培养藻水浓缩系统、培养藻水浓缩系统的运转方法、及对含有培养藻的藻水进行浓缩的方法

摘要

本发明的目的在于提供一种藻水浓缩系统及其运转方法，其能够以简单的结构、低成本且高效率地将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水。培养藻水浓缩系统(100)具备：藻水供给部(17)和藻水浓缩部，其中，藻水供给部(17)包括：用于储存来自培养池的藻水的藻水供给容器(18)；以及从藻水供给容器导出藻水的供给容器导出口(19)，所述藻水浓缩部包括：从藻水供给部接收藻水进行浓缩的浓缩容器(1)；将浓缩容器分割成上下空间的、不使规定尺寸以上的藻穿过的过滤器(3)；使过滤器向面外方向振动的振动装置(5)；将藻水导入到浓缩容器中的、配置在浓缩容器的过滤器的下方的浓缩容器藻水导入口(7)；配置在浓缩容器的过滤器的下方的、导出由浓缩容器浓缩后的藻水的浓缩藻水导出口(9)；以及配置在浓缩容器的过滤器的上方的、将穿过过滤器的过滤水排出的过滤水排出口(8)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对包含藻类的藻水进行浓缩的藻水浓缩系统及其运转方法、以及对含有培养藻的藻水进行浓缩的方法。

背景技术

近年来，作为EPA及DHA等的保健品原料，藻类正在引起关注。此外，作为食品的藻类也引起更多关注。并且，作为化石燃料的替代能源，正在研究使藻成为生物燃料。这样，能够预见对藻类的需求增加，国内外也不断建设藻类的生产工厂。从2020年开始，以EU为首各国规定必须在喷气燃料中混合20％的生物燃料，关于由培养藻水精制的喷气燃料，当前使用的藻水浓缩方法导致生产成本很高，存在成本方面比不上化石燃料的问题。

藻有很多种类，大小也各种各样。拟球藻(nannochloropsis)为5μ，葡萄藻(botryococcus)、海洋微藻(aurantiochytrium)为50μ左右，种类不同，尺寸也相差很大。

在藻水工厂中，用培养池培养藻，采割长得较大的藻，将其送到下一工序进行干燥、油分提取。然而，从培养池中与水一起采割的藻中包含尺寸不满足规定的藻，并且由于水分过多，在干燥、油分提取工序中使用时需要分离培养池中培养的藻并对藻水进行浓缩。目前，藻水浓缩通常通过如下方式进行：用离心分离装置进行分离浓缩的方式、或者用平膜、中空纤维膜或RO膜对藻和水进行分离浓缩的方式。(例如参照专利文献1)。

在通过离心分离装置进行分离浓缩方式的情况下，设备投资额较大，设备维护费用、运转费用较大。此外，在通过平膜、中空纤维膜或RO膜进行分离浓缩方式的情况下，需要在分离浓缩时施加高压。此外，必须定期地用高压水或气体对膜进行清洗(反洗)，并且需要高压压缩机等高压设备。其结果，设备投资额、设备维护费用、运转费用较大。

此外，在上述中空纤维膜、RO膜的情况下，还存在下述问题：由于膜的孔部结构的特性会导致捕获所有尺寸的培养藻，而难以分离尺寸不满足规定的藻并将其重新放入培养池培养，因而藻培养的生产效率降低。

并且，已知藻类会分泌粘液(例如参照非专利文献1)。如果藻分泌粘液，则粘液缠绕在过滤器上，可能造成过滤器堵塞。因此，要求预先从由藻水浓缩系统进行浓缩的藻水的藻中去除粘液。没有发现与藻的粘液相关的文献，不过有关于珊瑚粘液的详细的报告(例如参照非专利文献2)。

珊瑚分泌粘液据说是用于自卫。自卫是指对附着在珊瑚表面上的生物及细菌的繁殖的防卫、对紫外线的防卫、对污染物质的防卫、对退潮时暴露在空气中时的干燥的防卫等。此外，通常认为因捕食或与珊瑚内共生的虫黄藻(zooxanthella)的光合作用的连动也会分泌粘液。

发明人基于藻分泌粘液的原因与珊瑚相同的推断，认为能够提供一种藻水浓缩系统，通过给藻提供能使珊瑚不分泌粘液的环境，来避免粘液缠绕过滤器而导致过滤器堵塞的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－76016号公报

非专利文献

非专利文献1：堀辉三、大野正夫、堀口健雄编“21世纪初的藻学现状”，2002日本藻类学会，山形，p.57-58

非专利文献2：中嶋亮太、田中泰章“珊瑚礁生态系统的物质循环中的沙子粘液的作用”，2014，日本珊瑚礁学会杂志第16卷p.3-27

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种藻水浓缩系统及其运转方法，其能够以简单的结构、低成本且高效率地将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水。并且，本发明的目的还在于提供一种培养藻水浓缩系统、培养藻水浓缩系统的运转方法及对含有培养藻的藻水进行浓缩的方法，在使用过滤器将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水的情况下，能够减少藻类粘液的影响。

为了解决上述问题，本发明的第一形态涉及的培养藻水浓缩系统100，例如如图1所示，具备：从培养池接收含有培养藻的藻水10进行储存的藻水供给部17、以及对从藻水供给部17供给来的藻水10进行浓缩的藻水浓缩部16，其中，藻水供给部17包括：用于储存藻水10的藻水供给容器18；用于藻水供给容器18导入藻水10的供给容器导入口21；以及用于从藻水供给容器18导出藻水10的供给容器导出口19，藻水浓缩部16包括：用于接收藻水10进行浓缩的浓缩容器1；过滤器3，其将浓缩容器1分割成上下空间，并且不使规定尺寸以上的藻穿过；使过滤器3向面外方向振动的振动装置5；浓缩容器藻水导入口7，其与供给容器导出口19连通，将藻水10导入到浓缩容器1中，并且配置在浓缩容器1的过滤器3的下方；浓缩藻水导出口9，其配置在浓缩容器1的过滤器3的下方，用于导出由浓缩容器1浓缩后的藻水13；以及藻水浓缩部16，其具有过滤水排出口8，该过滤水排出口8配置在浓缩容器1的过滤器3的上方，将穿过过滤器3的过滤水12排出。

采用这样的结构，来自培养池的含有培养藻的藻水经过藻水供给容器被导入到浓缩容器的过滤器的下方空间内。浓缩容器的过滤器下方空间的藻水中到达过滤器的藻水之中，比规定尺寸小的藻和水穿过过滤器，从过滤水排出口排出。比规定尺寸大的藻无法穿过过滤器而滞留在下方的空间内。此时，通过振动装置使过滤器向面外方向振动，因此较大的藻被过滤器反射，不会附着于过滤器表面。由此，不需要用于清洗过滤器面的装置。这样，能够将通过减少比规定尺寸小的藻和水而浓缩的藻水从浓缩藻水导出口导出。因此，构成能够以简单的结构、低成本且高效率地将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水的藻水浓缩系统。

本发明的第二形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1所示，在第一形态涉及的培养藻水浓缩系统100中，具备浓缩藻水流量调整装置40，其用于调整从浓缩藻水导出口9流出的浓缩后的藻水13的量。采用这样的结构，能够相对于从培养池经过藻水供给容器被供给到浓缩容器的藻水的量，来调整从浓缩藻水导出口流出的浓缩后的藻水的量。由此，能够防止从浓缩藻水导出口流出的藻水的量增加过多，在浓缩容器中藻水的水面低于过滤器。并且，调整从浓缩藻水导出口流出的藻水的量，变成调整从过滤水排出口排出的过滤水的量，能够将藻水浓缩成所需浓度。

本发明的第三形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1及图2所示，在第一或第二形态涉及的培养藻水浓缩系统100中，具备液面计24，其用于测量储存在藻水供给容器18中的藻水10的液面；具备藻水流量调整装置25、29，其根据由液面计24测量出的液面，来调整从培养池向藻水供给容器18输送的藻水10的流量。采用这样的结构，能够使藻水供给容器中的藻水的液面与浓缩容器的过滤器面之间的高度差(以下称为“水位差”)为所需的值。即，能够调整浓缩藻水对浓缩容器的过滤器向上推的力。由此，能够防止藻水以大至无法通过振动装置使过滤器振动的那种程度的力向上推过滤器。

本发明的第四形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1所示，在第一至第三中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统100中，过滤水排出口8配置在比通过振动装置5进行振动的过滤器3的最高位置更高的位置。采用这样的结构，过滤器不会在浓缩藻水或过滤水的液面上方。由此，能够防止过滤器暴露在空气中，残留在过滤器的孔中的藻水将孔封闭而使过滤器不能发挥功能。

本发明的第五形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图5及图6所示，在第一至第四中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统100中，过滤器3由过滤器框4’保持，该过滤器框4’包括：圆环状的外框4A；以及个数为3的倍数的加强板4B，其从中央4C到圆环状的外框4A以等中心角沿着半径方向延伸，每个加强板4B具备振动装置5A、5B、5C，振动装置5A、5B、5C与过滤器框4’的加强板4B、或加强板4B和圆环状的外框4A的交点连结，经由过滤器框4’使过滤器3振动，振动装置5A、5B、5C沿着圆周方向被供给三相交流的R相、S相、T相的电流，以相位错开的方式进行振动。采用这样的结构，过滤器在圆周方向上具有相位差地进行振动，因此浓缩容器内的过滤器下方的藻水产生与过滤器平行方向的流动，能够防止藻将过滤器堵塞。

本发明的第六形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图6所示，在第五形态涉及的培养藻水浓缩系统100中，还具备频率转换器52，其对三相交流的频率进行变换。采用这样的结构，能够改变过滤器在圆周方向上具有相位差地进行振动的速度，因此能够改变浓缩容器内的过滤器下方的藻水的与过滤器平行方向的流动的流速。

本发明的第七形态涉及的培养藻水浓缩系统的运转方法，例如如图1所示，其是第一至第六中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统100的运转方法，在使振动装置5工作之后，从藻水供给部17向藻水浓缩部16供给藻水10。采用这样的结构，在通过振动装置使过滤器振动之后供给藻水，藻水由过滤器进行过滤，因此能够防止藻附着于过滤器。

此外，为了解决上述问题，本发明的第八形态涉及的对含有培养藻的藻水进行浓缩的方法，例如如图1及图7、8所示，包括：将含有培养藻的藻水10在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间的工序；将储存的藻水10导入到由过滤器3分割成上下空间的浓缩容器1的下方空间内的工序；使过滤器3向面外方向振动，对被导入到浓缩容器1中的藻水10进行过滤处理的工序；以及将穿过过滤器3的藻水11分离，将含有没有穿过过滤器3的藻的藻水13回收的工序。

采用这样的结构，将含有培养藻的藻水在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间，因此即使在容易分泌粘液的藻中，来自藻的粘液的分泌也会停止，成为没有粘液的藻。并且，被导入到浓缩容器的过滤器下方的空间内。在浓缩容器的过滤器下方空间的藻水中的到达过滤器的藻水中，比规定尺寸小的藻和水穿过过滤器，从过滤水排出口排出。比规定尺寸大的藻不穿过过滤器，滞留在下方的空间内。此时，通过振动装置使过滤器向面外方向振动，因此较大的藻被过滤器反射，不会附着于过滤器表面。并且，由于粘液被去除，所以不会因粘液而堵塞过滤器。由此，不需要清洗过滤器面的装置。这样，能够将通过减少比规定尺寸小的藻和水而浓缩的藻水从浓缩藻水导出口导出。因此，成为能够以简单的结构、低成本且高效率地将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水的方法。

本发明的第九形态涉及的对含有培养藻的藻水进行浓缩的方法，在第八形态涉及的方法中，规定的时间为三天到五天的期间。采用这样的结构，将藻在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存三天到五天的期间，因此来自藻的粘液停止分泌，成为几乎完全没有粘液的藻。

本发明的第十形态涉及的培养藻水浓缩系统101，例如如图1及图8所示，具备：用于储存含有培养藻的藻水10的藻水储存部62、以及对从藻水储存部62供给来的藻水10进行浓缩的藻水浓缩部16，其中，藻水储存部62将藻水10在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间，藻水浓缩部16包括：用于接收藻水10进行浓缩的浓缩容器1；过滤器3，其将浓缩容器1分割成上下空间，并且不使规定尺寸以上的藻穿过；使过滤器3向面外方向振动的振动装置5；藻水导入口7，其将储存的藻水10导入到浓缩容器1中，并且配置在浓缩容器1的过滤器3的下方；浓缩藻水导出口9，其配置在浓缩容器1的过滤器3的下方，用于导出由浓缩容器1浓缩后的藻水13；以及藻水浓缩部16，其具有过滤水排出口8，该过滤水排出口8配置在浓缩容器1的过滤器3的上方，将穿过过滤器3的过滤水12排出。

采用这样的结构，含有培养藻的藻水在藻水储存部内在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间，因此即使在容易分泌粘液的藻中，来自藻的粘液停止分泌，成为没有粘液的藻。并且，被导入到浓缩容器的过滤器下方的空间内。在浓缩容器的过滤器下方的空间的藻水中到达过滤器的藻水中，比规定尺寸小的藻和水穿过过滤器，从过滤水排出口排出。比规定尺寸大的藻不穿过过滤器，滞留在下方的空间内。此时，通过振动装置使过滤器向面外方向振动，因此较大的藻被过滤器反射，不会附着于过滤器表面。并且，藻处于没有粘液的状态，因此粘液不会堵塞过滤器。由此，不需要清洗过滤器面的装置。这样，能够将通过减少比规定尺寸小的藻和水而浓缩的藻水从浓缩藻水导出口导出。因此，成为能够以简单的结构、低成本且高效率地将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水的系统。

本发明的第十一的形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1所示，在第十形态涉及的系统101中，具备浓缩藻水流量调整装置40，其用于调整从浓缩藻水导出口9流出的浓缩后的藻水13的量。采用这样的结构，能够相对于从培养池经过藻水储存部被供给到浓缩容器的藻水的量，来调整从浓缩藻水导出口流出的浓缩后的藻水的量。由此，能够防止从浓缩藻水导出口流出的藻水的量增加过多，在浓缩容器中藻水的水面低于过滤器。并且，调整从浓缩藻水导出口流出的藻水的量，变成调整从过滤水排出口排出的过滤水的量，能够将藻水浓缩成所需的浓度。

本发明的第十二形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1所示，在第十或第十一形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，还具备接收储存在藻水储存部62中的藻水10进行储存的藻水供给部17，藻水供给部17包括：用于储存藻水10的藻水供给容器18；用于藻水供给容器18导入藻水10的供给容器导入口21；以及用于从藻水供给容器18导出藻水10的供给容器导出口19。采用这样的结构，来自培养池的含有培养藻的藻水经过藻水供给容器被导入到浓缩容器的过滤器下方的空间内。通过调整藻水供给容器中的藻水的液面，能够调整浓缩藻水对浓缩容器的过滤器向上推的力。由此，能够防止藻水以大至无法通过振动装置使过滤器振动的那种程度的力向上推过滤器。

本发明的第十三形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1、2及8所示，在第十二形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，具备液面计24，其用于测量储存在藻水供给容器18中的藻水10的液面；具备流量调整装置25、29，其根据由液面计24测量出的液面，来调整从藻水储存部62向藻水供给容器18输送的藻水10的流量。采用这样的结构，能够，精确地调整藻水供给容器中的藻水的液面，因此能够可靠地防止藻水以大至无法通过振动装置使过滤器振动的那种程度的力向上推过滤器。

本发明的第十四形态涉及的培养藻水浓缩系统，例如如图1所示，在第十至第十三中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，过滤水排出口8配置在比通过振动装置5进行振动的过滤器3的最高位置更高的位置。采用这样的结构，过滤器不会在浓缩藻水或过滤水的液面上方。由此，能够防止过滤器暴露在空气中，残留在过滤器的孔中的藻水将孔封闭而使过滤器不能发挥功能。

本发明的第十五形态涉及的培养藻水浓缩系统，在第十至第十四中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，规定的时间为三天到五天的期间。采用这样的结构，将藻在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存三天到五天的期间，因此来自藻的粘液停止分泌，成为几乎完全没有粘液的藻。

本发明的第十六形态涉及的培养藻水浓缩系统，在第十至第十五中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，藻水储存部是用于储存从培养池60接收的藻水10的容器62。采用这样的结构，由于藻水储存部是容器，所以比较容易在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地进行储存。

本发明的第十七形态涉及的培养藻水浓缩系统，在第十至第十五中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，例如如图8所示，藻水储存部是用于储存从培养池60接收的藻水10的池62。采用这样的结构，由于藻水储存部是池，所以能够廉价且较大地制作藻水储存部。

本发明的第十八形态涉及的培养藻水浓缩系统的运转方法，在第十至第十七中任一形态涉及的培养藻水浓缩系统101中，在使振动装置5工作之后，将藻水10从藻水储存部62供给到藻水浓缩部16。采用这样的结构，在通过振动装置使过滤器振动之后供给藻水，藻水由过滤器进行过滤，因此能够防止藻附着于过滤器。

根据本发明的藻水浓缩系统，具备：从培养池接收含有培养藻的藻水进行储存的藻水供给部、以及对从藻水供给部供给来的藻水进行浓缩的藻水浓缩部，其中，藻水供给部包括：用于储存藻水的藻水供给容器；用于藻水供给容器导入藻水的供给容器导入口；以及用于从藻水供给容器导出藻水的供给容器导出口，藻水浓缩部包括：用于接收藻水进行浓缩的浓缩容器；过滤器，其将浓缩容器分割成上下空间，并且不使规定尺寸以上的藻穿过；使过滤器向面外方向振动的振动装置；浓缩容器藻水导入口，其与供给容器导出口连通，将藻水导入到浓缩容器中，并且配置在浓缩容器的过滤器的下方；浓缩藻水导出口，其配置在浓缩容器的上述过滤器的下方，用于导出由浓缩容器浓缩后的藻水；以及藻水浓缩部，其具有过滤水排出口，该过滤水排出口配置在浓缩容器的上述过滤器的上方，将穿过过滤器的过滤水排出，因此，以简单的结构、低成本且高效率地将培养池的藻水浓缩成含有所需尺寸的藻的藻水。

根据本发明的藻水浓缩系统的运转方法，在使振动装置工作之后，从藻水供给部向上述藻水浓缩部供给上述藻水，因此能够防止藻附着于过滤器。

根据本发明的从培养池接收含有培养藻的藻水进行浓缩的方法，来自培养池的含有培养藻的藻水在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间，因此来自藻的粘液停止分泌，成为没有粘液的藻。并且，由于向面外方向振动的过滤处理，所以能够防止附着于过滤器表面，防止来自藻的粘液堵塞过滤器。

根据本发明的藻水浓缩系统，来自培养池的含有培养藻的藻水在藻水储存部中在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间，因此来自藻的粘液停止分泌，成为没有粘液的藻。并且，被导入到浓缩容器的过滤器下方的空间内，由向面外方向振动的过滤器进行浓缩。由此，不会附着于过滤器表面，能够防止来自藻的粘液堵塞过滤器。

本申请基于在日本于2014年10月3日提出的专利申请2014－204743号、2015年2月27日提出的专利申请2015－037507号、以及2015年3月27日提出的专利申请2015－066612号，它们的内容作为本申请的内容构成其中一部分。

此外，基于以下详细的说明能够更完整地理解本发明。但是，详细的说明及特定的实施例是本发明的优选实施方式，仅以说明为目的而记载。基于该详细说明进行的各种变更、改变，对本领域技术人员而言是显而易见的。

申请人并非将所记载的实施方式中的内容献给公众，所公开的改变、替代案中可能并未写入权利要求内的结构基于等同原则也属于发明的一部分。

在本说明书或权利要求的记载中，名词及相同指示语的使用在没有特别指示或者根据上下文没有明确否定的情况下应解释为包括单数及多数两方。在本说明书中提供的某一例示或例示的用语(例如“等”)的使用也仅仅是想要容易地对本发明进行说明，尤其不能仅以权利要求中的记载来限制本发明的范围。

附图说明

图1是本发明涉及的藻水浓缩系统的实施方式的藻水浓缩部和藻水供给部的结构的概略图。

图2是用于调整从培养池向藻水供给容器输送的藻水的流量的流量调整装置的实施方式的概略图。

图3是用于说明过滤器的结构的俯视图。

图4是用于说明藻水浓缩部的结构的垂直截面图。

图5是用于说明与图3不同的过滤器的结构的俯视图。

图6是用于说明图5所示的过滤器的振动装置的概念图。

图7是本发明涉及的藻水浓缩系统的培养池的概略图，示出培养池具备遮光顶盖的示例。

图8是本发明涉及的藻水浓缩系统的培养池和藻水储存部的概略图。

附图标记说明

下面，集中示出本说明书中使用的主要附图标记。

1：浓缩容器

2：可挠性密封件

3：过滤器

4、4’：过滤器框

4A：圆环状的外框

4B：加强板

4C：中央

4D：第二加强板

5、5A、5B、5C：振动装置

6、6A、6B、6C：连结机构

7：浓缩容器藻水导入口

8：过滤水排出口

9：浓缩藻水导出口

10：藻水

11：尺寸比孔小的藻、其他浮游物质及水

12：过滤水

13：藻浓缩水

15：尺寸比孔大的藻

16：藻水浓缩部

17：藻水供给部

18：藻水供给容器

19：供给容器导出口

20：管路

21：供给容器导入口

22：藻水供给容器的藻水的液面

23：水位差

24：液面计

25：泵

26：管路

29：水位控制装置

36：供给藻水流量计

37：过滤水排水流量计

40：浓缩藻水流量调整装置

41：浓缩藻水管路

42：流量调整阀

43：浓缩藻水流量计

44：浓缩藻水控制装置

45：过滤器驱动臂

50：电源

52：频率转换器

60：培养池

62：无压力池(藻水储存部)

64：遮光顶盖

66：水流发生器

68：管路

100、101：藻水浓缩系统

F：与藻水的过滤器平行方向的流动

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，对彼此相同或相当的装置标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

首先，参照图1，对本发明的第一实施方式涉及的藻水浓缩系统100进行说明。图1是表示藻水浓缩部16和藻水供给部17的结构的概略图。

藻水浓缩系统100具备：从培养藻的培养池(未图示)接收含有培养藻的藻水10的藻水供给部17；以及藻水浓缩部16，其对从藻水供给部供给来的藻水10进行浓缩，将浓缩后的浓缩藻水13供给到下游侧的工序，并且排出含有比规定尺寸小的藻和水的过滤水12。还具备用于调整从藻水浓缩部16流出的浓缩藻水13的流量的浓缩藻水流量调整装置40。

藻水供给部17具备：用于储存藻水10的藻水供给容器18；从培养池将藻水10导入藻水供给容器18的供给容器导入口21；以及将藻水10从藻水供给容器18向藻水浓缩部16导出的供给容器导出口19。藻水供给容器18是能够储存藻水10的容器，在大气中开放而内压为大气压。供给容器导入口21可以是设置在藻水供给容器18的侧壁、顶部或底板的喷嘴。供给容器导入口21与从培养池输送藻水10的管路26(参照图2)连接。另外，叫做“管路”的情况下，可以是导管，也可以是软管(hose)。供给容器导出口19是固定于藻水供给容器18的侧壁或底板的喷嘴，设置在藻水供给容器18内的藻水10在运转期间的最低液面的下方。另外，因维护等而为了从藻水供给容器18中放出所有藻水10，可以将供给容器导出口19设置在藻水供给容器18的最低的位置，也可以另外设置疏水接管(drain nozzle)。供给容器导出口19与用于将藻水10输送到藻水浓缩部16的管路20连接。

如图2所示，在藻水供给容器18配置有用于测量所储存的藻水10的液面的液面计24。并且，在从培养池向藻水供给容器18输送藻水10的管路26中配置有泵25。通过泵25将藻水10从培养池泵送到藻水供给容器18。因此，水位控制装置29基于由液面计24测量出的液面，通过调节泵25的转速来调整藻水10的输送量。水位控制装置29和泵25构成藻水流量调整装置。然而，藻水流量调整装置的结构不限于此。在培养池位于比藻水供给容器18高的位置而以重力流流动的情况下，也可以在管路26中设置流量控制阀，通过流量控制阀来调整流量。也可以通过其他方式来调整流量。

藻水浓缩部16具备：用于接收藻水10进行浓缩的浓缩容器1；将浓缩容器1分割成上下空间的、不会使规定尺寸以上的藻通过的过滤器3；使过滤器3向面外方向振动的振动装置5；与供给容器导出口19连通而向浓缩容器1导入藻水10的、配置在浓缩容器1的过滤器3的下方的浓缩容器藻水导入口7；配置在浓缩容器1的过滤器3的下方的、用于将由浓缩容器1浓缩后的藻水13导出的浓缩藻水导出口9；配置在浓缩容器1的过滤器3的上方的、排出穿过过滤器3的过滤水12的过滤水排出口8。

浓缩容器1是能够储存藻水10的容器，在大气中开放而内压为大气压。典型而言是圆筒形容器，但也可以是其他形状。在浓缩容器1的内部配置有将其内部空间(在上方开放的情况下是假设上方封闭时的空间)分割成上下空间的过滤器3。

过滤器3具有规定尺寸以上的藻不能穿过、比规定尺寸小的藻和水、其他小于规定尺寸的物质可以穿过的孔(开口)。这里，规定尺寸根据培养的藻的种类而不同，通常是1μm～50μm左右。作为过滤器3，例如使用电铸片过滤器或网状物等。其中，尤其优选不会被藻水10腐蚀的金属制电铸片过滤器。电铸片过滤器与网状物相比，藻难以缠绕于其上。此外，如果是金属制，与纤维相比，藻难以缠绕于其上。并且，即使如后述那样使过滤器3振动，也不会发生塑性变形，故优选。

作为过滤器3的具体示例，能够列举如下：

金属网状物

材料：不锈钢等

孔径：30～50μm

制造方法：编织微细线

电铸网状物

材料：镍、镍合金等

孔径：1～50μm

制造方法：通过光刻(紫外线、X射线等)进行网状物的图案形成和电铸

如图3及图4所示，过滤器3与可挠性密封件2一起由两片过滤器框4从上下夹持地保持。可挠性密封件2例如是由不锈钢板形成的圆环板。如图4所示，可挠性密封件2的外周固定于浓缩容器1。另外，图3是用于说明过滤器3的结构的俯视图，图4是藻水浓缩部16的、浓缩容器1、浓缩容器藻水导入口7、过滤水排出口8、浓缩藻水导出口9、过滤器3、可挠性密封件2、过滤器框4、振动装置5、连结机构6及过滤器驱动臂45的垂直截面图。此外，藻水10不能穿过浓缩容器1与可挠性密封件2之间。过滤器框4例如由不锈钢板形成，是具有与过滤器3大致相同外形的圆环板。并且，为了抑制过滤器3振动时的过度变形，优选具有呈十字状地连接过滤器框4的圆环内周的加强板。采用这样的结构，过滤器3难以因被藻水10向上推的力而受到损伤。经由可挠性密封件2将过滤器3固定于浓缩容器1时，由于可挠性密封件2发生变形，所以过滤器3容易向面外方向振动。此外，由于被两片过滤器框4夹持地保持，所以容易更换过滤器3。由此，在同一藻水浓缩系统100中，通过更换过滤器3，能够容易进行各种大小的藻的藻水的浓缩。

另外，用于保持过滤器3的结构不限于此。只要是藻水10不能穿过过滤器3与浓缩容器1之间并且过滤器3能够向面外方向振动的结构即可。例如也可以用在浓缩容器1的内表面滑动的圆环来固定过滤器3的周围。此外，过滤器3的形状不限于圆形，也可以是多边形、其他形状。

在浓缩容器1的上方配置有使过滤器3向面外振动的振动装置5。振动装置5的位置不限于浓缩容器1的上方，但是振动装置5为了不淋到藻水10或过滤水12的飞沫并且容易进行维护，优选位于浓缩容器1的上方。在浓缩容器1的上方开放的情况下，尤其优选。使过滤器3向面外振动是指几乎水平配置的过滤器3的振动中包含垂直分量，有时也包含水平分量向倾斜方向振动。振动装置5典型而言是电磁振动发生器，但也可以是其他的振动发生器。在使用电磁振动发生器作为振动装置5的情况下，以商用电源的电压(100V或200V)及频率(50Hz～60Hz)产生电磁振动即可。过滤器3能够以频率为50Hz～60Hz左右的振动发挥后述的效果，并且不需要用于变换频率的逆变器等，能够简化装置。并且，由于是50Hz～60Hz左右的较低频率，所以不会因振动而损伤藻。另外，振幅例如是0.1～1mm左右。

由振动装置5产生的振动经由连结机构6传递给过滤器3。连结机构6例如由与振动装置5的输出轴结合的垂直方向的杆、以及将杆的振动分散地传递给过滤器框4的过滤器驱动臂45构成。过滤器驱动臂45的上部与杆连结，具备该上部和连结过滤器框4的圆环部分的4个臂。并且，杆的下部与过滤器框4的十字加强板的中央连结。采用这样的结构，将振动力均等地传递给过滤器框4，过滤器3容易均匀地振动。另外，连结机构6的结构不限于此。臂的个数可以是3个，也可以是5个。此外，也可以采用能够将由振动装置5产生的振动传递给过滤器3的其他公知结构。

浓缩容器藻水导入口7配置在浓缩容器1的过滤器3的下方。管路20与浓缩容器藻水导入口7连接，与供给容器导出口19连通。由此，能够将藻水供给容器18的藻水10导入到浓缩容器1中。在供给容器导出口19与浓缩容器藻水导入口7之间的管路20中设置有供给藻水流量计36，用于测量流过管路20从藻水供给容器18流向浓缩容器1的藻水的流量。

浓缩藻水导出口9配置在浓缩容器1的过滤器3的下方。如后所述，从浓缩容器藻水导入口7导入到浓缩容器1中的藻水10由过滤器3过滤，过滤器3的下方空间的藻水是规定尺寸以上的藻经过浓缩后的浓缩藻水13，因此将该浓缩藻水13从浓缩容器1导出。浓缩藻水导出口9与浓缩藻水管路41连接，向下一工序输送浓缩藻水13。

浓缩藻水导出口9与浓缩藻水管路41连接，在浓缩藻水管路41中具备浓缩藻水流量计43，用于测量从藻水浓缩系统100向下一工序输送的浓缩藻水13的流量。此外，具备用于调整从藻水浓缩系统100向下一工序输送的浓缩藻水13的流量的流量调整阀42。由浓缩藻水控制装置44基于由浓缩藻水流量计43测量出的流量，调节流量调整阀42的开度，由此能够调整从浓缩容器1导出的浓缩藻水13的量。即，能够由浓缩藻水流量计43、流量调整阀42、浓缩藻水控制装置44等构成浓缩藻水流量调整装置40。另外，浓缩藻水流量调整装置40的结构不限于此。例如，可以改变浓缩藻水13被输送的前方的高度来调整流量，也可以通过准备多个流路阻力不同的路径，选择适当的路径来调整流量，还能够使用其他公知的流量调整方法。

过滤水排出口8配置在浓缩容器1的过滤器3的上方，将穿过过滤器3的过滤水12从浓缩容器1中排出。但是，如果过滤水排出口8配置在比过滤器3高得多的位置，则过滤器3的上方的过滤水12的重量增加，难以通过振动装置5使过滤器3向面外方向振动。因此，例如配置在比过滤器3高1～5mm的位置，优选配置在高1～2mm的位置。典型而言，管路与过滤水排出口8连接，使过滤水12返回培养池(未图示)。可以将过滤水12用于其他用途，也可以废弃。优选过滤水排出口8使过滤水12以比所需的流量大的流量流过，穿过过滤器3的过滤水12的液面与过滤水排出口8的高度一致。具备用于测量从过滤水排出口8流出的过滤水12的流量的过滤水排水流量计37，将过滤水12的流量发送到浓缩藻水控制装置44。由此，浓缩藻水控制装置44能够计算从浓缩容器1中流出的浓缩藻水13及过滤水12的总流量。

下面，对藻水浓缩系统100的运转进行说明。首先，从培养池将藻水10导入到藻水供给容器18中。然后，从藻水供给容器18将藻水10导入到浓缩容器1中。在浓缩容器1中，导入藻水直到过滤器3浸入藻水10中。另外，使藻水浓缩系统100运转，然后在其停止时，如果过滤器3位于比过滤水12的液面高的位置，则过滤器3暴露在空气中。于是，残留于过滤器3的孔的藻水10产生表面张力。因此，残留于孔的藻水10将孔封闭，进入到过滤器3与过滤器3的下方的浓缩藻水13或藻水10之间的空气不会泄漏。于是，浓缩藻水13或藻水10无法与过滤器3接触。因此，藻水的浓缩运转无法重新开始。即，优选过滤器3总是浸在藻水10或过滤水12中。因此，过滤水排出口8配置在比振动的过滤器3的最高位置高的位置。

在过滤器3浸在藻水10或过滤水12中的状态下，起动振动装置5，使过滤器3振动。通过过滤器3振动，能够防止藻附着于过滤器3，但是振动停止时藻会附着于其上，导致孔封闭。在此之前是运转准备阶段。

在开始运转时，优选使藻水供给容器18中的藻水10的液面22比过滤器3的高度高出规定的水位差23。过滤器3的高度实质上是确定的，因此如参照图2所说明的那样，调整藻水供给容器18中的藻水10的液面22即可。在水位差23过大时，藻水10将过滤器3(包括过滤器框4等)向上方推的力增大。于是，该力从连结机构6向振动装置5传递力，使振动装置5振动而需要较大的驱动力，根据情况不同，振动装置5可能会不工作。相反，在水位差23过小时、或者藻水供给容器18中的藻水10的液面22比过滤器3的高度低时，来自藻水供给容器18的藻水10不会穿过过滤器3。由此，无法进行浓缩容器1中的藻水10的浓缩。因此，规定的水位差23根据藻的种类、过滤器3的孔的大小等条件而不同，多数情况下为100mm～300mm左右。

通过使水位差23保持规定的值，从藻水供给容器18经过管路20，藻水10从浓缩容器藻水导入口7被导入到浓缩容器1中。用供给藻水流量计36测量其流量。将测量出的被导入到浓缩容器1中的藻水10的流量发送到浓缩藻水控制装置44。

被导入到浓缩容器1中的藻水10的一部分到达过滤器3。藻水10中尺寸比过滤器3的孔小的藻、其他浮游物质及水11穿过孔作为过滤水12流向过滤器3的上方。流向过滤器3的上方的过滤水12从过滤水排出口8向浓缩容器1外部排出。其流量由过滤水排水流量计37测量，发送到浓缩藻水控制装置44。

到达过滤器3的藻水10中尺寸比过滤器3的孔大的藻15不能穿过孔，滞留在过滤器3的下方的空间。此时，即使到达过滤器3，由于过滤器3向面外振动，所以被过滤器3反射，不会附着于过滤器3。因此，孔也不会发生堵塞。即，也不需要清洗过滤器3。

这样，尺寸比过滤器3的孔小的藻、其他浮游物质及水11穿过孔作为过滤水12流向过滤器3的上方，尺寸大于孔的藻15滞留在过滤器3的下方的空间内，因此在过滤器3的下方的空间内生成规定尺寸以上的藻被浓缩后的浓缩藻水13。过滤器3的下方的空间的浓缩藻水13由浓缩藻水流量调整装置40调整流量，并且从浓缩藻水导出口9导出，输送到下一工序、例如干燥工序或油分提取工序。另外，从浓缩藻水导出口9流出的浓缩藻水13的流量由浓缩藻水流量计43测量，并发送到浓缩藻水控制装置44。

在浓缩藻水控制装置44中，接收由供给藻水流量计36测量出的被导入到浓缩容器1中的藻水10的流量、由过滤水排水流量计37测量出的从浓缩容器1被排出到浓缩容器1外部的过滤水12的流量、以及由浓缩藻水流量计43测量的从浓缩容器1中流出的浓缩藻水13的流量。因此，基于流入到浓缩容器1中的藻水10的流量、从浓缩容器1排出的过滤水12的流量、以及从浓缩容器1中流出的浓缩藻水13的流量，能够计算浓缩容器1的浓缩倍率。也就是说，能够通过浓缩藻水流量调整装置40调整从浓缩容器1中流出的浓缩藻水13的流量，以成为所需浓度的浓缩藻水13。根据藻水浓缩系统100，能够通过连续运转获得所需浓度的浓缩藻水13。并且，根据向浓缩容器1流入的藻水10的流量、从浓缩容器1中流出的过滤水12及浓缩藻水13的流量，能够确认藻水浓缩系统100是否发生泄漏。

浓缩容器1的过滤器3的下方的空间的浓缩藻水13因从浓缩容器藻水导入口7流入的藻水10的流动而被搅拌，浓缩程度也会均匀。然而，根据浓缩容器1的容量、流入的藻水10的流量或流速、藻的尺寸等不同，也存在浓缩程度不均匀的情况。在这种情况下，也可以在浓缩容器1的过滤器3的下方的空间内设置搅拌装置(未图示)。

在上述的说明中，浓缩藻水控制装置44接收由供给藻水流量计36测量出的被导入到浓缩容器1中的藻水10的流量、由过滤水排水流量计37测量出的从浓缩容器1排出到浓缩容器1外部的过滤水12的流量、以及由浓缩藻水流量计43测量的从浓缩容器1中流出的浓缩藻水13的流量，水位控制装置29接收由液面计24测量出的藻水供给容器18的液面。但是，也可以由一个控制装置接收上述所有测量值，进行水位差23的调整和浓缩倍率的调整。

在上述说明中，对由过滤水排水流量计37测量出的从浓缩容器1排出到浓缩容器1外部的过滤水12的流量和由浓缩藻水流量计43测量的从浓缩容器1中流出的浓缩藻水13的流量两方进行了测量，但是也可以仅测量某一方，来调整浓缩倍率。

实施例

使用下述装置，进行藻水的浓缩试验。

(试验装置)

过滤器：孔径30μm的电铸片

过滤器面积：150cm²

振动装置：电磁振动发生器AC100V，50Hz

藻水供给容器的液面与过滤器的水位差：150mm

过滤器的振动：垂直方向、振幅0.5mm、频率50Hz

(试验结果)

过滤速度：(振动中)28cc/cm²/min

(振动停止)振动停止后，1分钟左右过滤水不流动

在以上的试验中可以确认，通过使过滤器向面外振动，过滤水穿过过滤器面，在过滤器停止振动时，过滤水的穿过也停止。用显微镜观察过滤水时，几乎观察不到30μm以上的藻。能够认为通过使过滤器振动，尺寸比过滤器的孔大的藻溅起，而不会附着于过滤器的孔，尺寸比过滤器的孔小的藻及水则穿过过滤器的孔。在停止振动时，藻附着于过滤器的孔而将孔封闭，能够认为过滤水不会穿过过滤器。

下面，参照图5及图6，对过滤器3及振动装置5的另一实施例进行说明。图5是用于说明另一实施例的过滤器3的俯视图，图6是用于说明过滤器3和振动装置5A、5B、5C的概念图。过滤器3本身是图3所示的结构不变更。但是，过滤器框4’具备3个将圆环状的外框4A和中央4C连接的加强板4B。加强板4C以相等的中心角、即120°的间隔配置。另外，在相等的中心角这样的情况下，不需要是严格的等间隔，只要是能够如后述那样使过滤器3的下方的浓缩藻水13产生与过滤器3平行的方向的流动的程度即可。并且，三台振动装置5A、5B、5C经由连结机构6A、6B、6C与各加强板4B连结。

连结机构6A、6B、6C与各加强板4B连结的位置没有特别限定，优选配置在圆周上。该位置可以是加强板4B与圆环状的外框4A的交点(即圆环状的外框4A内)。如果与圆环状的外框4A或靠近的部分连结，则能够以较小的力使过滤器3振动。在与中央4C靠近的位置连结时，即使较小的振动也能够使过滤器3整体振动。

另外，在图5所示的示例中，将连结机构6A、6B、6C与加强板4B的靠近圆环状的外框4A的部分连结。这样，在将连结机构6A、6B、6C与加强板4B的靠近圆环状的外框4A的部分连结时，由于从连结机构6A、6B、6C施加于加强板4B的振动，加强板4B的与外框4A的连接部会产生较大的变形。因此，还设置有连结圆环状的外框4A与加强板4B的交点间的三个第二加强板4D。但是，第二加强板4D不是必须的。

振动装置5A、5B、5C从三相交流电源50接受R相、S相、T相。因此，向振动装置5A、5B、5C供给具有120°的相位差的电流。由此，振动装置5A、5B、5C的振动具有120°的相位差。由此，过滤器框4’及过滤器3以沿着圆周方向波动的方式振动。

由于过滤器框4’及过滤器3以波动的方式振动，所以在过滤器3的下表面，在浓缩藻水13产生与过滤器3平行方向的流动F。其结果，通过平行方向的流动F来防止藻附着于过滤器3的下表面。即，除了上下振动以外，通过平行方向的流动F，能够进一步防止藻的附着。

优选具备用于转换从电源50流向振动装置5A、5B、5C的电流的频率的频率转换器(所谓三相逆变器)52，来改变振动装置5A、5B、5C的振动速度。通过振动装置5A、5B、5C的振动速度变动，来改变与过滤器3平行方向的流动F的流速，还能够改变流动F的强度，能够进一步提高防止藻的附着的功能。

在此前的说明中，对加强板4C的个数为3个并且振动装置5A、5B、5C和连结机构6A、6B、6C均为3台进行了说明，它们只要是3的倍数即可。例如如果过滤器3的面积增大，则也可以使加强板4C的个数为6个、振动装置5和连结机构6均为6台，或者也可以是9个及9台。只要是3的倍数，就能够使用三相交流，对过滤器3施加具有相位差的振动。

此外，为了使过滤器框4’及过滤器3在中央4C附近不弯曲，也可以具备与中央4C连结的过滤器支承机构(未图示)。根据过滤器3的结构，过滤器3在中央4C附近的上下振动变小，可能导致藻的附着，在这种情况下，也可以在过滤器支承机构设置有振动装置，使中央4C振动。在这种情况下，振动频率或相位可以与其他振动装置不同，也可以与某个振动装置相同。通过中央4C进行上下振动，能够防止藻附着于中央4C附近的过滤器3。

下面，参照图7，对本发明的第二实施方式涉及的藻水浓缩系统101进行说明。在藻水浓缩系统101中，相对于此前说明的藻水浓缩系统100，在藻水供给部17的上游侧还具备用于储存含有培养藻的藻水的藻水储存部，将藻水在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间。图7示出在培养池60设置有遮光顶盖64的示例。在培养池60设置有覆盖其上表面、遮挡阳光的遮光顶盖64。遮光顶盖64能够进行开闭，打开时培养池60内射入阳光，关闭时遮断阳光。遮光顶盖64的开闭可以通过遮光顶盖64在铺设于培养池60上的轨道(未图示)上滑动来进行，也可以如照相机的快门那样由多个板在其一端的轴周围摆动来进行开闭，也可以用其他的公知方法进行开闭。

在培养池60设置有使培养池60内产生水流的水流发生器66。通过使培养池60内的水循环，能够使养分均等地遍布，繁殖变得均等，并且使繁殖的藻的分布变得均匀。

在培养池60内，在培养藻的期间，打开遮光顶盖64，培养池60内射入阳光。进一步，使水流发生器66工作而产生水流，并且给予所需的养分来培养藻。在将藻培养到规定程度时，关闭遮光顶盖64而遮光，使水流发生器66停止而成为没有水流的状态，并且不提供养分。即，培养池60用作藻水储存部。然后，在经过规定的时间例如三天至一周左右之后，藻水10从管路68经由泵25被输送到藻水供给部17。

图8示出在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地将含有培养藻的藻水10储存规定的时间的装置的另一示例。在图8所示的示例中，在从培养池60至藻水供给部17的管路68中设置有用于储存藻水10的无压力池62。无压力池62将藻水10在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间。即，其是藻水储存部。在无压力池62设置有覆盖其上表面、用于遮挡阳光的遮光顶盖64。遮光顶盖64的结构与如培养池60那样所进行的说明相同。另外，即使在设置有无压力池62的情况下，水流发生器66也设置在培养池60中。由此，如果停止来自培养池60的藻水10的流入以及向藻水供给部17的藻水的流出，则成为没有水流的状态。通过未图示的泵从培养池60向无压力池62输送藻水10、或者利用高低差输送都可以。在利用高低差输送藻水10的情况下，设置阻止藻水10流动的阀或闸门(未图示)。另外，从培养池60至藻水供给部17的管路68也可以是供藻水10流动的槽。

也可以设置容器作为藻水储存部来取代无压力池62。使容器的盖或顶盖为开闭式即可。容器的形状是任意的。如果使用容器作为藻水储存部，则在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地进行储存会变得容易，并且遮光顶盖64或盖的设置也容易。另一方面，如果采用无压力池62，则能够廉价且较大地制作藻水储存部。

下面，说明藻水浓缩系统101的运转、即对含有培养藻的藻水进行浓缩的方法。首先，在培养池60培养藻。在培养时，可以照射阳光，提供养分，使水流发生器66工作来产生水流而使水循环。在藻成长之后，使藻水10浓缩。

因此，首先，将藻水10在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间。如图7所示，关闭培养池60的遮光顶盖64进行遮光，使水流发生器66停止成为没有水流的状态，并且不提供养分。或者，如图8所示，将藻水10储存在无压力池62中，关闭遮光顶盖64进行遮光，处于没有水流的状态，并且不提供养分。也可以不储存在无压力池62中，而储存在容器中。优选规定的时间为三天至一个月以内。如果储存三天，则粘液基本上消失。为了进一步消除粘液，优选储存五天左右，更优选储存一周。如果储存期间过长，设备的工作状況变差，从经济方面考虑不优选。因此，储存期间例如两周以内、或一周以内、进一步五天以内，优选较短的一方。

将藻水10在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间之后，导入到藻水供给容器18中。藻水10向藻水供给容器18的导入可以由未图示的泵进行，也可以利用高低差进行。

将藻水10导入到藻水供给容器18中之后的运转与藻水浓缩系统100的运转相同，因此省略重复的说明。另外，通过将藻水10在遮断光且没有水流的状态下不提供养分地储存规定的时间，也能够消除藻的粘液，因此不会因粘液而使过滤器3产生堵塞。因此，孔也不会产生堵塞。即，也不需要清洗过滤器3。由此，即使是容易分泌粘液的藻，也能够适于对藻水进行浓缩。