(57)【要約】【課題】設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる藻類オイル抽出用のセラミック部材を提供する。【解決手段】成育した藻体を含む培養液を投入しながら培養液を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の藻体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程で使用されるセラミック部材１０であって、少なくとも液体を透過する多数の開気孔が形成され、少なくとも一方が開口１４ａとされた中空部１２を有する筒状の多孔質支持体１４を有し、中空部１２は、少なくとも収穫・脱水工程において培養液が投入され、オイル抽出工程において藻体を粉砕するための粉砕メディアと前記有機溶媒とが投入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成育した藻体を含む培養液を投入しながら前記培養液を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の前記藻体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の前記藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程で使用される藻類オイル抽出用のセラミック部材であって、
少なくとも液体を透過する多数の開気孔が形成され、少なくとも一方が開口とされた中空部を有する筒状の多孔質支持体を有し、
前記中空部は、少なくとも前記収穫・脱水工程において前記培養液が投入され、前記オイル抽出工程において前記藻体を粉砕するための粉砕メディアと前記有機溶媒とが投入されることを特徴とするセラミック部材。
【請求項２】
請求項１記載のセラミック部材において、
前記多孔質支持体の外壁に、前記乾燥工程において通電される１以上のヒータが形成されていることを特徴とするセラミック部材。
【請求項３】
請求項１又は２記載のセラミック部材において、
さらに、前記中空部の内面に形成され、少なくとも液体を透過するフィルタ膜を有することを特徴とするセラミック部材。
【請求項４】
請求項１記載のセラミック部材と、
成育した藻体を含む培養液を前記セラミック部材の開口を通じて前記セラミック部材の前記中空部に投入しながら前記培養液の水分を前記セラミック部材の外壁を通して濾過する収穫・脱水処理部と、
前記セラミック部材の前記中空部内を加熱し、前記藻体を乾燥する乾燥処理部と、
前記セラミック部材の前記中空部内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することにより、前記中空部内の前記藻体を粉砕すると同時に、前記有機溶媒に接触させて、前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出部とを有することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項５】
請求項４記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記オイル抽出部は、
前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を投入するオイル抽出用媒体投入部と、
前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動する回転駆動部と、
前記藻体から抽出された前記オイル成分を前記有機溶媒と共に回収するオイル回収部とを有することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項６】
請求項５記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記収穫・脱水処理部は、前記セラミック部材の前記開口につながる第１経路を介して前記培養液を前記セラミック部材の前記中空部に投入し、
前記オイル抽出用媒体投入部は、前記セラミック部材の前記開口につながる第２経路を介して前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を前記セラミック部材の前記中空部に投入することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項７】
請求項６記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記オイル抽出用媒体投入部での処理から前記回転駆動部での処理及び前記オイル回収部での処理にわたる一連の処理が閉鎖系で行われることを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
さらに、前記セラミック部材を収容するカバー部材を有し、
前記カバー部材は、
前記セラミック部材を、前記一方の開口を除いて被覆するカバー部材本体と、
前記カバー部材本体のうち、前記セラミック部材の前記一方の開口に対向した位置に着脱される蓋部材とを有し、
前記カバー部材本体は、濾過された前記培養液の水分並びに抽出された前記オイル成分を含む液体を排出する排出孔を有し、
前記蓋部材は、前記セラミック部材の前記一方の開口に通じる投入孔を有することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項９】
請求項８記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記セラミック部材の前記中空部内への粉砕メディア及び有機溶媒の投入から、前記セラミック部材の回転駆動にわたって、前記カバー部材本体の前記排出孔が閉状態とされることを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１項に記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記セラミック部材は、前記多孔質支持体の外壁に形成された１以上のヒータ電極を有し、
前記乾燥処理部は、前記ヒータ電極に通電することによって、前記セラミック部材の前記中空部内を加熱して、前記藻体を乾燥することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか１項に記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持する支持部を有し、
前記支持部は、
前記収穫・脱水処理部による前記培養液の投入に先立って、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項１２】
請求項５〜１０のいずれか１項に記載の藻類オイル抽出システムにおいて、
前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向及びほぼ垂直方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持する支持部を有し、
前記支持部は、
前記収穫・脱水処理部による前記培養液の投入に先立って、前記セラミック部材の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持し、
前記オイル抽出部による前記セラミック部材の前記中空部内への前記粉砕メディア及び前記有機溶媒の投入が終了した段階で、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持することを特徴とする藻類オイル抽出システム。
【請求項１３】
請求項１記載のセラミック部材を使用して、藻体からオイル成分を抽出する藻類オイル抽出方法であって、
成育した藻体を含む培養液を前記セラミック部材の開口を通じて前記セラミック部材の前記中空部に投入しながら前記培養液の水分を前記セラミック部材の外壁を通して濾過する収穫・脱水工程と、
前記セラミック部材の前記中空部内を加熱し、前記藻体を乾燥する乾燥工程と、
前記セラミック部材の前記中空部内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することにより、前記中空部内の前記藻体を粉砕すると同時に、前記有機溶媒に接触させて前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを有することを特徴とする藻類オイル抽出方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の藻類オイル抽出方法において、
前記セラミック部材は、前記多孔質支持体の外壁に形成された１以上の電極を有し、
前記乾燥工程は、前記電極に通電することによって、前記セラミック部材の前記中空部内を加熱して、前記藻体を乾燥することを特徴とする藻類オイル抽出方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の藻類オイル抽出方法において、
前記収穫・脱水工程は、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持した状態で、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記培養液を投入し、
前記オイル抽出工程は、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を投入した後、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することを特徴とする藻類オイル抽出方法。
【請求項１６】
請求項１３又は１４記載の藻類オイル抽出方法において、
前記収穫・脱水工程は、前記セラミック部材の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持した状態で、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記培養液を投入し、
前記オイル抽出工程は、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を投入した後、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持し、その後、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することを特徴とする藻類オイル抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類からオイル成分を抽出する藻類オイル抽出用のセラミック部材、藻類オイル抽出システム及び藻類オイル抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、第３世代のバイオマス燃料として、藻類バイオ燃料の生産が検討されている。この藻類バイオ燃料は、藻類を原料として生産された液体燃料や合成ガスであって、輸送用燃料の代替として期待されている。
【０００３】
また、藻類は、トウモロコシやサトウキビ等の高等植物と比較して収穫量が多く、水の使用量が少ない。しかも、食料と競合しないというメリットもある。
【０００４】
藻類からのオイルの生産は、通常、藻体の培養、藻体を含む培養液から藻体の分離回収、脱水、乾燥、藻体の粉砕、溶媒抽出と残渣の分離、溶媒回収等、多くのプロセスを経て行われている。
【０００５】
藻体の培養及び収穫に関しては、特許文献１にセラミック薄膜フィルタを使用することが記載されている。この方法は、セラミックの多孔質体に培養液を循環させて培養液のバイオマス密度又は濃度を上げるというものである。
【０００６】
しかし、藻体の培養を除く、後半のプロセス（オイル回収プロセス）が全体コストにおいて高い割合を占めることから、オイル回収プロセスの簡略化が望まれている。
【０００７】
そこで、従来では、例えば特許文献２に示すように、微細藻を含む養液を微細藻と養液成分とに分離する固液分離装置と、分離された微細藻を脱水する脱水装置とを少なくとも備えた微細藻の処理システムが提案されている。脱水装置は、マイクロ波照射器と、マイクロ波照射域内の一部又は全部がマイクロ波透過性材料からなる加圧濾過器とを備えている。この特許文献２のシステムによれば、養液と分離された微細藻を脱水しながら、燃料利用に適した形状に成形できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１２−５１５５５３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０６６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のシステムでは、工程別に専用の装置を設置する必要があり、その分、設置スペースや、各装置間に被処理物を搬送するための搬送スペースが必要になり、処理時間もかかるという問題があることから、コストの削減には限界がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、成育した藻体を含む培養液を投入しながら前記培養液を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の藻体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程を一箇所（ワンストップ）で行うことが可能となり、設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる藻類オイル抽出用のセラミック部材、藻類オイル抽出システム及び藻類オイル抽出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［１］  第１の本発明に係るセラミック部材は、成育した藻体を含む培養液を投入しながら前記培養液を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の前記藻体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の前記藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程で使用される藻類オイル抽出用のセラミック部材であって、
少なくとも液体を透過する多数の開気孔が形成され、少なくとも一方が開口とされた中空部を有する筒状の多孔質支持体を有し、
前記中空部は、少なくとも前記収穫・脱水工程において前記培養液が投入され、前記オイル抽出工程において前記藻体を粉砕するための粉砕メディアと前記有機溶媒とが投入されることを特徴とする。
【００１２】
［２］  第１の本発明において、前記多孔質支持体の外壁に、前記乾燥工程において通電される１以上のヒータが形成されていてもよい。
【００１３】
［３］  第１の本発明において、さらに、前記中空部の内面に形成され、少なくとも液体を透過するフィルタ膜を有してもよい。
【００１４】
［４］  第２の本発明に係る藻類オイル抽出システムは、上述した第１の本発明に係るセラミック部材と、成育した藻体を含む培養液を前記セラミック部材の開口を通じて前記セラミック部材の前記中空部に投入しながら前記培養液の水分を前記セラミック部材の外壁を通して濾過する収穫・脱水処理部と、前記セラミック部材の前記中空部内を加熱し、前記藻体を乾燥する乾燥処理部と、前記セラミック部材の前記中空部内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することにより、前記中空部内の前記藻体を粉砕すると同時に、前記有機溶媒に接触させて、前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出部とを有することを特徴とする。
【００１５】
［５］  第２の本発明において、前記オイル抽出部は、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を投入するオイル抽出用媒体投入部と、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動する回転駆動部と、前記藻体から抽出された前記オイル成分を前記有機溶媒と共に回収するオイル回収部とを有してもよい。
【００１６】
［６］  この場合、前記収穫・脱水処理部は、前記セラミック部材の前記開口につながる第１経路を介して前記培養液を前記セラミック部材の前記中空部に投入し、
前記オイル抽出用媒体投入部は、前記セラミック部材の前記開口につながる第２経路を介して前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を前記セラミック部材の前記中空部に投入してもよい。
【００１７】
［７］  さらに、前記オイル抽出用媒体投入部での処理から前記回転駆動部での処理及び前記オイル回収部での処理にわたる一連の処理を閉鎖系で行ってもよい。
【００１８】
［８］  第２の本発明において、さらに、前記セラミック部材を収容するカバー部材を有し、前記カバー部材は、前記セラミック部材を、前記一方の開口を除いて被覆するカバー部材本体と、前記カバー部材本体のうち、前記セラミック部材の前記一方の開口に対向した位置に着脱される蓋部材とを有し、前記カバー部材本体は、濾過された前記培養液の水分並びに抽出された前記オイル成分を含む液体を排出する排出孔を有し、前記蓋部材は、前記セラミック部材の前記一方の開口に通じる投入孔を有してもよい。
【００１９】
［９］  この場合、前記セラミック部材の前記中空部内への粉砕メディア及び有機溶媒の投入から、前記セラミック部材の回転駆動にわたって、前記カバー部材本体の前記排出孔が閉状態とされてもよい。
【００２０】
［１０］  第２の本発明において、前記セラミック部材は、前記多孔質支持体の外壁に形成された１以上のヒータ電極を有し、前記乾燥処理部は、前記ヒータ電極に通電することによって、前記セラミック部材の前記中空部内を加熱して、前記藻体を乾燥してもよい。あるいは、火力発電所や工場等に併設される場合は、その廃熱を乾燥に用いることが好ましい。これにより、資源としての熱を有効利用することができる。また、前記収穫・脱水処理部によって濾過された水分を、培養液の水分としてリサイクルしてもよい。これにより、資源としての水を有効利用することができる。
【００２１】
［１１］  第２の本発明において、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持する支持部を有し、前記支持部は、前記収穫・脱水処理部による前記培養液の投入に先立って、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持してもよい。
【００２２】
［１２］  第２の本発明において、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向及びほぼ垂直方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持する支持部を有し、前記支持部は、前記収穫・脱水処理部による前記培養液の投入に先立って、前記セラミック部材の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持し、前記オイル抽出部による前記セラミック部材の前記中空部内への前記粉砕メディア及び前記有機溶媒の投入が終了した段階で、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持してもよい。
【００２３】
［１３］  第３の本発明に係る藻類オイル抽出方法は、上述した第１の本発明に係るセラミック部材を使用して、藻体からオイル成分を抽出する藻類オイル抽出方法であって、成育した藻体を含む培養液を前記セラミック部材の開口を通じて前記セラミック部材の前記中空部に投入しながら前記培養液の水分を前記セラミック部材の外壁を通して濾過する収穫・脱水工程と、前記セラミック部材の前記中空部内を加熱し、前記藻体を乾燥する乾燥工程と、前記セラミック部材の前記中空部内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動することにより、前記中空部内の前記藻体を粉砕すると同時に、前記有機溶媒に接触させて前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
［１４］  第３の本発明において、前記セラミック部材は、前記多孔質支持体の外壁に形成された１以上の電極を有し、前記乾燥工程は、前記電極に通電することによって、前記セラミック部材の前記中空部内を加熱して、前記藻体を乾燥してもよい。
【００２５】
［１５］  第３の本発明において、前記収穫・脱水工程は、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持した状態で、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記培養液を投入し、前記オイル抽出工程は、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を投入した後、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動してもよい。
【００２６】
［１６］  第３の本発明において、前記収穫・脱水工程は、前記セラミック部材の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持した状態で、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記培養液を投入し、前記オイル抽出工程は、前記セラミック部材の前記開口を通じて、前記セラミック部材の前記中空部に前記粉砕メディア及び前記有機溶媒を投入した後、前記セラミック部材の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢で前記セラミック部材を支持し、その後、前記セラミック部材を軸を中心に回転駆動してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明に係る藻類オイル抽出用のセラミック部材及び藻類オイル抽出方法によれば、成育した藻体を含む培養液を投入しながら培養液を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の藻体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程を一箇所（ワンストップ）で行うことが可能となる。その結果、設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる。
【００２８】
また、本発明に係る藻類オイル抽出システムによれば、上述した本発明に係る藻類オイル抽出用のセラミック部材を利用するようにしたので、収穫・脱水処理部、乾燥処理部、オイル抽出部を、セラミック部材を中心とした配置にすることができ、セラミック部材への培養液の投入、脱水処理、乾燥処理、藻体からのオイル抽出処理（藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて藻体からオイルを抽出する処理）等を、セラミック部材を中心にして、すなわち、ワンストップで行うことが可能となる。その結果、設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１Ａは本実施の形態に係るセラミック部材を示す斜視図であり、図１Ｂはセラミック部材を軸方向に沿って切断した断面図である。
【図２】本実施の形態に係る藻類オイル抽出システムにて使用されるカバー部材に、セラミック部材を収容した状態を示す断面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上の断面図である。
【図４】本実施の形態に係る藻類オイル抽出システムを示す構成図である。
【図５】残渣回収部を示す構成図である。
【図６】本実施の形態に係る藻類オイル抽出方法を示すフローチャートである。
【図７】図７Ａは収穫・脱水工程を示す動作説明図であり、図７Ｂは乾燥工程を示す動作説明図である。
【図８】図８Ａはオイル抽出用媒体投入工程を示す動作説明図であり、図８Ｂはオイル抽出工程においてセラミック部材を回転駆動している状態を示す動作説明図である。
【図９】図９Ａは藻体から抽出されたオイル成分が、粉砕メディア、有機溶媒及び藻体の残渣と共にカバー部材本体内に貯留された状態を示す動作説明図であり、図９Ｂはオイル回収工程を示す動作説明図である。
【図１０】セラミック部材を、セラミック部材の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢で支持した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る藻類オイル抽出用のセラミック部材、藻類オイル抽出システム及び藻類オイル抽出方法の実施の形態例を図１Ａ〜図１０を参照しながら説明する。
【００３１】
先ず、本実施の形態に係る藻類オイル抽出用のセラミック部材（以下、セラミック部材１０と記す）は、成育した藻体を含む培養液を投入（収穫）しながら培養液を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の前記藻体を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の前記藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて前記藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程で使用される。
【００３２】
そして、セラミック部材１０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、少なくとも液体を透過する多数の細孔（開気孔）が形成され、少なくとも一方が開口１４ａとされた中空部１２を有する筒状の多孔質支持体１４を有する。図１Ｂでは、両方が開口（一方の開口１４ａ及び他方の開口１４ｂを有する）とされた筒形状を有する例を示しているが、一方のみが開口１４ａされ、他方が閉塞とされた筒形状であってもよい。中空部１２は、少なくとも収穫工程において、培養液が投入され、オイル抽出工程において、藻体からオイル成分を抽出するための媒体である粉砕メディアと有機溶媒とが投入される。これについては後で詳述する。
【００３３】
多孔質支持体１４の外周形状（横断面の外周形状）としては、三角形、四角形、五角形、六角形等の任意の多角形の他、円形、楕円形等が挙げられる。一方、多孔質支持体１４の内周形状（横断面の内周形状）も、三角形、四角形、五角形、六角形等の任意の多角形の他、円形、楕円形等が挙げられるが、中空部１２に投入された藻体の粉砕、藻体の乾燥及び中空部１２からの残渣の除去を効率よく行うために、図１Ａに示すように、円形あるいは楕円形であることが好ましい。
【００３４】
セラミック部材１０を構成する多孔質支持体１４のみで脱水（濾過）を行ってもよいが、脱水の処理速度を確保しつつ、藻体と液体との分離性能（濾過性能）を向上させる観点から、多孔質支持体１４の中空部１２の表面（内壁面）に、多孔質支持体１４の細孔（開気孔）よりも径の小さい細孔（開気孔）を有するフィルタ膜１６を形成することが好ましい。これにより、フィルタ膜１６の平均細孔径を小さくしても、液体が多孔質支持体１４内を透過する際の圧力損失を抑えることができる。
【００３５】
多孔質支持体１４を構成するセラミックの種類や多孔質支持体１４の製法に特に制限はないが、一般に、骨材と支持体用焼結助剤から形成されることが好ましい。骨材は多孔質支持体の主成分を構成するセラミック製の粒子であり、例えばアルミナ、ムライト、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、陶磁器屑等の１種又は２種以上の粒子が好ましく、濾過の目的に適合するように適宜選択される。骨材の平均粒子径は、好ましくは５〜２００μｍ程度である。骨材の多孔質支持体中の含有量は、骨材と支持体用焼結助剤の合計を基準として、好ましくは６５〜９０質量％である。
【００３６】
支持体用焼結助剤は、骨材と共に焼成することにより骨材間の結合を強化し、強固な多孔質支持体１４を形成するために用いられる。その材質は特に限定されないが、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、ガラスフリット、長石、コージェライト等の１種又は２種以上を用いることができ、濾過の目的や骨材の材質によって適宜選択することができる。支持体用焼結助剤の平均粒子径に特に制限はないが、５μｍ以下の平均粒子径であることが好ましい。支持体用焼結助剤の含有量は、骨材と支持体用焼結助剤の合計を基準として、好ましくは１０〜３５質量％である。そして、骨材と支持体用焼結助剤を含む杯土を筒状に成形した後、焼成することにより、多孔質支持体１４を形成することができる。
【００３７】
一方、多孔質支持体１４の中空部１２の表面に形成されるフィルタ膜１６は、多孔質支持体１４よりも小さい平均細孔径を有することが好ましい。平均細孔径は、藻体を粉砕した後の残渣の大きさによって適宜選択することができる。藻の大きさは様々であるが一般的には５μｍから５０μｍであることから、フィルタ膜１６の平均細孔径は、好ましくは０．１〜２．０μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．７μｍ程度とすることができる。一般に、フィルタ膜１６を形成するためには、セラミック粒子とフィルタ膜用焼結助剤が用いられるが、セラミック粒子には、骨材に好ましいものとして挙げた上述の材料の中から選択して使用することが好ましい。但し、好ましい平均粒子径は０．１〜５μｍ程度である。より小さい粒子径を選択することにより、焼成後の細孔径が小さくなるため、粒子径は濾過の目的に応じて適切な細孔径となるよう適宜選択することができ、本実施の形態では、好ましくは０．２〜５．０μｍ、さらに好ましくは０．４〜２．０μｍ程度の平均粒子径を選択することができる。フィルタ膜用焼結助剤も、支持体用焼結助剤に好ましいものとして挙げた材料の中から選択して使用することが好ましい。セラミック粒子とフィルタ膜用焼結助剤の比率は、セラミック粒子とフィルタ膜用焼結助剤の合計を基準としてセラミック粒子が好ましくは８５〜９５質量％含まれ、フィルタ膜用焼結助剤が、好ましくは５〜１５質量％含まれる。フィルタ膜１６は、これらのセラミック粒子とフィルタ膜用焼結助剤をスラリー状として多孔質支持体１４の中空部１２の表面に塗布した後焼成することによって形成することができる。また、フィルタ膜１６は、１層であってもよいが、２層以上としてもよく、その場合は最外層のフィルタ膜１６の平均細孔径を最も小さくし、多孔質支持体１４に向かって順に細孔径を大きくすることが好ましい。
【００３８】
ここで、簡単に、セラミック部材１０の製造方法について説明すると、セラミック部材１０は、多孔質支持体１４の原料を成形して多孔質支持体１４の成形体（焼成前の成形体）を作製する工程（成形工程）と、成形体を焼成して、一方が開口とされた中空部１２を有する多孔質支持体１４を作製する工程（焼成工程）と、多孔質支持体１４の中空部１２の表面にフィルタ膜１６を成膜する工程（成膜工程）とを含む方法により製造することができるが、以下の具体的な工程により好適に製造することができる。
【００３９】
成形工程は、例えば上述の好ましい骨材及び好ましい支持体用焼結助剤の中から選択した骨材及び支持体用焼結助剤を上述の好ましい比率（６５〜９０質量％：３５〜１０質量％）で用意し、これに分散媒、有機バインダー、必要により界面活性剤、可塑剤等を添加し、混連して杯土とする。これを、一方が開口とされた円筒形の形状に押出成形し、これを乾燥させ、所定の長さに切断することにより、多孔質支持体１４の成形体を作製することができる。後述するように、ゲルキャスト法を用いて多孔質支持体１４の成形体を作製してもよい。
【００４０】
焼成工程は、成形体を、選択した骨材及び支持体用焼結助剤に応じた所定の温度及び時間、例えば１０００〜１６００℃の最高温度で０．１〜３時間、焼成することにより行うことができる。これにより、少なくとも液体を透過する多数の細孔（開気孔）が形成され、一方が開口とされた中空部１２を有する筒状の多孔質支持体１４が作製される。
【００４１】
成膜工程は、例えば上述の好ましいセラミック粒子の中から選択したセラミック粒子単独、又はこのセラミック粒子と上述の好ましいフィルタ膜用焼結助剤の中から選択したフィルタ膜用焼結助剤を、好ましくは７５〜９８／２５〜２、さらに好ましくは８０〜９５／２０〜５のセラミック粒子／フィルタ膜用焼結助剤の質量比で混合したものを用意する。これを水等の分散媒中に分散させ、必要に応じて有機バインダー、ＰＨ調整剤、界面活性剤、消泡剤等を添加して成膜用スラリーを作製する。その後、成膜用スラリーを多孔質支持体１４の中空部１２の表面に塗布し、乾燥後、選択したセラミック粒子及びフィルタ膜用焼結助剤に応じた所定の温度及び時間、例えば９００〜１４５０℃の最高温度で０．１〜３時間程度保持し、焼成することにより、多孔質支持体１４の中空部１２の表面にフィルタ膜１６を成膜することができる。
【００４２】
成膜用スラリーを中空部１２の表面に塗布する方法は、例えば多孔質支持体１４の中空部１２の表面に成膜用スラリーを接触させ、多孔質支持体１４の外周側から吸引することで、成膜用スラリーに対して外周に向けて圧力をかけることで行うことができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、図１Ａに示すように、多孔質支持体１４の外壁１４ｃに、乾燥工程において通電される１以上のヒータ電極１８を形成してもよい。この場合、キャビティにヒータ電極１８が設置された成形型を用い、該成形型内にセラミック粉末と焼結助剤と有機化合物（分散媒、ゲル化剤等）を含むスラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応、により固化させた後、成形型から離型することにより、外壁にヒータ電極１８が埋め込まれた円筒状の成形体を作製する。そして、この成形体を焼成することで、外壁１４ｃにヒータ電極１８が埋め込まれた多孔質支持体１４を得ることができる。
【００４４】
次に、上述したセラミック部材１０を利用した本実施の形態に係る藻類オイル抽出システム（以下、システム２０と記す）について、図２〜図５を参照しながら説明する。
【００４５】
このシステム２０は、先ず、図２及び図３に示すように、セラミック部材１０を収容するカバー部材２２を有する。このカバー部材２２は、カバー部材本体２４と、該カバー部材本体２４に着脱される蓋部材２６とを有する。従って、このシステム２０においては、セラミック部材１０をカバー部材２２に収容した状態で、上述した一連の工程（収穫工程、脱水工程、乾燥工程、オイル抽出工程等）が行われ、なお、図２〜図５並びに図７Ａ〜図１０において、フィルタ膜１６の図示を省略してある。
【００４６】
カバー部材本体２４は、一方が開口とされ、且つ、底２８を有する円筒状の容器の形状を有する。その内径は、セラミック部材１０の外径よりも大に設定されて、セラミック部材１０の外周とカバー部材本体２４の内周との間にギャップ３０が形成されている。
【００４７】
カバー部材本体２４の側壁の一部に、濾過された培養液の水分並びに抽出されたオイル成分を含む液体（オイル成分と有機溶媒の混合液）を排出するための排出孔３２が形成されている。排出孔３２は、例えば直径が１００〜２００ｍｍの円形の孔でもよいし、楕円形の孔でもよい。この排出孔３２には、後述する第３導管７４ｃ及び第４導管７４ｄ（図４参照）等が装着される第１弁部３４Ａが設置されている。この第１弁部３４Ａは、導管が装着されたときに開き、導管が取り外されたときに閉じる構成となっている。第３導管７４ｃは、濾過された培養液の水分が流通する導管であり、第４導管７４ｄは、抽出されたオイル成分を含む液体が流通する導管である。なお、この排出孔３２は、セラミック部材１０の中空部１２への粉砕メディア及び有機溶媒の投入並びにセラミック部材１０の回転駆動の際に、第１弁部３４Ａによって閉状態とされる。
【００４８】
また、図３に示すように、カバー部材本体２４の内壁には、収容されたセラミック部材１０を支持する複数の支持部材３６が設置されている。各支持部材３６は、セラミック部材１０での濾過面積を確保するため、軸方向がカバー部材２２の径方向とされた柱状（円柱状、四角柱状、多角柱状等）であることが好ましい。本実施の形態では、直径が３０〜７０ｍｍ（例えば５０ｍｍ）で、高さがギャップ３０の幅（カバー部材２２の径方向に沿った長さ）と同じとされた円柱状の支持部材３６を用いた。支持部材３６の配置位置は、カバー部材２２の長さ方向の両端（一方の端部及び他方の端部）並びに中央部分においてそれぞれ等間隔に４つずつ、例えば等間隔に配置することが挙げられる。この場合、合計で１２個の支持部材３６が設置されることになる。これにより、セラミック部材１０の軸線とカバー部材本体２４の軸線とがほぼ一致する位置に、セラミック部材１０を支持することができ、セラミック部材１０を収容したカバー部材２２の回転駆動をスムーズに行わせることができる。もちろん、支持部材３６の形状、配置位置、個数等は、セラミック部材１０の大きさやギャップ３０の幅等に応じて適宜選択することができる。
【００４９】
蓋部材２６は、カバー部材本体２４のうち、セラミック部材１０の一方の開口１４ａに対向した位置に装着され、その一部に、セラミック部材１０の一方の開口１４ａに通じる投入孔３８が設けられている。従って、蓋部材２６を、カバー部材本体２４に装着することで、カバー部材本体２４の開口が蓋部材２６によって一部閉塞されるが、投入孔３８を通じて培養液、粉砕メディア、有機溶媒をセラミック部材１０の中空部１２内に投入できるようになっている。なお、投入孔３８は、カバー部材２２の外周に設けてもよいが、上述のように、カバー部材２２の最端部（この例では蓋部材２６）に設置することが好ましい。
【００５０】
また、蓋部材２６の投入孔３８には、後述する第１導管７４ａ及び第２導管７４ｂ（図４参照）等が装着される第２弁部３４Ｂが設置されている。この第２弁部３４Ｂは、導管が装着されたときに開き、導管が取り外されたときに閉じる構成となっている。第１導管７４ａは、培養槽からの培養液が流通する導管であり、第２導管７４ｂは、粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６（図８Ａ参照：以下、オイル抽出用媒体２０８と記す場合もある）が流通する導管である。
【００５１】
カバー部材２２に収容されるセラミック部材１０とカバー部材本体２４の底２８との間、並びにセラミック部材１０と蓋部材２６との間には、セラミック部材１０の端面形状（環状）とほぼ同じ形状とされたシート状のシール部材４０が介在される。これにより、セラミック部材１０の一方の端面と蓋部材２６との間、並びにセラミック部材１０の他方の端面とカバー部材本体２４の底２８との間が液密状態となり、藻体を含む培養液がセラミック部材１０の外部に漏れることが防止される。このシール部材４０は、予めセラミック部材１０に設置してもよいし、あるいは、蓋部材２６及びカバー部材本体２４の底２８に設置していてもよい。
【００５２】
また、このカバー部材２２は、カバー部材本体２４の開口に対して蓋部材２６を開閉させるための開閉機構４２を有する。この開閉機構４２は、例えば密封容器の蓋の開閉機構と同様に、カバー部材本体２４に対して蓋部材２６を開閉させる蝶番４４と、カバー部材本体２４に対して蓋部材２６を蓋締めする係止金具４６とを備える。係止金具４６は、カバー部材本体２４に回転自在に取り付けられたバックル４８と、該バックル４８に回転自在に取り付けられたフック５０と、蓋部材２６に取り付けられ、フック５０が引っ掛けられる引掛部５２とを有する。そして、カバー部材本体２４の開口を蓋部材２６で塞いだ後、係止金具４６のフック５０を蓋部材２６の引掛部５２に引っ掛けてバックル４８を蓋部材２６から離間する方向に回転してロックすることによって、セラミック部材１０とカバー部材２２との間に介在するシール部材４０が圧縮され、これにより、カバー部材２２内にセラミック部材１０が固定、支持されることになる。蓋部材２６を開くときは、バックル４８を蓋部材２６に向けて回転することで、フック５０が引掛部５２から離れるため、蓋部材２６を蝶番４４によって回転させて、蓋部材２６を開ければよい。蓋部材２６を開けることで、後述する藻体の残渣及び粉砕メディア等の排出を容易に行うことができる。
【００５３】
さらに、このシステム２０は、図４に、その一例を示すように、上述したセラミック部材１０を収容したカバー部材２２と、成育した藻体を含む培養液をセラミック部材１０の中空部１２に投入（収穫）しながら培養液の水分を、セラミック部材１０の外壁１４ｃ（図１Ｂ参照）を通して排出（培養液を濾過）する収穫・脱水処理部６２と、セラミック部材１０の中空部１２内を加熱し、藻体を乾燥する乾燥処理部６４（図７Ｂ参照）と、セラミック部材１０の中空部１２内に粉砕メディア及び有機溶媒を投入し、カバー部材２２を軸を中心に回転駆動することにより、セラミック部材１０の中空部１２内の藻体を粉砕すると同時に、有機溶媒に接触させて、藻体からオイル成分を抽出するオイル抽出部６６と、カバー部材２２の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材２２を支持する支持部６８と、セラミック部材１０の中空部１２に残った藻体の残渣の回収を行う残渣回収部７０（図５参照）とを有する。
【００５４】
「ほぼ水平方向」とは、図４に示すように、鉛直線（重力方向）と直交する水平線Ｌａに対する軸方向の傾斜角θａが０°〜＋３０°の範囲であって、傾斜角θａが０°を超えて３０°以下の範囲では、セラミック部材１０の開口１４ａが上方を向いた状態をいう。また、支持部６８は、カバー部材２２を水平方向に支持することで、セラミック部材１０を間接的に水平方向に支持する。
【００５５】
収穫・脱水処理部６２は、図４に示すように、セラミック部材１０（濾過器としてのセラミック部材）と、供給ポンプ７２と、第１導管７４ａと、図示しない培養槽につながる第３導管７４ｃとを有する。
【００５６】
供給ポンプ７２は、図示しない培養槽から培養液（成育した藻体２００を含む培養液２０２：図７Ａ参照）をくみ出す。第１導管７４ａは、培養液２０２の投入に先立って、カバー部材２２の投入孔３８に第２弁部３４Ｂを介して装着される。これにより、第２弁部３４Ｂが開き、第１導管７４ａを介して流通する供給ポンプ７２からの培養液を投入孔３８を通じてセラミック部材１０の中空部１２内に投入することができる。また、第３導管７４ｃは、培養液２０２の投入に先立って、カバー部材２２の排出孔３２に第１弁部３４Ａを介して装着される。これにより、第１弁部３４Ａが開き、セラミック部材１０にて濾過された培養液の水分を排出孔３２及び第３導管７４ｃを通じて排出することができる。
【００５７】
そして、この収穫・脱水処理部６２は、培養液の投入と脱水とが連続操作で行えるようになっており、培養槽から供給ポンプ７２によってくみ出された培養液を、第１導管７４ａ（第１経路）を介して、セラミック部材１０の中空部１２内に投入しながら、藻体を中空部１２内に残し、培養液の水分２１０のみをセラミック部材１０外に排出する。濾過された水分２１０は排出孔３２及び第３導管７４ｃを介して培養槽に搬送される。つまり、培養液２０２の水分としてリサイクルされる。
【００５８】
このセラミック部材１０による濾過にあたっては、例えば第１導管７４ａを通じて圧縮空気を導入し、一次側を加圧して濾過を行う加圧濾過や、例えば第３導管７４ｃを通じて二次側を減圧しながら濾過を行う減圧濾過を好ましく採用することができる。もちろん、自重による濾過でも構わないが、単位時間当たりの濾過量が少ないと思われるため、上述した加圧濾過や減圧濾過を用いることが好ましい。
【００５９】
乾燥処理部６４は、セラミック部材１０の外部に設置された乾燥装置７６（図７Ｂ参照）を有し、この乾燥装置７６によって、セラミック部材１０の中空部１２内を加熱して、藻体２００を乾燥する。もちろん、セラミック部材１０の外壁にヒータ電極１８（図１Ａ参照）が設けられていれば、ヒータ電極１８に通電することによって、セラミック部材１０の中空部１２内を加熱して、藻体２００を乾燥してもよい。この場合、乾燥装置７６と共に藻体２００を乾燥処理することで、短時間で藻体２００を乾燥させることができる。図７Ｂでは、乾燥装置７６をカバー部材２２の下方に設置して、中空部１２内の藻体２００を加熱する例を示しているが、これに限定されることはなく、カバー部材２２の上方に設置してもよいし、四方に設置してもよい。また、カバー部材２２を囲むように設置してもよい。乾燥装置７６の熱源としては、電気（ヒータ）、ガス、石油（灯油）等があるが、火力発電所や工場等に併設される場合は、その廃熱を熱源に用いることが好ましい。これにより、資源としての熱を有効利用することができる。
【００６０】
オイル抽出部６６は、図４に示すように、セラミック部材１０の開口１４ａを通じて、セラミック部材１０の中空部１２に粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６（オイル抽出用媒体２０８）（図８Ａ参照）を投入するオイル抽出用媒体投入部７８と、支持部６８によってほぼ水平方向に支持されたセラミック部材１０を軸を中心に回転駆動する回転駆動部８０と、粉砕メディア２０４による粉砕と、有機溶媒２０６への接触とによって藻体２００から抽出されたオイル成分を有機溶媒と共に回収するオイル回収部８２とを有する。
【００６１】
オイル抽出用媒体投入部７８は、所定量の粉砕メディア２０４と所定量の有機溶媒２０６とが混合されたオイル抽出用媒体２０８を供給するオイル抽出用媒体供給装置８４と第２導管７４ｂとを有し、該オイル抽出用媒体供給装置８４からのオイル抽出用媒体２０８を、第２導管７４ｂ（第２経路）を介してセラミック部材１０の中空部１２内に投入する（図４参照）。このオイル抽出用媒体２０８の投入に先立って、第２導管７４ｂを、カバー部材２２の投入孔３８に第２弁部３４Ｂを介して装着し、第３導管７４ｃを排出孔３２から取り外す。これにより、投入孔３８の第２弁部３４Ｂが開き、排出孔３２の第１弁部３４Ａが閉じることから、第２導管７４ｂを介して流通するオイル抽出用媒体供給装置８４からのオイル抽出用媒体２０８を、閉鎖系の下で、投入孔３８を通じてセラミック部材１０の中空部１２内に投入することができる。
【００６２】
有機溶媒２０６は、ヘキサン、ホルムアルデヒド、アルコール等を用いることができる。粉砕メディア２０４は、ナイロン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン等の樹脂、あるいは鉄心等の金属球を上述の樹脂でコーティングしたもの等を用いることができる。また、フィルタ膜１６（図１Ｂ参照）は、特に限定されないが、例えばセラミック、金属のいずれも使用することができる。但し、耐久性を考慮するとセラミックであることが好ましく、具体的にはアルミナ、チタニア、ムライト、ジルコニア、あるいはこれらの混合物等を好適に用いることができる。
【００６３】
なお、オイル抽出用媒体投入部７８から、粉砕メディア２０４と有機溶媒２０６とを別々にセラミック部材１０の中空部１２に投入するようにしてもよいが、粉砕メディア２０４の投入時に、自由落下を利用したり、圧縮空気を使用して投入する必要があることから、装置構成が複雑になるおそれがあることと、所定量の粉砕メディア２０４と所定量の有機溶媒２０６とを投入し終わるまでに時間がかかるおそれがあることから、上述のように、粉砕メディア２０４と有機溶媒２０６とを一緒に投入することが好ましい。
【００６４】
回転駆動部８０は、駆動源であるモータ８６と、該モータ８６の回転力をカバー部材２２に伝えると共に、モータ８６の回転速度を減じてトルクを増大させる減速機８８とを有し、支持部６８によってほぼ水平方向に支持されたカバー部材２２をセラミック部材１０と共に軸を中心に回転駆動する。セラミック部材１０が回転駆動されることで、藻体２００が粉砕メディア２０４によって粉砕されると同時に、粉砕された藻体２００が有機溶媒２０６に接触（浸漬）することによって、藻体２００からオイル成分が抽出される。
【００６５】
オイル回収部８２は、セラミック部材１０（濾過器としてのセラミック部材）と、後工程である例えば蒸留工程につながる第４導管７４ｄとを有する。すなわち、回転駆動部８０によるセラミック部材１０の回転駆動が終了した段階で、第４導管７４ｄを排出孔３２に第１弁部３４Ａを介して装着する。これにより、第１弁部３４Ａが開くことから、図９Ｂに示すように、藻体２００の残渣２１６と粉砕メディア２０４を中空部１２内に残し、液体２１４（オイル成分及び有機溶媒）のみがセラミック部材１０外に排出される。濾過された液体２１４は排出孔３２及び第４導管７４ｄを介して蒸留工程に搬送され、該蒸留工程にて有機溶媒２０６が分離されてオイル成分が取り出される。
【００６６】
上述のセラミック部材１０による液体２１４の濾過にあたっては、上述と同様に、加圧濾過又は減圧濾過を用いることができる。加圧濾過を行う場合は、例えば圧縮空気設備につながる図示しない導管を投入孔３８に装着して、該導管を通じて圧縮空気を導入し、一次側を加圧して濾過を行う。減圧濾過を行う場合は、第４導管７４ｄを通じて二次側を減圧しながら濾過を行う。もちろん、自重による濾過でも構わないが、単位時間当たりの濾過量が少ないと思われるため、上述した加圧濾過や減圧濾過を用いることが好ましい。
【００６７】
一方、残渣回収部７０は、図５に示すように、粉砕メディア回収部９０と、残渣槽９２とを有し、セラミック部材１０の中空部１２内に残存する藻体２００の残渣２１６及び粉砕メディア２０４のうち、残渣２１６のみを残渣槽９２に回収する。この残渣回収部７０での処理にあたって、事前に、支持部６８は、カバー部材２２（セラミック部材１０が収容されている）の姿勢を変更して、セラミック部材１０の開口１４ａ側を残渣槽９２に向くようにする。
【００６８】
粉砕メディア回収部９０は、例えば多数の網目９４を有するフィルタ板９６を有し、残渣槽９２の上方に設置される。多数の網目９４の径は、残渣２１６は通過するが、粉砕メディア２０４は通過しない径に設定されている。
【００６９】
また、残渣回収部７０は、セラミック部材１０の内壁に付着した残渣２１６及び粉砕メディア２０４を回収するため、セラミック部材１０を多孔質支持体１４の外側から例えば圧縮空気にて逆洗してもよい。
【００７０】
そして、残渣回収部７０での動作を開始するにあたって、支持部６８によって、セラミック部材１０の開口１４ａが下向きになる姿勢でカバー部材２２を支持する。図５に示すように、例えば水平線Ｌａに対する軸方向の傾斜角θｂが例えば−５°〜−４５°の範囲となる姿勢でセラミック部材１０を支持する。その後、蓋部材２６を開くことによって、セラミック部材１０の中空部１２内にあった残渣２１６と粉砕メディア２０４とが残渣槽９２に向けて落下することとなる。このとき、粉砕メディア２０４は途中のフィルタ板９６にて捕獲されることから、粉砕メディア２０４は残渣槽９２には落下せず、残渣２１６のみが残渣槽９２に回収されることになる。これにより、残渣２１６と粉砕メディア２０４の分離が行われることになる。フィルタ板９６にて捕獲された粉砕メディア２０４は、例えばオイル抽出用媒体供給装置８４（図４参照）にリサイクルされる。
【００７１】
なお、残渣２１６の残部が中空部１２の壁面に付着している場合があり、また、粉砕メディア２０４の残部が中空部１２の壁面に付着した残渣２１６によって、その落下が遮られている場合もあるが、このような場合、上述したように、セラミック部材１０を多孔質支持体１４の外側から例えば圧縮空気にて逆洗してもよい。
【００７２】
また、図示しないが、粉砕メディア回収部９０のフィルタ板９６は、カバー部材２２と蓋部材２６との間に着脱自在に固定してもよい。この場合、多数の網目９４の径は、藻体２００及び残渣２１６は通過するが、粉砕メディア２０４は通過しない径に設定される。この構成の場合、例えばセラミック部材１０の開口１４ａが下向きになる姿勢でカバー部材２２を支持した後、蓋部材２６を開くことによって、セラミック部材１０の中空部１２内にあった残渣２１６は、フィルタ板９６の網目９４を通過して残渣槽９２に向けて落下し、粉砕メディア２０４は、フィルタ板９６にて通過が遮られて、セラミック部材１０の中空部１２内に残存するため、残渣２１６のみが残渣槽９２に回収されることになる。セラミック部材１０の中空部１２内に残った粉砕メディア２０４は、カバー部材２２からフィルタ板９６を取り外すことで容易に回収することができる。
【００７３】
次に、上述したシステム２０による藻類オイル抽出方法について図６のフローチャート並びに図７Ａ〜図９Ｂの説明図も参照しながら説明する。
【００７４】
図６のステップＳ１において、培養液の投入（収穫）と脱水とを連続操作で行う（収穫・脱水工程）。すなわち、先ず、図４に示すように、セラミック部材１０の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材２２（セラミック部材１０）を支持する。また、カバー部材２２の投入孔３８に第２弁部３４Ｂを介して第１導管７４ａを装着し、図７Ａに示すように、排出孔３２に第１弁部３４Ａを介して第３導管７４ｃを装着する。その後、培養液２０２を、第１導管７４ａ及び投入孔３８を介してセラミック部材１０の中空部１２内に投入しながら、藻体２００を中空部１２内に残し、培養液２０２の水分２１０のみをセラミック部材１０外に排出する。濾過された水分２１０は排出孔３２及び第３導管７４ｃを介して培養槽に搬送される。つまり、培養液２０２の水分２１０としてリサイクルされる。このセラミック部材１０による脱水（濾過）にあたっては、自重による濾過でも構わないが、単位時間当たりの濾過量が少ないと思われるため、上述した加圧濾過や減圧濾過を用いることが好ましい。
【００７５】
ステップＳ２において、セラミック部材１０の中空部１２内を加熱して、藻体２００を乾燥する（乾燥工程）。図７Ｂに示すように、例えばセラミック部材１０の外部に設置された乾燥装置７６によって、セラミック部材１０の中空部１２内を加熱して、藻体２００を乾燥する。もちろん、セラミック部材１０の外壁１４ｃにヒータ電極１８（図１Ａ参照）が設けられていれば、ヒータ電極１８に通電することによって、乾燥装置７６と共に、セラミック部材１０の中空部１２内を加熱する。この乾燥工程においては、火力発電所や工場等の廃熱を用いて乾燥処理してもよい。これにより、資源としての熱を有効利用することができる。なお、乾燥処理に先立って、投入孔３８及び／又は排出孔３２に、蒸気を外部に排出するための配管を装着してもよい。これにより、乾燥処理によって発生した蒸気を効率よくセラミック部材１０の外部に放出させることができる。もちろん、蓋部材２６を開放状態にして乾燥処理をしてもよい。
【００７６】
ステップＳ３において、図８Ａに示すように、オイル抽出用媒体２０８（所定量の粉砕メディア２０４及び所定量の有機溶媒２０６）をセラミック部材１０の中空部１２内に投入する（オイル抽出用媒体投入工程）。オイル抽出用媒体２０８の投入に先立って、カバー部材２２の投入孔３８に第２弁部３４Ｂを介して第２導管７４ｂ（図４参照）を装着する。なお、排出孔３２には導管を装着せずに、排出孔３２を閉状態とする（図８Ａ参照）。そして、オイル抽出用媒体供給装置８４からのオイル抽出用媒体２０８（所定量の粉砕メディア２０４及び所定量の有機溶媒２０６）を、第２導管７４ｂ及び投入孔３８を介してセラミック部材１０の中空部１２内に投入する。
【００７７】
ステップＳ４において、藻体２００を粉砕すると同時に、有機溶媒２０６に接触（浸漬）させて、藻体２００からオイル成分を抽出する（オイル抽出工程）。すなわち、カバー部材２２の投入孔３８から第２導管７４ｂを取り外して、投入孔３８を第２弁部３４Ｂによって閉状態にする。その後、セラミック部材１０を軸を中心に回転駆動する。セラミック部材１０が回転駆動されることで、図８Ｂに示すように、藻体２００が粉砕メディア２０４によって粉砕されると同時に、粉砕された藻体２００が有機溶媒２０６に接触（浸漬）することによって、藻体２００からオイル成分が抽出される。このとき、図８Ｂ及び図９Ａに示すように、カバー部材２２の排出孔３２が第１弁部３４Ａによって閉状態となっているため、藻体２００から抽出されたオイル成分は、粉砕メディア２０４、有機溶媒２０６及び藻体２００の残渣２１６と共にカバー部材本体２４内に貯留される。すなわち、粉砕メディア２０４と藻体２００の残渣２１６は、セラミック部材１０の中空部１２内に、オイル成分と有機溶媒２０６とからなる液体２１４と共に貯留される。
【００７８】
ステップＳ５において、オイル成分を含む液体２１４を回収する（オイル回収工程）。すなわち、図９Ｂに示すように、カバー部材２２の排出孔３２に第１弁部３４Ａを介して第４導管７４ｄを装着する。これにより、藻体２００の残渣２１６と粉砕メディア２０４を中空部１２内に残し、液体２１４（オイル成分及び有機溶媒）のみがセラミック部材１０外に排出される。濾過された液体２１４は排出孔３２及び第４導管７４ｄを介して蒸留工程に搬送され、該蒸留工程において、有機溶媒２０６が分離されてオイル成分が取り出される。セラミック部材１０による液体２１４の濾過にあたっては、自重による濾過でも構わないが、単位時間当たりの濾過量が少ないと思われるため、上述した加圧濾過や減圧濾過を用いることが好ましい。
【００７９】
ステップＳ６において、セラミック部材１０の中空部１２内に残存する藻体２００の残渣２１６及び粉砕メディア２０４のうち、残渣２１６のみを残渣槽９２に回収する（残渣回収工程）。すなわち、先ず、カバー部材２２（セラミック部材１０が収容されている）の姿勢を変更して、セラミック部材１０の開口１４ａ側を残渣槽９２に向くようにし、さらに、セラミック部材１０の開口１４ａが下向きになる姿勢でカバー部材２２を支持する。
【００８０】
その後、蓋部材２６を開くことによって、セラミック部材１０の中空部１２内にあった残渣２１６と粉砕メディア２０４とが残渣槽９２に向けて落下することとなる。このとき、粉砕メディア２０４は途中のフィルタ板９６にて捕獲されることから、粉砕メディア２０４は残渣槽９２には落下せず、残渣２１６のみが残渣槽９２に回収されることになる。このとき、上述したように、セラミック部材１０を多孔質支持体１４の外側から例えば圧縮空気にて逆洗してもよい。フィルタ板９６にて捕獲された粉砕メディア２０４は、例えばオイル抽出用媒体供給装置８４（図４参照）にリサイクルされる。
【００８１】
このように、本実施の形態に係るセラミック部材１０においては、成育した藻体を含む培養液２０２を投入（収穫）しながら培養液２０２を脱水する収穫・脱水工程と、脱水後の藻体２００を乾燥する乾燥工程と、乾燥後の藻体２００を粉砕すると同時に、有機溶媒２０６に接触させて藻体２００からオイル成分を抽出するオイル抽出工程とを少なくとも有する一連の工程を一箇所（ワンストップ）で行うことが可能となる。その結果、設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる。
【００８２】
特に、セラミック部材１０を用いることで、収穫工程と脱水工程とを連続操作で行うことができ、成育した藻体を含む培養液２０２を投入（収穫）しながら培養液２０２を脱水することができるため、工数の削減、工程の簡略化を図ることができる。また、オイル抽出用媒体２０８（粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６）の投入、オイル抽出、オイル回収にわたる一連の工程を閉鎖系で行うことができる。その結果、有機溶媒２０６の放出を防止でき、信頼性の向上、有機溶媒２０６の回収効率の向上を図ることができる。さらに、残渣回収において、粉砕メディア２０４を回収するようにしたので、粉砕メディア２０４をリサイクルすることができ、コストをより低減することができる。
【００８３】
本実施の形態に係るシステム２０及び方法においては、本実施の形態に係るセラミック部材１０を利用するようにしたので、収穫・脱水処理部６２、乾燥処理部６４、オイル抽出部６６、残渣回収部７０を、セラミック部材１０を中心とした配置にすることができ、セラミック部材１０への培養液２０２の収穫・脱水処理、藻体２００の乾燥処理、藻体２００からのオイル成分の抽出処理等を、セラミック部材１０を中心にして、すなわち、ワンストップで行うことが可能となる。その結果、設備スペース及び搬送スペースの省スペース化、処理時間の短縮化、コストの低減化を図ることができ、藻類バイオ燃料の生産の普及に貢献させることができる。また、投入孔３８及び排出孔３２を有するカバー部材２２にセラミック部材１０を収容して使用するようにしたので、投入孔３８及び排出孔３２に対する各種導管の装着、取り外しを切り替えるだけで、培養液の収穫、脱水、オイル抽出用媒体の投入、オイル回収にわたる一連の工程を実現することができ、しかも、装置構成を簡単化することが可能となる。
【００８４】
上述の例では、培養液２０２の収穫・脱水からオイル回収にわたって、支持部６８によって、セラミック部材１０の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材２２（セラミック部材１０が収容されている）を支持するようにしたが、その他、図１０に示すように、培養液２０２の収穫・脱水から粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６の投入にわたって、支持部６８によって、セラミック部材１０の軸方向がほぼ垂直方向となる姿勢でカバー部材２２を支持し、カバー部材２２の回転駆動からオイル回収にわたって、支持部６８によって、セラミック部材１０の軸方向がほぼ水平方向となる姿勢でカバー部材２２を支持するようにしてもよい。「ほぼ垂直方向」とは、鉛直線Ｌｂ（重力方向）に対する軸方向の傾斜角θｃが０°〜３０°の範囲であって、開口１４ａが上方を向いた状態をいう。
【００８５】
この場合、培養液２０２の投入、粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６の投入において、自然落下を利用することができるため、培養液２０２の投入時間、粉砕メディア２０４及び有機溶媒２０６の投入時間の短縮を図ることができる。ただ、途中で支持部６８にて姿勢を垂直方向から水平方向に変更する必要があるため、支持部６８の構成が大型化したり、姿勢制御系が複雑になるおそれがある。従って、支持部６８によるカバー部材２２（セラミック部材１０）の姿勢制御は、藻類を処理する施設のサイズや仕様等に応じて適宜選択すればよい。
【００８６】
なお、本発明に係る藻類オイル抽出用のセラミック部材、藻類オイル抽出システム及び藻類オイル抽出方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８７】
１０…セラミック部材                  １２…中空部
１４…多孔質支持体                    １４ａ…開口
１４ｃ…外壁                          １６…フィルタ膜
１８…ヒータ電極                      ２０…藻類オイル抽出システム
２２…カバー部材                      ２４…カバー部材本体
２６…蓋部材                          ３０…ギャップ
３２…排出孔                          ３４Ａ…第１弁部
３４Ｂ…第２弁部                      ３６…支持部材
３８…投入孔                          ４０…シール部材
４２…開閉機構                        ６２…収穫・脱水処理部
６４…乾燥処理部                      ６６…オイル抽出部
６８…支持部                          ７０…残渣回収部
７２…供給ポンプ                      ７４ａ〜７４ｄ…第１導管〜第４導管
７６…乾燥装置                        ７８…オイル抽出用媒体投入部
８０…回転駆動部                      ８２…オイル回収部
８４…オイル抽出用媒体供給装置        ９０…粉砕メディア回収部
２００…藻体                          ２０２…培養液
２０４…粉砕メディア                  ２０６…有機溶媒
２０８…オイル抽出用媒体              ２１０…水分
２１４…液体（オイル成分＋有機溶媒）  ２１６…残渣
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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