電場を利用した微細藻類回収法の開発

Research Project

Project/Area Number	10750558
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	反応・分離工学
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	山端景子大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (70273612)
Project Period (FY)	1998 – 1999
Project Status	Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help	¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000) Fiscal Year 1999: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000) Fiscal Year 1998: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords	微細藻類 / 回収 / 電気浸透脱水 / ζ電位 / 界面動電特性 / 電気泳動速度 / キャピラリー電気泳動法 / ろ過特性 / 濾過特性
Research Abstract	【微細藻類の形状】Chlorella pyrenoidosaの増殖phaseと細胞経の関係を明らかにした。吸光度、細胞数濃度ともに一定となる期間の細胞経は分布、平均経(4.4μm)とも変化せず、この期間の藻体を用いることで、電気浸透脱水実験に供する藻体の性状を一定に保つことを可能とした。【表面電荷特性】pHに対する藻体の凝集分散状態を沈降法により測定し、表面電荷特性に関する知見を得た。pH4以下で藻体は凝集しはじめ、pH3〜pH2において凝集が大きく進行することにより、等電点はpH3〜pH2において存在すると考えられる。また、藻体のζ電位を電気泳動速度測定より明らかにした。μmスケールの藻体の真の電気泳動速度を測定するため、垂直型キャピラリー電気泳動装置を製作した。均一な経(平均経2.3μm)のSiO2粒子を用いた測定により、μmスケールの粒子の真の電気泳動速度の測定法を確立した。溶液pHを変化させた電気泳動速度測定より藻体はpH8〜pH5の範囲で負のζ電位をもち、その絶対値はpHの低下とともに減少することがわかった。以上、本藻はpH8〜4において負に荷電し、pH3〜pH2に等電点をもつ。【電気浸透脱水】アクリル製円筒型電気浸透脱水装置を製作し、圧力濾過と電気浸透脱水の比較を行った。電気浸透脱水により脱水所用時間は1/3にまで短縮され、回収藻体の含水率は低下し、ほぼ固形状での回収が達成された。また、内部の可視化による電気浸透脱水時の藻体の挙動観察により、藻体の電気泳動により濾材の閉塞緩和が成されていることが示唆された。藻体の濾過特性評価、またRuth色に基づき電気浸透流速度の評価を行い、電気浸透脱水における界面動電現象効果を明らかにした。電気浸透効果が発現する藻体濃度が存在するため、圧力電場併用脱水では、濾滓が形成されると電場効果が発現し、圧力脱水に代わり電気浸透脱水が効果を発揮した。電気浸透脱水効果は圧力脱水効果が減衰する脱水後期にその寄与分が大きくなることから回収技術としての利用価値は高いといえる。