is introduced into the container 50 to wash the inside of the container 50 (S5). At this time, 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 .
  • the controller 500 controls the pump 33 and the solenoid valve 43 to remove the waste liquid from the container 50 after the rinse liquid has been introduced into the waste liquid reservoir 150 via the pipes 20 to 23 and the ports 63 and 64. (S6).
  • the inside of the container 50 is washed with the rinse liquid.
  • the control device 500 may dry the sample by leaving the sample as it is for a predetermined period (for example, one day).
  • control device 500 introduces the heavy liquid in the heavy liquid reservoir 120 into the container 50 via the pipes 14 to 16 and the port 62 by controlling the pump 32 and the electromagnetic valve 42 (S7). 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 .
  • control device 500 leaves the sample as it is for a predetermined period (for example, 1 to 3 hours) (S8).
  • a predetermined period for example, 1 to 3 hours
  • the control device 500 controls the pump 32 and the solenoid valve 42 again to introduce the heavy liquid in the heavy liquid reservoir 120 into the container 50 again via the pipes 14 to 16 and the port 62 (S9).
  • 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 55 of the container 50. reach. Then, the supernatant liquid of the sample is discharged outside through the discharge port 55 and the discharge pipe 80 .
  • the supernatant liquid of the sample discharged through the discharge pipe 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, the controller 500 controls the pump 33 and the electromagnetic valve 43 to drain the waste liquid in the container 50 after the microplastics have been collected through the pipes 19 to 22 and the ports 63 and 64. It is discharged to the reservoir 140 (S10).
  • 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 in the rinse liquid reservoir 130 via the pipes 18 , 15 , 16 and the port 62 . is introduced into the container 50 to wash the inside of the container 50 (S11). At this time, 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 .
  • the controller 500 controls the pump 33 and the solenoid valve 43 so that the waste liquid in the container 50 after the introduction of the rinse liquid is transferred to the waste liquid reservoir 140 through the pipes 19 to 22 and the ports 63 and 64. (S12). As a result, the inside of the container 50 is washed with the rinse liquid.
  • the control device 500 automatically controls the sample contained in the container 50 at appropriate timing and for an appropriate period of time. Liquid is introduced and waste liquid is discharged from 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. As a result, the user can purify the sample with high accuracy without taking time and effort, and without the possibility that the collection accuracy of the microplastics varies depending on the user's skill.
  • control device 500 automatically cleans the used container 50 after collecting the microplastics. Therefore, the user does not need to wash the container 50 by himself.
  • the sample in the container 50 is stirred by the stirrer 71 arranged below the container 50 and heat is applied to the sample.
  • the liquid being processed may leak from the container 50 to the outside during sample purification.
  • the container 50 can be divided into a first member 51 and a second member 52, and liquid leaks from the connecting portion between the first member 51 and the second member 52. or leakage from the ports 63, 64 for discharging the waste liquid. If the liquid leaking from the container 50 splashes on the stirrer 71 installed below the container 50, the stirrer 71 may malfunction, resulting in inconveniences such as reduced sample purification accuracy.
  • the refining device 1 according to the embodiment is configured to prevent problems caused by liquid leakage as described above.
  • prevention of liquid leakage in the refiner 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the refiner 100 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the refiner 100 according to the embodiment. 5 shows a cross-sectional view of the refiner 100 shown in FIG. 2 cut vertically (for example, vertically). Also, FIG. 6 shows an enlarged view of the dashed line portion S shown in FIG.
  • the refiner 100 of the refiner 1 further includes a support 90 .
  • the support portion 90 is provided inside the case 300 and includes a heat transfer plate 91 , a support plate 92 and a sealing member 93 .
  • the heat transfer plate 91 is arranged between the bottom surface of the container 50 and the top surface of the stirrer 71 , and the first major surface 91 A (for example, surface) of the heat transfer plate 91 is thermally connected to the bottom surface of the container 50 .
  • the second main surface 91B (for example, the back surface) of heat transfer plate 91 is thermally connected to the upper surface of stirrer 71 .
  • the first major surface 91A is in contact with the bottom surface of the container 50 and/or the second major surface 91B is in contact with the top surface of the stirrer 71 .
  • the heat transfer plate 91 is made of a non-magnetic material having heat transfer performance, such as aluminum.
  • the support plate 92 is arranged above the first main surface 91A of the heat transfer plate 91, and is located on the first main surface 91A of the heat transfer plate 91 around the container 50. arranged to overlap. Specifically, the support plate 92 has an opening 92 ⁇ /b>A that surrounds the bottom surface of the container 50 . The area of the opening 92 ⁇ /b>A is larger than the area of the bottom surface of the container 50 . As shown in FIG. 2, the bottom surface of the container 50 (the bottom surface of the first member 51) according to the embodiment is configured as a circle, and the opening 92A is formed by the bottom surface of the container 50 (the bottom surface of the first member 51). It consists of a circle with an area larger than the base of the
  • the container 50 is arranged approximately in the center of the opening 92A and installed on the first main surface 91A of the heat transfer plate 91 through the opening 92A.
  • the opening 92A is not limited to a circular shape, and may have other shapes such as a polygonal shape or an elliptical shape.
  • the opening 92 ⁇ /b>A may be formed according to the shape of the bottom surface of the first member 51 .
  • the opening 92A may be a square having a larger area than the bottom surface of the first member 51 .
  • the support plate 92 is made of a material with relatively low thermal conductivity, such as SUS (Steel Use Stainless), and has a lower thermal conductivity than the aluminum heat transfer plate 91 .
  • the sealing member 93 is arranged around the container 50 on the first main surface 91A of the heat transfer plate 91 . Specifically, as shown in FIG. 6 , the sealing member 93 is arranged so as to be interposed in the gap between the first main surface 91A and the support plate 92 . Since the opening 92A of the support plate 92 according to the embodiment is circular, the gap between the first main surface 91A and the support plate 92 is also configured to be annular. That is, the sealing member 93 is annularly arranged in the gap between the first main surface 91A and the support plate 92 .
  • the sealing member 93 is made of a heat-insulating material such as silicon.
  • the heat transfer plate 91 is interposed between the container 50 and the stirrer 71, even if the liquid leaks from the container 50 during sample purification, the liquid will be 71 can be prevented by the heat transfer plate 91 . Furthermore, since the sealing member 93 having heat insulating properties is provided in the gap between the heat transfer plate 91 and the support plate 92, even if the liquid leaks from the container 50 during sample purification, the sealing member 93 conducts the liquid. Liquid can be prevented from entering the gap between the hot plate 91 and the support plate 92 . That is, the liquid leaking from the container 50 stays on the first main surface 91A of the heat transfer plate 91 at the opening 92A. Furthermore, since the sealing member 93 has heat insulating properties, the heat of the heat transfer plate 91 heated by the stirrer 71 is less likely to be transferred to the support plate 92 , so heat can be efficiently transferred to the container 50 .
  • a purification device comprises a container for containing a sample, a heating device arranged below the container for heating the sample contained in the container, and arranged between the container and the heating device. , a heat transfer plate having a first main surface thermally connected to the container and a second main surface thermally connected to the heating device and opposite the first main surface; a sealing member disposed around the container on the major surface.
  • the heat transfer plate and the sealing member can prevent the liquid from splashing on the heating device. It is possible to prevent the occurrence of inconvenience due to
  • the sample contained in the container can be efficiently heated by the heating device via the heat transfer plate.
  • the refining device further comprises a support plate arranged so as to overlap the first main surface around the container on the first main surface.
  • the sealing member is arranged in the gap between the first main surface and the support plate.
  • the sealing member can prevent the liquid from entering the gap between the heat transfer plate and the support plate.
  • the sealing member has heat insulation. According to the purifying apparatus described in item 4, even if the liquid leaks from the container during the purification of the sample, the heat-insulating sealing member can prevent heat from being transferred to the support plate.
  • the heating device is a constant temperature stirrer.
  • the purification device further includes a stirrer provided inside the container for stirring the sample by magnetic force from the heating device.
  • the heat transfer plate is non-magnetic.
  • the sample in the container can be stirred by rotating the stirrer in the container via the heat transfer plate with the heating device.
  • the refining device further comprises a discharge port provided in the container for discharging the waste liquid in the container.
  • the heat transfer plate can prevent the liquid from splashing on the heating device.
  • the container can be divided into a first member and a second member.
  • the heat transfer plate can prevent the liquid from splashing on the heating device.
  • the purification device introduces the first port for introducing the decomposition liquid to treat the contaminants contained in the sample into the container, and the heavy liquid for separating the sample by specific gravity difference into the container. a discharge part for discharging the supernatant liquid generated by the introduction of the heavy liquid to the outside of the container; and a control for controlling the introduction of the decomposing liquid at the first port and the introduction of the heavy liquid at the second port. and a device.
  • the heat transfer plate prevents the liquid from being applied to the heating device. and can be prevented by a sealing member.

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Abstract

精製装置（１）は、試料を収容する容器（５０）と、容器の下方に配置され、容器に収容された試料を加熱する加熱装置（７１）と、容器と加熱装置との間に配置され、容器に熱的に接続される第１の主面と、加熱装置に熱的に接続されかつ第１の主面と反対側の第２の主面とを有する伝熱板（９１）と、第１の主面における容器の周辺に配置された封止部材（９３）とを備える。

Description

精製装置
　本開示は、試料を精製する精製装置に関する。
　従来、試料を精製することによって成分を回収する技術が公知である。たとえば、非特許文献１には、水性堆積物を精製することによってマイクロプラスチックを回収する方法が開示されている。非特許文献１に開示されたマイクロプラスチックの回収方法においては、水性堆積物を収容する容器にスタンドパイプが取り付けられるとともに、ボール弁を介してスタンドパイプにフィルタホルダが取り付けられる。容器に収容された水性堆積物は、容器の下方に配置されたロータによって撹拌されながら分離液が導入されて分離され、その後、さらに分離液が追加されることによって液面が上昇し、マイクロプラスチックが回収可能となる。
「A　novel,　highly　efficient　method　for　the　separation　and　quantification　of　plastic　particles　in　sediments　of　aquatic　environments」、［令和３年１２月１０日検索］、インターネット<URL:https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.4319/lom.2012.10.524>
　非特許文献１に開示されたマイクロプラスチックの回収方法によれば、水性堆積物からマイクロプラスチックを回収することが可能であるが、水性堆積物などの液体の処理中に容器とスタンドパイプとの間、あるいは、フィルタホルダを介して、処理中の液体が外部に漏れるおそれがある。容器から漏れた液体が容器の下方に配置されたロータ装置にかかると、ロータ装置に不具合が生じることによって試料精製の精度が低下するなどの不都合が生じるおそれがある。
　本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、試料の精製中における液漏れによる不都合の発生を防止する技術を提供することである。
　本開示のある局面に従う精製装置は、試料を収容する容器と、容器の下方に配置され、容器に収容された試料を加熱する加熱装置と、容器と加熱装置との間に配置され、容器に熱的に接続される第１の主面と、加熱装置に熱的に接続されかつ第１の主面と反対側の第２の主面とを有する伝熱板と、第１の主面における容器の周辺に配置された封止部材とを備える。
　本開示によれば、試料の精製中に容器からの液漏れが発生したとしても、伝熱板および封止部材によって液体が加熱装置にかかることを防ぐことができるため、液漏れによる不都合の発生を防止することができる。
実施の形態に係る精製装置を模式的に示す図である。 実施の形態に係る精製器の構成を示す図である。 実施の形態に係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。 実施の形態に係る精製装置が実行する精製処理のフローチャートである。 実施の形態に係る精製器の断面図である。 実施の形態に係る精製器の一部分を拡大した断面図である。
　本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、図中の同一または相当部分については、同一の符号を付して、その説明は原則的に繰り返さない。
　［精製装置の主な構成］
　図１および図２を参照しながら、実施の形態に係る精製装置１および精製装置１に含まれる精製器１００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２は、実施の形態に係る精製器１００の構成を示す図である。
　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となる成分を回収する。「精製」とは、混合物から純物質（成分）を取り出すことを含む。
　精製装置１によって精製される「混合試料」は、回収対象となる成分を含むものであればいずれのものでもよい。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の回収対象となる「成分」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、「成分」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、「成分」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。
　図１および図２に示すように、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、排出管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、ケース３００とを備える。
　容器５０は、第１の部材５１と、第１の部材５１の上方に位置する第２の部材５２とを含み、第１の部材５１と第２の部材５２とに分割可能である。ユーザは、第１の部材５１から第２の部材５２を分離させることによって、第１の部材５１の内部に試料を収容し、固定具（図示せず）などを用いて第２の部材５２を第１の部材５１に接続させることによって、容器５０の内部に試料を収容することが可能である。実施の形態に係る容器５０においては、第１の部材５１が円形の底面を有する円柱状で構成されている。なお、第１の部材５１の底面は、円形に限らず、多角形または楕円など、その他の形状を有していてもよい。
　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、回収対象の成分以外の異物である。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いずれのものでもよい。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」としては、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が挙げられる。「混合試料」が海水および砂である場合、「有機夾雑物」としては、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が挙げられる。
　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いずれのものでもよい。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」としては、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、ヨウ化ナトリウム（Ｎａｌ）、塩化亜鉛（ＺｎＣ１２）などが挙げられる。「混合試料」が海水および砂である場合、「無機夾雑物」としては、砂、ガラス、および石などが挙げられる。「重液」の比重は、精製装置１の回対象となる「成分」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ている。たとえば、精製装置１の回収対象となる「成分」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ればよい。具体的には、「重液」の比重は、約１．５～約１．７に設定されればよい。
　リンス液リザーバ１３０は、容器５０内を洗浄するための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いずれのものでもよい。たとえば、「リンス液」としては、水が挙げられる。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、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。
　ポンプ３１は、制御装置５００の制御に基づき、分解液リザーバ１１０から吸い込んだ分解液またはリンス液リザーバ１３０から吸い込んだリンス液を、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の制御に基づき、重液リザーバ１２０から吸い込んだ重液またはリンス液リザーバ１３０から吸い込んだリンス液を、ポート６２を介して容器５０に導入する。
　ポンプ３３は、制御装置５００の制御に基づき、ポート６３またはポート６４を介して容器５０から吸い込んだ廃液を、廃液リザーバ１４０または廃液リザーバ１５０に排出する。
　電磁弁４１は、制御装置５００の制御に基づき、分解液リザーバ１１０と容器５０のポート６１との間の経路（配管１１，１２，１３を介した経路）と、リンス液リザーバ１３０と容器５０のポート６１との間の経路（配管１７，１２，１３を介した経路）とで、ポート６１に接続される経路を切り替える。
　電磁弁４２は、制御装置５００の制御に基づき、重液リザーバ１２０と容器５０のポート６２との間の経路（配管１４，１５，１６を介した経路）と、リンス液リザーバ１３０と容器５０のポート６２との間の経路（配管１８，１５，１６を介した経路）とで、ポート６２に接続される経路を切り替える。
　電磁弁４３は、制御装置５００の制御に基づき、廃液リザーバ１４０と容器５０のポート６３，６４との間の経路（配管１９，２０，２１を介した経路または配管１９，２０，２２を介した経路）と、廃液リザーバ１５０と容器５０のポート６３，６４との間の経路（配管２３，２０，２１を介した経路または配管２３，２０，２２を介した経路）とで、ポート６３，６４に接続される経路を切り替える。
　ポート６１は、「第１ポート」の一例である。ポート６１は、ポンプ３１によって吸い込まれた分解液リザーバ１１０内の分解液またはリンス液リザーバ１３０内のリンス液を容器５０に導入する。ポート６２は、「第２ポート」の一例である。ポート６１は、ポンプ３２によって吸い込まれた重液リザーバ１２０内の重液またはリンス液リザーバ１３０内のリンス液を容器５０に導入する。ポート６３，６４は、「排出ポート」の一例である。ポート６３，６４は、ポンプ３３によって吸い込まれた容器５０内の廃液を廃液リザーバ１４０または廃液リザーバ１５０に排出する。
　ポート６１～６４の内部には、フィルタ（図示せず）が設けられており、試料に含まれる成分が容器５０から排出されないようになっている。フィルタは、回収対象の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メッシュである。たとえば、フィルタ（メッシュ）は、ＳＵＳ（Steel　Use　Stainless）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回収対象とする場合、フィルタ（メッシュ）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。
　スターラ７１は、「加熱装置」の一例である。スターラ７１は、たとえば、マグネティックス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の制御に基づき磁力を発生することによって、容器５０内に設けられた撹拌子７２を回転させる。撹拌子７２は、スターラ７１から受けた磁力によって回転または振動することによって、容器５０内の試料を撹拌する。
　さらに、スターラ７１は、制御装置５００の制御に基づき容器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。スターラ７１の温度は、約６０℃～約７０℃に設定されており、設定温度に従ってスターラ７１によって加熱された容器５０内の液体は、約５０℃に保たれる。なお、実施の形態に係る精製装置１は、「加熱装置」としてスターラ７１を用いているが、容器５０内の試料を撹拌することなく、単に試料に対して熱を加える装置を「加熱装置」として用いてもよい。
　排出管８０は、「排出部」の一例である。排出管８０は、容器５０の最上部に設けられた排出口５５に接続されており、容器５０からオーバーフローした試料の上澄み液を外部に排出する。
　検出フィルタ２１０は、排出管８０から排出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回収対象の成分を回収する。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、回収対象の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メッシュである。たとえば、検出フィルタ２１０（メッシュ）は、ＳＵＳ製の金網またはＰＴＦＥ（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回収対象とする場合、検出フィルタ２１０（メッシュ）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。
　ケース３００は、容器５０およびスターラ７１を収容する。ケース３００には、ポンプ３１，３２，３３をそれぞれ配置するための開口部３１０，３２０，３３０が形成されている。
　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。
　ポンプ３１～３３は、モータ（図示せず）と弁（図示せず）とを含む。制御装置５００は、モータを制御する。モータは、制御装置５００の制御に基づき、弁を開閉させる。これにより、ポンプ３１～３３は、各種の液体の吸込または吐出を行う。
　電磁弁４１～４３は、弁（図示せず）を含む。制御装置５００は、弁を制御することによって、弁を開閉させる。これにより、電磁弁４１～４３は、各種の液体が通る経路を切り替える。
　スターラ７１は、モータ（図示せず）と、磁石（図示せず）、ヒータ（図示せず）とを含む。制御装置５００は、モータを制御する。モータは、制御装置５００の制御に基づき、磁石を回転させる。これにより、磁石の磁力によって、容器５０内の撹拌子７２が回転する。さらに、制御装置５００は、ヒータ（図示せず）を作動することによって、容器５０に一定の熱を加える。
　［精製装置のハードウェア構成］
　図３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３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３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４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いずれのものであってもよい。
　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４を参照しながら、精製装置１が実行する試料の精製処理を説明する。図４は、実施の形態に係る精製装置１が実行する精製処理のフローチャートである。図４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。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　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。たとえば、ユーザは、第２の部材から第１の部材を分離させることによって容器５０を開放し、容器５０の内部に試料を投入する。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の制御が開始すると、図４に示すように、制御装置５００は、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内の廃液を廃液リザーバ１５０に排出する（Ｓ１）。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などは、ポート６３，６４の内部に設けられたフィルタによって外部に排出されず、容器５０内に残る。
　次に、制御装置５００は、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（Ｓ２）。
　次に、制御装置５００は、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（Ｓ３）。容器５０の温度と、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し易くなる。
　次に、制御装置５００は、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、有機夾雑物が分解された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（Ｓ４）。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などは、ポート６３，６４の内部に設けられたフィルタによって外部に排出されず、容器５０内に残る。
　次に、制御装置５００は、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（Ｓ５）。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、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、リンス液が導入された後の容器５０内の廃液を廃液リザーバ１５０に排出する（Ｓ６）。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などは、ポート６３，６４の内部に設けられたフィルタによって外部に排出されず、容器５０内に残る。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、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（Ｓ７）。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、所定期間（たとえば、１～３時間）に亘って試料をそのまま放置する（Ｓ８）。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。
　次に、制御装置５００は、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（Ｓ９）。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５５に到達する。そして、試料の上澄み液は、排出口５５および排出管８０を介して外部に排出される。
　排出管８０を介し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、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（Ｓ１０）。
　次に、制御装置５００は、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（Ｓ１１）。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、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（Ｓ１２）。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、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。これにより、ユーザの手間が掛かることも、ユーザの技量に応じてマイクロプラスチックの回収精度にばらつきが生じるおそれもなく、ユーザは、手間を掛けることなく精度良く試料を精製することができる。
　さらに、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。このため、ユーザは、自ら、容器５０を洗浄する必要がない。
　［支持部の構成］
　上述したように、試料の精製中においては、容器５０の下方に配置されたスターラ７１によって容器５０内の試料が撹拌されながら、試料に熱が加えられる。ここで、試料の精製中において、処理中の液体が容器５０から外部に漏れるおそれがあることも考慮しなければならない。たとえば、図２に示すように、容器５０は、第１の部材５１と第２の部材５２とに分割可能であるが、第１の部材５１と第２の部材５２との接続部分から液漏れが生じたり、あるいは、廃液を排出するためのポート６３，６４から液漏れが生じたりすることもあり得る。容器５０から漏れた液体が容器５０の下方に設置されたスターラ７１にかかると、スターラ７１に不具合が生じることによって試料精製の精度が低下するなどの不都合が生じるおそれがある。
　そこで、実施の形態に係る精製装置１は、上述したような液漏れによる不都合が生じることを防止するように構成されている。以下、図５および図６を参照しながら、実施の形態に係る精製装置１における液漏れ防止について説明する。
　図５は、実施の形態に係る精製器１００の断面図である。図６は、実施の形態に係る精製器１００の一部分を拡大した断面図である。なお、図５においては、図２に示す精製器１００を上下方向（たとえば、鉛直方向）に切断した場合の断面図が示されている。また、図６においては、図５に示す破線部Ｓの拡大図が示されている。
　図５および図６に示すように、精製装置１の精製器１００は、支持部９０をさらに備える。支持部９０は、ケース３００の内部に設けられ、伝熱板９１と、支持板９２と、封止部材９３とを含む。
　伝熱板９１は、容器５０の底面とスターラ７１の上面との間に配置されており、伝熱板９１の第１の主面９１Ａ（たとえば、表面）は容器５０の底面に熱的に接続する一方で、伝熱板９１の第２の主面９１Ｂ（たとえば、裏面）はスターラ７１の上面に熱的に接続している。具体的には、第１の主面９１Ａは容器５０の底面に接し、かつ／または、第２の主面９１Ｂはスターラ７１の上面に接している。伝熱板９１は、たとえば、アルミニウムなど、伝熱性能を有する非磁性体で構成されている。これにより、スターラ７１からの磁力が伝熱板９１を介して容器５０内の撹拌子７２に伝わることによって撹拌子７２が回転するとともに、スターラ７１からの熱によって容器５０内の試料が効率よく加熱される。
　支持板９２は、伝熱板９１の第１の主面９１Ａよりも上方に配置されており、伝熱板９１の第１の主面９１Ａにおける容器５０の周辺において、第１の主面９１Ａに重なるように配置されている。具体的には、支持板９２は、容器５０の底面を囲むように形成された開口部９２Ａを有する。開口部９２Ａの面積は、容器５０の底面の面積よりも大きい。図２に示すように、実施の形態に係る容器５０の底面（第１の部材５１の底面）は、円で構成されているが、開口部９２Ａは、容器５０の底面（第１の部材５１の底面）よりも大きい面積を有する円で構成されている。
　容器５０は、開口部９２Ａの概ね中心部分に配置され、開口部９２Ａを介して伝熱板９１の第１の主面９１Ａ上に設置される。なお、開口部９２Ａは、円形に限らず、多角形または楕円など、その他の形状を有していてもよい。さらに、開口部９２Ａは、第１の部材５１の底面の形状に合わせて形成されてもよい。たとえば、第１の部材５１の底面が四角形で構成される場合、開口部９２Ａは、第１の部材５１の底面よりも面積の大きい四角形で構成されてもよい。
　支持板９２は、たとえば、ＳＵＳ（Steel　Use　Stainless）など、比較的、熱伝導率が低い材料で構成されており、アルミニウムである伝熱板９１よりも熱伝導率が低い。
　封止部材９３は、伝熱板９１の第１の主面９１Ａにおける容器５０の周辺に配置されている。具体的には、図６に示すように、封止部材９３は、第１の主面９１Ａと支持板９２との隙間に介在するように配置されている。実施の形態に係る支持板９２の開口部９２Ａは円形であるため、第１の主面９１Ａと支持板９２との隙間も環状に構成される。すなわち、封止部材９３は、第１の主面９１Ａと支持板９２との隙間において、環状に配置される。封止部材９３は、たとえば、シリコンなど、断熱性を有する材料で構成されている。
　上述したような構成を備える精製器１００によれば、容器５０とスターラ７１との間に伝熱板９１が介在するため、試料の精製中に容器５０から液体が漏れたとしても、液体がスターラ７１にかかることを伝熱板９１によって防ぐことができる。さらに、伝熱板９１と支持板９２との隙間に断熱性を有する封止部材９３が設けられているため、試料の精製中に容器５０から液体が漏れたとしても、封止部材９３によって伝熱板９１と支持板９２との隙間に液体が入り込むことを防止することができる。すなわち、容器５０から漏れた液体は、開口部９２Ａにおいて、伝熱板９１の第１の主面９１Ａ上に留まる。さらに、封止部材９３は、断熱性を有するため、スターラ７１によって加熱された伝熱板９１の熱が支持板９２に伝わり難くなるため、容器５０に対して効率よく伝熱させることができる。
　［態様］
　上述した複数の例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
　（第１項）　一態様に係る精製装置は、試料を収容する容器と、容器の下方に配置され、容器に収容された試料を加熱する加熱装置と、容器と加熱装置との間に配置され、容器に熱的に接続される第１の主面と、加熱装置に熱的に接続されかつ第１の主面と反対側の第２の主面とを有する伝熱板と、第１の主面における容器の周辺に配置された封止部材とを備える。
　第１項に記載の精製装置によれば、試料の精製中に容器から液体が漏れたとしても、液体が加熱装置にかかることを伝熱板および封止部材によって防ぐことができるため、液漏れによる不都合の発生を防止することができる。
　（第２項）　第１の主面は容器に接し、かつ／または、第２の主面は前記加熱装置に接している。
　第２項に記載の精製装置によれば、伝熱板を介して加熱装置によって容器に収容された試料を効率的に加熱することができる。
　（第３項）　精製装置は、第１の主面における容器の周辺において、第１の主面に重なるように配置された支持板をさらに備える。封止部材は、第１の主面と支持板との隙間に配置されている。
　第３項に記載の精製装置によれば、試料の精製中に容器から液体が漏れたとしても、封止部材によって伝熱板と支持板との隙間に液体が入り込むことを防止することができる。
　（第４項）　精製装置において、封止部材は、断熱性を有する。
　第４項に記載の精製装置によれば、試料の精製中に容器から液体が漏れたとしても、断熱性を有する封止部材によって支持板に伝熱することを防ぐことができる。
　（第５項）　精製装置において、加熱装置は、恒温スターラである。精製装置は、容器の内部に設けられ、加熱装置からの磁力によって試料を撹拌する撹拌子をさらに備える。伝熱板は、非磁性体である。
　第５項に記載の精製装置によれば、加熱装置によって伝熱板を介して容器内の撹拌子を回転させることによって、容器内の試料を撹拌することができる。
　（第６項）　精製装置は、容器に設けられ、容器内の廃液を排出するための排出ポートをさらに備える。
　第６項に記載の精製装置によれば、ポートから排出された液体が漏れたとしても、液体が加熱装置にかかることを伝熱板によって防ぐことができる。
　（第７項）　精製装置において、容器は、第１の部材と第２の部材とに分割可能である。
　第７項に記載の精製装置によれば、容器の分割可能な部分から液体が漏れたとしても、液体が加熱装置にかかることを伝熱板によって防ぐことができる。
　（第８項）　精製装置は、試料に含まれる夾雑物を処理するための分解液を容器に導入するための第１ポートと、試料を比重差によって分離するための重液を容器に導入するための第２ポートと、重液の導入によって生じた上澄み液を容器の外部に排出するための排出部と、第１ポートにおける分解液の導入および第２ポートにおける重液の導入を制御する制御装置とをさらに備える。
　第８項に記載の精製装置によれば、制御装置によって自動で試料を精製する精製装置において、試料の精製中に容器から液体が漏れたとしても、液体が加熱装置にかかることを伝熱板および封止部材によって防ぐことができる。
　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、上記した説明ではなく、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、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３　配管、３１，３２，３３　ポンプ、４１，４２，４３　電磁弁、５０　容器、５１　第１の部材、５２　第２の部材、５５　排出口、６１，６２，６３，６４　ポート、７１　スターラ、７２　撹拌子、８０　排出管、９０　支持部、９１　伝熱板、９１Ａ　第１の主面、９１Ｂ　第２の主面、９２　支持板、９２Ａ，３１０，３２０，３３０　開口部、９３　封止部材、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　ケース、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　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 (8)

  1. 　試料を精製する精製装置であって、
    　前記試料を収容する容器と、
    　前記容器の下方に配置され、前記容器に収容された前記試料を加熱する加熱装置と、
    　前記容器と前記加熱装置との間に配置され、前記容器に熱的に接続される第１の主面と、前記加熱装置に熱的に接続されかつ前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する伝熱板と、
    　前記第１の主面における前記容器の周辺に配置された封止部材とを備える、精製装置。
  2. 　前記第１の主面は前記容器に接し、かつ／または、前記第２の主面は前記加熱装置に接している、請求項１に記載の精製装置。
  3. 　前記第１の主面における前記容器の周辺において、前記第１の主面に重なるように配置された支持板をさらに備え、
    　前記封止部材は、前記第１の主面と前記支持板との隙間に配置されている、請求項１に記載の精製装置。
  4. 　前記封止部材は、断熱性を有する、請求項３に記載の精製装置。
  5. 　前記加熱装置は、恒温スターラであり、
    　前記容器の内部に設けられ、前記加熱装置からの磁力によって前記試料を撹拌する撹拌子をさらに備え、
    　前記伝熱板は、非磁性体である、請求項１に記載の精製装置。
  6. 　前記容器に設けられ、前記容器内の廃液を排出するための排出ポートをさらに備える、請求項１に記載の精製装置。
  7. 　前記容器は、第１の部材と第２の部材とに分割可能である、請求項１に記載の精製装置。
  8. 　前記試料に含まれる夾雑物を処理するための分解液を前記容器に導入するための第１ポートと、
    　前記試料を比重差によって分離するための重液を前記容器に導入するための第２ポートと、
    　前記重液の導入によって生じた上澄み液を前記容器の外部に排出するための排出部と、
    　前記第１ポートにおける前記分解液の導入および前記第２ポートにおける前記重液の導入を制御する制御装置とをさらに備える、請求項１に記載の精製装置。
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