(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土台部と、
前記土台部に支持された支持板と、
前記支持板の下方に配置され、内部に水平方向に延在するろ板を有する密閉容器と、
前記密閉容器の内部から前記密閉容器の外部であって前記支持板の上方へ延びる撹拌用軸と、
前記撹拌用軸の下部に固定された撹拌翼と、
動力を生成するモータと、
前記支持板の上方に配置されるとともに前記撹拌用軸に貫通され、前記動力を前記撹拌用軸に伝達する動力伝達部と、
前記動力伝達部から上方に突出する前記撹拌用軸の上部を支持し、前記撹拌用軸を昇降させる昇降部と、
を有し、
前記動力伝達部は、前記動力により回転する筒状の駆動軸筒を有し、
前記撹拌用軸は、前記駆動軸筒の内部を貫通するとともに、前記駆動軸筒に対して上下方向に移動自在であり、かつ相対回転不能に連結し、
前記撹拌用軸は、前記昇降部に対して相対回転可能であり、かつ上下方向に相対移動不能に連結し、
前記支持板は、水平方向に延在する軸回りに回動可能に前記土台部に支持され、
前記密閉容器と前記動力伝達部と前記昇降部は、前記支持板に支持され、前記支持板と供回りし、
前記密閉容器の外周面に装着された密閉容器用温度調節手段を備える
ろ過装置。
【請求項２】
土台部と、
前記土台部に支持された支持板と、
前記支持板の下方に配置され、内部に水平方向に延在するろ板を有する密閉容器と、
前記密閉容器の内部から前記密閉容器の外部であって前記支持板の上方へ延びる撹拌用軸と、
前記撹拌用軸の下部に固定された撹拌翼と、
動力を生成するモータと、
前記支持板の上方に配置されるとともに前記撹拌用軸に貫通され、前記動力を前記撹拌用軸に伝達する動力伝達部と、
前記動力伝達部から上方に突出する前記撹拌用軸の上部を支持し、前記撹拌用軸を昇降させる昇降部と、
を有し、
前記動力伝達部は、前記動力により回転する筒状の駆動軸筒を有し、
前記撹拌用軸は、前記駆動軸筒の内部を貫通するとともに、前記駆動軸筒に対して上下方向に移動自在であり、かつ相対回転不能に連結し、
前記撹拌用軸は、前記昇降部に対して相対回転可能であり、かつ上下方向に相対移動不能に連結し、
前記支持板は、水平方向に延在する軸回りに回動可能に前記土台部に支持され、
前記密閉容器と前記動力伝達部と前記昇降部は、前記支持板に支持され、前記支持板と供回りし、
前記撹拌用軸と前記撹拌翼とのうち少なくとも一方には、ろ室内用温度調節手段が設けられている
ろ過装置。
【請求項３】
前記撹拌用軸と前記撹拌翼とのうち少なくとも一方には、ろ室内用温度調節手段が設けられている
請求項１に記載のろ過装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のろ過装置を用いた処理方法であり、
前記密閉容器の内部でスラリーを脱液し、ウェットケークを生成する脱液処理工程と、
前記密閉容器を傾けて前記撹拌翼を駆動し、前記ウェットケークを撹拌しつつ乾燥させる粉末化処理工程と、
を含み、
前記粉末化処理工程は、前記密閉容器用温度調節手段と前記ろ室内用温度調節手段のうち少なくとも一方で前記ウェットケークを加熱する
ろ過装置を用いた処理方法。
【請求項５】
前記脱液処理工程の後であって前記粉末化処理工程の前に、前記密閉容器の内部でウェットケークを洗浄する洗浄処理工程
をさらに含む請求項４に記載のろ過装置を用いた処理方法。
【請求項６】
前記脱液処理工程の前に、前記密閉容器を傾けて前記密閉容器の内部に新規置換溶媒を導入し、前記密閉容器の内部のスラリーに含まれる溶媒を前記新規置換溶媒に置換する溶媒置換工程
をさらに含む請求項４に記載のろ過装置を用いた処理方法。
【請求項７】
前記脱液処理工程の前に、前記密閉容器の内部で被抽出物と所定温度の溶出用溶媒とを前記撹拌翼で撹拌し、前記被抽出物に含まれる要素を前記溶出用溶媒に溶出させる抽出工程をさらに含む、
請求項４に記載のろ過装置を用いた処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ろ過装置、及びろ過装置を用いた処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過装置の１つとして、下記特許文献に示すように、ヌッチェ型ろ過装置が挙げられる。ヌッチェ型ろ過装置は、ろ室を内部に有する密閉容器と、ろ室内で水平方向に延在し上面にろ材が配置されるろ板と、を備えている。このヌッチェ型ろ過装置は、ろ板が水平に配置されることから、水平ろ板式ろ過装置と呼ばれることがある。
【０００３】
ヌッチェ型ろ過装置でスラリーを脱液すると、ろ材の上にウェットケークが堆積する。ウェットケークは、含液率が例えば２０％から３０％であり、多くの液体を含む。よって、ヌッチェ型ろ過装置では、ウェットケークをさらに脱液させて、例えば含液率０．５％から５％の固体ケークを生成している。固体ケークは、密閉容器の内壁に沿った形状（例えば円盤状）を成し、一塊となっている。そして、ろ室から固体ケークを排出する際、一塊となっている固体ケークをそのまま排出したり、若しくは撹拌翼によって固体ケークを掻き取って小片状にしてから排出したりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−６０６１５号公報
【特許文献２】特開昭６２−１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ろ室から排出された固体ケークを粉砕し、最終的に粉末とすることがある。従来のヌッチェ型ろ過装置を利用して粉末を生成するには、ウェットケークから固体ケークを生成し、その固定ケークを粉砕する工程が必要となり、製造工程が比較的多い。また、固体ケークを排出して粉砕装置に搬送する、という手間もかかる。さらに、短時間で粉末化することが望まれている。
【０００６】
本開示は、ろ室内でウェットケークから粉末を短時間で生成することができる、ろ過装置及びろ過装置を用いた処理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】
【０００７】
本開示の第１態様に係るろ過装置は、土台部と、前記土台部に支持された支持板と、前記支持板の下方に配置され、内部に水平方向に延在するろ板を有する密閉容器と、前記密閉容器の内部から前記密閉容器の外部であって前記支持板の上方へ延びる撹拌用軸と、前記撹拌用軸の下部に固定された撹拌翼と、動力を生成するモータと、前記支持板の上方に配置されるとともに前記撹拌用軸に貫通され、前記動力を前記撹拌用軸に伝達する動力伝達部と、前記動力伝達部から上方に突出する前記撹拌用軸の上部を支持し、前記撹拌用軸を昇降させる昇降部と、を有する。前記動力伝達部は、前記動力により回転する筒状の駆動軸筒を有し、前記撹拌用軸は、前記駆動軸筒の内部を貫通するとともに、前記駆動軸筒に対して上下方向に移動自在であり、かつ相対回転不能に連結し、前記撹拌用軸は、前記昇降部に対して相対回転可能であり、かつ上下方向に相対移動不能に連結し、前記支持板は、水平方向に延在する軸回りに回動可能に前記土台部に支持され、前記密閉容器と前記動力伝達部と前記昇降部は、前記支持板に支持され、前記支持板と供回りし、前記密閉容器の外周面に装着された密閉容器用温度調節手段を備える。
【０００８】
本開示の第２態様に係るろ過装置は、土台部と、前記土台部に支持された支持板と、前記支持板の下方に配置され、内部に水平方向に延在するろ板を有する密閉容器と、前記密閉容器の内部から前記密閉容器の外部であって前記支持板の上方へ延びる撹拌用軸と、前記撹拌用軸の下部に固定された撹拌翼と、動力を生成するモータと、前記支持板の上方に配置されるとともに前記撹拌用軸に貫通され、前記動力を前記撹拌用軸に伝達する動力伝達部と、前記動力伝達部から上方に突出する前記撹拌用軸の上部を支持し、前記撹拌用軸を昇降させる昇降部と、を有する。前記動力伝達部は、前記動力により回転する筒状の駆動軸筒を有する。前記撹拌用軸は、前記駆動軸筒の内部を貫通するとともに、前記駆動軸筒に対して上下方向に移動自在であり、かつ相対回転不能に連結し、前記撹拌用軸は、前記昇降部に対して相対回転可能であり、かつ上下方向に相対移動不能に連結し、前記支持板は、水平方向に延在する軸回りに回動可能に前記土台部に支持され、前記密閉容器と前記動力伝達部と前記昇降部は、前記支持板に支持され、前記支持板と供回りし、前記撹拌用軸と前記撹拌翼とのうち少なくとも一方には、ろ室内用温度調節手段が設けられている。
【０００９】
本開示の第１態様に係るろ過装置を用いた処理方法は、前記するろ過装置を用いた処理方法であり、前記密閉容器の内部でスラリーを脱液し、ウェットケークを生成する脱液処理工程と、前記密閉容器を傾けて前記撹拌翼を駆動し、前記ウェットケークを撹拌しつつ乾燥させる粉末化処理工程と、を含み、前記粉末化処理工程は、前記密閉容器用温度調節手段と前記ろ室内用温度調節手段のうち少なくとも一方で前記ウェットケークを加熱する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ろ室内でウェットケークから粉体を短時間で生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１のろ過装置を左方から視た側面図である。
【図２】図２は、実施形態１の土台部と支持板を上方から視た平面図である。
【図３】図３は、実施形態１の回転基部を前方から視た正面図である。
【図４】図４は、実施形態１の土台部と支持板と密閉容器を前方から視た正面図である。
【図５】図５は、実施形態１の密閉容器の断面図である。
【図６】図６は、実施形態１の支持板と動力伝達部とモータを前方から視た正面図である。
【図７】図７は、実施形態１の昇降部を右前方から視た斜視図である。
【図８】図８は、実施形態１のろ室にスラリーを導入しろ過し始めた状態を示す図である。
【図９】図９は、図８の状態から脱液してウェットケークが生成された状態を示す図である。
【図１０】図１０は、図９の状態に洗浄液を導入しウェットケークを洗浄し始める前の状態を示す図である。
【図１１】図１１は、図９の状態から支持板を回動させて密閉容器を傾けた状態を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１の状態から撹拌翼を下げて駆動させた状態を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２の状態から密閉容器に排出口を開放させて固体ケークを排出した状態を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の密閉容器でウェットケークを乾燥させる状態を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１の密閉容器で溶媒置換を行っている状態を示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態２のろ過装置を有する天然色素抽出システムの全体構成を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態２のろ過装置で天然色素を抽出する工程を示すフロー図である。
【図１８】図１８は、実施形態３のろ過装置の密閉容器の断面図である。
【図１９】図１９は、実施形態３のろ過装置で天然色素を抽出する工程を示すフロー図である。
【図２０】図２０は、実施形態１のろ過装置の蒸気回収工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１３】
図１は、実施形態１のろ過装置を左方から視た側面図である。図２は、実施形態１の土台部と支持板を上方から視た平面図である。図３は、実施形態１の回転基部を前方から視た正面図である。図４は、実施形態１の土台部と支持板と密閉容器を前方から視た正面図である。図５は、実施形態１の密閉容器の断面図である。図６は、実施形態１の支持板と動力伝達部とモータを前方から視た正面図である。図７は、実施形態１の昇降部を右前方から視た斜視図である。図８は、実施形態１のろ室にスラリーを導入しろ過し始めた状態を示す図である。図９は、図８の状態から脱液してウェットケークが生成された状態を示す図である。図１０は、図９の状態に洗浄液を導入しウェットケークを洗浄し始める前の状態を示す図である。図１１は、図９の状態から支持板を回動させて密閉容器を傾けた状態を示す図である。図１２は、図１１の状態から撹拌翼を下げて駆動させた状態を示す図である。図１３は、図１２の状態から密閉容器に排出口を開放させて固体ケークを排出した状態を示す図である。図１４は、実施形態１の密閉容器でウェットケークを乾燥させる状態を示す図である。図１５は、実施形態１の密閉容器で溶媒置換を行っている状態を示す図である。図１６は、実施形態２のろ過装置を有する天然色素抽出システムの全体構成を示す図である。図１７は、実施形態２のろ過装置で天然色素を抽出する工程を示すフロー図である。図１８は、実施形態３のろ過装置の密閉容器の断面図である。図１９は、実施形態３のろ過装置で天然色素を抽出する工程を示すフロー図である。図２０は、実施形態１のろ過装置の蒸気回収工程を示す図である。
【００１４】
（実施形態１）
図１に示すように、ろ過装置１００は、土台部１と、支持板２と、密閉容器３と、撹拌用軸４と、撹拌翼５と、動力伝達部６と、モータ７と、昇降部８と、ジャケット９０と、ジャケット９０に温水を供給する温水供給装置（不図示）と、を備える。
【００１５】
土台部１は、地面１０１から上方に延在する複数の柱１０と、柱１０の上部同士を連結する水平部１１と、水平部１１の上面に固定された回転基部１２と、回転基部１２に支持された回動軸１３と、支持板２の上面に固定された支持板固定部１４と、回動軸１３の一端に固定された支持片１５と、複数の固定ピン１６と、を備えている。
【００１６】
柱１０は、上下方向に延在し、下部が地面１０１に固定されている。図２に示すように、柱１０は、４つ設けられている。４つの柱１０のうち２つは、支持板２の前方に配置され、互いに左右方向に離隔して配置されている。４つの柱１０のうち残りの２つは、支持板２の後方に配置され、互いに左右方向に離隔して配置されている。よって、４つの柱１０は、平面視で四角形の角部に位置するように互いに離隔して配置されている。
【００１７】
水平部１１は、水平方向に延在する部材である。なお、水平部１１は、断面形状がＬ字状を成している（図１参照）。水平部１１は、２つ設けられている。１つの水平部１１は、支持板２よりも前方に配置された２つの柱１０の上部に固定され、２つの柱１０の間を左右方向に延在している。残りの水平部１１は、支持板２よりも後方に配置された２つの柱１０の上部に固定され、２つの柱１０の間を左右方向に延在している。これにより、２つの水平部１１は、前後方向に互いに離隔しながら、左右方向に平行に延在している。
【００１８】
なお、回転基部１２、回動軸１３、支持板固定部１４、支持片１５、及び固定ピン１６は、２つの水平部１１にそれぞれ設けられ、互いに同じ構成となっている。よって、回転基部１２、回動軸１３、支持板固定部１４、支持片１５、及び固定ピン１６の説明は、支持板２よりも前方に配置された方を代表例として説明し、支持板２よりも後方に配置された方の説明を省略する。
【００１９】
回転基部１２は、水平部１１の上面であって左右方向の中央部に固定されている。図３に示すように、回転基部１２の中央部には、前後方向に貫通する円形状の貫通孔１２ａが設けられている。また、貫通孔１２ａの内周面には、軸受１２ｂが設けられている。本開示において軸受１２ｂの種類は特に限定されないが、高荷重に耐える例えばメタル軸受などが挙げられる。回転基部１２の前面１２ｃは、支持片１５（図１参照）と対向している。前面１２ｃには、複数の固定穴１２ｄが設けられている。この固定穴１２ｄは、前面１２ｃから後方に窪む穴であり、貫通孔１２ａの中心に周方向に離隔して配置されている。なお、本実施形態では、３０°間隔で１２個の固定穴１２ｄが設けられている。
【００２０】
回動軸１３は、軸Ｏが前後方向（水平方向）に延在する円柱状の部材である。回動軸１３は、回転基部１２の貫通孔１２ａに挿入され、軸受１２ｂに回転自在に支持されている。図２に示すように、回動軸１３の後端部は、回転基部１２よりも後方に延出し、平面視で支持板２と重なる程度に延出している。また、回動軸１３の前端部は、回転基部１２の前面１２ｃよりも前方へ突出している。
【００２１】
支持板固定部１４は、回転基部１２と前後方向に対向するように配置されている。支持板固定部１４は、前後方向に貫通する貫通孔１４ａを有し、内周面に軸受（不図示）が嵌合している。回動軸１３の後端部は、支持板固定部１４の貫通孔１４ａに挿入され、軸受（不図示）に回転自在に支持されている。これにより、支持板２は、回動軸１３周りに回転可能となっている。
【００２２】
支持片１５は、回転基部１２の前方に配置される本体部１５ａと、本体部１５ａから左方に延出する腕部１５ｂと、腕部１５ｂから後方に延在する屈曲部１５ｃと、を備えている。図４に示すように、本体部１５ａは、前方から視て円形状を成している。本体部１５ａの中央部は、回動軸１３の前端部が貫通している。また、本体部１５ａと回動軸１３は、相対回転しないように固定されている。本体部１５ａには、前後方向に貫通し、固定ピン１６の軸部が挿入される４つの貫通孔（不図示）が設けられている。この貫通孔（不図示）は、回動軸１３の軸Ｏを中心に９０°間隔で配置されている。腕部１５ｂは、水平方向に延在している。腕部１５ｂの左端部の下側には、屈曲部１５ｃが連結している。図２に示すように屈曲部１５ｃは、水平部１１の上方を通過しつつ、腕部１５ｂから後方に延在している。そして、屈曲部１５ｃの後端部１５ｄは、支持板２と連結している。以上から、回動軸１３と支持片１５と支持板２は、供回りするようになっている。
【００２３】
固定ピン１６の軸部は、本体部１５ａの貫通孔１５ｅ（図２参照）に挿入されている。また、固定ピン１６の軸部の先端部は、回転基部１２の固定穴１２ｄに挿入されている。よって、回動軸１３と支持片１５と支持板２は、軸Ｏを中心に回転しないように複数の固定ピン１６に規制されている。また、固定ピン１６の軸部は、本体部１５ａの貫通孔１５ｅに対し、摺動自在に嵌合している。よって、固定ピン１６を前方に引くことで、固定穴１２ｄから固定ピン１６の先端部が抜け、回動軸１３と支持片１５と支持板２が回転可能となる。
【００２４】
図２に示すように支持板２は、水平方向に延在する板状の部品である。支持板２は、平面視で四角形状を成し、右辺の中央部に切り欠き２ａが設けられている。この切り欠き２ａは、撹拌用軸４など、上下方向に延在する部品を配置させるための空間である。支持板２の下面には、下方に延在する支持軸２０が設けられている。支持軸２０の左側面には、凹面２１が設けられている。そして、凹面２１には、上下方向に図示しないラックが設けられている。
【００２５】
図５に示すように、密閉容器３は、連結部２９と、上蓋部３０と、筒部３１と、下蓋部３２と、ろ板３３と、を備える。連結部２９は、支持板２の下方に配置された部品である。連結部２９は、支持板２を貫通するボルトに締結され、支持板２と一体化している。上蓋部３０と下蓋部３２は、筒部３１の上下の開口を閉塞している。これにより、密閉容器３の内部にろ室Ｓが形成される。上蓋部３０は、図示しないボルトにより、連結部２９の下側に固定されている。筒部３１は、ろ室Ｓの側壁を構成する。
【００２６】
筒部３１及び下蓋部３２は、それぞれアーム部２２を介して支持軸２０と連結している。アーム部２２は、筒部３１の左壁部又は下蓋部３２の下壁部から左方に延びている。アーム部２２は、前後方向に互いに対向する一対の板部材２２ａから構成される（なお、図５において一方の板部材２２ａのみを図示）。アーム部２２の左端部には、ピニオン２３が回転自在に支持されている。ピニオン２３は、支持軸２０のラックと歯合している。一対の板部材２２ａの間には、支持軸２０の右側面に当接する突起２４を有している。そして、ピニオン２３と突起２４で、左右方向から挟持することで、支持軸２０に対し、アーム部２２が上下方向に移動自在に連結している。そして、下蓋部３２が下方に移動することで、筒部３１の下側が開放される（図１３参照）。さらに、筒部３１が下方に移動することで、筒部３１の上側が開放される。このため、上蓋部３０と、筒部３１と、下蓋部３２のそれぞれが分離可能となっている。このような構造によれば、上蓋部３０と、筒部３１と、下蓋部３２の洗浄が容易となる。また、アーム部２２には、ピニオン２３の歯に係合する爪（不図示）が設けられ、ラチェット機構となっている。よって、爪によりピニオン２３の回転が規制されることで、筒部３１及び下蓋部３２が上下方向に位置決めされる。
【００２７】
ろ板３３は、下蓋部３２の上面３２ａに配置され、水平方向に延在する板状の部材である。ろ板３３には、上下方向に貫通する複数の孔３３ａが設けられている。ろ板３３の上面には、下方に窪む凹部３３ｂが設けられている。この凹部３３ｂには、ろ材３４が配置される。以上から、ろ室Ｓにスラリーが導入されると、液体は、ろ材３４及びろ板３３の孔３３ａを通過して下蓋部３２の上面３２ａの方に流れる。一方で、固体は、ろ材３４の上方に堆積する。
【００２８】
下蓋部３２の中央部には、液体を外部に排出するための開口部３２ｂが設けられている。開口部３２ｂには、排出管３５が接続している。なお、下蓋部３２の上面３２ａには、開口部３２ｂに繋がる図示しない排水溝が設けられている。よって、下蓋部３２の上面３２ａに流れた液体は、開口部３２ｂから排出管３５に流れて外部に排出される。
【００２９】
また、密閉容器３には、導入管３６と、洗浄液供給管（不図示）と、加圧管３７と、排気管（不図示）とが設けられている。導入管３６は、上蓋部３０の上壁を貫通し、スラリーをろ室Ｓ内に供給するための管である。洗浄液供給管は、ろ室Ｓ内に洗浄液を供給するための管である。加圧管３７は、ろ室Ｓと外部空間とを連通する配管である。本実施形態では、連結部２９の外表面に供給口３７ａが設けられている。よって、この供給口３７ａに、空気や不活性ガスなどの気体を供給する加圧装置を取り付けることで、ろ室Ｓに空気等を供給することができる。図示しない排出管は、ろ室Ｓ内の気体を外部に排出するための管である。
【００３０】
ジャケット９０は、密閉容器３の外周側に装着される密閉容器用温度調節手段である。ジャケット９０は、内部に熱媒体が流れる流路を有している。流路を流れる熱媒体が加温されたものである場合、ジャケット９０は密閉容器３を加熱し、流路を流れる熱媒体が冷却されたものである場合、ジャケット９０は密閉容器３を冷却する。なお、本実施形態においては、温水供給装置から温水が供給されるため、ジャケット９０は密閉容器３を加熱する。また、ジャケット９０は、下蓋部３２の下面に装着される第１ジャケット９１と、筒部３１の側壁の外周面に装着される第２ジャケット９２と、を備える。
【００３１】
撹拌用軸４は、上下方向（鉛直方向）に延在する軸部材である。図５に示すように、撹拌用軸４は、密閉容器３の連結部２９と上蓋部３０とを貫通し、撹拌用軸４の下部４１がろ室Ｓに配置されている。また、上蓋部３０には、撹拌用軸４が貫通する穴部を封止するシール４０が設けられている。
【００３２】
撹拌翼５は、撹拌するための部材である。実施形態の撹拌翼５は、撹拌用軸４の下部４１が嵌合する有底筒状の中心部５０と、中心部５０から水平方向に延在し、その端部から上方に延在するＬ字状の複数の羽根部５１と、を備える。よって、羽根部５１は、ろ室Ｓの底部であるろ材３４の上方と、ろ室Ｓの側面である筒部３１の側壁と、を沿うように回動する。このような羽根部５１によれば、羽根部５１の上端部５２が比較的上方に位置し、筒部３１の側壁の上方も撹拌できる。また、羽根部５１には、円弧状の切り欠き５３が設けられ、撹拌時の抵抗が低減するようになっている。なお、本実施形態の撹拌翼５は、いわゆる碇形状とも呼ばれる。また、本開示において、撹拌翼の形状は、碇形状のものに限定されない。よって、本開示においては、パドル型など従来からある撹拌翼を使用してもよい。
【００３３】
図６に示すように、撹拌用軸４は、支持板２の切り欠き２ａを通過し、支持板２よりも上方に延出している。動力伝達部６は、モータの出力軸７０の回転運動を減速させる減速機である。動力伝達部６は、本体部６０と、駆動軸筒６１と、伝達軸筒６２と、を備える。本体部６０は、支持板２の上方に配置され、図示しないボルトにより支持板２に固定されている。本体部６０の右方には、モータ７が固定されている。モータ７の出力軸７０は、本体部６０の内部に挿入されている。本体部６０は、出力軸７０から伝達される回転力を減速し、さらに撹拌用軸の向きを上下方向に変換し、駆動軸筒６１に伝達している。
【００３４】
駆動軸筒６１は、上下方向に延在する筒状の部品である。駆動軸筒６１は、本体部６０に回転自在に支持されている。また、駆動軸筒６１は、本体部６０を上下方向に貫通している。また、駆動軸筒６１は、平面視で、支持板２の切り欠き２ａと重なるように配置されている。そして、駆動軸筒６１は、支持板２の切り欠き２ａを通過し、駆動軸筒６１の下端６１ａが支持板２の下面よりも下方に位置している。そして、撹拌用軸４は、駆動軸筒６１の内部を通過することで、本体部６０よりも上方に延出している。なお、駆動軸筒６１の内周面と撹拌用軸４の外周面は、離間している。よって、駆動軸筒６１から撹拌用軸４には、直接動力は伝達しない。一方で、駆動軸筒の上部６１ｂは、本体部６０よりも上方に突出している。
【００３５】
伝達軸筒６２は、上下方向に延在する筒状の部品であり、本体部６０に設けられた台座６３により回転自在に支持されている。伝達軸筒６２の下部６２ａは、駆動軸筒６１の外周側に嵌め込まれている。伝達軸筒６２の内周面と駆動軸筒６１の外周面の間には、キー６４が設けられている。キー６４は、伝達軸筒６２と駆動軸筒６１とを周方向に相対回転不能に連結している。よって、伝達軸筒６２は、駆動軸筒６１と供回りする。
【００３６】
伝達軸筒６２の上部６２ｂは、駆動軸筒６１よりも上方に突出している。このため、伝達軸筒６２の上部６２ｂの内周面は、撹拌用軸４の外周面と対向している。撹拌用軸４の上部の外周面には、上下方向に延在するスプライン溝４２が周方向に等間隔で複数設けられている。また、伝達軸筒６２の上部６２ｂの内周面には、上下方向に延在し、かつスプライン溝４２に対向する複数のボール保持溝６５が設けられている。ボール保持溝６５には、複数のボール６６が配置されている。このボール６６は、スプライン溝４２にも入り込んでいる。よって、伝達軸筒６２が回転すると、ボール６６が周方向に移動し、撹拌用軸４が回転する。一方で、撹拌用軸４が上下方向に移動した場合、ボール６６がスプライン溝４２を転動する。以上から、撹拌用軸４の上下方向への移動は、動力伝達部６によって妨げられないようになっている。
【００３７】
図７に示すように、昇降部８は、本体部６０の上面に固定された２つの固定部８０と、固定部８０から上下方向に延在する２つの脚部８１と、脚部８１を案内する２つのローラ８２と、脚部８１から水平方向に延在する２つの水平部８３と、水平部８３に支持される第１支持部８４と、第１支持部８４の上方に配置される第２支持部８５と、を備える。
【００３８】
固定部８０は、水平方向に延びる板状部材である。固定部８０は、上下方向に貫通する穴部８０ａが設けられている。また、図２に示すように、２つの固定部のうち１つは、撹拌用軸４に対し、左前方に位置するように配置されている。２つの固定部のうち残りの１つは、撹拌用軸４に対し、右後方に位置するように配置されている。よって、２つの固定部８０、２つの脚部８１、２つのローラ８２、及び２つの水平部８３は、撹拌用軸４を挟んで対角線上に配置されている。
【００３９】
脚部８１の外側面（撹拌用軸４を向く面と反対面）には、ローラ８２が転動する凹面８１ａが設けられている。ローラ８２は、固定部８０の上面に設けられた支持片８２ａにより回転自在に支持されている。ローラ８２の端面には、ハンドル８２ｂが設けられている。よって、ハンドル８２ｂを把持してローラ８２を回転させると、ローラ８２に当接する脚部８１が上下方向に移動する。なお、本開示は、ローラがピニオン、脚部８１の凹面８１ａがラックとなっていてもよい。つまり、ラック＆ピニオンにより脚部８１が昇降するようにしてもよい。
【００４０】
また、脚部８１には、ローラ８２の軸と平行な方向に貫通する貫通孔８１ｂが上下方向に複数設けられている。また、支持片８２ａには、脚部８１の貫通孔８１ｂと対向する貫通孔（不図示）が設けられている。そして、支持片８２ａには、支持片８２ａの貫通孔と脚部８１の貫通孔８１ｂとを貫通する固定ピン８２ｃが設けられている。これにより、脚部８１が上下方向に移動しないように規制される。なお、固定ピン８２ｃは、支持片８２ａの貫通孔と脚部８１の貫通孔８１ｂとに対し、摺動自在に嵌合している。よって、固定ピン８２ｃを抜くことで、脚部８１が上下方向に移動できる。
【００４１】
水平部８３は、脚部８１の上部と、第１支持部８４と、を連結する部材である。第１支持部８４は、筒状の部品である。第１支持部８４の内周面には、軸受８４ａが設けられている。よって、第１支持部８４は、撹拌用軸４を回転自在に支持している。第１支持部８４の上面８４ｂには、撹拌用軸４を貫通する固定ピン８６が当接している。よって、撹拌用軸４は、固定ピン８６を介して第１支持部８４の上面８４ｂに吊るされた状態となっている。よって、脚部８１が上下方向に移動すると、第１支持部８４の上面８４ｂに当接する固定ピン８６も脚部８１に合わせて上下動し、撹拌用軸４が昇降する。
【００４２】
第２支持部８５は、第１支持部８４の上方に固定された有底筒状の部品である。第２支持部８５の下面には、円形状の凹部８５ａが設けられている。凹部８５ａ内には、固定ピン８６が配置されている。この第２支持部８５によれば、固定ピン８６が第１支持部８４の上面８４ｂから大きく上方に離隔する、ということが回避される。
【００４３】
以上から、実施形態１のろ過装置１００によれば、支持板２を回動させることで、密閉容器３と撹拌用軸４と撹拌翼５と動力伝達部６とモータ７と昇降部８が一体に回動する。よって、密閉容器３と動力伝達部６とモータ７と昇降部８のそれぞれを傾けることができる（図１１から図１４参照）。
【００４４】
なお、図２、図４に示すように、支持片１５の屈曲部１５ｃが水平部１１の上方を延在している。よって、支持板２の回転方向は、ろ過装置１００を正面した場合、右回り方向（図４の矢印Ａを参照）に限定される。
【００４５】
次に実施形態１のろ過装置１００の使用方法の一例について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図８に示すように、ろ過装置１００において脱液処理工程を行う場合、支持板２が水平状態となるように予め準備する。つまり、密閉容器３のろ板３３とろ材３４は水平方向に延在した状態とする。そして、導入管３６からスラリー１１０をろ室Ｓに導入し、ろ材３４の上方にスラリー１１０を堆積させる。次に、撹拌翼５を駆動させてスラリー１１０の上面を均して厚みが均一な層を形成し、その後に通気脱液を行う。通気脱液は、加圧管３７を介してろ室Ｓ内であって、スラリー１１０の上方（ろ室Ｓの上方）に気体を供給する。これにより、供給された気体は、スラリー１１０の全体を通過し、さらにろ材３４及びろ板３３を通過し、排出管３５側に向かう。ここでスラリー１１０を通過する気体は、スラリー１１０の粒子間に含まれる液体を排出管３５側に運ぶキャリアとして作用する。これにより、スラリー１１０が脱液される。そして、一定時間経過すると、ろ材３４の上方には、図９に示すように、含水率が、例えば２０％から３０％のウェットケーク１２０が堆積する。スラリー１１０がウェットケーク１２０の状態になった後、洗浄処理又は粉体化処理を行うことができる。以下、洗浄処理工程、粉末化処理工程の順で説明する。なお、上記した通気脱液は、密閉容器３が水平状態（支持板２が水平状態）で行われているが、スラリー１１０が均一層となっていればよく、密閉容器３は、例えば４５°や９０°など任意の角度に傾いていてもよい。なお、本開示において、スラリーに含まれる固体は、無機物であっても有機物であってもよく、特に限定されない。
【００４７】
洗浄処理工程は、いわゆる溶媒洗浄ともいい、密閉容器３の内部にスラリーと、スラリーに含まれる溶媒と異なる新規洗浄溶媒と、を導入し、溶媒洗浄する処理であり、本実施形態においてはウェットケーク１２０に含まれる固体を洗浄する。具体的に、図１０に示すように、洗浄液供給管（不図示）からろ室Ｓに洗浄液１３０を供給する。次に、撹拌翼５を駆動させ、洗浄液１３０でウェットケーク１２０の固体を洗浄する。これによれば、ウェットケーク１２０は、洗浄液１３０を吸収してスラリーとなる。そして、所定時間経過したら、撹拌翼５の回転を停止し、さらに撹拌翼５を上昇させる。その後、加圧管３７を介してろ室Ｓに気体を供給する。これにより、スラリーに含まれる液体は、ろ材３４とろ板３３を通過して排出管３５から排出される。そして、ろ材３４の上方には、洗浄されたウェットケークが堆積される。なお、本開示において、洗浄回数は特に限定されない。また、実施形態の洗浄処理工程は、密閉容器３が水平状態（支持板２が水平状態）で行われているが、密閉容器３は、例えば４５°や９０°など任意の角度に傾いていてもよい。また、脱液処理工程及び洗浄処理工程において、ろ室Ｓ内にあるスラリー１１０及びウェットケーク１２０に含まれる液体分の吸引は、排出管３５側を真空減圧による吸引排気としてもよい。若しくは、真空乾燥により液体分の吸引をしてもよい。
【００４８】
粉末化処理工程は、脱液処理により生成されたウェットケーク１２０や、洗浄処理により生成されたウェットケークから、乾燥した粉末を生成する工程である。具体的には、最初に、図１１に示すように、支持板２を回転させて密閉容器３を傾ける。これによれば、ウェットケーク１２０は、重力によって、ろ材３４上から筒部３１の右側壁の方に流動する。
【００４９】
次に、図１２に示すように、撹拌翼５を下方に移動し、撹拌翼５を駆動させる。撹拌翼５は、ウェットケーク１２０の一部を上方（筒部３１の左側壁の方）に持ち上げる。そして、撹拌翼が最上方（筒部３１の左側壁部の方）に到達したあたりで、持ち上げられたウェットケークが重力により下方（筒部３１の右側壁一側面の方）に落下する。これにより、落下したウェットケーク１２０と、下方に配置されるウェットケーク１２０とが衝突し、粉砕される。そして、ウェットケーク１２０は、このような操作を何度も繰り返し粉砕されることで微細化し、最終的に乾燥した粉末が生成される。そのほか、本開示において撹拌翼５の回転速度については特に限定されない。また、ろ室Ｓ内に発生するケークに含まれていた液分が蒸発した蒸気の排気は、ろ室Ｓ内を通気換気としても、排出管３５側を真空減圧による吸引排気としてもよい。
【００５０】
また、上記した粉末化処理工程においては、ジャケット９０（第１ジャケット９１、第２ジャケット９２）に温水を供給する。これにより、ジャケット９０が装着される筒部３１の側壁と下蓋部３２の下壁が加熱される。粉末化処理工程において、ウェットケーク１２０は筒部３１の右壁部の方に移動し、右壁部との接触面積が増加している。よって、筒部３１の右壁部によって加温されるウェットケーク１２０の量が増加し、粉末化処理工程の処理時間が短縮する。
【００５１】
また、本実施形態の撹拌翼５は、羽根部５１が筒部３１の側壁に沿って延在している。よって、多くのウェットケーク１２０を持ち上げる（撹拌する、落下する）ようになっている。このため、乾燥する粉末を得るまでの時間が短縮される。そのほか、密閉容器３自体が傾いているため、ろ材３４の一部（左側）にウェットケーク１２０が堆積されていないため、目詰まりし難い。
【００５２】
なお、本例と異なり支持板２が水平の場合、ウェットケーク１２０はろ材３４上に堆積する。このような状態で撹拌翼５を駆動させた場合、ウェットケーク１２０が撹拌翼５と供回りする。このため、支持板２が水平の場合、ウェットケーク１２０は粉末化が進行せず、一塊となった固体ケークとなる。これに対し、本実施形態で示すように、密閉容器３を傾斜させて乾燥させた場合、ウェットケーク１２０は粉末への粉末化が促進され、乾燥効率が向上する。
【００５３】
次に、粉末化処理が終了したら、図１３に示すように、筒部３１の右壁部の下方に容器１５０を準備する。次に、下蓋部３２を下方に移動させ、筒部３１と下蓋部３２を上下に離隔させる。これにより、ろ材３４の上の方から筒部３１の右側壁の方に堆積する粉末１４０は、重力によって筒部３１と下蓋部３２の間を通過し、ろ室Ｓの外部に排出され、容器１５０に回収される。よって、粉末１４０を排出する作業が容易となる。なお、この粉末１４０の排出の際、支持板２を回転させて、粉末１４０の排出し易い角度に変更してもよい。
【００５４】
なお、上記した粉末化処理の際、図１１、図１２の支持板２の回転角度は、４５°程度となっているが、本開示はこれに限定されない。撹拌翼５でウェットケーク１２０を持ち上げて重力で下方に落下できる角度であれば特に限定されない。よって、図１４に示すように、支持板２を９０°回転させて、筒部３１の右側壁が水平方向に延在するようにしてもよい。但し、図１４に示す状態だと、ウェットケーク又は粉末がシール４０の間に進入する可能性がある。よって、支持板２の回転角度をシール４０の方にウェットケーク又は粉末が飛散しない角度に制限することが好ましい。
【００５５】
そのほか、ろ過装置１００は、溶媒を置換することが可能である。図１５に示すように、例えば、スラリー中の溶媒と置換したい新規の置換溶媒を導入管３６から導入し、スラリーに含まれていた最初の溶媒の濃度を下げる。そして、加圧管３７の供給口３７ａからろ室Ｓに気体を供給する。これにより、溶媒がろ材３４を通過し、ろ室Ｓ内の溶媒の量が減る。再度、新規の置換溶媒を導入管３６から導入し、さらに最初に含まれていた最初の溶媒の濃度をさらに下げる。そして、加圧によりろ室Ｓ内の溶媒の量を減らす。このような工程を繰り返し行うことで、溶媒の比率は、新規の置換溶媒の比率が次第に高くなり、最終的に溶液中の溶媒が新規の置換溶媒に置き換わる。また、このような溶媒置換を行う場合、密閉容器３は、図１５に示すように傾斜させてもよい。これによれば、固体１６０の一部は、筒部３１の右側壁の方に流動する。このため、ろ材３４の一部は、固体１６０に覆われなくなり、ろ過抵抗が小さくなる。つまり、ろ材３４のうち固体１６０に覆われていない部分から溶媒が円滑に排出され（図１５の矢印Ｂ参照）、置換作業の時間を短縮化する。また、溶媒置換処理における密閉容器３の好ましい傾斜角度は、図１５に示すように９０°である。この角度によれば、固体１６０は密閉容器３の筒部３１の右側壁に堆積し、ろ材３４のうち固体１６０によって覆われる面積が最も小さくなる。よって、溶媒の排出が最も円滑に行われる。なお、溶媒置換後は、上記した脱液処理工程を経たケークは、粉末化処理工程を行ってもよい。また、溶媒置換だけでなく溶媒洗浄を行ってもよい。
【００５６】
以上、実施形態１のろ過装置１００は、土台部１と、土台部１に支持された支持板２と、支持板２の下方に配置され、内部に水平方向に延在するろ板を有する密閉容器３と、密閉容器３の内部から密閉容器３の外部であって支持板２の上方へ延びる撹拌用軸４と、撹拌用軸４の下部に固定された撹拌翼５と、動力を生成するモータ７と、支持板２の上方に配置されるとともに撹拌用軸４に貫通され、動力を撹拌用軸４に伝達する動力伝達部６と、動力伝達部６から上方に突出する撹拌用軸４の上部を支持し、撹拌用軸４を昇降させる昇降部８と、を有する。動力伝達部６は、動力により回転する筒状の駆動軸筒６１を有する。撹拌用軸４は、駆動軸筒６１の内部を貫通するとともに、駆動軸筒６１に対して上下方向に移動自在であり、かつ相対回転不能に連結する。撹拌用軸４は、昇降部８に対して相対回転可能であり、かつ上下方向に相対移動不能に連結する。支持板２は、水平方向に延在する軸回りに回動可能に土台部１に支持される。密閉容器３と動力伝達部６と昇降部８は、支持板２に支持され、支持板２と供回りする。ろ過装置１００は、密閉容器３の外周面に装着された密閉容器用温度調節手段（ジャケット９０）を備える。また、実施形態１のろ過装置１００を用いた処理方法は、密閉容器３の内部でスラリーを脱液し、ウェットケークを生成する脱液処理工程と、密閉容器３を傾けて撹拌翼５を駆動し、ウェットケークを撹拌しつつ乾燥させる粉末化処理工程と、を行うことができる。また、粉末化処理工程は、密閉容器用温度調節手段（ジャケット９０）でウェットケーク１２０を加熱することができる。実施形態１のろ過装置１００を用いた処理方法によれば、脱液処理工程の後であって粉末化処理工程の前に、密閉容器３の内部でウェットケークを洗浄する洗浄処理工程を行うことができる。また、実施形態１のろ過装置１００を用いた処理方法によれば、脱液処理工程の前に、密閉容器３を傾けて密閉容器３の内部に新規置換溶媒を導入し、密閉容器３の内部のスラリーに含まれる溶媒を前記新規置換溶媒に置換する溶媒置換工程を行うことができる。
【００５７】
以上の実施形態１によれば、密閉容器３が水平状態から傾いた状態で撹拌翼５が駆動すると、ろ室Ｓ内でウェットケークから粉末が生成される。なお、従来のろ過装置の内部では粉末を生成できず、ろ過装置から固体ケークを搬出し、粉砕装置で粉砕していた。また、ケークを一時的に保管するため、例えばバッファタンクが必要となる場合があった。よって、従来は、ろ過装置以外の設備や設置スペースが必要であった。一方で、実施形態１のろ過装置１００は、密閉容器３内で、投入したスラリーから排出する粉末までを一貫して生成できる、いわゆる、パイプレスプラントである。このため、ろ過装置以外の設備や設置スペースが不要となり、コストが大きく削減される。そのほか、粉体を生成した後に種類の異なる粉体を生成する場合、粉体の生成に使用した設備の分解洗浄が必要となる。よって、従来では、ろ過装置以外にバッファタンク、粉砕装置、及び搬送装置のそれぞれの分解洗浄が必要であり、多大な労力を要していた。一方で、実施形態１によれば、分解洗浄対象物はろ過装置１００のみとなる。よって、コンタミネーションが低減し（分解洗浄する対象が低減し）、労力が大きく低減する。また、実施形態１のろ過装置１００によれば、溶媒置換の処理時間を短縮化できる。また、密閉容器３を傾けることで重力により粉末１４０をろ室Ｓの外部に排出することができる。よって、粉末１４０を排出する作業の労力を削減できる。さらには、粉末化処理工程において、ジャケット９０に温水が供給され、密閉容器３の傾きによりろ材３４から筒部３１の右側壁に流動したウェットケーク１２０が加温される。よって、短時間で粉末１４０を生成することができる。
【００５８】
以上、実施形態１について説明したが、本開示のろ過装置において、脱液処理工程後に、密閉容器３を水平状態にしたままさらに乾燥させて固体ケークを生成することも可能である。つまり、本開示のろ過装置は、必要に応じて粉末又は固体ケークを生成することができる。
【００５９】
（実施形態２）
次に実施形態２のろ過装置１００Ａについて説明する。実施形態２では、ろ過装置１００Ａが天然色素抽出システム１０００に用いられた例を挙げて説明する。天然色素抽出システム１０００は、微細藻類の細胞内に含まれる天然色素や油を抽出するためのシステムである。図１６に示すように、天然色素抽出システム１０００は、ろ過装置１００Ａと、ろ過液槽２００と、溶剤再生装置３００と、各種の配管と、を備える。なお、実施形態２のろ過装置１００Ａは、実施形態１のろ過装置１００と同一である。
【００６０】
図１６に示すように、実施形態２において、密閉容器３の加圧管３７の供給口３７ａには、配管４００が接続されている。配管４００（供給口３７ａ）の下流側は、加圧装置９５が合流する。また、溶剤再生装置３００に接続している。配管４００には、図示しない切り替えバルブが設けられている。切り替えバルブを操作することで、バルブの下流側においてろ室Ｓ内に供給する対象を、加圧装置９５の気体（例えば窒素）に、又は溶剤再生装置３００から供給される溶媒に選択することができる。
【００６１】
実施形態２のろ過装置１００Ａは、実施形態１のろ過装置１００と同様に、脱液処理、洗浄処理、溶媒置換等、粉末化処理を行うことができるが、本システムにおいては、微細藻類の細胞から天然色素等を溶媒に溶出させる天然色素抽出処理を行っている。以下、具体的な処理方法について説明する。
【００６２】
図１７に示すように、天然色素抽出方法は、微細藻類投入工程Ｓ１と、溶媒投入工程Ｓ２と、加温撹拌工程Ｓ３と、脱液処理工程Ｓ４と、粉末化処理工程Ｓ５と、粉末回収工程Ｓ６と、を有している。
【００６３】
微細藻類投入工程Ｓ１は、導入管３６を通じて微細藻類乾燥粉末５００をろ室Ｓ内に導入する。これにより、ろ材３４の上に微細藻類乾燥粉末５００が堆積する。微細藻類乾燥粉末５００は、微細藻類を乾燥させた粉末である。微細藻類の種類としては、例えばスピルリナなどが挙げられる。また、微細藻類投入工程Ｓ１の開始時点において、支持板２とろ材３４とろ板３３は、水平方向に延在している。
【００６４】
溶媒投入工程Ｓ２は、加圧管３７を通じて溶媒５１０をろ室Ｓ内に導入する。溶媒５１０は、微細藻類の細胞内から天然色素や油を抽出可能な極性溶媒であり、例えばエタノールなどの有機溶剤が挙げられる。微細藻類乾燥粉末５００に対する溶媒５１０の投入比は、例えば１：１０の割合であるが、本開示において特に制限はない。また、配管４００を介して供給される溶媒５１０は常温である。よって、本工程の段階では、細胞内の天然色素や油は、溶媒５１０に十分には溶出しない。
【００６５】
加温撹拌工程Ｓ３は、ジャケット９０（第１ジャケット９１、第２ジャケット９２）に温水を供給する。また、加温撹拌工程Ｓ３は、撹拌翼５を下げて撹拌翼５を駆動させる。ジャケット９０への温水供給により、筒部３１の側壁と、下蓋部３２の下壁が加熱される。これにより、ろ室Ｓの溶媒５１０の温度が上昇し、細胞内の天然色素や油が溶媒５１０に溶出し易くなる。この加温撹拌工程Ｓ３を抽出工程と呼ぶ場合がある。なお、細胞内の天然色素や油が溶媒に溶出し易い温度は、６０℃から８０℃である。ただし、溶媒５１０としてエタノールを使用する場合、エタノールは７８℃程度で気化する。よって、エタノールを溶媒５１０として利用する場合、溶媒５１０の温度を例えば６０℃〜７０℃にするのが好ましい。また、撹拌翼５の駆動により、溶媒５１０が撹拌されて微細藻類乾燥粉末５００が分散するが、加熱時間は特に限定されない。この加温撹拌工程Ｓ３は、凡そ２０分から２５分程度行う。これによれば、細胞内にある多くの天然色素や油が溶媒５１０に溶出する。なお、本実施形態の加温撹拌工程Ｓ３は、密閉容器３が水平状態としているが、特に密閉容器３の角度は限定されない。つまり、密閉容器３は、例えば４５°や９０°など任意の角度に傾いていてもよい。
【００６６】
脱液処理工程Ｓ４は、撹拌翼５の駆動を停止して撹拌翼５を上昇させる。また、脱液処理工程Ｓ４は、加圧装置９５からろ室Ｓ内に気体を供給し、ろ室Ｓの気圧を上昇させる。これによれば、溶媒５１０がろ材３４及びろ板３３を通過し、排出管３５から溶媒５１０が排出される。また、このような状態を暫く継続すると、ろ材３４の上に含水率が例えば２０％から３０％のウェットケーク５２０が堆積する。ウェットケーク５２０は、溶媒５１０を含んだ微細藻類である。なお、ろ室Ｓ内の溶媒５１０の吸引に関し、排出管３５側を真空減圧による吸引排気としてもよい。
【００６７】
粉末化処理工程Ｓ５は、支持板２を回動させて密閉容器３を傾ける。また粉末化処理工程Ｓ５は撹拌翼５を駆動させる。さらに粉末化処理工程Ｓ５は、ジャケット９０に温水を供給する。密閉容器３の傾きにより、ウェットケーク５２０の一部は、ろ材３４の上から筒部３１の右側壁の方に流動する。そして、ウェットケーク５２０の一部は、駆動する撹拌翼５により持ち上げられて最上方に移動した後、重力で落下して粉砕される。また、ウェットケーク５２０は繰り返し粉砕されて乾燥した粉末となる。また、密閉容器３の傾きにより、ウェットケーク５２０は加熱された筒部３１の右壁部に接触するようになる。よって、ウェットケーク５２０は加温されるため、乾燥時間が短くなる。なお、ろ室Ｓ内に発生するウェットケーク５２０含液分が蒸発した蒸気の排気は、ろ室Ｓ内を通気換気としても、排出管３５側を真空減圧による吸引排気としてもよい。
【００６８】
粉末回収工程Ｓ６は、粉末５３０をろ室Ｓの外部に排出する工程である。密閉容器３の傾いた状態を維持しつつ、下蓋部３２を下方に移動させ、筒部３１と下蓋部３２を上下に離隔させる。これにより、粉末５３０は、重力によって筒部３１と下蓋部３２の間を通過し、ろ室Ｓの外部に排出される。そして、粉末５３０は、下方に配置された容器１５０に回収される。以上で、天然色素抽出方法の各工程が終了となる。
【００６９】
なお、上記した天然色素抽出方法は一例である。例えば、微細藻類から溶媒５１０に溶出する天然色素等の量が少ない場合、脱液処理工程Ｓ４後に、溶媒投入工程Ｓ２と加温撹拌工程Ｓ３を再び行ってもよい（図１７のＳ４からＳ５に向かう矢印のうち分岐してＳ２に向かう方を参照）。これによれば、微細藻類から回収される天然色素や油を多くすることができる。なお、溶媒投入工程Ｓ２と加温撹拌工程Ｓ３と脱液処理工程Ｓ４との繰り返し工程は、２回に限らず、３回〜６回程度行ってもよい。
【００７０】
そして、ろ過装置１００Ａの排出管３５から排出された液体（以下、使用済み溶媒５４０と呼ぶ）は、図１６に示すように、ろ過液槽２００に貯留される。そして、ろ過液槽２００に貯留された使用済み溶媒５４０は、配管４１０を介して、溶剤再生装置３００に供給される。
【００７１】
溶剤再生装置３００は、使用済み溶媒５４０から天然色素や油を分離させて溶媒５１０を回収するための装置である。溶剤再生装置３００は、槽３１０と、加温部３２０と、空冷コンデンサー３３０と、第１回収タンク３４０と、第２回収タンク３５０と、を備えている。
【００７２】
槽３１０には、使用済み溶媒５４０が貯留される。槽３１０の上部は閉塞部材３１１によって閉塞され、蒸気が外部に排出されない。槽３１０内の上部には、蒸気取入れ口３１２が設けられている。蒸気取入れ口３１２は、配管３１３の流入口であり、配管３１３の流出口は、第２回収タンク３５０に接続している。加温部３２０は、槽３１０内の使用済み溶媒５４０を加温する装置である。加温部３２０は、溶媒５１０の蒸発温度に到達するように、使用済み溶媒５４０を加温する。なお、エタノールを溶媒５１０として使用する場合、１１０°程度に加温する。これによれば、使用済み溶媒５４０に含まれる溶媒５１０は、蒸発して蒸気取入れ口３１２に流入し、配管３１３を流れる。溶剤再生装置３００においては、使用済み溶媒５４０の加温を一定時間実施すると、溶媒５１０の割合が減少し、槽３１０の底部に粘性の液体５５０が堆積する。粘性の液体５５０を、槽３１０の図示しない排出口から排出し、第１回収タンク３４０に流入させる。これにより、天然色素や油分を含む粘性の液体５５０が回収される。
【００７３】
空冷コンデンサー３３０は、冷却ファン３３１を有している。冷却ファン３３１は、配管３１３の外表面に送風している。よって、配管３１３を流れる蒸気（溶媒５１０）は、冷却されて液体の状態となって、第２回収タンク３５０に回収溶媒５１０Ａとして回収される。そして、第２回収タンク３５０に貯留された回収溶媒５１０Ａは、配管４００の図示しないポンプに吸い上げられ、ろ過装置１００Ａのろ室Ｓ内に供給される。よって、溶剤再生装置３００によれば、溶剤を繰り返し使用することができる。なお、コンデンサーは水冷式でも冷媒式でもよい。
【００７４】
以上、実施形態２のろ過装置１００Ａにおいて、脱液処理工程Ｓ４の前に密閉容器３の内部で微細藻類と所定温度の極性溶媒とを撹拌翼５で撹拌し、微細藻類の細胞に含まれる要素を極性溶媒（溶媒５１０）に溶出させる抽出工程（加温撹拌工程Ｓ３）を行っている。よって、抽出工程（加温撹拌工程Ｓ３）において、ジャケット９０に温水を供給すると、密閉容器３に導入された溶媒５１０は加温され、細胞内の天然色素が溶出し易くなる。また、粉末化処理工程Ｓ５において、ジャケット９０に温水を供給すると、密閉容器３の傾きによりろ材３４から筒部３１の右側壁に流動したウェットケーク５２０が加温される。よって、粉末化処理工程Ｓ５の乾燥時間が短縮化する。
【００７５】
以上、実施形態１、実施形態２について説明したが、本開示は実施形態で説明した例に限定されない。また、実施形態２の天然色素抽出システム１０００において、被抽出物として微細藻類を例として挙げたが、本開示は、例えば培養細胞や微細バイオマスの細胞から抽出するために適用してもよい。そして、抽出の際に使用される溶出用溶媒として極性溶媒を例として挙げているが、本開示は極性溶媒に限定されるものではない。例えば、ヘキサンやアセトンなどの非極性溶媒、若しくは、極性溶媒と非極性溶媒を混合した溶媒など、被抽出物に対応して適宜選択してもよい。具体的には、微細バイオマスが被抽出物である場合、抽出用の溶媒として混合溶媒（極性溶媒（例えばエタノール）と非極性溶媒（例えばヘキサン）とを混合したもの）を使用することで、微細バイオマスの細胞内の水溶性物質と油溶質物質を同時に抽出することができる。このように、被抽出物（微細藻類、培養細胞、及び微細バイオマスのうちいずれか１つ）に対応して、溶出用溶媒を、極性溶媒、非極性溶媒、及び前記極性溶媒と非極性溶媒とを混合して成る混合溶媒、のうちいずれか１つを適宜選択してよい。
【００７６】
なお、実施形態１のろ過装置１００及び実施形態２のろ過装置１００Ａは、温水供給装置（不図示）を備え、ジャケット９０に温水を供給し、加温するようになっているが、本開示においては、温水以外に冷水を供給してろ室Ｓ内を冷却してもよい。または、熱媒体を供給してろ室Ｓ内の温度を保持するようにしてもよい。そのほかに、ジャケット９０に供給する熱媒体は、液体（温水、冷水）に限定されず、蒸気やガスであってもよい。また、実施形態１のろ過装置１００及び実施形態２のろ過装置１００Ａは、ジャケット９０を備えているが、本開示において密閉容器３を加温又は冷却できる密閉容器用温度調節手段であればよく、ジャケットに限定されない。つまり、本開示のろ過装置は、密閉容器３に装着可能なヒータを備えていてもよい。
【００７７】
（実施形態３）
次に、実施形態３に係るろ過装置１００Ｂを説明する。図１８に示すように、実施形態３のろ過装置１００Ｂは、撹拌用軸４と撹拌翼５の内部に熱媒体が流れる流路（４４、４５、５０ａ、５０ｂ、５５）が設けられている点が、実施形態２のろ過装置１００と相違する。
【００７８】
撹拌用軸４は、特に図示しないが、内管と、内管の外周を囲む外管と、を有する二重管構造となっている。よって、撹拌用軸４は、内管の内部にある供給路４４と、外管と内管との間にある排出路４５と、を備える。供給路４４には、温水供給装置（不図示）から供給された熱媒体が流れる。排出路４５は、撹拌翼５のそれぞれから回収された熱媒体が流れる回収路となっている。また、供給路４４の入口と排出路４５の出口は、撹拌用軸４の上端に設けられている。そして、温水供給装置（不図示）から撹拌用軸４の上端に温水が供給されて供給路４４に温水が流れる。また、排出路４５を流れる温水は、撹拌用軸４の上端から温水供給装置（不図示）に循環される。
【００７９】
撹拌翼５の羽根部５１は、３つの鋼板を重ねられて成る。３つの鋼板のうち１つの鋼板には、厚み方向に貫通する切り欠きが設けられている。また、切り欠きは、鋼板の面方向に連続している。そして、切り欠きが設けられた鋼板は、残り２つの鋼板に挟まれている。これにより、切り欠きは、２つの鋼板により厚み方向から閉塞され、循環路５５を成している。撹拌翼５の中心部５０は、循環路５５の流路の一端と、撹拌用軸４の供給路４４と、を連通する連通穴５０ａが設けられている。また、中心部５０は、循環路５５の流路の他端と、排出路４５と連通する連通穴５０ｂが設けられている。これにより、撹拌用軸４の供給路４４に供給された熱媒体は、撹拌翼５の循環路５５を流れる。そして、熱媒体は、循環路５５から排出路４５に戻るようになっている。
【００８０】
以上、実施形態３のろ過装置１００Ｂによれば、温水供給装置（不図示）から温水が供給されると、撹拌用軸４と撹拌翼５が加温される。よって、撹拌用軸４と撹拌翼５に接触する溶媒やウェットケークを加温することができる。また、実施形態３のろ過装置１００Ｂは、実施形態１、２のろ過装置１００、１００Ａと同様に、脱液処理、洗浄処理、溶媒置換等、粉末化処理を行うことができる。さらには、実施形態３のろ過装置１００Ｂは、実施形態２の天然色素抽出システム１０００に用いることができる。つまり、実施形態３のろ過装置１００Ｂを用いて天然色素抽出方法を実施できる。以下、実施形態３のろ過装置１００Ｂを用いた天然色素抽出方法を説明する。
【００８１】
図１９に示すように、ろ過装置１００Ｂを用いた天然色素抽出方法は、微細藻類投入工程Ｓ１と、溶媒投入工程Ｓ２と、加温撹拌工程Ｓ３と、脱液処理工程Ｓ４と、粉末化処理工程Ｓ５と、粉末回収工程Ｓ６と、を有している。
【００８２】
微細藻類投入工程Ｓ１は、導入管３６を通じて微細藻類乾燥粉末５００をろ室Ｓ内に導入する。また、微細藻類投入工程Ｓ１の開始時点において、ろ過装置１００Ｂは、支持板２とろ板３３とろ材３４が水平方向に延在した状態である。
【００８３】
溶媒投入工程Ｓ２は、加圧管３７を通じて常温の溶媒５１０をろ室Ｓ内に導入する。
【００８４】
加温撹拌工程Ｓ３は、撹拌翼５を下げて撹拌翼５を駆動させる。また、温水供給装置（不図示）から撹拌用軸４と撹拌翼５とに温水を供給する。併せて、温水供給装置（不図示）からジャケット９０（第１ジャケット９１、第２ジャケット９２）にも温水を供給する。これにより、撹拌用軸４と撹拌翼５と密閉容器３が加温される。このため、ろ室Ｓの溶媒５１０が加温され、細胞内の天然色素や油が溶媒５１０に溶出し易くなる。
【００８５】
脱液処理工程Ｓ４は、撹拌翼５の駆動を停止して撹拌翼５を上昇させる。また、加圧装置９５からろ室Ｓ内に気体を供給する。これによれば、溶媒５１０がろ材３４及びろ板３３を通過し、排出管３５から溶媒５１０が排出される。この結果、ろ材３４の上に含水率が例えば２０％から３０％のウェットケーク５２０が堆積する。
【００８６】
粉末化処理工程Ｓ５は、支持板２を回動させて密閉容器３を傾ける。また、粉末化処理工程Ｓ５は、撹拌翼５を下降して撹拌翼５を駆動させる。さらに粉末化処理工程Ｓ５は、ジャケット９０と撹拌用軸４と撹拌翼５に温水を供給する。これによれば、ウェットケーク５２０は、撹拌翼５により持ち上げられた後、重力で落下して粉砕され、乾燥した粉末となる。また、ウェットケーク５２０は、密閉容器３の傾きによりろ材３４から筒部３１の右側壁に流動する。筒部３１の右側壁は、ジャケット９０（特に第２ジャケット９２）に加温されているため、ウェットケーク５２０が加温される。また、ウェットケーク５２０と接触する撹拌用軸４及び撹拌翼５が加温されているため、さらにウェットケーク５２０は加温される。また、撹拌翼５で撹拌しつつウェットケーク５２０に熱を伝達するため、ウェットケーク５２０の全体が均一に加温される。よって、実施形態３の粉末化処理工程Ｓ５の処理時間（乾燥時間）は、実施形態２の粉末化処理工程Ｓ５の処理時間（乾燥時間）よりも、大きく短縮する。
【００８７】
粉末回収工程Ｓ６は、粉末５３０をろ室Ｓの外部に排出する工程である。密閉容器３の傾いた状態を維持しつつ、下蓋部３２を下方に移動させ、筒部３１と下蓋部３２を上下に離隔させる。これにより、粉末５３０は、重力によって筒部３１と下蓋部３２の間を通過し、ろ室Ｓの外部に排出される。そして、粉末５３０は、下方に配置された容器１５０に回収される。以上で、天然色素抽出方法の各工程が終了となる。
【００８８】
なお、実施形態３のろ過装置１００Ｂを用いた天然色素抽出方法においても、実施形態２で説明したように脱液処理工程Ｓ４後、溶媒投入工程Ｓ２と加温撹拌工程Ｓ３を再び行ってもよい（図１９のＳ４からＳ５に向かう矢印のうち分岐してＳ２に向かう方を参照）。これによれば、微細藻類から回収される天然色素や油を多くすることができる。
【００８９】
なお、実施形態３のろ過装置１００Ｂを説明したが、本開示においては、撹拌用軸４と撹拌翼５に冷水を供給してよい。または、撹拌用軸４と撹拌翼５に供給する熱媒体は、液体（温水、冷水）に限定されず、蒸気やガスであってもよい。また、実施形態３では、撹拌用軸４と撹拌翼５に流路（４４、４５、５０ａ、５０ｂ、５５）が設けられているが、撹拌用軸４と撹拌翼５の内部にヒータを設けてもよい。つまり、本開示において撹拌用軸４と撹拌翼５の温度を調節できるろ室内用温度調節手段であれば、上記したものに限定されない。
【００９０】
以上、実施形態のろ過装置について説明したが、粉末化処理工程後、ろ室Ｓ内には、ウェットケーク１２０から蒸発した大量の蒸気が発生する。単にろ室Ｓ内に連続する排気管（不図示）から蒸気を吸引排気しようとすると、ろ室Ｓ内に飛散する粉末の微粒子が蒸気と同伴し、ろ室Ｓの外部に排出される。そして、微粒子を回収するためのバグフィルタ等が通常必要となる。一方で、図２０に示す方法によれば、微粒子がろ室Ｓの外部に排出されない。以下、蒸気回収工程について説明する。
【００９１】
図２０に示すように、蒸気回収工程は、前工程である粉末化処理工程の状態、つまり、ろ室Ｓが傾いた状態を維持する。これにより、粉末１４０が筒部３１の右壁部の方に流動し、ろ板３３及びろ材３４のうち筒部３１の左壁部に近い部分は、粉末１４０が堆積しなくなる。次に、加圧管３７からろ室Ｓの内部に空気や不活性ガスなどのキャリアガス（図２０の矢印Ｃを参照）を供給する。また、排出管３５側を真空減圧による吸引排気を行う（図２０の矢印Ｄを参照）。これによれば、ろ室Ｓ内の蒸気は、ろ板３３及びろ材３４のうち筒部３１の左壁部に近い部分（粉末１４０が堆積していない部分）を通過して（図２０の矢印Ｅを参照）、排出管３５から排出される。そして、蒸気と同伴して移動する微粒子は、ろ材３４に回収され、ろ室Ｓの外部に排出しない。つまり、ろ板３３及びろ材３４のうち筒部３１の左壁部に近い部分（粉末１４０が堆積していない部分）を、微粒子を回収するためのフィルタとして利用しており、バグフィルタ等が不要となる。
【符号の説明】
【００９２】
１    土台部
２    支持板
２ａ    切り欠き
３    密閉容器
４    撹拌用軸
５    撹拌翼
６    動力伝達部
７    モータ
８    昇降部
１２    回転基部
１３    回動軸
１６    固定ピン
２９    連結部
３０    上蓋部
３１    筒部
３２    下蓋部
３３    ろ板
３４    ろ材
３５    排出管
３６    導入管
４２    スプライン溝
４４    供給路
４５    排出路
５０ａ、５０ｂ    連通穴
５５    循環路
６０    本体部
６１    駆動軸筒
６２    伝達軸筒
６６    ボール
８１    脚部
８２    ローラ
８４    第１支持部
８５    第２支持部
９０    ジャケット
９１    第１ジャケット
９２    第２ジャケット
１００、１００Ａ、１００Ｂ    ろ過装置
１０１    地面
１１０    スラリー
１２０、５２０    ウェットケーク
１４０、５３０    粉末
２００    ろ過液槽
３００    溶剤再生装置
５１０Ａ    回収溶媒
１０００    天然色素抽出システム
【要約】
【課題】ろ過装置、及びろ過装置を用いた処理方法を提供する。
【解決手段】ろ過装置１００は、土台部１に支持された支持板２と、水平方向に延在するろ板３３を有する密閉容器３と、支持板２の上方へ延びる撹拌用軸４と、撹拌用軸４に固定された撹拌翼５と、モータ７と、支持板２の上方に配置され、動力を撹拌用軸４に伝達する動力伝達部６と、動力伝達部６から上方に突出する撹拌用軸４の上部を支持し、撹拌用軸４を昇降させる昇降部８を有する。動力伝達部６は、動力により回転する筒状の駆動軸筒６１を有する。撹拌用軸４は、駆動軸筒６１の内部を貫通し、駆動軸筒６１に対して上下方向に移動自在であり、かつ相対回転不能に連結する。撹拌用軸４は、昇降部８に対して相対回転可能であり、かつ上下方向に相対的に移動不能に連結する。前記密閉容器の外周面に装着された密閉容器用温度調節手段を備える。
【選択図】図１【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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