液体取出装置および流体除去方法
【課題】混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制する。
【解決手段】液体取出装置２０は、収容部４５０と、濾過取出部４５２とを備える。収容部４５０は混合物および超臨界流体を収容する。混合物は固体成分と液体成分とを含む。濾過取出部４５２は、収容部４５０内の混合物を濾過することにより、混合物から液体成分の一部を取出す。液体取出装置２０は加圧部をさらに備える。加圧部は、濾過取出部４５２が混合物を濾過する際に混合物へ圧力を加えるよう濾過取出部４５２を加圧する。
【解決手段】液体取出装置２０は、収容部４５０と、濾過取出部４５２とを備える。収容部４５０は混合物および超臨界流体を収容する。混合物は固体成分と液体成分とを含む。濾過取出部４５２は、収容部４５０内の混合物を濾過することにより、混合物から液体成分の一部を取出す。液体取出装置２０は加圧部をさらに備える。加圧部は、濾過取出部４５２が混合物を濾過する際に混合物へ圧力を加えるよう濾過取出部４５２を加圧する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体取出装置および流体除去方法に関し、特に、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる液体取出装置および流体除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ナノ粒子の製造方法を開示する。この方法は、分散液の溶媒を超臨界流体に置換する工程と、その超臨界流体を気化させる工程とを有する。この分散液は、粒子が溶媒中に分散されているものである。この超臨界流体は、常温常圧で気体である。特許文献１に開示された方法によれば、工業的に有用な乾燥したナノ粒子を製造できる。また、特許文献１に開示された方法によれば、次に述べる効果も得られる。第１の効果は、ナノ粒子を従来よりもよく洗浄できるという効果である。第２の効果は、ナノ粒子を従来よりもよく乾燥できるという効果である。第３の効果は、乾燥中のナノ粒子が外部に暴露されることを防止できるという効果である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６０５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示され方法には、超臨界流体への置換の際に多くのエネルギを消費するという問題点がある。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる液体取出装置および流体除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図面を参照し本発明の液体取出装置を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、液体取出装置２０は混合物から液体成分の一部を取出す。混合物は固体成分と液体成分とを含む。液体取出装置２０は、収容部４５０と、濾過取出部４５２と、加圧部１８２とを備える。収容部４５０は混合物および超臨界流体を収容する。濾過取出部４５２は、収容部４５０内の混合物を濾過することにより、混合物から液体成分の一部を取出す。加圧部１８２は、濾過取出部４５２が混合物を濾過する際に混合物へ圧力を加える。
【０００７】
物質を超臨界流体にするためには多くのエネルギを必要とする。液体成分を超臨界流体に置換するためにはその液体成分の量に応じた超臨界流体が必要である。液体成分の量に応じた超臨界流体が必要であるということは、液体成分の量に応じた多くのエネルギが必要であるということである。これが、多くのエネルギを消費する原因である。濾過取出部４５２が液体成分の一部を超臨界流体への置換前に混合物から取出すことで、そうしない場合に比べ、超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくすることができる。取り出される液体成分の量は特に限定されない。例えば、その量は、液体成分が取り出された後の混合物中の固体成分に凝集が起きない程度の量であってもよい。超臨界流体によって置換される液体成分の量が少なくなると、超臨界流体を生成するために消費されるエネルギの量も少なくなる。混合物から液体成分を取出す際、濾過取出部４５２が混合物へ圧力を加えておくと、濾過取出部４５２が圧力を加えない場合に比べ、次に述べる効果が生じる。その効果とは、濾過後に混合物中に残った液体成分を超臨界流体に置換する際、その超臨界流体が一度超臨界流体でなくなってから再度超臨界状態となるために必要なエネルギを少なくできるという効果である。収容部４５０内の圧力が超臨界流体の圧力を下回っていれば、収容部４５０内に超臨界流体を流入させた際、超臨界流体の圧力が低下する。圧力が低下すると超臨界流体が気体になることがある。この気体を再度超臨界流体にするためには、少なくともその気体に圧力を加える必要がある。収容部４５０内の圧力が低ければ低いほど、その気体を再度超臨界流体にするためには大きな圧力を追加する必要がある。濾過取出部４５２が混合物へ圧力を加えておくと、濾過取出部４５２が圧力を加えない場合に比べ、収容部４５０内の平均圧力を高くすることができる。収容部４５０内の平均圧力が高ければ、その気体を再度超臨界流体にするために追加しなければならない圧力は小さくなる。場合によっては、収容部４５０内に入った超臨界流体が気体とならないこともある。追加する圧力が小さければ、その圧力追加のためのエネルギも小さくなる。超臨界流体を生成するためのエネルギと圧力追加のためのエネルギとの消費を抑制できるので、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【０００８】
また、上述した濾過取出部４５２が、濾過材４６２と、再混入防止部４６６とを有していることが望ましい。濾過材４６２は収容部４５０内の混合物を濾過する。再混入防止部４６６は濾過液が混合物へ再混入することを防止する。濾過液は濾過材４６２によって混合物から取出された液体成分である。
【０００９】
混合物への濾過液の再混入を再混入防止部４６６が防止することにより、濾過液が混合物へ容易に再混入する場合に比べ、濾過後の混合物の量を少なくできる。これにより、消費エネルギを抑制できる。
【００１０】
もしくは、上述した再混入防止部４６６が排出管５１０と弁５１２，５１４，５１６，５１８とを有することが望ましい。排出管５１０は濾過液を収容部４５０の外へ排出する。弁５１２，５１４，５１６，５１８は排出管５１０に接続される。
【００１１】
排出管５１０が濾過液を収容部４５０の外へ排出することにより、濾過液が排出されない場合に比べ、濾過液が混合物に再混入する可能性は低下する。濾過液が超臨界流体へ混入する可能性も低下する。超臨界流体には溶解度があるので、濾過液が超臨界流体に混入することは、液体成分の置換のために必要な超臨界流体の量が多くなることを意味する。超臨界流体の量が多くなる可能性が低下することは、消費エネルギの損失が抑えられる可能性が高まることを意味する。また、弁５１２，５１４，５１６，５１８が排出管５１０に接続されることにより、弁５１２，５１４，５１６，５１８が接続されていない場合に比べ、混合物中の液体成分の置換の際、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を容易に維持できる。これにより、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を容易に維持できるので、超臨界流体だった気体を再度超臨界流体にするために追加しなければならない圧力を小さくできる。追加する圧力を小さくできるので、その圧力追加のためのエネルギを小さくできる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００１２】
もしくは、上述した濾過取出部４５２が区画部材４６０をさらに有することが望ましい。区画部材４６０には濾過材４６２が取付けられる。区画部材４６０は収容部４５０内で移動できる。区画部材４６０は収容部４５０内を混合物が収容される空間と混合物の浸入が抑えられる空間とに区画する。この場合、加圧部１８２が、区画部材４６０に力を加えることにより、濾過取出部４５２を介して混合物へ圧力を加える。
【００１３】
濾過取出部４５２が区画部材４６０を有していると、そうでない場合に比べ、混合物から濾過液を取出した後、混合物の体積を抑えることができる。混合物の体積を抑えることができると、置換の際、超臨界流体の量を抑えることができる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００１４】
もしくは、上述した収容部４５０が筒状部４８０を有していることが望ましい。この場合、区画部材４６０は筒状部４８０の内周面に沿って収容部４５０内をスライドする。
【００１５】
本発明の他の局面に従うと、流体除去方法は、置換工程Ｓ３３２と、気化工程Ｓ３４０とを備える。置換工程Ｓ３３２は、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する工程である。混合物は固体成分と液体成分とを含む。気化工程Ｓ３４０は超臨界流体を気化させる工程である。流体除去方法は取出工程Ｓ３２４をさらに備える。取出工程Ｓ３２４は、置換工程Ｓ３３２に先立ち、混合物から液体成分の一部を取出す工程である。
【００１６】
置換工程Ｓ３３２に先立ち取出工程Ｓ３２４において混合物から液体成分の一部を取出すことで、そうしない場合に比べ、超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくすることができる。取り出される液体成分の量は特に限定されない。例えば、その量は、液体成分が取り出された後の混合物中の固体成分に凝集が起きない程度の量であってもよい。超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくできるので、超臨界流体を生成するために消費されるエネルギの量を少なくできる。
【００１７】
また、上述した取出工程Ｓ３２４が、装置２０内で混合物へ圧力を加えながら混合物から液体成分の一部を取出す工程であることが望ましい。この場合、置換工程Ｓ３３２が、装置２０内で液体成分を超臨界流体に置換する段階を有する。
【００１８】
混合物から液体成分を取出す際、装置２０内で混合物へ圧力を加えておき、かつ、装置２０内で液体成分を超臨界流体に置換すると、そうしない場合に比べ、次に述べる効果が生じる。その効果とは、置換工程Ｓ３３２において、その超臨界流体が一度超臨界流体でなくなってから再度超臨界状態となるために必要なエネルギを少なくできるという効果である。装置２０内の圧力が超臨界流体の圧力を下回っていれば、装置２０内に超臨界流体を流入させた際、超臨界流体の圧力が低下する。圧力が低下すると超臨界流体が気体になることがある。この気体を再度超臨界流体にするためには、少なくともその気体に圧力を加える必要がある。装置２０内の圧力が低ければ低いほど、その気体を再度超臨界流体にするためには大きな圧力を追加する必要がある。混合物へ予め圧力を加えておくと、予め圧力を加えない場合に比べ、装置２０内の平均圧力を高くすることができる。装置２０内の平均圧力が高ければ、超臨界流体だった気体を再度超臨界流体にするために追加しなければならない圧力は小さくなる。場合によっては、収容部４５０内に入った超臨界流体が気体とならないこともある。追加する圧力が小さければ、その圧力追加のためのエネルギも小さくなる。超臨界流体を生成するためのエネルギの消費と圧力追加のためのエネルギの消費とを抑えられるので、固体成分と液体成分とを含む混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる流体除去システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる液体取出装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるシリンダユニットの断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる原料受入ユニットの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる精製水供給ユニットと洗浄液供給ユニットとの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる排水一次受入ユニットの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる二酸化炭素供給装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態にかかる二酸化炭素再生装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態にかかる洗浄液再生装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる製品受入ユニットの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかる排水二次受入ユニットとの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態にかかる流体除去方法の手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
〈流体除去システムの構成の説明〉
図１を参照しつつ、本実施形態にかかる流体除去システムの構成を説明する。本実施形態にかかる流体除去システムは、液体取出装置２０と、原料受入ユニット２２と、精製水供給ユニット２４と、洗浄液供給ユニット２６と、排水一次受入ユニット２８と、二酸化炭素供給装置３０と、二酸化炭素再生装置３２と、洗浄液再生装置３４と、チラーユニット３６と、製品受入ユニット３８と、排水二次受入ユニット４０とを備える。
【００２３】
本実施形態における混合物とは、固体成分と液体成分とが混じったものを言う。固体成分の例には、粒子がある。液体成分の例には、水溶液がある。ただし、固体成分および液体成分は特に限定されるものではない。本実施形態における液体取出装置２０は混合物から液体成分の一部を取出す装置である。本実施形態の場合、濾過によりその混合物から液体成分が取出される。原料受入ユニット２２は、図示しない周知の水熱合成装置から混合物を受入れる。原料受入ユニット２２は、その混合物を上澄み部分とそうでない部分とに分離させるユニットでもある。その上澄み部分は排水二次受入ユニット４０に排出される。これにより、上澄み部分が排出されることに伴って、混合物の液体成分の一部はその混合物から取除かれることとなる。上澄み部分が取除かれた混合物は原料受入ユニット２２によって液体取出装置２０に供給される。精製水供給ユニット２４は精製水を液体取出装置２０へ供給する。また、精製水供給ユニット２４は液体取出装置２０から排出された精製水を受入れる。洗浄液供給ユニット２６は液体取出装置２０へ洗浄液を供給する。本実施形態の場合、この洗浄液はエタノールである。排水一次受入ユニット２８は液体取出装置２０から排出された使用済み洗浄液と排水とを受入れる。排水一次受入ユニット２８は洗浄液を洗浄液再生装置３４に排出する。排水一次受入ユニット２８は図示しない流路を介して排水を排水二次受入ユニット４０に排出する。二酸化炭素供給装置３０は二酸化炭素を加熱と加圧とにより超臨界状態にする。二酸化炭素供給装置３０は超臨界状態になった二酸化炭素を液体取出装置２０へ供給する。二酸化炭素再生装置３２は二酸化炭素から液体分を取除く。この二酸化炭素は液体取出装置２０から排出されたものである。液体分が取除かれた二酸化炭素は二酸化炭素供給装置３０へ供給される。洗浄液再生装置３４は使用済み洗浄液から不純物を取除く。本実施形態の場合、不純物は水とヘキシルアミンとを含む。不純物が取除かれた洗浄液は洗浄液供給ユニット２６に供給される。洗浄液再生装置３４は不純物を排水二次受入ユニット４０に排出する。チラーユニット３６は冷水を供給する。チラーユニット３６の具体的構造は周知である。したがってここではその詳細な説明を繰返さない。製品受入ユニット３８は固体成分を受入れる。この固体成分は液体取出装置２０から供給されたものである。本実施形態の場合にはこの固体成分が製品となる。排水二次受入ユニット４０は、原料受入ユニット２２から排出された上澄み液と、排水一次受入ユニット２８から排出された排水と、洗浄液再生装置３４から排出された水およびヘキシルアミン（水とヘキシルアミンとは２層に分離している。下層が水である。上層がヘキシルアミンである。）とを受入れる。排水二次受入ユニット４０はそれらの排水および不純物からヘキシルアミンを抽出する。
【００２４】
〈液体取出装置の構造の説明〉
図２を参照しつつ、本実施形態にかかる液体取出装置２０について説明する。本実施形態にかかる液体取出装置２０は、シリンダユニット１８０と、加圧ポンプ１８２と、精製水供給路逆止弁１８４と、精製水供給路開閉弁１８６と、精製水排出路開閉弁１８８と、精製水排出路逆止弁１９０と、二酸化炭素排出路開閉弁１９２と、圧力トランスミッタ１９４と、二酸化炭素排出路減圧弁１９６と、二酸化炭素排気弁１９８と、二酸化炭素用ニードルバルブ２００とを有する。
【００２５】
シリンダユニット１８０は、原料受入ユニット２２から供給された混合物に対し洗浄処理と乾燥処理とを行う。その構造は後述される。加圧ポンプ１８２はシリンダユニット１８０に対して精製水を供給する。本実施形態において、この精製水は、伝達流体として用いられる。本実施形態における伝達流体とは、後述する区画部材４６０へ圧力を伝達するための流体のことである。精製水供給路逆止弁１８４は精製水供給ユニット２４からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられている。精製水供給路逆止弁１８４は流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路では精製水供給ユニット２４からシリンダユニット１８０へ向かって精製水が流れる。精製水供給路開閉弁１８６も精製水供給ユニット２４からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられている。精製水供給路開閉弁１８６はその流路を開閉する。精製水排出路開閉弁１８８はシリンダユニット１８０から精製水供給ユニット２４へ至る流路に設けられている。精製水排出路開閉弁１８８はその流路を開閉する。精製水排出路逆止弁１９０もシリンダユニット１８０から精製水供給ユニット２４へ至る流路に設けられている。精製水排出路逆止弁１９０は流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路ではシリンダユニット１８０から精製水供給ユニット２４へ向かって精製水が流れる。二酸化炭素排出路開閉弁１９２はシリンダユニット１８０から二酸化炭素再生装置３２へ至る流路に設けられている。二酸化炭素排出路開閉弁１９２はその流路を開閉する。圧力トランスミッタ１９４は、その流路の圧力ひいてはシリンダユニット１８０内の圧力を検知する。二酸化炭素排出路減圧弁１９６は二酸化炭素排出路開閉弁１９２を通過した二酸化炭素の圧力を低下させる。二酸化炭素排気弁１９８はシリンダユニット１８０から液体取出装置２０の外へ至る流路に設けられている。二酸化炭素排気弁１９８はその流路を開閉する。二酸化炭素用ニードルバルブ２００もその流路に設けられている。二酸化炭素用ニードルバルブ２００は二酸化炭素排気弁１９８が開いた時の二酸化炭素の放出量を調整する。
【００２６】
図３は本実施形態にかかるシリンダユニット１８０の断面図である。図３を参照しつつ、本実施形態にかかるシリンダユニット１８０の構造を説明する。本実施形態にかかるシリンダユニット１８０は、収容部４５０と、濾過取出部４５２と、伝達流体管４５４と、混合物管４５６と、二酸化炭素供給管４５８と、二酸化炭素排出管４５９とを備える。収容部４５０は、上述した混合物と精製水と洗浄液とを収容する。収容部４５０は、混合物の濾過後、その混合物と共に超臨界流体を収容する。本実施形態において、その超臨界流体は超臨界状態の二酸化炭素である。濾過取出部４５２は、収容部４５０内の混合物を濾過するものである。これにより、濾過取出部４５２は、その混合物から液体成分を取出すこととなる。また、濾過取出部４５２は、固体成分を収容部４５０内に残留させることとなる。また、濾過取出部４５２は、収容部４５０の中を流体室４７０と混合物室４７２とに区切る。流体室４７０は精製水が出入りする空間である。流体室４７０には、漏れを除けば、混合物が入ることはない。すなわち、流体室４７０は、混合物の浸入が抑えられる空間である。混合物室４７２は混合物と超臨界流体とが出入りする空間である。混合物室４７２には、洗浄のために洗浄液（すなわち、本実施形態の場合にはエタノール）も出入りする。伝達流体管４５４は流体室４７０と連通する。精製水は伝達流体管４５４を通過して流体室４７０に流入したり流体室４７０から流出したりする。混合物管４５６は混合物室４７２と連通する。混合流体は混合物管４５６を通過して混合物室４７２に流入する。二酸化炭素供給管４５８は混合物室４７２と連通する。超臨界状態の二酸化炭素は二酸化炭素供給管４５８を通過して混合物室４７２に流入する。二酸化炭素排出管４５９は、液体成分を超臨界流体に置換する際に、混合物室４７２と連通する。また、二酸化炭素排出管４５９は二酸化炭素排出路開閉弁１９２に連通する。これにより、液体成分を超臨界流体に置換する際に、超臨界状態の二酸化炭素は二酸化炭素排出管４５９を通過して混合物室４７２から流出する。
【００２７】
収容部４５０は、筒状部４８０と、プラグ４８２と、密封リング４８４とを有する。本実施形態にかかる筒状部４８０は断面が円形の部材である。この筒状部４８０は底部４９０と口部４９２とを有する。底部４９０には混合物路４９４と二酸化炭素流入路４９６とが設けられている。上述した混合物管４５６は混合物路４９４を介して混合物室４７２と連通する。つまり、混合物路４９４から混合物が出入りする。上述した二酸化炭素供給管４５８は二酸化炭素流入路４９６を介して混合物室４７２と連通する。つまり、二酸化炭素流入路４９６から超臨界状態の二酸化炭素が流入する。また、筒状部４８０には二酸化炭素排出路４９８が設けられている。上述した二酸化炭素排出管４５９は二酸化炭素排出路４９８を介して収容部４５０内部と連通する。つまり、二酸化炭素排出路４９８から超臨界状態の二酸化炭素が流出する。プラグ４８２は、筒状部４８０の口部４９２の奥に挿入される。プラグ４８２の中心には管スライド孔５００が設けられている。後述する排出管５１０はその管スライド孔５００を貫通する。その管スライド孔５００にはシール５０２が形成されている。そのシール５０２があるので、管スライド孔５００の内周面と排出管５１０の外周面との隙間からの漏液が抑えられている。また、プラグ４８２には、伝達流体路５０４も設けられている。上述した伝達流体管４５４は伝達流体路５０４を介して流体室４７０と連通する。つまり、伝達流体路５０４から精製水が出入りする。密封リング４８４は環状の部材である。伝達流体管４５４と排出管５１０とはその中を貫通する。密封リング４８４の外周面にはおねじが形成されている。筒状部４８０の口部４９２の内周面にはめねじが形成されている。プラグ４８２が収容されている状態で密封リング４８４のおねじを筒状部４８０の口部４９２の内周面のめねじにねじ込むことにより、密封リング４８４は筒状部４８０に取付けられる。このような構造となっているので、排出管５１０は収容部４５０を貫通することとなる。
【００２８】
濾過取出部４５２は、区画部材４６０と、濾過材４６２と、保護材４６４と、再混入防止部４６６とを有する。区画部材４６０には濾過材４６２が取付けられる。区画部材４６０は筒状部４８０の内周面に沿って収容部４５０内をスライドする。濾過取出部４５２のうち区画部材４６０が収容部４５０内を流体室４７０と混合物室４７２とに区画する。濾過材４６２は収容部４５０内の混合物を濾過する。濾過材４６２そのものの材質および構造は周知である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。保護材４６４は濾過材４６２が後述するマグネチックスターラ回転子６００によって損傷を受けることを防ぐ。本実施形態の場合、保護材４６４の中央部分に孔が設けられている。混合物はその孔を通って濾過取出部４５２の中に入る。再混入防止部４６６は濾過液が混合物に再混入することを防止する。
【００２９】
再混入防止部４６６は、排出管５１０と、洗浄液供給路逆止弁５１２と、洗浄液供給路開閉弁５１４と、排水排出路開閉弁５１６と、排水排出路逆止弁５１８とを有する。排出管５１０は濾過液を収容部４５０の外へ排出する。排出管５１０は区画部材４６０に取付けられている。これにより、排出管５１０は、区画部材４６０と共に移動することとなる。排出管５１０は濾過材４６２と区画部材４６０との隙間に連通している。これにより、濾過材４６２を通過した濾過液は排出管５１０内に入る。排出管５１０はその濾過液を通過させる。洗浄液供給路逆止弁５１２は洗浄液供給ユニット２６からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。洗浄液供給路逆止弁５１２はその流路における流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路では洗浄液供給ユニット２６からシリンダユニット１８０へ向かって洗浄液が流れる。洗浄液供給路開閉弁５１４も洗浄液供給ユニット２６からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。洗浄液供給路開閉弁５１４はその流路を開閉する。排水排出路開閉弁５１６はシリンダユニット１８０から排水一次受入ユニット２８へ至る流路に設けられる。排水排出路開閉弁５１６はその流路を開閉する。排水排出路逆止弁５１８もシリンダユニット１８０から排水一次受入ユニット２８へ至る流路に設けられる。排水排出路逆止弁５１８はその流路における流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路ではシリンダユニット１８０から排水一次受入ユニット２８へ向かって排水が流れる。洗浄液供給路逆止弁５１２と、洗浄液供給路開閉弁５１４と、排水排出路開閉弁５１６と、排水排出路逆止弁５１８とは排出管５１０に接続されている。これらが設けられていることにより、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を維持できる。
【００３０】
なお、排出管５１０にはしるし５２０が取付けられている。また、密封リング４８４にはブラケット５３０が取付けられている。ブラケット５３０に第１近接センサ５４０と第２近接センサ５４２と第３近接センサ５４４とが取付けられている。第１近接センサ５４０と第２近接センサ５４２と第３近接センサ５４４とが排出管５１０のしるし５２０を検知することにより、収容部４５０内部における濾過取出部４５２の位置を検知することができる。本実施形態の場合、第３近接センサ５４４の位置は第１近接センサ５４０と第２近接センサ５４２との間である限り任意に設定可能である。
【００３１】
なお、本実施形態の場合、シリンダユニット１８０内には、マグネチックスターラ回転子６００が収容されている。マグネチックスターラ回転子６００が収容されているのは、混合物が含む固体成分の沈殿を防止するためである。また、本実施形態の場合、シリンダユニット１８０は、図示しない２つの圧力センサを有する。それらの圧力センサの一方は流体室４７０内部の圧力を検知する。それらの圧力センサの他方は混合物室４７２内部の圧力を検知する。
【００３２】
〈原料受入ユニットの構造の説明〉
図４は本実施形態にかかる原料受入ユニット２２の構成を示す図である。図４を参照しつつ、本実施形態にかかる原料受入ユニット２２の構成を説明する。原料受入ユニット２２は、原料受入槽２１０と、撹拌機２１２と、上澄排出路開閉弁２１４と、混合物供給ポンプ２１６と、混合物供給路開閉弁２１８と、混合物排出路開閉弁２２０と、混合物レベルセンサ２２２と、濁度センサ２２４とを有する。原料受入槽２１０は原料を一時的に蓄える。本実施形態における「原料」とは上述した混合物のことである。撹拌機２１２は原料受入槽２１０内部の上述した混合物を撹拌する。これにより、上澄みが取除かれた後の混合物が撹拌されることとなる。上澄排出路開閉弁２１４は原料受入槽２１０から排水二次受入ユニット４０へ至る流路に設けられる。上澄排出路開閉弁２１４はその流路を開閉する。上澄排出路開閉弁２１４が開いている時、上述した上澄みは排水二次受入ユニット４０へ排出されることとなる。混合物供給ポンプ２１６は上述した混合物（上澄みが取除かれたもの）をシリンダユニット１８０へ供給する。混合物供給路開閉弁２１８は混合物供給ポンプ２１６からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。混合物供給路開閉弁２１８はその流路を開閉する。混合物排出路開閉弁２２０は混合物供給ポンプ２１６から排水二次受入ユニット４０へ至る流路に設けられる。混合物排出路開閉弁２２０はその流路を開閉する。混合物レベルセンサ２２２は原料受入槽２１０内部における混合物の量を検知する。濁度センサ２２４は原料受入槽２１０のうち、上澄み液の吸込口付近に配置される。濁度センサ２２４は上澄み液の濁度を検知する。
【００３３】
〈精製水供給ユニットの構成の説明〉
図５は本実施形態にかかる精製水供給ユニット２４と洗浄液供給ユニット２６との構成を示す図である。図５を参照しつつ、精製水供給ユニット２４の構成について説明する。精製水供給ユニット２４は、精製水貯槽２３０を有する。精製水貯槽２３０は精製水を貯える。この精製水がシリンダユニット１８０へ供給される。
【００３４】
〈洗浄液供給ユニットの構成の説明〉
図５を参照しつつ、洗浄液供給ユニット２６の構成について説明する。洗浄液供給ユニット２６は、洗浄液貯槽２４０と、洗浄液供給ポンプ２４２と、供給路切替弁２４４とを有する。洗浄液貯槽２４０は洗浄液を貯える。洗浄液供給ポンプ２４２は原則として洗浄液をシリンダユニット１８０に供給する。本実施形態にかかる流体除去システムにおいて、洗浄液供給ポンプ２４２は精製水も供給できる。供給路切替弁２４４は流路を切替える。この切替えにより、洗浄液供給ポンプ２４２が供給するものが精製水か洗浄液かが確定する。
【００３５】
〈排水一次受入ユニットの構成の説明〉
図６は本実施形態にかかる排水一次受入ユニット２８の構成を示す図である。図６を参照しつつ、排水一次受入ユニット２８の構成について説明する。排水一次受入ユニット２８は、排水貯槽２５０と、洗浄排水貯槽２５２と、受入路切替弁２５４とを有する。排水貯槽２５０は排水となった精製水を貯える。洗浄排水貯槽２５２は使用済み洗浄液を貯える。受入路切替弁２５４は流路を切替える。これにより、シリンダユニット１８０から排出された液体が排水貯槽２５０に流入するのか洗浄排水貯槽２５２に流入するのかが確定する。
【００３６】
〈二酸化炭素供給装置の構成の説明〉
図７は本実施形態にかかる二酸化炭素供給装置３０の構成を示す図である。図７を参照しつつ、二酸化炭素供給装置３０の構成について説明する。二酸化炭素供給装置３０は、追加冷却器２６０と、二酸化炭素供給ポンプ２６２と、加熱装置２６４と、二酸化炭素供給路開閉弁２６６とを有する。追加冷却器２６０は、二酸化炭素再生装置３２から供給された二酸化炭素を冷却する。追加冷却器２６０が二酸化炭素を冷却するのは、二酸化炭素再生装置３２から供給された二酸化炭素が流路の外部から受けた熱を除去する（その結果として二酸化炭素をいったん液化させる）ためである。二酸化炭素供給ポンプ２６２は二酸化炭素に圧力を加える。加熱装置２６４は二酸化炭素を加熱する。これにより、二酸化炭素は超臨界状態となる。二酸化炭素供給路開閉弁２６６は加熱装置２６４からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。二酸化炭素供給路開閉弁２６６はこの流路を開閉する。
【００３７】
〈二酸化炭素再生装置の構成の説明〉
図８は本実施形態にかかる二酸化炭素再生装置３２の構成を示す図である。図８を参照しつつ、二酸化炭素再生装置３２の構成について説明する。二酸化炭素再生装置３２は、 分離器２７０と、液化冷却器２７２と、二酸化炭素回収器２７４と、二酸化炭素補充路２７６と、排水用減圧弁２７８と、排水用開閉弁２８０と、排水レベルセンサ２８２とを有する。分離器２７０は、液体取出装置２０から排出された二酸化炭素を排水と気体の二酸化炭素とに分離する。液化冷却器２７２は分離器２７０から排出された二酸化炭素を冷却する。これによりその二酸化炭素の少なくとも一部は液化する。二酸化炭素回収器２７４は、液化冷却器２７２から排出された二酸化炭素のうち液体のものを回収する。二酸化炭素補充路２７６はガスボンベ７００に予め貯えられている液化二酸化炭素を二酸化炭素回収器２７４へ供給する。これにより二酸化炭素が補充される。排水用減圧弁２７８は排水の圧力を減圧する。排水用開閉弁２８０は分離器２７０から洗浄液再生装置３４へ至る流路に設けられる。排水用開閉弁２８０はその流路を開閉する。排水レベルセンサ２８２は分離器２７０内の排水の水位を検知する。なお、二酸化炭素補充路２７６は補充路用減圧弁２７７と補充路開閉弁２７９とを有する。補充路用減圧弁２７７はガスボンベ７００の圧力を減圧する。補充路開閉弁２７９は二酸化炭素補充路２７６を開閉する。
【００３８】
〈洗浄液再生装置の構成の説明〉
図９は本実施形態にかかる洗浄液再生装置３４の構成を示す図である。図９を参照しつつ、洗浄液再生装置３４の構成について説明する。洗浄液再生装置３４は、蒸留装置２９０と、廃熱利用油熱交換器２９２と、電気熱交換器２９４と、覗き窓２９８と、冷水熱交換器３００と、冷水路開閉弁３０２と、排水開閉弁３０４とを有する。蒸留装置２９０は排水を蒸留する。上述したとおり、本実施形態にかかる洗浄液はエタノールである。洗浄液がエタノールなので、排水を加熱するとそのエタノールは蒸留されることとなる。これにより洗浄液の再生が可能となる。廃熱利用油熱交換器２９２は高温の油の熱（この熱は熱源７１０から発生した廃熱である）を蒸留装置２９０に供給する。電気熱交換器２９４は電力から得られた熱を蒸留装置２９０に供給する。覗き窓２９８は蒸留によって気化したエタノールの流路を人が覗くためのものである。冷水熱交換器３００は気化したエタノールから冷水によって熱を奪う。これによりエタノールは液化する。冷水熱交換器３００で利用される冷水はチラーユニット３６から供給される。冷水路開閉弁３０２はエタノールの流路を開閉する。排水開閉弁３０４は蒸留装置２９０から排水二次受入ユニット４０へ至る流路に設けられる。排水開閉弁３０４はその流路を開閉する。
【００３９】
〈製品受入ユニットの構成の説明〉
図１０は本実施形態にかかる製品受入ユニット３８の構成を示す図である。図１０を参照しつつ、製品受入ユニット３８の構成について説明する。製品受入ユニット３８は、製品受入槽３１０と、排気ポンプ３１２と、リーク弁３１４と、製品排出路開閉弁３１６と、製品受入路開閉弁３１８と、製品レベルセンサ３２０とを有する。製品受入槽３１０は製品を一時的に貯える。この製品は製品受入槽３１０から容器７０２へ供給される。排気ポンプ３１２は製品受入槽３１０から気体を排出する。リーク弁３１４は製品受入槽３１０の内部と外部とを連通させる流路に設けられる。リーク弁３１４はその流路を開閉する。これにより、気圧が低下した製品受入槽３１０の内部へその外部から大気が流入することとなる。大気が流入するので、製品受入槽３１０の内部の気圧は大気圧に等しくなる。製品排出路開閉弁３１６は製品受入槽３１０から製品の排出口へ至る流路に設けられる。製品排出路開閉弁３１６はその流路を開閉する。製品受入路開閉弁３１８はシリンダユニット１８０から製品受入槽３１０へ至る流路に設けられる。製品受入路開閉弁３１８はその流路を開閉する。製品レベルセンサ３２０は製品受入槽３１０における製品の量を検知する。
【００４０】
〈排水二次受入ユニットの構成の説明〉
図１１は本実施形態にかかる排水二次受入ユニット４０の構成を示す図である。図１１を参照しつつ、排水二次受入ユニット４０の構成について説明する。排水二次受入ユニット４０は、排水分離槽３３０と、分離水水路開閉弁３３２と、有機物貯槽３３４と、廃水貯槽３３６と、有機物排出バルブ３３８とを有する。排水分離槽３３０は排水を一時的に貯える。その間に排水から有機物（本実施形態の場合にはヘキシルアミン）が上澄みとして分離する（本実施形態の場合にはこの有機物が修飾剤として用いられる）。分離水水路開閉弁３３２は排水分離槽３３０から廃水貯槽３３６に至る流路に設けられる。分離水水路開閉弁３３２はその流路を開閉する。この流路には上澄みが分離した後の排水が流れる。有機物貯槽３３４は排水分離槽３３０において上澄みとして分離した有機物（ヘキシルアミン）を貯える。廃水貯槽３３６は上澄みが分離した後の排水を貯える。また、廃水貯槽３３６は原料受入ユニット２２から排出された排水も貯える。有機物排出バルブ３３８は、排水分離槽３３０から有機物貯槽３３４に至る流路に設けられる。有機物排出バルブ３３８はその流路を開閉する。これにより、排水分離槽３３０に有機物（ヘキシルアミン）が貯まると、排水分離槽３３０において分離されたその有機物を有機物貯槽３３４に蓄えることができる。
【００４１】
〈流体除去方法の説明〉
図１２は本実施形態にかかる流体除去方法の手順を示す図である。図１２を参照しつつ、本実施形態にかかる流体除去方法について説明する。なお、本実施形態にかかる流体除去システムは制御を必要とする。その制御は手動によるものであってもシーケンサなどによる自動制御であっても手動制御と自動制御との併用であってもよい。以下の説明では、図示しないシーケンサによる自動制御と手動制御との併用を行う場合につき説明する。
【００４２】
Ｓ３２０にて、上述した水熱合成装置から原料である混合物が排出される。その混合物は原料受入槽２１０に流入する。この時、撹拌機２１２は停止状態とする。混合物の固体成分が沈降するのを待つためである。その後、濁度センサ２２４が上澄み液の濁度を検知する。濁度センサ２２４は、検知した濁度を示す信号をシーケンサに送信する。固体成分が沈降した結果その検知された濁度が所定の値を下回っていた場合（上澄み液が澄んでいた場合）、および、混合物の液量が所定の量以上である場合（この場合、濁度は問題とされない）、シーケンサは、上澄排出路開閉弁２１４が流路を開くようこれを制御する。これにより、上澄み液は廃水貯槽３３６に排出される。これと並行して、混合物レベルセンサ２２２は原料受入槽２１０内部における混合物の液量を検知する。混合物レベルセンサ２２２は、自らが検知した混合物の液量を示す信号をシーケンサに送信する。
【００４３】
Ｓ３２２にて、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排出路開閉弁１９２が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排気弁１９８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、混合物供給路開閉弁２１８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、混合物排出路開閉弁２２０が流路を開くようこれを制御する。また、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６から排水貯槽２５０までが通じるように受入路切替弁２５４を制御する。これらの弁が制御されると、シーケンサは、加圧ポンプ１８２が起動するようこれを制御する。起動した加圧ポンプ１８２は、精製水貯槽２３０の精製水をシリンダユニット１８０の伝達流体管４５４内に供給する。その精製水は伝達流体管４５４を経て流体室４７０内に流入する。これにより、当初は流体室４７０内部のエア抜きが行われる。その後、濾過取出部４５２は精製水に押されて筒状部４８０の底部４９０方向へ移動する。その後、第１近接センサ５４０がしるし５２０を検知すると、第１近接センサ５４０はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは加圧ポンプ１８２が停止するようこれを制御する。加圧ポンプ１８２が停止すると濾過取出部４５２の動きも止まる。その後、シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を閉じるようこれを制御する。精製水供給路開閉弁１８６が閉じると、シーケンサは、撹拌機２１２が起動するようこれを制御する。撹拌機２１２が起動することにより、原料受入槽２１０内部の混合物は撹拌される。撹拌機２１２が起動すると、シーケンサは、混合物供給ポンプ２１６が起動するようこれを制御する。また、シーケンサは、混合物供給路開閉弁２１８が流路を開くようこれを制御する。また、シーケンサは、混合物排出路開閉弁２２０が流路を閉じるようこれを制御する。また、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くようこれを制御する。混合物供給ポンプ２１６が起動し、混合物供給路開閉弁２１８が開き、混合物排出路開閉弁２２０が閉じ、洗浄液供給路開閉弁５１４が閉じ、排水排出路開閉弁５１６が開き、かつ、精製水排出路開閉弁１８８が開くと、原料受入槽２１０内の混合物はシリンダユニット１８０の混合物室４７２内へ供給される。混合物室４７２内へ供給された混合物のうち液体成分の一部は、濾過取出部４５２の濾過材４６２を通過して排出管５１０内に移動する。移動したその液体成分は最終的に排水貯槽２５０に流入する。混合物のうち固体成分は濾過材４６２に遮られるため混合物室４７２に残留する。また、濾過取出部４５２は混合物に押されることで収容部４５０の内部を移動する。これにより、流体室４７０内にもともとあった精製水は伝達流体管４５４を経て流体室４７０外に流出する。流出した精製水は精製水排出路開閉弁１８８および精製水排出路逆止弁１９０を経て精製水貯槽２３０に戻る。濾過取出部４５２が収容部４５０のプラグ４８２に近づいた結果として第２近接センサ５４２がしるし５２０を検知すると、第２近接センサ５４２はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信した後も、ろ過は継続される。混合物レベルセンサ２２２が所定のレベルに達した時点でシーケンサは排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じるようこれを制御する。なお、混合物供給ポンプ２１６はその起動から所定の時間が経過するとシーケンサによって停止するよう制御される。また、本実施形態の場合、混合物供給ポンプ２１６が起動してから停止するまでの間、マグネチックスターラ回転子６００は動作しない。混合物中の固体成分の沈降を促すためである。沈降を促すことにより、沈降を促さない場合に比べ、混合物の濾過が容易になる。混合物供給ポンプ２１６が停止すると、シーケンサは、混合物供給路開閉弁２１８が流路を閉じるようこれを制御する。
【００４４】
Ｓ３２４にて、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、加圧ポンプ１８２が起動するようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を開くようこれを制御する。精製水供給路開閉弁１８６が開くと、精製水はシリンダユニット１８０の伝達流体管４５４を経て流体室４７０内に流入する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６から排水貯槽２５０までが通じるように受入路切替弁２５４を制御する。加圧ポンプ１８２が精製水を供給することによりシリンダユニット１８０の区画部材４６０に力が加えられる。力が加えられた濾過取出部４５２は筒状部４８０の底部４９０方向へ移動する。濾過取出部４５２の移動に伴い、混合物は濾過材４６２により濾過される。取出された液体成分は排出管５１０内に移動する。移動したその液体成分は最終的に排水貯槽２５０に流入する。その濾過により、混合物から液体成分が取出される。その際、濾過取出部４５２を介して混合物に圧力が加えられる。液体成分が取出されたことにより、混合物室４７２には固体成分とわずかの液体成分とが残留する。混合物供給ポンプ２１６が停止してから混合物の濾過が終わるまでの間も、マグネチックスターラ回転子６００は停止したままである。混合物の沈降を促すためである。その後、第１近接センサ５４０がしるし５２０を検知すると、第１近接センサ５４０はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を閉じるようこれを制御する。また、シーケンサは加圧ポンプ１８２が停止するようこれを制御する。これにより、混合物の濾過が終了する。この説明から明らかなように、本実施形態において、加圧ポンプ１８２は、濾過取出部４５２が混合物を濾過する際に濾過取出部４５２を介して混合物へ圧力を加えている。
【００４５】
Ｓ３２６にて、シーケンサは、洗浄液供給ポンプ２４２が起動するようこれを制御する。また、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を開くようこれを制御する。また、シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くようこれを制御する。洗浄液供給ポンプ２４２が起動し、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を開き、排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じ、かつ、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くと、洗浄液がシリンダユニット１８０の排出管５１０と濾過材４６２と保護材４６４とを経て混合物室４７２内に流入する。これに伴い、濾過取出部４５２は洗浄液に押されて筒状部４８０の口部４９２方向へ移動する。これと同時に、シーケンサは、マグネチックスターラ回転子６００が起動するようこれを制御する。これにより、液体成分が取出された後の混合物と洗浄液とが混合される。その後、第３近接センサ５４４がしるし５２０を検知すると、第３近接センサ５４４はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは洗浄液供給ポンプ２４２が停止するようこれを制御する。洗浄液供給ポンプ２４２が停止すると、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を閉じるようこれを制御する。また、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。その後、マグネチックスターラ回転子６００が起動してから所定の時間が経過すると、シーケンサは、マグネチックスターラ回転子６００が停止するようこれを制御する。
【００４６】
Ｓ３２８にて、シーケンサは、加圧ポンプ１８２が起動するようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を開くようこれを制御する。精製水供給路開閉弁１８６が開くことにより、精製水貯槽２３０の精製水は、シリンダユニット１８０の伝達流体管４５４を経て流体室４７０内に流入する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６から洗浄排水貯槽２５２までが通じるように受入路切替弁２５４を制御する。これにより、濾過取出部４５２は精製水に押されて筒状部４８０の底部４９０方向へ移動する。濾過取出部４５２の移動に伴い、濾過材４６２は、混合物室４７２内の流体を濾過する。その濾過により、その流体から洗浄液が取出される。取出された洗浄液は排出管５１０内に移動する。移動したその洗浄液は最終的に洗浄排水貯槽２５２に流入する。その後、第１近接センサ５４０がしるし５２０を検知すると、第１近接センサ５４０はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは加圧ポンプ１８２が停止するようこれを制御する。加圧ポンプ１８２が停止すると、シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を閉じるようこれを制御する。これにより、混合物室４７２内の流体から洗浄液を取出す工程は終了する。この工程により、混合物中の固体成分が洗浄されることとなる。より詳しく述べると、この工程で、固体成分の表面に付着していたヘキシルアミンが洗浄液により除去されたこととなる。
【００４７】
Ｓ３３０にて、シーケンサは、洗浄液を混合物室４７２内へ一旦流入させてから取出すための一連の制御を行う。上述した説明から明らかな通り、この制御は混合物中の固体成分の洗浄を目的としている。そのための具体的な手順はＳ３２６およびＳ３２８と同様なので、ここではその詳細な説明は繰返さない。本実施形態の場合、その一連の制御の繰返し回数は予め定められている。
【００４８】
Ｓ３３２にて、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排気弁１９８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、混合物排出路開閉弁２２０が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、製品受入路開閉弁３１８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排出路開閉弁１９２が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、チラーユニット３６が起動するようこれを制御する。チラーユニット３６が起動することにより、液化冷却器２７２も追加冷却器２６０も起動する。シーケンサは、補充路開閉弁２７９が二酸化炭素補充路２７６を開くようこれを制御する。補充路開閉弁２７９が二酸化炭素補充路２７６を開くと、ガスボンベ７００内の二酸化炭素は、二酸化炭素補充路２７６と二酸化炭素回収器２７４とを経て二酸化炭素供給装置３０に流入する。二酸化炭素供給装置３０に流入した二酸化炭素は追加冷却器２６０に入る。追加冷却器２６０の中で、二酸化炭素は冷却される。二酸化炭素が冷却されるのは、二酸化炭素供給装置３０に流入するまでに二酸化炭素が外部から受けた熱を二酸化炭素供給ポンプ２６２に入る前に一旦取り除き液体状態の二酸化炭素を確実に送液するためである。二酸化炭素が二酸化炭素供給装置３０に流入すると、シーケンサは、二酸化炭素供給ポンプ２６２が起動するようこれを制御する。二酸化炭素供給ポンプ２６２は、追加冷却器２６０によって冷却された二酸化炭素に圧力を加える。二酸化炭素供給ポンプ２６２により圧力を加えられた二酸化炭素は加熱装置２６４によって加熱される。圧力が加えられ、かつ、加熱されることで、二酸化炭素は超臨界状態となる。超臨界状態となった二酸化炭素すなわち本実施形態における超臨界流体がシリンダユニット１８０の混合物室４７２内に流入する。混合物室４７２内に超臨界流体が流入すると、濾過取出部４５２は超臨界流体に押されることで収容部４５０の内部を移動する。これにより、流体室４７０内にもともとあった精製水は精製水貯槽２３０に戻る。この時、混合物室４７２内に残っていた洗浄液の一部とヘキシルアミンの一部とは超臨界流体に溶解する。濾過取出部４５２が収容部４５０のプラグ４８２に近づいた結果として第２近接センサ５４２がしるし５２０を検知すると、第２近接センサ５４２はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。精製水排出路開閉弁１８８が閉じた後も、二酸化炭素供給ポンプ２６２はシリンダユニット１８０内に超臨界流体を供給する。これにより、混合物室４７２内の圧力は次第に上昇する。圧力トランスミッタ１９４は流路の圧力ひいてはシリンダユニット１８０内の圧力を示す信号を繰り返しシーケンサに送信している。二酸化炭素排出路減圧弁１９６は水とエタノールとヘキシルアミンとを含む二酸化炭素を減圧する。減圧された二酸化炭素は分離器２７０に流入する。分離器２７０の内部において二酸化炭素は気体になる。分離器２７０の内部において水とエタノールとヘキシルアミンとは液体のままである。これにより分離器２７０の内部において気体と液体とが分離することとなる。分離した気体（二酸化炭素）は液化冷却器２７２に流入する。このような状態に達した後、シーケンサは、所定の時間、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を開閉するための制御を続ける。その間、シリンダユニット１８０内の超臨界流体は少しずつ入替る。洗浄液とヘキシルアミンとは超臨界流体に溶解する。これにより、シリンダユニット１８０内の水分とヘキシルアミンと洗浄液とが少しずつ固体成分から取除かれる。超臨界流体に溶解した水分とヘキシルアミンと洗浄液とは超臨界流体と共にシリンダユニット１８０の外に出る。こうして固体成分は洗浄される。同時に固体成分は乾燥する。乾燥した固体成分が製品となる。なお、本実施形態の場合、超臨界流体が入替っている間のシリンダユニット１８０内の圧力は２５メガパスカルである。ただしシリンダユニット１８０内の圧力は特に限定されるものではない。同様に、加熱装置２６４が二酸化炭素の温度を何ケルビンまで上昇させるかということは特に限定されるものではない。本実施形態の場合、それは、二酸化炭素が超臨界状態となる３１３ケルビン（摂氏約４０度）である。
【００４９】
Ｓ３３４にて、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を開閉するための制御を継続した時間が所定の値を超えると、シーケンサは、二酸化炭素供給ポンプ２６２が停止するようこれを制御する。二酸化炭素供給ポンプ２６２が停止すると、シーケンサは、二酸化炭素排出路開閉弁１９２が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、製品受入路開閉弁３１８が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、二酸化炭素排気弁１９８が流路を開くようこれを制御する。二酸化炭素排気弁１９８が流路を開くとこれを通してシリンダユニット１８０内の超臨界流体が液体取出装置２０の外へ放出される。放出された超臨界流体は気化する。その際、超臨界流体の放出速度は二酸化炭素用ニードルバルブ２００で調整する。これにより、超臨界流体をゆっくりと放出することが可能になる。このとき、製品排出路開閉弁３１６は予め流路を閉じている。シーケンサは、リーク弁３１４が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、排気ポンプ３１２をこれが起動するよう制御する。これにより、製品受入槽３１０内部の真空度は次第に高くなる。すなわち製品受入槽３１０内部の気圧は次第に低くなる。排気ポンプ３１２が起動してから所定の時間が経過すると、シーケンサは、製品受入路開閉弁３１８をこれが開くよう制御する。これにより、シリンダユニット１８０内の製品が製品受入槽３１０内に排出される。製品受入槽３１０内に排出された製品の量は製品レベルセンサ３２０が検知する。製品レベルセンサ３２０は、検知した製品の量を示す信号をシーケンサに送信する。シーケンサは、その信号に基づいて製品が製品受入槽３１０内に十分排出されたか否かを判断する。製品が製品受入槽３１０内に十分排出されたら、シーケンサは、リーク弁３１４が流路を開くよう制御する。これによりリーク弁３１４が開くと、製品受入槽３１０内の気圧は大気圧に等しくなる。リーク弁３１４が流路を開いた後、シーケンサは、製品排出路開閉弁３１６をこれが開くよう制御する。製品排出路開閉弁３１６が開くと、製品受入槽３１０内の製品は容器７０２に排出される。
【００５０】
Ｓ３４０にて、分離器２７０に入った二酸化炭素は気化する。二酸化炭素に溶解していた洗浄液とヘキシルアミンと水とは凝縮する。凝縮した洗浄液と水とヘキシルアミンとは分離器２７０の底に溜まる。
【００５１】
Ｓ３４２にて、排水レベルセンサ２８２は分離器２７０内の排水の水位を検知する。排水レベルセンサ２８２は、検知した水位を示す信号をシーケンサに送信する。シーケンサは、その信号が示す水位が所定の値を超えると、排水用開閉弁２８０が流路を開くように制御する。排水用開閉弁２８０が流路を開くと、分離器２７０内の排水は洗浄液再生装置３４に流出する。洗浄液再生装置３４は排水を蒸留する。これによりその排水から沸点の低い洗浄液が抽出される。抽出された洗浄液は洗浄液貯槽２４０に流入する。これによりその洗浄液は再利用可能となる。洗浄液再生装置３４には図示しない温度センサが設けられている。その温度センサは排水の温度を継続的に検知している。温度を示す情報をシーケンサに継続的に送信する。蒸留が完了するとその温度センサが検知した温度が上昇し始めるので、シーケンサは、そのような温度上昇に基づいて、蒸留が完了したか否かを判断する。蒸留の終了は、廃熱利用油熱交換器２９２と電気熱交換器２９４とをこれらが停止するよう制御することで実現する。なお、洗浄排水貯槽２５２に溜まった洗浄液も、これと同様に、洗浄液再生装置３４にて処理の後に再利用する。
【００５２】
Ｓ３４４にて、洗浄液再生装置３４には水とヘキシルアミンとの混合物が残留している。作業者は、その混合物が冷めた頃、排水開閉弁３０４を開く。これにより、洗浄液再生装置３４に残っていたその混合物は排水分離槽３３０に全量排出される。その混合物において、水とヘキシルアミンとは分離する。下層が水である。上層がヘキシルアミンである。両者は比誘電率が異なる。これにより、周知の静電容量式レベル検知センサを用いて混合物の様々な箇所の誘電率を検出することにより、水とヘキシルアミンとの境界部分を検出することができる。シーケンサは、水とヘキシルアミンとが分離した頃、分離水水路開閉弁３３２が流路を開くようこれを制御する。分離水水路開閉弁３３２が開いた後、混合物のレベル（排水分離槽３３０の底から液の表面までの高さ）が所定の高さに低下すると、シーケンサは、分離水水路開閉弁３３２が流路を閉じるようこれを制御する。これにより、排水分離槽３３０内の混合物のうち水を廃水貯槽３３６へ排出できる。この時、上述した静電容量式レベル検知センサが検知している静電容量に基づいて水が排出されたか否かを判断してもよい。このようにして排出された廃水は上述した水熱合成装置に戻してもよい。これにより、その廃水を水熱合成の加熱水として再利用できる。この時、排水分離槽３３０には水を含んだヘキシルアミンが残る。作業者は、有機物排出バルブ３３８を開く。これにより、排水分離槽３３０の上層にあるヘキシルアミンは有機物貯槽３３４に排出される。排水貯槽２５０に溜まった排水も同様にして上層に層分離したヘキシルアミンと下層に層分離した水とに分離する。
【００５３】
Ｓ３５０にて、分離器２７０内で気化した二酸化炭素は分離器２７０を出る。分離器２７０を出た二酸化炭素は液化冷却器２７２へ流入する。
【００５４】
Ｓ３５２にて、液化冷却器２７２へ流入した二酸化炭素は冷却される。これによりその二酸化炭素は再度液化する。液化した二酸化炭素は二酸化炭素供給装置３０に流入する。これにより、その二酸化炭素は再利用可能となる。
【００５５】
〈効果の説明〉
以上のようにして、本実施形態にかかる液体取出装置２０によれば、混合物の液体成分を取出すことと濾過の際に混合物に圧力を加えることとによって消費エネルギを抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態にかかる液体取出装置２０によれば、濾過取出部４５２が、濾過材４６２と、再混入防止部４６６とを有しているので、濾過液が混合物へ容易に再混入する場合に比べ、濾過後の混合物の量を少なくできる。これにより、消費エネルギを抑制できる。
【００５７】
また、本実施形態にかかる液体取出装置２０によれば、再混入防止部４６６が排出管５１０と洗浄液供給路逆止弁５１２と洗浄液供給路開閉弁５１４と排水排出路開閉弁５１６と排水排出路逆止弁５１８とを有しているので、混合物中の液体成分の置換の際、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を維持できる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００５８】
また、本実施形態にかかる濾過取出部４５２が区画部材４６０を有しているので、混合物から濾過液を取出した後、その混合物の体積を抑えることができる。混合物の体積を抑えることができると、置換の際、超臨界流体の量を抑えることができる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００５９】
また、本実施形態にかかる液体取出装置２０は、第３近接センサ５４４を有しているので、その位置を調整することにより、置換に用いる超臨界流体の量を適宜調整できる。これにより、消費エネルギの損失の抑制量を適宜調整できる。
【００６０】
また、本実施形態にかかる流体除去システムによれば、濾過に先立ち上澄みを除去するので、濾過に費やすエネルギを少なくできる。
【００６１】
また、本実施形態にかかる流体除去方法によれば、混合物の液体成分を取出すことと濾過の際に混合物に圧力を加えることとによって消費エネルギを抑制できる。
【００６２】
〈変形例の説明〉
上述した液体取出装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述した液体取出装置は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【００６３】
例えば、排出管５１０に接続される弁は上述したものに限定されない。その弁は、例えば、絞り弁および減圧弁の少なくとも一方であってもよい。排出管５１０に接続される弁のうち上述したもののいずれかは設けられなくともよい。
【００６４】
また、濾過取出部４５２の構造は上述したものに限定されない。濾過取出部４５２を駆動するものも上述したような構造のものに限定されない。例えば、濾過取出部４５２はねじ対偶によって駆動されてもよい。ただし、濾過取出部４５２を駆動するものは、収容部４５０の内部へ精製水その他の伝達流体を供給することにより濾過取出部４５２を介して混合物に圧力を加えるものであることが望ましい。この場合、濾過取出部４５２は、収容部４５０の内部を混合物が収容される空間とその流体を収容する空間とに区画するための区画部材を有することが望ましい。なお、言うまでもないことであるが、濾過取出部４５２へ圧力を伝達する伝達流体は精製水に限定されない。
【００６５】
また、混合物へ圧力を加えるための方法は上述したものに限定されない。たとえば、濾過取出部４５２を固定しておき、収容部４５０をリンクの運動によって駆動してもよい。この場合、密封リング４８４は必ずしも必要ではない。この場合、収容部４５０はリンクの運動によって駆動されるものに限定されない。
【００６６】
また、上述した開閉弁の具体的な種類は限定されない。開閉弁の例には、ボールバルブ、ゲートバルブ、バタフライバルブがある。また、開閉弁の例には、電動弁、空動弁（空気を供給することで制御が可能な弁）もある。
【００６７】
また、本発明にかかる流体除去システムは、上述したヘキシルアミンに代えて、その他の液状の有機物を除去するものであってもよい。
【００６８】
なお、上述した混合物が固体成分として微粒子を含む場合、その微粒子は沈殿に長時間を要する。そのような場合、上述した流体除去システムに対して以下の３点の追加変更を行ったものを用いると、超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくできる。その３点のうち１点目は、排出管５１０から洗浄液供給路開閉弁５１４および排水排出路開閉弁５１６までの間に図示しない周知の誘電率検出センサを設けるというものである。２点目は、図示しない微粒子分散液槽を設ける（この微粒子分散液槽は排出管５１０を介してシリンダユニット１８０に連通可能）というものである。３点目は、図示しないポンプを設けるなどして微粒子分散液槽から排出管５１０を介してシリンダユニット１８０へ液体（この液体は排出管５１０を介してシリンダユニット１８０から排出されたものであり、上述した微粒子が分散しているものである）を供給可能となっているというものである。これらの変更を施す場合、原料受入槽２１０において混合物から上澄みを取除く作業は不要である。以下、この流体除去システムを用いて微粒子を含む混合物の洗浄と乾燥とを行うための方法について説明する。
【００６９】
この方法を実施する場合、まず、混合物に添加液を添加する。添加液は、混合物の液体成分とは誘電率が異なり、混合物の液体成分と比重が異なり、かつ、互いに溶けない（混合物の液体成分と添加液とを混合して放置するとそれらが２層に分離する程度に溶解度が低ければよい）ことが必要である。ここでは、添加液としてトルエンを用いた場合について説明する。なお、添加液の量は液体成分の量に比べて少なくする。添加液の量はなるべく少ないことが好ましい。
【００７０】
次に、添加液を添加した混合物をシリンダユニット１８０へ供給する。混合物が供給されたら、そのまま待つ。その間、混合物になるべく振動を与えない。もちろんマグネチックスターラ回転子６００による攪拌は実施しない。これにより、混合物中の液体成分と添加液とが２層に分離する。上層は添加液（トルエン）の層である。下層は液体成分（水）の層である。混合物中に分散するような微粒子は上層に集まる。
【００７１】
混合物の液体成分が２層に分離したら、その上層（微粒子が分散しているトルエン）が排出管５１０を通って微粒子分散液槽へ排出されるように濾過取出部４５２を駆動する。その上層の排出先は上述した微粒子分散液槽である。混合物は２層に分離しているので、まず上層が排出される。下層（水）が排出される直前に濾過取出部４５２を停止させることで上層のみを微粒子分散液槽へ排出できる。下層が排出される直前に濾過取出部４５２を停止させ得るのは、排出管５１０から洗浄液供給路開閉弁５１４および排水排出路開閉弁５１６までの間に図示しない周知の誘電率検出センサを設けているためである。この誘電率検出センサは、排出管５１０を通過している混合物の誘電率を検出している。上層の通過が完了して下層の排出が始まる頃には、誘電率の大きな変化が生じる。これにより、誘電率の大きな変化が生じたら（たとえば、誘電率が所定の閾値を越えたら）混合物の排出を停止させることで上層のみの排出が可能となっている。
【００７２】
上層のみをシリンダユニット１８０から排出したら、シリンダユニット１８０に残る下槽（水）を排出する。排出先は特に限定されないが、廃水貯槽３３６はその一例となる。これにより、混合物から液体成分が取出されたことになる。その後、微粒子分散液槽からシリンダユニット１８０へ上層を戻す。
【００７３】
上層が戻ったら、上述したＳ３３２以降の工程を実施する。すなわち、上層に対し、超臨界状態の二酸化炭素による洗浄と攪拌とを行う。これにより、微粒子の洗浄および乾燥にあたって液体成分（この場合は水）を取出すこととなる。液体成分を取出し得るので、洗浄と乾燥とに費やすエネルギを減少させることができる。
【符号の説明】
【００７４】
２０…液体取出装置、
２２…原料受入ユニット、
２４…精製水供給ユニット、
２６…洗浄液供給ユニット、
２８…排水一次受入ユニット、
３０…二酸化炭素供給装置、
３２…二酸化炭素再生装置、
３４…洗浄液再生装置、
３６…チラーユニット、
３８…製品受入ユニット、
４０…排水二次受入ユニット、
１８０…シリンダユニット、
１８２…加圧ポンプ、
１８４…精製水供給路逆止弁、
１８６…精製水供給路開閉弁、
１８８…精製水排出路開閉弁、
１９０…精製水排出路逆止弁、
１９２…二酸化炭素排出路開閉弁、
１９４…圧力トランスミッタ、
１９６…二酸化炭素排出路減圧弁、
１９８…二酸化炭素排気弁、
２００…二酸化炭素用ニードルバルブ、
２１０…原料受入槽、
２１２…撹拌機、
２１４…上澄排出路開閉弁、
２１６…混合物供給ポンプ、
２１８…混合物供給路開閉弁、
２２０…混合物排出路開閉弁、
２２２…混合物レベルセンサ、
２２４…濁度センサ、
２３０…精製水貯槽、
２４０…洗浄液貯槽、
２４２…洗浄液供給ポンプ、
２４４…供給路切替弁、
２５０…排水貯槽、
２５２…洗浄排水貯槽、
２５４…受入路切替弁、
２６０…追加冷却器、
２６２…二酸化炭素供給ポンプ、
２６４…加熱装置、
２６６…二酸化炭素供給路開閉弁、
２７０…分離器、
２７２…液化冷却器、
２７４…二酸化炭素回収器、
２７６…二酸化炭素補充路、
２７７…補充路用減圧弁、
２７８…排水用減圧弁、
２７９…補充路開閉弁、
２８０…排水用開閉弁、
２８２…排水レベルセンサ、
２９０…蒸留装置、
２９２…廃熱利用油熱交換器、
２９４…電気熱交換器、
２９８…覗き窓、
３００…冷水熱交換器、
３０２…冷水路開閉弁、
３０４…排水開閉弁、
３１０…製品受入槽、
３１２…排気ポンプ、
３１４…リーク弁、
３１６…製品排出路開閉弁、
３１８…製品受入路開閉弁、
３２０…製品レベルセンサ、
３３０…排水分離槽、
３３２…分離水水路開閉弁、
３３４…有機物貯槽、
３３６…廃水貯槽、
３３８…有機物排出バルブ、
４５０…収容部、
４５２…濾過取出部、
４５４…伝達流体管、
４５６…混合物管、
４５８…二酸化炭素供給管、
４５９…二酸化炭素排出管、
４６０…区画部材、
４６２…濾過材、
４６４…保護材、
４６６…再混入防止部、
４７０…流体室、
４７２…混合物室、
４８０…筒状部、
４８２…プラグ、
４８４…密封リング、
４９０…底部、
４９２…口部、
４９４…混合物路、
４９６…二酸化炭素流入路、
４９８…二酸化炭素排出路、
５００…管スライド孔、
５０２…シール、
５０４…伝達流体路、
５１０…排出管、
５１２…洗浄液供給路逆止弁、
５１４…洗浄液供給路開閉弁、
５１６…排水排出路開閉弁、
５１８…排水排出路逆止弁、
５２０…しるし、
５３０…ブラケット、
５４０…第１近接センサ、
５４２…第２近接センサ、
５４４…第３近接センサ、
６００…マグネチックスターラ回転子、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体取出装置および流体除去方法に関し、特に、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる液体取出装置および流体除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ナノ粒子の製造方法を開示する。この方法は、分散液の溶媒を超臨界流体に置換する工程と、その超臨界流体を気化させる工程とを有する。この分散液は、粒子が溶媒中に分散されているものである。この超臨界流体は、常温常圧で気体である。特許文献１に開示された方法によれば、工業的に有用な乾燥したナノ粒子を製造できる。また、特許文献１に開示された方法によれば、次に述べる効果も得られる。第１の効果は、ナノ粒子を従来よりもよく洗浄できるという効果である。第２の効果は、ナノ粒子を従来よりもよく乾燥できるという効果である。第３の効果は、乾燥中のナノ粒子が外部に暴露されることを防止できるという効果である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６０５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示され方法には、超臨界流体への置換の際に多くのエネルギを消費するという問題点がある。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる液体取出装置および流体除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図面を参照し本発明の液体取出装置を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、液体取出装置２０は混合物から液体成分の一部を取出す。混合物は固体成分と液体成分とを含む。液体取出装置２０は、収容部４５０と、濾過取出部４５２と、加圧部１８２とを備える。収容部４５０は混合物および超臨界流体を収容する。濾過取出部４５２は、収容部４５０内の混合物を濾過することにより、混合物から液体成分の一部を取出す。加圧部１８２は、濾過取出部４５２が混合物を濾過する際に混合物へ圧力を加える。
【０００７】
物質を超臨界流体にするためには多くのエネルギを必要とする。液体成分を超臨界流体に置換するためにはその液体成分の量に応じた超臨界流体が必要である。液体成分の量に応じた超臨界流体が必要であるということは、液体成分の量に応じた多くのエネルギが必要であるということである。これが、多くのエネルギを消費する原因である。濾過取出部４５２が液体成分の一部を超臨界流体への置換前に混合物から取出すことで、そうしない場合に比べ、超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくすることができる。取り出される液体成分の量は特に限定されない。例えば、その量は、液体成分が取り出された後の混合物中の固体成分に凝集が起きない程度の量であってもよい。超臨界流体によって置換される液体成分の量が少なくなると、超臨界流体を生成するために消費されるエネルギの量も少なくなる。混合物から液体成分を取出す際、濾過取出部４５２が混合物へ圧力を加えておくと、濾過取出部４５２が圧力を加えない場合に比べ、次に述べる効果が生じる。その効果とは、濾過後に混合物中に残った液体成分を超臨界流体に置換する際、その超臨界流体が一度超臨界流体でなくなってから再度超臨界状態となるために必要なエネルギを少なくできるという効果である。収容部４５０内の圧力が超臨界流体の圧力を下回っていれば、収容部４５０内に超臨界流体を流入させた際、超臨界流体の圧力が低下する。圧力が低下すると超臨界流体が気体になることがある。この気体を再度超臨界流体にするためには、少なくともその気体に圧力を加える必要がある。収容部４５０内の圧力が低ければ低いほど、その気体を再度超臨界流体にするためには大きな圧力を追加する必要がある。濾過取出部４５２が混合物へ圧力を加えておくと、濾過取出部４５２が圧力を加えない場合に比べ、収容部４５０内の平均圧力を高くすることができる。収容部４５０内の平均圧力が高ければ、その気体を再度超臨界流体にするために追加しなければならない圧力は小さくなる。場合によっては、収容部４５０内に入った超臨界流体が気体とならないこともある。追加する圧力が小さければ、その圧力追加のためのエネルギも小さくなる。超臨界流体を生成するためのエネルギと圧力追加のためのエネルギとの消費を抑制できるので、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【０００８】
また、上述した濾過取出部４５２が、濾過材４６２と、再混入防止部４６６とを有していることが望ましい。濾過材４６２は収容部４５０内の混合物を濾過する。再混入防止部４６６は濾過液が混合物へ再混入することを防止する。濾過液は濾過材４６２によって混合物から取出された液体成分である。
【０００９】
混合物への濾過液の再混入を再混入防止部４６６が防止することにより、濾過液が混合物へ容易に再混入する場合に比べ、濾過後の混合物の量を少なくできる。これにより、消費エネルギを抑制できる。
【００１０】
もしくは、上述した再混入防止部４６６が排出管５１０と弁５１２，５１４，５１６，５１８とを有することが望ましい。排出管５１０は濾過液を収容部４５０の外へ排出する。弁５１２，５１４，５１６，５１８は排出管５１０に接続される。
【００１１】
排出管５１０が濾過液を収容部４５０の外へ排出することにより、濾過液が排出されない場合に比べ、濾過液が混合物に再混入する可能性は低下する。濾過液が超臨界流体へ混入する可能性も低下する。超臨界流体には溶解度があるので、濾過液が超臨界流体に混入することは、液体成分の置換のために必要な超臨界流体の量が多くなることを意味する。超臨界流体の量が多くなる可能性が低下することは、消費エネルギの損失が抑えられる可能性が高まることを意味する。また、弁５１２，５１４，５１６，５１８が排出管５１０に接続されることにより、弁５１２，５１４，５１６，５１８が接続されていない場合に比べ、混合物中の液体成分の置換の際、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を容易に維持できる。これにより、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を容易に維持できるので、超臨界流体だった気体を再度超臨界流体にするために追加しなければならない圧力を小さくできる。追加する圧力を小さくできるので、その圧力追加のためのエネルギを小さくできる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００１２】
もしくは、上述した濾過取出部４５２が区画部材４６０をさらに有することが望ましい。区画部材４６０には濾過材４６２が取付けられる。区画部材４６０は収容部４５０内で移動できる。区画部材４６０は収容部４５０内を混合物が収容される空間と混合物の浸入が抑えられる空間とに区画する。この場合、加圧部１８２が、区画部材４６０に力を加えることにより、濾過取出部４５２を介して混合物へ圧力を加える。
【００１３】
濾過取出部４５２が区画部材４６０を有していると、そうでない場合に比べ、混合物から濾過液を取出した後、混合物の体積を抑えることができる。混合物の体積を抑えることができると、置換の際、超臨界流体の量を抑えることができる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００１４】
もしくは、上述した収容部４５０が筒状部４８０を有していることが望ましい。この場合、区画部材４６０は筒状部４８０の内周面に沿って収容部４５０内をスライドする。
【００１５】
本発明の他の局面に従うと、流体除去方法は、置換工程Ｓ３３２と、気化工程Ｓ３４０とを備える。置換工程Ｓ３３２は、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する工程である。混合物は固体成分と液体成分とを含む。気化工程Ｓ３４０は超臨界流体を気化させる工程である。流体除去方法は取出工程Ｓ３２４をさらに備える。取出工程Ｓ３２４は、置換工程Ｓ３３２に先立ち、混合物から液体成分の一部を取出す工程である。
【００１６】
置換工程Ｓ３３２に先立ち取出工程Ｓ３２４において混合物から液体成分の一部を取出すことで、そうしない場合に比べ、超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくすることができる。取り出される液体成分の量は特に限定されない。例えば、その量は、液体成分が取り出された後の混合物中の固体成分に凝集が起きない程度の量であってもよい。超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくできるので、超臨界流体を生成するために消費されるエネルギの量を少なくできる。
【００１７】
また、上述した取出工程Ｓ３２４が、装置２０内で混合物へ圧力を加えながら混合物から液体成分の一部を取出す工程であることが望ましい。この場合、置換工程Ｓ３３２が、装置２０内で液体成分を超臨界流体に置換する段階を有する。
【００１８】
混合物から液体成分を取出す際、装置２０内で混合物へ圧力を加えておき、かつ、装置２０内で液体成分を超臨界流体に置換すると、そうしない場合に比べ、次に述べる効果が生じる。その効果とは、置換工程Ｓ３３２において、その超臨界流体が一度超臨界流体でなくなってから再度超臨界状態となるために必要なエネルギを少なくできるという効果である。装置２０内の圧力が超臨界流体の圧力を下回っていれば、装置２０内に超臨界流体を流入させた際、超臨界流体の圧力が低下する。圧力が低下すると超臨界流体が気体になることがある。この気体を再度超臨界流体にするためには、少なくともその気体に圧力を加える必要がある。装置２０内の圧力が低ければ低いほど、その気体を再度超臨界流体にするためには大きな圧力を追加する必要がある。混合物へ予め圧力を加えておくと、予め圧力を加えない場合に比べ、装置２０内の平均圧力を高くすることができる。装置２０内の平均圧力が高ければ、超臨界流体だった気体を再度超臨界流体にするために追加しなければならない圧力は小さくなる。場合によっては、収容部４５０内に入った超臨界流体が気体とならないこともある。追加する圧力が小さければ、その圧力追加のためのエネルギも小さくなる。超臨界流体を生成するためのエネルギの消費と圧力追加のためのエネルギの消費とを抑えられるので、固体成分と液体成分とを含む混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる流体除去システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる液体取出装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるシリンダユニットの断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる原料受入ユニットの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる精製水供給ユニットと洗浄液供給ユニットとの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる排水一次受入ユニットの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる二酸化炭素供給装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態にかかる二酸化炭素再生装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態にかかる洗浄液再生装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる製品受入ユニットの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかる排水二次受入ユニットとの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態にかかる流体除去方法の手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
〈流体除去システムの構成の説明〉
図１を参照しつつ、本実施形態にかかる流体除去システムの構成を説明する。本実施形態にかかる流体除去システムは、液体取出装置２０と、原料受入ユニット２２と、精製水供給ユニット２４と、洗浄液供給ユニット２６と、排水一次受入ユニット２８と、二酸化炭素供給装置３０と、二酸化炭素再生装置３２と、洗浄液再生装置３４と、チラーユニット３６と、製品受入ユニット３８と、排水二次受入ユニット４０とを備える。
【００２３】
本実施形態における混合物とは、固体成分と液体成分とが混じったものを言う。固体成分の例には、粒子がある。液体成分の例には、水溶液がある。ただし、固体成分および液体成分は特に限定されるものではない。本実施形態における液体取出装置２０は混合物から液体成分の一部を取出す装置である。本実施形態の場合、濾過によりその混合物から液体成分が取出される。原料受入ユニット２２は、図示しない周知の水熱合成装置から混合物を受入れる。原料受入ユニット２２は、その混合物を上澄み部分とそうでない部分とに分離させるユニットでもある。その上澄み部分は排水二次受入ユニット４０に排出される。これにより、上澄み部分が排出されることに伴って、混合物の液体成分の一部はその混合物から取除かれることとなる。上澄み部分が取除かれた混合物は原料受入ユニット２２によって液体取出装置２０に供給される。精製水供給ユニット２４は精製水を液体取出装置２０へ供給する。また、精製水供給ユニット２４は液体取出装置２０から排出された精製水を受入れる。洗浄液供給ユニット２６は液体取出装置２０へ洗浄液を供給する。本実施形態の場合、この洗浄液はエタノールである。排水一次受入ユニット２８は液体取出装置２０から排出された使用済み洗浄液と排水とを受入れる。排水一次受入ユニット２８は洗浄液を洗浄液再生装置３４に排出する。排水一次受入ユニット２８は図示しない流路を介して排水を排水二次受入ユニット４０に排出する。二酸化炭素供給装置３０は二酸化炭素を加熱と加圧とにより超臨界状態にする。二酸化炭素供給装置３０は超臨界状態になった二酸化炭素を液体取出装置２０へ供給する。二酸化炭素再生装置３２は二酸化炭素から液体分を取除く。この二酸化炭素は液体取出装置２０から排出されたものである。液体分が取除かれた二酸化炭素は二酸化炭素供給装置３０へ供給される。洗浄液再生装置３４は使用済み洗浄液から不純物を取除く。本実施形態の場合、不純物は水とヘキシルアミンとを含む。不純物が取除かれた洗浄液は洗浄液供給ユニット２６に供給される。洗浄液再生装置３４は不純物を排水二次受入ユニット４０に排出する。チラーユニット３６は冷水を供給する。チラーユニット３６の具体的構造は周知である。したがってここではその詳細な説明を繰返さない。製品受入ユニット３８は固体成分を受入れる。この固体成分は液体取出装置２０から供給されたものである。本実施形態の場合にはこの固体成分が製品となる。排水二次受入ユニット４０は、原料受入ユニット２２から排出された上澄み液と、排水一次受入ユニット２８から排出された排水と、洗浄液再生装置３４から排出された水およびヘキシルアミン（水とヘキシルアミンとは２層に分離している。下層が水である。上層がヘキシルアミンである。）とを受入れる。排水二次受入ユニット４０はそれらの排水および不純物からヘキシルアミンを抽出する。
【００２４】
〈液体取出装置の構造の説明〉
図２を参照しつつ、本実施形態にかかる液体取出装置２０について説明する。本実施形態にかかる液体取出装置２０は、シリンダユニット１８０と、加圧ポンプ１８２と、精製水供給路逆止弁１８４と、精製水供給路開閉弁１８６と、精製水排出路開閉弁１８８と、精製水排出路逆止弁１９０と、二酸化炭素排出路開閉弁１９２と、圧力トランスミッタ１９４と、二酸化炭素排出路減圧弁１９６と、二酸化炭素排気弁１９８と、二酸化炭素用ニードルバルブ２００とを有する。
【００２５】
シリンダユニット１８０は、原料受入ユニット２２から供給された混合物に対し洗浄処理と乾燥処理とを行う。その構造は後述される。加圧ポンプ１８２はシリンダユニット１８０に対して精製水を供給する。本実施形態において、この精製水は、伝達流体として用いられる。本実施形態における伝達流体とは、後述する区画部材４６０へ圧力を伝達するための流体のことである。精製水供給路逆止弁１８４は精製水供給ユニット２４からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられている。精製水供給路逆止弁１８４は流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路では精製水供給ユニット２４からシリンダユニット１８０へ向かって精製水が流れる。精製水供給路開閉弁１８６も精製水供給ユニット２４からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられている。精製水供給路開閉弁１８６はその流路を開閉する。精製水排出路開閉弁１８８はシリンダユニット１８０から精製水供給ユニット２４へ至る流路に設けられている。精製水排出路開閉弁１８８はその流路を開閉する。精製水排出路逆止弁１９０もシリンダユニット１８０から精製水供給ユニット２４へ至る流路に設けられている。精製水排出路逆止弁１９０は流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路ではシリンダユニット１８０から精製水供給ユニット２４へ向かって精製水が流れる。二酸化炭素排出路開閉弁１９２はシリンダユニット１８０から二酸化炭素再生装置３２へ至る流路に設けられている。二酸化炭素排出路開閉弁１９２はその流路を開閉する。圧力トランスミッタ１９４は、その流路の圧力ひいてはシリンダユニット１８０内の圧力を検知する。二酸化炭素排出路減圧弁１９６は二酸化炭素排出路開閉弁１９２を通過した二酸化炭素の圧力を低下させる。二酸化炭素排気弁１９８はシリンダユニット１８０から液体取出装置２０の外へ至る流路に設けられている。二酸化炭素排気弁１９８はその流路を開閉する。二酸化炭素用ニードルバルブ２００もその流路に設けられている。二酸化炭素用ニードルバルブ２００は二酸化炭素排気弁１９８が開いた時の二酸化炭素の放出量を調整する。
【００２６】
図３は本実施形態にかかるシリンダユニット１８０の断面図である。図３を参照しつつ、本実施形態にかかるシリンダユニット１８０の構造を説明する。本実施形態にかかるシリンダユニット１８０は、収容部４５０と、濾過取出部４５２と、伝達流体管４５４と、混合物管４５６と、二酸化炭素供給管４５８と、二酸化炭素排出管４５９とを備える。収容部４５０は、上述した混合物と精製水と洗浄液とを収容する。収容部４５０は、混合物の濾過後、その混合物と共に超臨界流体を収容する。本実施形態において、その超臨界流体は超臨界状態の二酸化炭素である。濾過取出部４５２は、収容部４５０内の混合物を濾過するものである。これにより、濾過取出部４５２は、その混合物から液体成分を取出すこととなる。また、濾過取出部４５２は、固体成分を収容部４５０内に残留させることとなる。また、濾過取出部４５２は、収容部４５０の中を流体室４７０と混合物室４７２とに区切る。流体室４７０は精製水が出入りする空間である。流体室４７０には、漏れを除けば、混合物が入ることはない。すなわち、流体室４７０は、混合物の浸入が抑えられる空間である。混合物室４７２は混合物と超臨界流体とが出入りする空間である。混合物室４７２には、洗浄のために洗浄液（すなわち、本実施形態の場合にはエタノール）も出入りする。伝達流体管４５４は流体室４７０と連通する。精製水は伝達流体管４５４を通過して流体室４７０に流入したり流体室４７０から流出したりする。混合物管４５６は混合物室４７２と連通する。混合流体は混合物管４５６を通過して混合物室４７２に流入する。二酸化炭素供給管４５８は混合物室４７２と連通する。超臨界状態の二酸化炭素は二酸化炭素供給管４５８を通過して混合物室４７２に流入する。二酸化炭素排出管４５９は、液体成分を超臨界流体に置換する際に、混合物室４７２と連通する。また、二酸化炭素排出管４５９は二酸化炭素排出路開閉弁１９２に連通する。これにより、液体成分を超臨界流体に置換する際に、超臨界状態の二酸化炭素は二酸化炭素排出管４５９を通過して混合物室４７２から流出する。
【００２７】
収容部４５０は、筒状部４８０と、プラグ４８２と、密封リング４８４とを有する。本実施形態にかかる筒状部４８０は断面が円形の部材である。この筒状部４８０は底部４９０と口部４９２とを有する。底部４９０には混合物路４９４と二酸化炭素流入路４９６とが設けられている。上述した混合物管４５６は混合物路４９４を介して混合物室４７２と連通する。つまり、混合物路４９４から混合物が出入りする。上述した二酸化炭素供給管４５８は二酸化炭素流入路４９６を介して混合物室４７２と連通する。つまり、二酸化炭素流入路４９６から超臨界状態の二酸化炭素が流入する。また、筒状部４８０には二酸化炭素排出路４９８が設けられている。上述した二酸化炭素排出管４５９は二酸化炭素排出路４９８を介して収容部４５０内部と連通する。つまり、二酸化炭素排出路４９８から超臨界状態の二酸化炭素が流出する。プラグ４８２は、筒状部４８０の口部４９２の奥に挿入される。プラグ４８２の中心には管スライド孔５００が設けられている。後述する排出管５１０はその管スライド孔５００を貫通する。その管スライド孔５００にはシール５０２が形成されている。そのシール５０２があるので、管スライド孔５００の内周面と排出管５１０の外周面との隙間からの漏液が抑えられている。また、プラグ４８２には、伝達流体路５０４も設けられている。上述した伝達流体管４５４は伝達流体路５０４を介して流体室４７０と連通する。つまり、伝達流体路５０４から精製水が出入りする。密封リング４８４は環状の部材である。伝達流体管４５４と排出管５１０とはその中を貫通する。密封リング４８４の外周面にはおねじが形成されている。筒状部４８０の口部４９２の内周面にはめねじが形成されている。プラグ４８２が収容されている状態で密封リング４８４のおねじを筒状部４８０の口部４９２の内周面のめねじにねじ込むことにより、密封リング４８４は筒状部４８０に取付けられる。このような構造となっているので、排出管５１０は収容部４５０を貫通することとなる。
【００２８】
濾過取出部４５２は、区画部材４６０と、濾過材４６２と、保護材４６４と、再混入防止部４６６とを有する。区画部材４６０には濾過材４６２が取付けられる。区画部材４６０は筒状部４８０の内周面に沿って収容部４５０内をスライドする。濾過取出部４５２のうち区画部材４６０が収容部４５０内を流体室４７０と混合物室４７２とに区画する。濾過材４６２は収容部４５０内の混合物を濾過する。濾過材４６２そのものの材質および構造は周知である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。保護材４６４は濾過材４６２が後述するマグネチックスターラ回転子６００によって損傷を受けることを防ぐ。本実施形態の場合、保護材４６４の中央部分に孔が設けられている。混合物はその孔を通って濾過取出部４５２の中に入る。再混入防止部４６６は濾過液が混合物に再混入することを防止する。
【００２９】
再混入防止部４６６は、排出管５１０と、洗浄液供給路逆止弁５１２と、洗浄液供給路開閉弁５１４と、排水排出路開閉弁５１６と、排水排出路逆止弁５１８とを有する。排出管５１０は濾過液を収容部４５０の外へ排出する。排出管５１０は区画部材４６０に取付けられている。これにより、排出管５１０は、区画部材４６０と共に移動することとなる。排出管５１０は濾過材４６２と区画部材４６０との隙間に連通している。これにより、濾過材４６２を通過した濾過液は排出管５１０内に入る。排出管５１０はその濾過液を通過させる。洗浄液供給路逆止弁５１２は洗浄液供給ユニット２６からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。洗浄液供給路逆止弁５１２はその流路における流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路では洗浄液供給ユニット２６からシリンダユニット１８０へ向かって洗浄液が流れる。洗浄液供給路開閉弁５１４も洗浄液供給ユニット２６からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。洗浄液供給路開閉弁５１４はその流路を開閉する。排水排出路開閉弁５１６はシリンダユニット１８０から排水一次受入ユニット２８へ至る流路に設けられる。排水排出路開閉弁５１６はその流路を開閉する。排水排出路逆止弁５１８もシリンダユニット１８０から排水一次受入ユニット２８へ至る流路に設けられる。排水排出路逆止弁５１８はその流路における流れが逆流することを防ぐ。これにより、その流路ではシリンダユニット１８０から排水一次受入ユニット２８へ向かって排水が流れる。洗浄液供給路逆止弁５１２と、洗浄液供給路開閉弁５１４と、排水排出路開閉弁５１６と、排水排出路逆止弁５１８とは排出管５１０に接続されている。これらが設けられていることにより、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を維持できる。
【００３０】
なお、排出管５１０にはしるし５２０が取付けられている。また、密封リング４８４にはブラケット５３０が取付けられている。ブラケット５３０に第１近接センサ５４０と第２近接センサ５４２と第３近接センサ５４４とが取付けられている。第１近接センサ５４０と第２近接センサ５４２と第３近接センサ５４４とが排出管５１０のしるし５２０を検知することにより、収容部４５０内部における濾過取出部４５２の位置を検知することができる。本実施形態の場合、第３近接センサ５４４の位置は第１近接センサ５４０と第２近接センサ５４２との間である限り任意に設定可能である。
【００３１】
なお、本実施形態の場合、シリンダユニット１８０内には、マグネチックスターラ回転子６００が収容されている。マグネチックスターラ回転子６００が収容されているのは、混合物が含む固体成分の沈殿を防止するためである。また、本実施形態の場合、シリンダユニット１８０は、図示しない２つの圧力センサを有する。それらの圧力センサの一方は流体室４７０内部の圧力を検知する。それらの圧力センサの他方は混合物室４７２内部の圧力を検知する。
【００３２】
〈原料受入ユニットの構造の説明〉
図４は本実施形態にかかる原料受入ユニット２２の構成を示す図である。図４を参照しつつ、本実施形態にかかる原料受入ユニット２２の構成を説明する。原料受入ユニット２２は、原料受入槽２１０と、撹拌機２１２と、上澄排出路開閉弁２１４と、混合物供給ポンプ２１６と、混合物供給路開閉弁２１８と、混合物排出路開閉弁２２０と、混合物レベルセンサ２２２と、濁度センサ２２４とを有する。原料受入槽２１０は原料を一時的に蓄える。本実施形態における「原料」とは上述した混合物のことである。撹拌機２１２は原料受入槽２１０内部の上述した混合物を撹拌する。これにより、上澄みが取除かれた後の混合物が撹拌されることとなる。上澄排出路開閉弁２１４は原料受入槽２１０から排水二次受入ユニット４０へ至る流路に設けられる。上澄排出路開閉弁２１４はその流路を開閉する。上澄排出路開閉弁２１４が開いている時、上述した上澄みは排水二次受入ユニット４０へ排出されることとなる。混合物供給ポンプ２１６は上述した混合物（上澄みが取除かれたもの）をシリンダユニット１８０へ供給する。混合物供給路開閉弁２１８は混合物供給ポンプ２１６からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。混合物供給路開閉弁２１８はその流路を開閉する。混合物排出路開閉弁２２０は混合物供給ポンプ２１６から排水二次受入ユニット４０へ至る流路に設けられる。混合物排出路開閉弁２２０はその流路を開閉する。混合物レベルセンサ２２２は原料受入槽２１０内部における混合物の量を検知する。濁度センサ２２４は原料受入槽２１０のうち、上澄み液の吸込口付近に配置される。濁度センサ２２４は上澄み液の濁度を検知する。
【００３３】
〈精製水供給ユニットの構成の説明〉
図５は本実施形態にかかる精製水供給ユニット２４と洗浄液供給ユニット２６との構成を示す図である。図５を参照しつつ、精製水供給ユニット２４の構成について説明する。精製水供給ユニット２４は、精製水貯槽２３０を有する。精製水貯槽２３０は精製水を貯える。この精製水がシリンダユニット１８０へ供給される。
【００３４】
〈洗浄液供給ユニットの構成の説明〉
図５を参照しつつ、洗浄液供給ユニット２６の構成について説明する。洗浄液供給ユニット２６は、洗浄液貯槽２４０と、洗浄液供給ポンプ２４２と、供給路切替弁２４４とを有する。洗浄液貯槽２４０は洗浄液を貯える。洗浄液供給ポンプ２４２は原則として洗浄液をシリンダユニット１８０に供給する。本実施形態にかかる流体除去システムにおいて、洗浄液供給ポンプ２４２は精製水も供給できる。供給路切替弁２４４は流路を切替える。この切替えにより、洗浄液供給ポンプ２４２が供給するものが精製水か洗浄液かが確定する。
【００３５】
〈排水一次受入ユニットの構成の説明〉
図６は本実施形態にかかる排水一次受入ユニット２８の構成を示す図である。図６を参照しつつ、排水一次受入ユニット２８の構成について説明する。排水一次受入ユニット２８は、排水貯槽２５０と、洗浄排水貯槽２５２と、受入路切替弁２５４とを有する。排水貯槽２５０は排水となった精製水を貯える。洗浄排水貯槽２５２は使用済み洗浄液を貯える。受入路切替弁２５４は流路を切替える。これにより、シリンダユニット１８０から排出された液体が排水貯槽２５０に流入するのか洗浄排水貯槽２５２に流入するのかが確定する。
【００３６】
〈二酸化炭素供給装置の構成の説明〉
図７は本実施形態にかかる二酸化炭素供給装置３０の構成を示す図である。図７を参照しつつ、二酸化炭素供給装置３０の構成について説明する。二酸化炭素供給装置３０は、追加冷却器２６０と、二酸化炭素供給ポンプ２６２と、加熱装置２６４と、二酸化炭素供給路開閉弁２６６とを有する。追加冷却器２６０は、二酸化炭素再生装置３２から供給された二酸化炭素を冷却する。追加冷却器２６０が二酸化炭素を冷却するのは、二酸化炭素再生装置３２から供給された二酸化炭素が流路の外部から受けた熱を除去する（その結果として二酸化炭素をいったん液化させる）ためである。二酸化炭素供給ポンプ２６２は二酸化炭素に圧力を加える。加熱装置２６４は二酸化炭素を加熱する。これにより、二酸化炭素は超臨界状態となる。二酸化炭素供給路開閉弁２６６は加熱装置２６４からシリンダユニット１８０へ至る流路に設けられる。二酸化炭素供給路開閉弁２６６はこの流路を開閉する。
【００３７】
〈二酸化炭素再生装置の構成の説明〉
図８は本実施形態にかかる二酸化炭素再生装置３２の構成を示す図である。図８を参照しつつ、二酸化炭素再生装置３２の構成について説明する。二酸化炭素再生装置３２は、 分離器２７０と、液化冷却器２７２と、二酸化炭素回収器２７４と、二酸化炭素補充路２７６と、排水用減圧弁２７８と、排水用開閉弁２８０と、排水レベルセンサ２８２とを有する。分離器２７０は、液体取出装置２０から排出された二酸化炭素を排水と気体の二酸化炭素とに分離する。液化冷却器２７２は分離器２７０から排出された二酸化炭素を冷却する。これによりその二酸化炭素の少なくとも一部は液化する。二酸化炭素回収器２７４は、液化冷却器２７２から排出された二酸化炭素のうち液体のものを回収する。二酸化炭素補充路２７６はガスボンベ７００に予め貯えられている液化二酸化炭素を二酸化炭素回収器２７４へ供給する。これにより二酸化炭素が補充される。排水用減圧弁２７８は排水の圧力を減圧する。排水用開閉弁２８０は分離器２７０から洗浄液再生装置３４へ至る流路に設けられる。排水用開閉弁２８０はその流路を開閉する。排水レベルセンサ２８２は分離器２７０内の排水の水位を検知する。なお、二酸化炭素補充路２７６は補充路用減圧弁２７７と補充路開閉弁２７９とを有する。補充路用減圧弁２７７はガスボンベ７００の圧力を減圧する。補充路開閉弁２７９は二酸化炭素補充路２７６を開閉する。
【００３８】
〈洗浄液再生装置の構成の説明〉
図９は本実施形態にかかる洗浄液再生装置３４の構成を示す図である。図９を参照しつつ、洗浄液再生装置３４の構成について説明する。洗浄液再生装置３４は、蒸留装置２９０と、廃熱利用油熱交換器２９２と、電気熱交換器２９４と、覗き窓２９８と、冷水熱交換器３００と、冷水路開閉弁３０２と、排水開閉弁３０４とを有する。蒸留装置２９０は排水を蒸留する。上述したとおり、本実施形態にかかる洗浄液はエタノールである。洗浄液がエタノールなので、排水を加熱するとそのエタノールは蒸留されることとなる。これにより洗浄液の再生が可能となる。廃熱利用油熱交換器２９２は高温の油の熱（この熱は熱源７１０から発生した廃熱である）を蒸留装置２９０に供給する。電気熱交換器２９４は電力から得られた熱を蒸留装置２９０に供給する。覗き窓２９８は蒸留によって気化したエタノールの流路を人が覗くためのものである。冷水熱交換器３００は気化したエタノールから冷水によって熱を奪う。これによりエタノールは液化する。冷水熱交換器３００で利用される冷水はチラーユニット３６から供給される。冷水路開閉弁３０２はエタノールの流路を開閉する。排水開閉弁３０４は蒸留装置２９０から排水二次受入ユニット４０へ至る流路に設けられる。排水開閉弁３０４はその流路を開閉する。
【００３９】
〈製品受入ユニットの構成の説明〉
図１０は本実施形態にかかる製品受入ユニット３８の構成を示す図である。図１０を参照しつつ、製品受入ユニット３８の構成について説明する。製品受入ユニット３８は、製品受入槽３１０と、排気ポンプ３１２と、リーク弁３１４と、製品排出路開閉弁３１６と、製品受入路開閉弁３１８と、製品レベルセンサ３２０とを有する。製品受入槽３１０は製品を一時的に貯える。この製品は製品受入槽３１０から容器７０２へ供給される。排気ポンプ３１２は製品受入槽３１０から気体を排出する。リーク弁３１４は製品受入槽３１０の内部と外部とを連通させる流路に設けられる。リーク弁３１４はその流路を開閉する。これにより、気圧が低下した製品受入槽３１０の内部へその外部から大気が流入することとなる。大気が流入するので、製品受入槽３１０の内部の気圧は大気圧に等しくなる。製品排出路開閉弁３１６は製品受入槽３１０から製品の排出口へ至る流路に設けられる。製品排出路開閉弁３１６はその流路を開閉する。製品受入路開閉弁３１８はシリンダユニット１８０から製品受入槽３１０へ至る流路に設けられる。製品受入路開閉弁３１８はその流路を開閉する。製品レベルセンサ３２０は製品受入槽３１０における製品の量を検知する。
【００４０】
〈排水二次受入ユニットの構成の説明〉
図１１は本実施形態にかかる排水二次受入ユニット４０の構成を示す図である。図１１を参照しつつ、排水二次受入ユニット４０の構成について説明する。排水二次受入ユニット４０は、排水分離槽３３０と、分離水水路開閉弁３３２と、有機物貯槽３３４と、廃水貯槽３３６と、有機物排出バルブ３３８とを有する。排水分離槽３３０は排水を一時的に貯える。その間に排水から有機物（本実施形態の場合にはヘキシルアミン）が上澄みとして分離する（本実施形態の場合にはこの有機物が修飾剤として用いられる）。分離水水路開閉弁３３２は排水分離槽３３０から廃水貯槽３３６に至る流路に設けられる。分離水水路開閉弁３３２はその流路を開閉する。この流路には上澄みが分離した後の排水が流れる。有機物貯槽３３４は排水分離槽３３０において上澄みとして分離した有機物（ヘキシルアミン）を貯える。廃水貯槽３３６は上澄みが分離した後の排水を貯える。また、廃水貯槽３３６は原料受入ユニット２２から排出された排水も貯える。有機物排出バルブ３３８は、排水分離槽３３０から有機物貯槽３３４に至る流路に設けられる。有機物排出バルブ３３８はその流路を開閉する。これにより、排水分離槽３３０に有機物（ヘキシルアミン）が貯まると、排水分離槽３３０において分離されたその有機物を有機物貯槽３３４に蓄えることができる。
【００４１】
〈流体除去方法の説明〉
図１２は本実施形態にかかる流体除去方法の手順を示す図である。図１２を参照しつつ、本実施形態にかかる流体除去方法について説明する。なお、本実施形態にかかる流体除去システムは制御を必要とする。その制御は手動によるものであってもシーケンサなどによる自動制御であっても手動制御と自動制御との併用であってもよい。以下の説明では、図示しないシーケンサによる自動制御と手動制御との併用を行う場合につき説明する。
【００４２】
Ｓ３２０にて、上述した水熱合成装置から原料である混合物が排出される。その混合物は原料受入槽２１０に流入する。この時、撹拌機２１２は停止状態とする。混合物の固体成分が沈降するのを待つためである。その後、濁度センサ２２４が上澄み液の濁度を検知する。濁度センサ２２４は、検知した濁度を示す信号をシーケンサに送信する。固体成分が沈降した結果その検知された濁度が所定の値を下回っていた場合（上澄み液が澄んでいた場合）、および、混合物の液量が所定の量以上である場合（この場合、濁度は問題とされない）、シーケンサは、上澄排出路開閉弁２１４が流路を開くようこれを制御する。これにより、上澄み液は廃水貯槽３３６に排出される。これと並行して、混合物レベルセンサ２２２は原料受入槽２１０内部における混合物の液量を検知する。混合物レベルセンサ２２２は、自らが検知した混合物の液量を示す信号をシーケンサに送信する。
【００４３】
Ｓ３２２にて、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排出路開閉弁１９２が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排気弁１９８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、混合物供給路開閉弁２１８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、混合物排出路開閉弁２２０が流路を開くようこれを制御する。また、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６から排水貯槽２５０までが通じるように受入路切替弁２５４を制御する。これらの弁が制御されると、シーケンサは、加圧ポンプ１８２が起動するようこれを制御する。起動した加圧ポンプ１８２は、精製水貯槽２３０の精製水をシリンダユニット１８０の伝達流体管４５４内に供給する。その精製水は伝達流体管４５４を経て流体室４７０内に流入する。これにより、当初は流体室４７０内部のエア抜きが行われる。その後、濾過取出部４５２は精製水に押されて筒状部４８０の底部４９０方向へ移動する。その後、第１近接センサ５４０がしるし５２０を検知すると、第１近接センサ５４０はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは加圧ポンプ１８２が停止するようこれを制御する。加圧ポンプ１８２が停止すると濾過取出部４５２の動きも止まる。その後、シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を閉じるようこれを制御する。精製水供給路開閉弁１８６が閉じると、シーケンサは、撹拌機２１２が起動するようこれを制御する。撹拌機２１２が起動することにより、原料受入槽２１０内部の混合物は撹拌される。撹拌機２１２が起動すると、シーケンサは、混合物供給ポンプ２１６が起動するようこれを制御する。また、シーケンサは、混合物供給路開閉弁２１８が流路を開くようこれを制御する。また、シーケンサは、混合物排出路開閉弁２２０が流路を閉じるようこれを制御する。また、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くようこれを制御する。混合物供給ポンプ２１６が起動し、混合物供給路開閉弁２１８が開き、混合物排出路開閉弁２２０が閉じ、洗浄液供給路開閉弁５１４が閉じ、排水排出路開閉弁５１６が開き、かつ、精製水排出路開閉弁１８８が開くと、原料受入槽２１０内の混合物はシリンダユニット１８０の混合物室４７２内へ供給される。混合物室４７２内へ供給された混合物のうち液体成分の一部は、濾過取出部４５２の濾過材４６２を通過して排出管５１０内に移動する。移動したその液体成分は最終的に排水貯槽２５０に流入する。混合物のうち固体成分は濾過材４６２に遮られるため混合物室４７２に残留する。また、濾過取出部４５２は混合物に押されることで収容部４５０の内部を移動する。これにより、流体室４７０内にもともとあった精製水は伝達流体管４５４を経て流体室４７０外に流出する。流出した精製水は精製水排出路開閉弁１８８および精製水排出路逆止弁１９０を経て精製水貯槽２３０に戻る。濾過取出部４５２が収容部４５０のプラグ４８２に近づいた結果として第２近接センサ５４２がしるし５２０を検知すると、第２近接センサ５４２はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信した後も、ろ過は継続される。混合物レベルセンサ２２２が所定のレベルに達した時点でシーケンサは排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じるようこれを制御する。なお、混合物供給ポンプ２１６はその起動から所定の時間が経過するとシーケンサによって停止するよう制御される。また、本実施形態の場合、混合物供給ポンプ２１６が起動してから停止するまでの間、マグネチックスターラ回転子６００は動作しない。混合物中の固体成分の沈降を促すためである。沈降を促すことにより、沈降を促さない場合に比べ、混合物の濾過が容易になる。混合物供給ポンプ２１６が停止すると、シーケンサは、混合物供給路開閉弁２１８が流路を閉じるようこれを制御する。
【００４４】
Ｓ３２４にて、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、加圧ポンプ１８２が起動するようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を開くようこれを制御する。精製水供給路開閉弁１８６が開くと、精製水はシリンダユニット１８０の伝達流体管４５４を経て流体室４７０内に流入する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６から排水貯槽２５０までが通じるように受入路切替弁２５４を制御する。加圧ポンプ１８２が精製水を供給することによりシリンダユニット１８０の区画部材４６０に力が加えられる。力が加えられた濾過取出部４５２は筒状部４８０の底部４９０方向へ移動する。濾過取出部４５２の移動に伴い、混合物は濾過材４６２により濾過される。取出された液体成分は排出管５１０内に移動する。移動したその液体成分は最終的に排水貯槽２５０に流入する。その濾過により、混合物から液体成分が取出される。その際、濾過取出部４５２を介して混合物に圧力が加えられる。液体成分が取出されたことにより、混合物室４７２には固体成分とわずかの液体成分とが残留する。混合物供給ポンプ２１６が停止してから混合物の濾過が終わるまでの間も、マグネチックスターラ回転子６００は停止したままである。混合物の沈降を促すためである。その後、第１近接センサ５４０がしるし５２０を検知すると、第１近接センサ５４０はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を閉じるようこれを制御する。また、シーケンサは加圧ポンプ１８２が停止するようこれを制御する。これにより、混合物の濾過が終了する。この説明から明らかなように、本実施形態において、加圧ポンプ１８２は、濾過取出部４５２が混合物を濾過する際に濾過取出部４５２を介して混合物へ圧力を加えている。
【００４５】
Ｓ３２６にて、シーケンサは、洗浄液供給ポンプ２４２が起動するようこれを制御する。また、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を開くようこれを制御する。また、シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くようこれを制御する。洗浄液供給ポンプ２４２が起動し、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を開き、排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じ、かつ、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くと、洗浄液がシリンダユニット１８０の排出管５１０と濾過材４６２と保護材４６４とを経て混合物室４７２内に流入する。これに伴い、濾過取出部４５２は洗浄液に押されて筒状部４８０の口部４９２方向へ移動する。これと同時に、シーケンサは、マグネチックスターラ回転子６００が起動するようこれを制御する。これにより、液体成分が取出された後の混合物と洗浄液とが混合される。その後、第３近接センサ５４４がしるし５２０を検知すると、第３近接センサ５４４はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは洗浄液供給ポンプ２４２が停止するようこれを制御する。洗浄液供給ポンプ２４２が停止すると、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を閉じるようこれを制御する。また、シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。その後、マグネチックスターラ回転子６００が起動してから所定の時間が経過すると、シーケンサは、マグネチックスターラ回転子６００が停止するようこれを制御する。
【００４６】
Ｓ３２８にて、シーケンサは、加圧ポンプ１８２が起動するようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を開くようこれを制御する。精製水供給路開閉弁１８６が開くことにより、精製水貯槽２３０の精製水は、シリンダユニット１８０の伝達流体管４５４を経て流体室４７０内に流入する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６から洗浄排水貯槽２５２までが通じるように受入路切替弁２５４を制御する。これにより、濾過取出部４５２は精製水に押されて筒状部４８０の底部４９０方向へ移動する。濾過取出部４５２の移動に伴い、濾過材４６２は、混合物室４７２内の流体を濾過する。その濾過により、その流体から洗浄液が取出される。取出された洗浄液は排出管５１０内に移動する。移動したその洗浄液は最終的に洗浄排水貯槽２５２に流入する。その後、第１近接センサ５４０がしるし５２０を検知すると、第１近接センサ５４０はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは加圧ポンプ１８２が停止するようこれを制御する。加圧ポンプ１８２が停止すると、シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６が流路を閉じるようこれを制御する。これにより、混合物室４７２内の流体から洗浄液を取出す工程は終了する。この工程により、混合物中の固体成分が洗浄されることとなる。より詳しく述べると、この工程で、固体成分の表面に付着していたヘキシルアミンが洗浄液により除去されたこととなる。
【００４７】
Ｓ３３０にて、シーケンサは、洗浄液を混合物室４７２内へ一旦流入させてから取出すための一連の制御を行う。上述した説明から明らかな通り、この制御は混合物中の固体成分の洗浄を目的としている。そのための具体的な手順はＳ３２６およびＳ３２８と同様なので、ここではその詳細な説明は繰返さない。本実施形態の場合、その一連の制御の繰返し回数は予め定められている。
【００４８】
Ｓ３３２にて、シーケンサは、洗浄液供給路開閉弁５１４が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、排水排出路開閉弁５１６が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水供給路開閉弁１８６を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排気弁１９８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、混合物排出路開閉弁２２０が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、製品受入路開閉弁３１８が流路を閉じるようこれを制御する。シーケンサは、精製水排出路開閉弁１８８が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素排出路開閉弁１９２が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を開くようこれを制御する。シーケンサは、チラーユニット３６が起動するようこれを制御する。チラーユニット３６が起動することにより、液化冷却器２７２も追加冷却器２６０も起動する。シーケンサは、補充路開閉弁２７９が二酸化炭素補充路２７６を開くようこれを制御する。補充路開閉弁２７９が二酸化炭素補充路２７６を開くと、ガスボンベ７００内の二酸化炭素は、二酸化炭素補充路２７６と二酸化炭素回収器２７４とを経て二酸化炭素供給装置３０に流入する。二酸化炭素供給装置３０に流入した二酸化炭素は追加冷却器２６０に入る。追加冷却器２６０の中で、二酸化炭素は冷却される。二酸化炭素が冷却されるのは、二酸化炭素供給装置３０に流入するまでに二酸化炭素が外部から受けた熱を二酸化炭素供給ポンプ２６２に入る前に一旦取り除き液体状態の二酸化炭素を確実に送液するためである。二酸化炭素が二酸化炭素供給装置３０に流入すると、シーケンサは、二酸化炭素供給ポンプ２６２が起動するようこれを制御する。二酸化炭素供給ポンプ２６２は、追加冷却器２６０によって冷却された二酸化炭素に圧力を加える。二酸化炭素供給ポンプ２６２により圧力を加えられた二酸化炭素は加熱装置２６４によって加熱される。圧力が加えられ、かつ、加熱されることで、二酸化炭素は超臨界状態となる。超臨界状態となった二酸化炭素すなわち本実施形態における超臨界流体がシリンダユニット１８０の混合物室４７２内に流入する。混合物室４７２内に超臨界流体が流入すると、濾過取出部４５２は超臨界流体に押されることで収容部４５０の内部を移動する。これにより、流体室４７０内にもともとあった精製水は精製水貯槽２３０に戻る。この時、混合物室４７２内に残っていた洗浄液の一部とヘキシルアミンの一部とは超臨界流体に溶解する。濾過取出部４５２が収容部４５０のプラグ４８２に近づいた結果として第２近接センサ５４２がしるし５２０を検知すると、第２近接センサ５４２はそのことを示す信号をシーケンサに送信する。その信号を受信したシーケンサは精製水排出路開閉弁１８８が流路を閉じるようこれを制御する。精製水排出路開閉弁１８８が閉じた後も、二酸化炭素供給ポンプ２６２はシリンダユニット１８０内に超臨界流体を供給する。これにより、混合物室４７２内の圧力は次第に上昇する。圧力トランスミッタ１９４は流路の圧力ひいてはシリンダユニット１８０内の圧力を示す信号を繰り返しシーケンサに送信している。二酸化炭素排出路減圧弁１９６は水とエタノールとヘキシルアミンとを含む二酸化炭素を減圧する。減圧された二酸化炭素は分離器２７０に流入する。分離器２７０の内部において二酸化炭素は気体になる。分離器２７０の内部において水とエタノールとヘキシルアミンとは液体のままである。これにより分離器２７０の内部において気体と液体とが分離することとなる。分離した気体（二酸化炭素）は液化冷却器２７２に流入する。このような状態に達した後、シーケンサは、所定の時間、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を開閉するための制御を続ける。その間、シリンダユニット１８０内の超臨界流体は少しずつ入替る。洗浄液とヘキシルアミンとは超臨界流体に溶解する。これにより、シリンダユニット１８０内の水分とヘキシルアミンと洗浄液とが少しずつ固体成分から取除かれる。超臨界流体に溶解した水分とヘキシルアミンと洗浄液とは超臨界流体と共にシリンダユニット１８０の外に出る。こうして固体成分は洗浄される。同時に固体成分は乾燥する。乾燥した固体成分が製品となる。なお、本実施形態の場合、超臨界流体が入替っている間のシリンダユニット１８０内の圧力は２５メガパスカルである。ただしシリンダユニット１８０内の圧力は特に限定されるものではない。同様に、加熱装置２６４が二酸化炭素の温度を何ケルビンまで上昇させるかということは特に限定されるものではない。本実施形態の場合、それは、二酸化炭素が超臨界状態となる３１３ケルビン（摂氏約４０度）である。
【００４９】
Ｓ３３４にて、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を開閉するための制御を継続した時間が所定の値を超えると、シーケンサは、二酸化炭素供給ポンプ２６２が停止するようこれを制御する。二酸化炭素供給ポンプ２６２が停止すると、シーケンサは、二酸化炭素排出路開閉弁１９２が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、二酸化炭素供給路開閉弁２６６が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、製品受入路開閉弁３１８が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、二酸化炭素排気弁１９８が流路を開くようこれを制御する。二酸化炭素排気弁１９８が流路を開くとこれを通してシリンダユニット１８０内の超臨界流体が液体取出装置２０の外へ放出される。放出された超臨界流体は気化する。その際、超臨界流体の放出速度は二酸化炭素用ニードルバルブ２００で調整する。これにより、超臨界流体をゆっくりと放出することが可能になる。このとき、製品排出路開閉弁３１６は予め流路を閉じている。シーケンサは、リーク弁３１４が流路を閉じるよう制御する。シーケンサは、排気ポンプ３１２をこれが起動するよう制御する。これにより、製品受入槽３１０内部の真空度は次第に高くなる。すなわち製品受入槽３１０内部の気圧は次第に低くなる。排気ポンプ３１２が起動してから所定の時間が経過すると、シーケンサは、製品受入路開閉弁３１８をこれが開くよう制御する。これにより、シリンダユニット１８０内の製品が製品受入槽３１０内に排出される。製品受入槽３１０内に排出された製品の量は製品レベルセンサ３２０が検知する。製品レベルセンサ３２０は、検知した製品の量を示す信号をシーケンサに送信する。シーケンサは、その信号に基づいて製品が製品受入槽３１０内に十分排出されたか否かを判断する。製品が製品受入槽３１０内に十分排出されたら、シーケンサは、リーク弁３１４が流路を開くよう制御する。これによりリーク弁３１４が開くと、製品受入槽３１０内の気圧は大気圧に等しくなる。リーク弁３１４が流路を開いた後、シーケンサは、製品排出路開閉弁３１６をこれが開くよう制御する。製品排出路開閉弁３１６が開くと、製品受入槽３１０内の製品は容器７０２に排出される。
【００５０】
Ｓ３４０にて、分離器２７０に入った二酸化炭素は気化する。二酸化炭素に溶解していた洗浄液とヘキシルアミンと水とは凝縮する。凝縮した洗浄液と水とヘキシルアミンとは分離器２７０の底に溜まる。
【００５１】
Ｓ３４２にて、排水レベルセンサ２８２は分離器２７０内の排水の水位を検知する。排水レベルセンサ２８２は、検知した水位を示す信号をシーケンサに送信する。シーケンサは、その信号が示す水位が所定の値を超えると、排水用開閉弁２８０が流路を開くように制御する。排水用開閉弁２８０が流路を開くと、分離器２７０内の排水は洗浄液再生装置３４に流出する。洗浄液再生装置３４は排水を蒸留する。これによりその排水から沸点の低い洗浄液が抽出される。抽出された洗浄液は洗浄液貯槽２４０に流入する。これによりその洗浄液は再利用可能となる。洗浄液再生装置３４には図示しない温度センサが設けられている。その温度センサは排水の温度を継続的に検知している。温度を示す情報をシーケンサに継続的に送信する。蒸留が完了するとその温度センサが検知した温度が上昇し始めるので、シーケンサは、そのような温度上昇に基づいて、蒸留が完了したか否かを判断する。蒸留の終了は、廃熱利用油熱交換器２９２と電気熱交換器２９４とをこれらが停止するよう制御することで実現する。なお、洗浄排水貯槽２５２に溜まった洗浄液も、これと同様に、洗浄液再生装置３４にて処理の後に再利用する。
【００５２】
Ｓ３４４にて、洗浄液再生装置３４には水とヘキシルアミンとの混合物が残留している。作業者は、その混合物が冷めた頃、排水開閉弁３０４を開く。これにより、洗浄液再生装置３４に残っていたその混合物は排水分離槽３３０に全量排出される。その混合物において、水とヘキシルアミンとは分離する。下層が水である。上層がヘキシルアミンである。両者は比誘電率が異なる。これにより、周知の静電容量式レベル検知センサを用いて混合物の様々な箇所の誘電率を検出することにより、水とヘキシルアミンとの境界部分を検出することができる。シーケンサは、水とヘキシルアミンとが分離した頃、分離水水路開閉弁３３２が流路を開くようこれを制御する。分離水水路開閉弁３３２が開いた後、混合物のレベル（排水分離槽３３０の底から液の表面までの高さ）が所定の高さに低下すると、シーケンサは、分離水水路開閉弁３３２が流路を閉じるようこれを制御する。これにより、排水分離槽３３０内の混合物のうち水を廃水貯槽３３６へ排出できる。この時、上述した静電容量式レベル検知センサが検知している静電容量に基づいて水が排出されたか否かを判断してもよい。このようにして排出された廃水は上述した水熱合成装置に戻してもよい。これにより、その廃水を水熱合成の加熱水として再利用できる。この時、排水分離槽３３０には水を含んだヘキシルアミンが残る。作業者は、有機物排出バルブ３３８を開く。これにより、排水分離槽３３０の上層にあるヘキシルアミンは有機物貯槽３３４に排出される。排水貯槽２５０に溜まった排水も同様にして上層に層分離したヘキシルアミンと下層に層分離した水とに分離する。
【００５３】
Ｓ３５０にて、分離器２７０内で気化した二酸化炭素は分離器２７０を出る。分離器２７０を出た二酸化炭素は液化冷却器２７２へ流入する。
【００５４】
Ｓ３５２にて、液化冷却器２７２へ流入した二酸化炭素は冷却される。これによりその二酸化炭素は再度液化する。液化した二酸化炭素は二酸化炭素供給装置３０に流入する。これにより、その二酸化炭素は再利用可能となる。
【００５５】
〈効果の説明〉
以上のようにして、本実施形態にかかる液体取出装置２０によれば、混合物の液体成分を取出すことと濾過の際に混合物に圧力を加えることとによって消費エネルギを抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態にかかる液体取出装置２０によれば、濾過取出部４５２が、濾過材４６２と、再混入防止部４６６とを有しているので、濾過液が混合物へ容易に再混入する場合に比べ、濾過後の混合物の量を少なくできる。これにより、消費エネルギを抑制できる。
【００５７】
また、本実施形態にかかる液体取出装置２０によれば、再混入防止部４６６が排出管５１０と洗浄液供給路逆止弁５１２と洗浄液供給路開閉弁５１４と排水排出路開閉弁５１６と排水排出路逆止弁５１８とを有しているので、混合物中の液体成分の置換の際、収容部４５０内の平均圧力が高い状態を維持できる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００５８】
また、本実施形態にかかる濾過取出部４５２が区画部材４６０を有しているので、混合物から濾過液を取出した後、その混合物の体積を抑えることができる。混合物の体積を抑えることができると、置換の際、超臨界流体の量を抑えることができる。その結果、混合物の液体成分を超臨界流体に置換する際の消費エネルギを抑制できる。
【００５９】
また、本実施形態にかかる液体取出装置２０は、第３近接センサ５４４を有しているので、その位置を調整することにより、置換に用いる超臨界流体の量を適宜調整できる。これにより、消費エネルギの損失の抑制量を適宜調整できる。
【００６０】
また、本実施形態にかかる流体除去システムによれば、濾過に先立ち上澄みを除去するので、濾過に費やすエネルギを少なくできる。
【００６１】
また、本実施形態にかかる流体除去方法によれば、混合物の液体成分を取出すことと濾過の際に混合物に圧力を加えることとによって消費エネルギを抑制できる。
【００６２】
〈変形例の説明〉
上述した液体取出装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述した液体取出装置は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【００６３】
例えば、排出管５１０に接続される弁は上述したものに限定されない。その弁は、例えば、絞り弁および減圧弁の少なくとも一方であってもよい。排出管５１０に接続される弁のうち上述したもののいずれかは設けられなくともよい。
【００６４】
また、濾過取出部４５２の構造は上述したものに限定されない。濾過取出部４５２を駆動するものも上述したような構造のものに限定されない。例えば、濾過取出部４５２はねじ対偶によって駆動されてもよい。ただし、濾過取出部４５２を駆動するものは、収容部４５０の内部へ精製水その他の伝達流体を供給することにより濾過取出部４５２を介して混合物に圧力を加えるものであることが望ましい。この場合、濾過取出部４５２は、収容部４５０の内部を混合物が収容される空間とその流体を収容する空間とに区画するための区画部材を有することが望ましい。なお、言うまでもないことであるが、濾過取出部４５２へ圧力を伝達する伝達流体は精製水に限定されない。
【００６５】
また、混合物へ圧力を加えるための方法は上述したものに限定されない。たとえば、濾過取出部４５２を固定しておき、収容部４５０をリンクの運動によって駆動してもよい。この場合、密封リング４８４は必ずしも必要ではない。この場合、収容部４５０はリンクの運動によって駆動されるものに限定されない。
【００６６】
また、上述した開閉弁の具体的な種類は限定されない。開閉弁の例には、ボールバルブ、ゲートバルブ、バタフライバルブがある。また、開閉弁の例には、電動弁、空動弁（空気を供給することで制御が可能な弁）もある。
【００６７】
また、本発明にかかる流体除去システムは、上述したヘキシルアミンに代えて、その他の液状の有機物を除去するものであってもよい。
【００６８】
なお、上述した混合物が固体成分として微粒子を含む場合、その微粒子は沈殿に長時間を要する。そのような場合、上述した流体除去システムに対して以下の３点の追加変更を行ったものを用いると、超臨界流体によって置換される液体成分の量を少なくできる。その３点のうち１点目は、排出管５１０から洗浄液供給路開閉弁５１４および排水排出路開閉弁５１６までの間に図示しない周知の誘電率検出センサを設けるというものである。２点目は、図示しない微粒子分散液槽を設ける（この微粒子分散液槽は排出管５１０を介してシリンダユニット１８０に連通可能）というものである。３点目は、図示しないポンプを設けるなどして微粒子分散液槽から排出管５１０を介してシリンダユニット１８０へ液体（この液体は排出管５１０を介してシリンダユニット１８０から排出されたものであり、上述した微粒子が分散しているものである）を供給可能となっているというものである。これらの変更を施す場合、原料受入槽２１０において混合物から上澄みを取除く作業は不要である。以下、この流体除去システムを用いて微粒子を含む混合物の洗浄と乾燥とを行うための方法について説明する。
【００６９】
この方法を実施する場合、まず、混合物に添加液を添加する。添加液は、混合物の液体成分とは誘電率が異なり、混合物の液体成分と比重が異なり、かつ、互いに溶けない（混合物の液体成分と添加液とを混合して放置するとそれらが２層に分離する程度に溶解度が低ければよい）ことが必要である。ここでは、添加液としてトルエンを用いた場合について説明する。なお、添加液の量は液体成分の量に比べて少なくする。添加液の量はなるべく少ないことが好ましい。
【００７０】
次に、添加液を添加した混合物をシリンダユニット１８０へ供給する。混合物が供給されたら、そのまま待つ。その間、混合物になるべく振動を与えない。もちろんマグネチックスターラ回転子６００による攪拌は実施しない。これにより、混合物中の液体成分と添加液とが２層に分離する。上層は添加液（トルエン）の層である。下層は液体成分（水）の層である。混合物中に分散するような微粒子は上層に集まる。
【００７１】
混合物の液体成分が２層に分離したら、その上層（微粒子が分散しているトルエン）が排出管５１０を通って微粒子分散液槽へ排出されるように濾過取出部４５２を駆動する。その上層の排出先は上述した微粒子分散液槽である。混合物は２層に分離しているので、まず上層が排出される。下層（水）が排出される直前に濾過取出部４５２を停止させることで上層のみを微粒子分散液槽へ排出できる。下層が排出される直前に濾過取出部４５２を停止させ得るのは、排出管５１０から洗浄液供給路開閉弁５１４および排水排出路開閉弁５１６までの間に図示しない周知の誘電率検出センサを設けているためである。この誘電率検出センサは、排出管５１０を通過している混合物の誘電率を検出している。上層の通過が完了して下層の排出が始まる頃には、誘電率の大きな変化が生じる。これにより、誘電率の大きな変化が生じたら（たとえば、誘電率が所定の閾値を越えたら）混合物の排出を停止させることで上層のみの排出が可能となっている。
【００７２】
上層のみをシリンダユニット１８０から排出したら、シリンダユニット１８０に残る下槽（水）を排出する。排出先は特に限定されないが、廃水貯槽３３６はその一例となる。これにより、混合物から液体成分が取出されたことになる。その後、微粒子分散液槽からシリンダユニット１８０へ上層を戻す。
【００７３】
上層が戻ったら、上述したＳ３３２以降の工程を実施する。すなわち、上層に対し、超臨界状態の二酸化炭素による洗浄と攪拌とを行う。これにより、微粒子の洗浄および乾燥にあたって液体成分（この場合は水）を取出すこととなる。液体成分を取出し得るので、洗浄と乾燥とに費やすエネルギを減少させることができる。
【符号の説明】
【００７４】
２０…液体取出装置、
２２…原料受入ユニット、
２４…精製水供給ユニット、
２６…洗浄液供給ユニット、
２８…排水一次受入ユニット、
３０…二酸化炭素供給装置、
３２…二酸化炭素再生装置、
３４…洗浄液再生装置、
３６…チラーユニット、
３８…製品受入ユニット、
４０…排水二次受入ユニット、
１８０…シリンダユニット、
１８２…加圧ポンプ、
１８４…精製水供給路逆止弁、
１８６…精製水供給路開閉弁、
１８８…精製水排出路開閉弁、
１９０…精製水排出路逆止弁、
１９２…二酸化炭素排出路開閉弁、
１９４…圧力トランスミッタ、
１９６…二酸化炭素排出路減圧弁、
１９８…二酸化炭素排気弁、
２００…二酸化炭素用ニードルバルブ、
２１０…原料受入槽、
２１２…撹拌機、
２１４…上澄排出路開閉弁、
２１６…混合物供給ポンプ、
２１８…混合物供給路開閉弁、
２２０…混合物排出路開閉弁、
２２２…混合物レベルセンサ、
２２４…濁度センサ、
２３０…精製水貯槽、
２４０…洗浄液貯槽、
２４２…洗浄液供給ポンプ、
２４４…供給路切替弁、
２５０…排水貯槽、
２５２…洗浄排水貯槽、
２５４…受入路切替弁、
２６０…追加冷却器、
２６２…二酸化炭素供給ポンプ、
２６４…加熱装置、
２６６…二酸化炭素供給路開閉弁、
２７０…分離器、
２７２…液化冷却器、
２７４…二酸化炭素回収器、
２７６…二酸化炭素補充路、
２７７…補充路用減圧弁、
２７８…排水用減圧弁、
２７９…補充路開閉弁、
２８０…排水用開閉弁、
２８２…排水レベルセンサ、
２９０…蒸留装置、
２９２…廃熱利用油熱交換器、
２９４…電気熱交換器、
２９８…覗き窓、
３００…冷水熱交換器、
３０２…冷水路開閉弁、
３０４…排水開閉弁、
３１０…製品受入槽、
３１２…排気ポンプ、
３１４…リーク弁、
３１６…製品排出路開閉弁、
３１８…製品受入路開閉弁、
３２０…製品レベルセンサ、
３３０…排水分離槽、
３３２…分離水水路開閉弁、
３３４…有機物貯槽、
３３６…廃水貯槽、
３３８…有機物排出バルブ、
４５０…収容部、
４５２…濾過取出部、
４５４…伝達流体管、
４５６…混合物管、
４５８…二酸化炭素供給管、
４５９…二酸化炭素排出管、
４６０…区画部材、
４６２…濾過材、
４６４…保護材、
４６６…再混入防止部、
４７０…流体室、
４７２…混合物室、
４８０…筒状部、
４８２…プラグ、
４８４…密封リング、
４９０…底部、
４９２…口部、
４９４…混合物路、
４９６…二酸化炭素流入路、
４９８…二酸化炭素排出路、
５００…管スライド孔、
５０２…シール、
５０４…伝達流体路、
５１０…排出管、
５１２…洗浄液供給路逆止弁、
５１４…洗浄液供給路開閉弁、
５１６…排水排出路開閉弁、
５１８…排水排出路逆止弁、
５２０…しるし、
５３０…ブラケット、
５４０…第１近接センサ、
５４２…第２近接センサ、
５４４…第３近接センサ、
６００…マグネチックスターラ回転子、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体成分と液体成分とを含む混合物から前記液体成分の一部を取出す液体取出装置であって、
前記混合物および超臨界流体を収容する収容部と、
前記収容部内の前記混合物を濾過することにより、前記混合物から前記液体成分の一部を取出す濾過取出部と、
前記濾過取出部が前記混合物を濾過する際に前記混合物へ圧力を加える加圧部とを備えることを特徴とする液体取出装置。
【請求項２】
前記濾過取出部が、
前記収容部内の前記混合物を濾過する濾過材と、
前記濾過材によって前記混合物から取出された前記液体成分である濾過液が前記混合物に再混入することを防止する再混入防止部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の液体取出装置。
【請求項３】
前記再混入防止部が、
前記濾過液を前記収容部の外へ排出する排出管と、
前記排出管に接続される弁とを有することを特徴とする請求項２に記載の液体取出装置。
【請求項４】
前記濾過取出部が、前記濾過材が取付けられ、前記収容部内で移動でき、かつ、前記収容部内を前記混合物が収容される空間と前記混合物の浸入が抑えられる空間とに区画する区画部材をさらに有し、
前記加圧部が、前記区画部材に力を加えることにより、前記濾過取出部を介して前記混合物へ前記圧力を加えることを特徴とする請求項２に記載の液体取出装置。
【請求項５】
前記収容部が筒状部を有しており、
前記区画部材が、前記筒状部の内周面に沿って前記収容部内をスライドすることを特徴とする請求項４に記載の液体取出装置。
【請求項６】
固体成分と液体成分とを含む混合物の前記液体成分を超臨界流体に置換する置換工程と、
前記超臨界流体を気化させる気化工程とを備える流体除去方法であって、
前記流体除去方法は、前記置換工程に先立ち、前記混合物から前記液体成分の一部を取出す取出工程をさらに備えることを特徴とする流体除去方法。
【請求項７】
前記取出工程が、装置内で前記混合物へ圧力を加えながら前記混合物から前記液体成分の一部を取出す工程であり、
前記置換工程が、前記装置内で前記液体成分を前記超臨界流体に置換する段階を有することを特徴とする請求項６に記載の流体除去方法。
【請求項１】
固体成分と液体成分とを含む混合物から前記液体成分の一部を取出す液体取出装置であって、
前記混合物および超臨界流体を収容する収容部と、
前記収容部内の前記混合物を濾過することにより、前記混合物から前記液体成分の一部を取出す濾過取出部と、
前記濾過取出部が前記混合物を濾過する際に前記混合物へ圧力を加える加圧部とを備えることを特徴とする液体取出装置。
【請求項２】
前記濾過取出部が、
前記収容部内の前記混合物を濾過する濾過材と、
前記濾過材によって前記混合物から取出された前記液体成分である濾過液が前記混合物に再混入することを防止する再混入防止部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の液体取出装置。
【請求項３】
前記再混入防止部が、
前記濾過液を前記収容部の外へ排出する排出管と、
前記排出管に接続される弁とを有することを特徴とする請求項２に記載の液体取出装置。
【請求項４】
前記濾過取出部が、前記濾過材が取付けられ、前記収容部内で移動でき、かつ、前記収容部内を前記混合物が収容される空間と前記混合物の浸入が抑えられる空間とに区画する区画部材をさらに有し、
前記加圧部が、前記区画部材に力を加えることにより、前記濾過取出部を介して前記混合物へ前記圧力を加えることを特徴とする請求項２に記載の液体取出装置。
【請求項５】
前記収容部が筒状部を有しており、
前記区画部材が、前記筒状部の内周面に沿って前記収容部内をスライドすることを特徴とする請求項４に記載の液体取出装置。
【請求項６】
固体成分と液体成分とを含む混合物の前記液体成分を超臨界流体に置換する置換工程と、
前記超臨界流体を気化させる気化工程とを備える流体除去方法であって、
前記流体除去方法は、前記置換工程に先立ち、前記混合物から前記液体成分の一部を取出す取出工程をさらに備えることを特徴とする流体除去方法。
【請求項７】
前記取出工程が、装置内で前記混合物へ圧力を加えながら前記混合物から前記液体成分の一部を取出す工程であり、
前記置換工程が、前記装置内で前記液体成分を前記超臨界流体に置換する段階を有することを特徴とする請求項６に記載の流体除去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７８７３７（Ｐ２０１３−７８７３７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０７１９（Ｐ２０１１−２２０７１９）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（５９８０８４８９５）株式会社アイテック (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（５９８０８４８９５）株式会社アイテック (24)
【Ｆターム（参考）】
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