JP2003112035A - 超臨界流体を使用した油除去装置 - Google Patents
超臨界流体を使用した油除去装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細固体状の処理物ａから油分を効率よく分
離できると共に、フィルタ２３の目詰まりも少なく、し
かも油分を除去した処理物ａを容易に回収する。 【解決手段】 超臨界流体を使用した油分除去装置は、
超臨界流体とその圧力を保持する第一の容器２１と、こ
の第一の容器２１の中に配置され、油が付着した処理物
ａを収納する第二の容器２２と、この第二の容器２２の
上部開口部を覆うように設けられた処理物ａを濾過する
フィルタ２３と、この第二の容器２２の中に超臨界流体
を供給する超臨界流体供給源と、この第一の容器２１の
中に油が付着した処理物ａを攪拌する手段と、この第二
の容器２２から前記フィルタ２３を通して第一の容器２
１を経て回収された超臨界流体を気化して気体と油分と
に分離する気化分離器３６とを有する。
離できると共に、フィルタ２３の目詰まりも少なく、し
かも油分を除去した処理物ａを容易に回収する。 【解決手段】 超臨界流体を使用した油分除去装置は、
超臨界流体とその圧力を保持する第一の容器２１と、こ
の第一の容器２１の中に配置され、油が付着した処理物
ａを収納する第二の容器２２と、この第二の容器２２の
上部開口部を覆うように設けられた処理物ａを濾過する
フィルタ２３と、この第二の容器２２の中に超臨界流体
を供給する超臨界流体供給源と、この第一の容器２１の
中に油が付着した処理物ａを攪拌する手段と、この第二
の容器２２から前記フィルタ２３を通して第一の容器２
１を経て回収された超臨界流体を気化して気体と油分と
に分離する気化分離器３６とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削油が付着した
切り屑等のように、油分が付着した微細固体状の処理物
から、溶剤を使わずに、例えば超臨界二酸化炭素等の超
臨界流体をキャリアとして、油分を除去する装置に関
し、例えば、機械部品の切削や半導体基材を切削した時
の有効物質の回収等に利用できる超臨界流体を使用した
油除去装置に関する。
切り屑等のように、油分が付着した微細固体状の処理物
から、溶剤を使わずに、例えば超臨界二酸化炭素等の超
臨界流体をキャリアとして、油分を除去する装置に関
し、例えば、機械部品の切削や半導体基材を切削した時
の有効物質の回収等に利用できる超臨界流体を使用した
油除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削油にまみれた切り屑等のように、油
分を含む微細固体状の処理物をリサイクルするため、そ
の処理物から油分を除去し、回収する場合、従来では完
全に油分を除去して回収する手段としては、溶剤を用い
るもの以外に無かった。例えば、一度処理物をトリクレ
ン等の溶剤で洗浄してそれに付着した油分を除去し、油
分と処理物を分離し、残った処理物をアルコール中で超
音洗浄をするものである。
分を含む微細固体状の処理物をリサイクルするため、そ
の処理物から油分を除去し、回収する場合、従来では完
全に油分を除去して回収する手段としては、溶剤を用い
るもの以外に無かった。例えば、一度処理物をトリクレ
ン等の溶剤で洗浄してそれに付着した油分を除去し、油
分と処理物を分離し、残った処理物をアルコール中で超
音洗浄をするものである。
【０００３】このような手段では、油を溶かした溶剤の
再処理も必要であり、再処理コストが多くかかるという
課題がある。そのため、原材料コストが低い一般的な鉄
系金属等は、油分を除去しないまま廃棄されることが多
い。ところが近年では、高融点金属であるタングステ
ン、或いは希少元素を有する金属材料やセラミック材料
が多く使われる様になり、切削油等を使用してそれらの
素材を切り出したときに発生する有用材料を再利用すべ
きであるとする需要が高まりつつある。
再処理も必要であり、再処理コストが多くかかるという
課題がある。そのため、原材料コストが低い一般的な鉄
系金属等は、油分を除去しないまま廃棄されることが多
い。ところが近年では、高融点金属であるタングステ
ン、或いは希少元素を有する金属材料やセラミック材料
が多く使われる様になり、切削油等を使用してそれらの
素材を切り出したときに発生する有用材料を再利用すべ
きであるとする需要が高まりつつある。
【０００４】前記のような溶剤を使わずに微細固体状の
処理物から油分を除去する手段の一つとして、超臨界流
体を利用する油分除去手段がある。超臨界流体とするこ
とができる流体には様々なものがあるが、超臨界状態に
おける温度や圧力に加え、流体の入手の容易性等から二
酸化炭素の超臨界状態を利用が最も簡単である。
処理物から油分を除去する手段の一つとして、超臨界流
体を利用する油分除去手段がある。超臨界流体とするこ
とができる流体には様々なものがあるが、超臨界状態に
おける温度や圧力に加え、流体の入手の容易性等から二
酸化炭素の超臨界状態を利用が最も簡単である。
【０００５】図５に、従来の一般的なＣＯ2 超臨界流体
を用い、油分を含んだ微細固体状の処理物から油分を除
去するための洗浄サイクルを示す。まず、圧力容器であ
る洗浄容器１に油まみれの切粉等のような油分が付いた
微細固体状の処理物ａを入れ、洗浄容器１を真空ポンプ
９で減圧する。その後、液体二酸化炭素ボンベ２から液
体ＣＯ2 を液体貯蔵容器兼液化容器３に注入する。この
液体貯蔵容器兼液化容器３は冷却器４により冷却され、
液体ＣＯ2 は液体の状態に保たれる。
を用い、油分を含んだ微細固体状の処理物から油分を除
去するための洗浄サイクルを示す。まず、圧力容器であ
る洗浄容器１に油まみれの切粉等のような油分が付いた
微細固体状の処理物ａを入れ、洗浄容器１を真空ポンプ
９で減圧する。その後、液体二酸化炭素ボンベ２から液
体ＣＯ2 を液体貯蔵容器兼液化容器３に注入する。この
液体貯蔵容器兼液化容器３は冷却器４により冷却され、
液体ＣＯ2 は液体の状態に保たれる。
【０００６】この液体貯蔵容器兼液化容器３内の液体Ｃ
Ｏ2 をプランジャーポンプ等の昇圧ポンプ５で昇圧し、
加熱器７へ送る。この加熱器７にはヒータ８が内蔵して
おり、このヒータ８により液体ＣＯ2 を４０℃程度に加
熱し、ＣＯ2 を超臨界状態とし、この超臨界ＣＯ2 流体
を洗浄容器１に送り込む。
Ｏ2 をプランジャーポンプ等の昇圧ポンプ５で昇圧し、
加熱器７へ送る。この加熱器７にはヒータ８が内蔵して
おり、このヒータ８により液体ＣＯ2 を４０℃程度に加
熱し、ＣＯ2 を超臨界状態とし、この超臨界ＣＯ2 流体
を洗浄容器１に送り込む。
【０００７】この洗浄容器１内では、超臨界ＣＯ2 流体
が処理物ａから油を溶かし、洗浄容器１から排出され
る。この時、超臨界ＣＯ2 流体が処理物ａの中の特に細
かい粒子をまき込んで流れて行くので、フィルタ容器１
１に設けたフィルタ１０に通し、細かい粒子を濾過し、
油分のみを含んだ超臨界ＣＯ2 流体を減圧弁である調圧
弁１２に送り、ここで減圧した後、気化分離器１３へ送
る。このとき、調圧弁１２によって超臨界ＣＯ2 流体を
臨界圧力より低い圧力まで減圧すると、ＣＯ2 がガス化
し、油分だけが気化分離器１３の中で下に溜まってい
く。この気化分離器１３の底に溜まった油分は、ドレン
バルブ１４を開けることにより、ドレン受容器１５に回
収される。
が処理物ａから油を溶かし、洗浄容器１から排出され
る。この時、超臨界ＣＯ2 流体が処理物ａの中の特に細
かい粒子をまき込んで流れて行くので、フィルタ容器１
１に設けたフィルタ１０に通し、細かい粒子を濾過し、
油分のみを含んだ超臨界ＣＯ2 流体を減圧弁である調圧
弁１２に送り、ここで減圧した後、気化分離器１３へ送
る。このとき、調圧弁１２によって超臨界ＣＯ2 流体を
臨界圧力より低い圧力まで減圧すると、ＣＯ2 がガス化
し、油分だけが気化分離器１３の中で下に溜まってい
く。この気化分離器１３の底に溜まった油分は、ドレン
バルブ１４を開けることにより、ドレン受容器１５に回
収される。
【０００８】この気化分離器１３で油分とＣＯ2 ガスと
を分離した後に、気化したＣＯ2 ガスを液体貯蔵容器兼
液化器３側に導き、冷却器４により冷却すると、またＣ
Ｏ2が再び液化される。このようにしてＣＯ2 が液体Ｃ
Ｏ2 、超臨界ＣＯ2 流体及びＣＯ2 ガスとその形態を変
えるように所定のサイクルで循環しながら、処理物ａか
ら油分を除去していく。
を分離した後に、気化したＣＯ2 ガスを液体貯蔵容器兼
液化器３側に導き、冷却器４により冷却すると、またＣ
Ｏ2が再び液化される。このようにしてＣＯ2 が液体Ｃ
Ｏ2 、超臨界ＣＯ2 流体及びＣＯ2 ガスとその形態を変
えるように所定のサイクルで循環しながら、処理物ａか
ら油分を除去していく。
【０００９】このようなサイクルにより、処理物ａから
油分の除去が完了すると、液体貯蔵容器兼液化器３から
液体ＣＯ2 が回収ボンベ６に回収され、後に再利用され
る。また、圧力容器１が大気圧に減圧され、その蓋が開
けられて、その底に溜まった油分を除去した処理物ａが
回収される。
油分の除去が完了すると、液体貯蔵容器兼液化器３から
液体ＣＯ2 が回収ボンベ６に回収され、後に再利用され
る。また、圧力容器１が大気圧に減圧され、その蓋が開
けられて、その底に溜まった油分を除去した処理物ａが
回収される。
【００１０】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
述のような従来の超臨界流体を使用した油分除去装置の
ように、単一の洗浄容器１に油分が付着した微細固体状
の処理物ａを入れて油分を除去する場合、油分の除去が
完了した処理物ａを洗浄容器１から取り出すのが容易で
はなく、洗浄容器１の中に処理物ａが或る程度残ってし
まう。
述のような従来の超臨界流体を使用した油分除去装置の
ように、単一の洗浄容器１に油分が付着した微細固体状
の処理物ａを入れて油分を除去する場合、油分の除去が
完了した処理物ａを洗浄容器１から取り出すのが容易で
はなく、洗浄容器１の中に処理物ａが或る程度残ってし
まう。
【００１１】超臨界流体はガスの性質があるため、狭い
空隙まで流体が浸透する性質がある。しかし、このよう
な性質のある超臨界流体であっても、油分を含んだ泥状
の処理物ａの内部に流体が浸透して脱油するのには長い
時間がかかる。このため、脱油効率が悪いという問題が
あった。
空隙まで流体が浸透する性質がある。しかし、このよう
な性質のある超臨界流体であっても、油分を含んだ泥状
の処理物ａの内部に流体が浸透して脱油するのには長い
時間がかかる。このため、脱油効率が悪いという問題が
あった。
【００１２】本発明は、このような従来の超臨界流体を
使用した油分除去装置の課題に鑑み、微細固体状の処理
物から油分を効率よく分離できると共に、フィルタの目
詰まりも少なく、しかも油分を除去した処理物を容易に
回収することができる超臨界流体を使用した油分除去装
置を提供することを目的とする。
使用した油分除去装置の課題に鑑み、微細固体状の処理
物から油分を効率よく分離できると共に、フィルタの目
詰まりも少なく、しかも油分を除去した処理物を容易に
回収することができる超臨界流体を使用した油分除去装
置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、油分を除去
した処理物ａを容易に回収し、複数の処理物ａを順次処
理できるようにするため、超臨界流体の保持とその圧力
を保持することができる第一の容器２１と、脱油すべき
処理物ａを収納する第二の容器２２とを使用し、第一の
容器２１の中に第二の容器２２を収納するようにした。
した処理物ａを容易に回収し、複数の処理物ａを順次処
理できるようにするため、超臨界流体の保持とその圧力
を保持することができる第一の容器２１と、脱油すべき
処理物ａを収納する第二の容器２２とを使用し、第一の
容器２１の中に第二の容器２２を収納するようにした。
【００１４】さらに、第二の容器２２に収納した処理物
ａが第一の容器２１に漏れ出てしまわないように、第二
の容器２２の開口部にフィルタ２３を設けた。また、油
分を含む処理物ａの中に超臨界流体が容易に浸透し、処
理物ａが満遍なく超臨界流体に晒されるように、処理物
ａを振動や渦流により攪拌するようにしたものである。
ａが第一の容器２１に漏れ出てしまわないように、第二
の容器２２の開口部にフィルタ２３を設けた。また、油
分を含む処理物ａの中に超臨界流体が容易に浸透し、処
理物ａが満遍なく超臨界流体に晒されるように、処理物
ａを振動や渦流により攪拌するようにしたものである。
【００１５】すなわち、本発明による超臨界流体を使用
した油分除去装置は、超臨界流体とその圧力を保持する
第一の容器２１と、この第一の容器２１の中に配置さ
れ、油が付着した微細固体状の処理物ａを収納する第二
の容器２２と、この第二の容器２２の上部開口部を覆う
ように設けられた処理物ａを濾過するフィルタ２３と、
この第二の容器２２の中に超臨界流体を供給する超臨界
流体供給源と、この第一の容器２１の中の油が付着した
処理物ａを攪拌する手段と、この第二の容器２２から前
記フィルタ２３を通して第一の容器２１を経て回収され
た超臨界流体を気化して気体と油分とに分離する気化分
離器３６とを有するものである。
した油分除去装置は、超臨界流体とその圧力を保持する
第一の容器２１と、この第一の容器２１の中に配置さ
れ、油が付着した微細固体状の処理物ａを収納する第二
の容器２２と、この第二の容器２２の上部開口部を覆う
ように設けられた処理物ａを濾過するフィルタ２３と、
この第二の容器２２の中に超臨界流体を供給する超臨界
流体供給源と、この第一の容器２１の中の油が付着した
処理物ａを攪拌する手段と、この第二の容器２２から前
記フィルタ２３を通して第一の容器２１を経て回収され
た超臨界流体を気化して気体と油分とに分離する気化分
離器３６とを有するものである。
【００１６】このような超臨界流体を使用した油分除去
装置において、第二の容器２２に供給された超臨界流体
は、第二の容器２２の中の油分を含んだ処理物ａに接触
し、油分を含んだまま第二の容器２２に設けたフィルタ
２３を通って第一の容器２１に流れ出る。このとき、第
二の容器２２の中の油分を含んだ処理物ａが超臨界流体
に満遍なく晒されるように、油分を含んだ処理物ａを攪
拌することにより、油分の除去効率を高めることができ
る。また、フィルタ２３は、第二の容器２２から第一の
容器２１に流れ出る超臨界流体から処理物ａの粉塵等を
濾過する。その後超臨界流体は、第一の容器２１内を下
降し、その下部の排出口３５から気化分離器３６側へと
送られ、そこで減圧され、気化されることにより、ガス
と油分が分離される。
装置において、第二の容器２２に供給された超臨界流体
は、第二の容器２２の中の油分を含んだ処理物ａに接触
し、油分を含んだまま第二の容器２２に設けたフィルタ
２３を通って第一の容器２１に流れ出る。このとき、第
二の容器２２の中の油分を含んだ処理物ａが超臨界流体
に満遍なく晒されるように、油分を含んだ処理物ａを攪
拌することにより、油分の除去効率を高めることができ
る。また、フィルタ２３は、第二の容器２２から第一の
容器２１に流れ出る超臨界流体から処理物ａの粉塵等を
濾過する。その後超臨界流体は、第一の容器２１内を下
降し、その下部の排出口３５から気化分離器３６側へと
送られ、そこで減圧され、気化されることにより、ガス
と油分が分離される。
【００１７】この油分除去装置では、第一の容器２１の
中に入れた第二の容器２２に油分が付着した処理物ａを
収納して処理するため、油分を除去した後に、第一の容
器２１から、それより小さい第二の容器２２を取り出
し、別の場所で処理物ａを処理することが可能である。
また、処理すべき処理物ａが複数ある場合、それらを複
数の第二容器２２に入れておけば、第一の容器２１へ収
納する第二の容器２２の交換が簡単に行なえる。
中に入れた第二の容器２２に油分が付着した処理物ａを
収納して処理するため、油分を除去した後に、第一の容
器２１から、それより小さい第二の容器２２を取り出
し、別の場所で処理物ａを処理することが可能である。
また、処理すべき処理物ａが複数ある場合、それらを複
数の第二容器２２に入れておけば、第一の容器２１へ収
納する第二の容器２２の交換が簡単に行なえる。
【００１８】前述のように、フィルタ２３は、第二の容
器２２の上部開口部を覆うように、すなわち蓋として設
けられているため、超臨界流体を送る配管の途中に設け
たような局所的なフィルタを通過する場合に比べて超臨
界流体の流速が遅くなる。これにより、フィルタ２３の
目詰まりを低減することが出来る。
器２２の上部開口部を覆うように、すなわち蓋として設
けられているため、超臨界流体を送る配管の途中に設け
たような局所的なフィルタを通過する場合に比べて超臨
界流体の流速が遅くなる。これにより、フィルタ２３の
目詰まりを低減することが出来る。
【００１９】さらに前述のように、第二の容器２２の中
の泥状の処理物ａの全体を満遍なく超臨界流体に晒すた
めに、第二の容器２２の中の処理物ａを撹拌するが、攪
拌された処理物ａがフィルタ２３に及ばないようにする
ために、第二の容器２２に設けたフィルタ２３より内側
に、孔開きの整流板２４を設けるとよい。これにより、
舞い上がった処理物ａの粉塵等がフィルタ２３に直接及
ばなくなり、フィルタ２３の目詰まりがさらに確実に防
止できる。
の泥状の処理物ａの全体を満遍なく超臨界流体に晒すた
めに、第二の容器２２の中の処理物ａを撹拌するが、攪
拌された処理物ａがフィルタ２３に及ばないようにする
ために、第二の容器２２に設けたフィルタ２３より内側
に、孔開きの整流板２４を設けるとよい。これにより、
舞い上がった処理物ａの粉塵等がフィルタ２３に直接及
ばなくなり、フィルタ２３の目詰まりがさらに確実に防
止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
本発明の一実施形態による油分除去装置の構成を図１に
示す。この基本的なサイクルは、図５により前述した従
来の一般的な油分除去装置と同じである。
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
本発明の一実施形態による油分除去装置の構成を図１に
示す。この基本的なサイクルは、図５により前述した従
来の一般的な油分除去装置と同じである。
【００２１】この図１に示された実施形態による油分除
去装置では、供給される超臨界流体とその圧力を保持す
る圧力容器としての第一の容器２１と、油分が付着した
微細固体状の処理物ａを収納し、これを超臨界流体に晒
す第二の容器２２とが使用されている。
去装置では、供給される超臨界流体とその圧力を保持す
る圧力容器としての第一の容器２１と、油分が付着した
微細固体状の処理物ａを収納し、これを超臨界流体に晒
す第二の容器２２とが使用されている。
【００２２】この第二の容器２２の上面開口部は蓋状の
フィルタ２３が被せられている。このフィルタ２３は、
メッシュ状のもの、或いは多孔質板等が使用される。さ
らに、このフィルタ２３の内側、すなわちその下面に
は、孔開きの整流板２４が設けられている。この整流板
２４は、孔開き板を間隔を置いて何枚か重ねたものであ
るが、その孔が上下に重ならないようにするのがよい。
フィルタ２３が被せられている。このフィルタ２３は、
メッシュ状のもの、或いは多孔質板等が使用される。さ
らに、このフィルタ２３の内側、すなわちその下面に
は、孔開きの整流板２４が設けられている。この整流板
２４は、孔開き板を間隔を置いて何枚か重ねたものであ
るが、その孔が上下に重ならないようにするのがよい。
【００２３】これらフィルタ２３や整流板２４は、上下
に重ねられ、図３に示すようなリング継手３７により第
二の容器２２の上端開口部周りのフランジに着脱自在に
固定される。図３に示すリング継手３７は、その一端の
ジョイント３７ａをねじで締め付けることによりフィル
タ２３や整流板２４を第二の容器２２の上端開口部周り
のフランジに固定し、そのねじを緩めてジョイント３７
ａを開くことにより、フィルタ２３や整流板２４を第二
の容器２２から取り外すことができる。これにより、フ
ィルタ２３や整流板２４を交換することが容易である。
に重ねられ、図３に示すようなリング継手３７により第
二の容器２２の上端開口部周りのフランジに着脱自在に
固定される。図３に示すリング継手３７は、その一端の
ジョイント３７ａをねじで締め付けることによりフィル
タ２３や整流板２４を第二の容器２２の上端開口部周り
のフランジに固定し、そのねじを緩めてジョイント３７
ａを開くことにより、フィルタ２３や整流板２４を第二
の容器２２から取り外すことができる。これにより、フ
ィルタ２３や整流板２４を交換することが容易である。
【００２４】この第二の容器２２は、前記第一の容器２
１の中に設置される。図１の例では、第一の容器２１の
中程の高さの位置から内側にフランジ状の支持部材２９
が延設され、この支持部材２９に第二の容器２２の外周
から延設されたフランジがねじで固定されている。第一
の容器２１の支持部材２９には超臨界粒体が通過する通
過孔３０が設けられている。第一の容器２１の内周面の
前記支持部材２９の下には、前記第二の容器２２の下部
を囲み、且つ第二の容器２２に近接する側が下方に下が
るようなテーパを有する下方流促進板３１が設けられて
いる。
１の中に設置される。図１の例では、第一の容器２１の
中程の高さの位置から内側にフランジ状の支持部材２９
が延設され、この支持部材２９に第二の容器２２の外周
から延設されたフランジがねじで固定されている。第一
の容器２１の支持部材２９には超臨界粒体が通過する通
過孔３０が設けられている。第一の容器２１の内周面の
前記支持部材２９の下には、前記第二の容器２２の下部
を囲み、且つ第二の容器２２に近接する側が下方に下が
るようなテーパを有する下方流促進板３１が設けられて
いる。
【００２５】第一の容器２１の底には、台座によって振
動器３２が設置され、この振動器３２が第二の容器２２
の底面に接している。この振動器３２が作動することに
より、第二の容器２２の底面からその振動が処理物ａに
伝達され、処理物ａが攪拌される。振動器３２として
は、モータに偏心器を併用した電動式、電磁力により振
動を発生する電磁式或いは磁歪により振動を発生する磁
歪式等の振動器を使用することができる。
動器３２が設置され、この振動器３２が第二の容器２２
の底面に接している。この振動器３２が作動することに
より、第二の容器２２の底面からその振動が処理物ａに
伝達され、処理物ａが攪拌される。振動器３２として
は、モータに偏心器を併用した電動式、電磁力により振
動を発生する電磁式或いは磁歪により振動を発生する磁
歪式等の振動器を使用することができる。
【００２６】振動器３２への電力ケーブルや温度測定の
ための熱電対は、第一の容器２２を貫通してその中に導
入されたケーブルユニット３３に納められている。さら
に、第一の容器２２の底壁には、ドレンバルブ４７が設
けられ、第一の容器２２を空にするときやメンテナンス
を行うときにこのドレンバルブ４７から第一の容器２２
内の液体を排出する。
ための熱電対は、第一の容器２２を貫通してその中に導
入されたケーブルユニット３３に納められている。さら
に、第一の容器２２の底壁には、ドレンバルブ４７が設
けられ、第一の容器２２を空にするときやメンテナンス
を行うときにこのドレンバルブ４７から第一の容器２２
内の液体を排出する。
【００２７】この実施形態による超臨界流体を使用した
油分除去装置によるサイクルも基本的に図５により前述
した油分除去装置のものと同様である。超臨界流体とし
て、前述した油分除去装置と同様に超臨界ＣＯ2 流体を
使用した場合についてそのサイクルを以下に説明する。
油分除去装置によるサイクルも基本的に図５により前述
した油分除去装置のものと同様である。超臨界流体とし
て、前述した油分除去装置と同様に超臨界ＣＯ2 流体を
使用した場合についてそのサイクルを以下に説明する。
【００２８】前述した第二の容器２２に油まみれの切粉
等のような油分が付着した微細固体状の処理物ａを入れ
る。この第二の容器２２の前述したフィルタ２３と整流
板２４の中央を貫通して超臨界ＣＯ2 流体を第二の容器
２２に供給する超臨界流体導入ダクト２６が配管されて
いる。この超臨界流体導入ダクト２６は、第二の容器２
２の内部でほぼ垂直であるが、そのフィルタ２３より上
のエルボ状の部分から水平になり、ベローズ管２７を介
して第一の容器２１の外部に貫通し、後に述べる加熱器
４４に接続されている。ベローズ管２７は、前記振動器
３２により第二の容器２２の振動を吸収する。
等のような油分が付着した微細固体状の処理物ａを入れ
る。この第二の容器２２の前述したフィルタ２３と整流
板２４の中央を貫通して超臨界ＣＯ2 流体を第二の容器
２２に供給する超臨界流体導入ダクト２６が配管されて
いる。この超臨界流体導入ダクト２６は、第二の容器２
２の内部でほぼ垂直であるが、そのフィルタ２３より上
のエルボ状の部分から水平になり、ベローズ管２７を介
して第一の容器２１の外部に貫通し、後に述べる加熱器
４４に接続されている。ベローズ管２７は、前記振動器
３２により第二の容器２２の振動を吸収する。
【００２９】まず、第一の容器２１の下方流促進板３１
より下に設けた超臨界流体排出口３５にバルブを介して
接続された真空ポンプ２５で第一の容器２１を減圧す
る。その後、液体二酸化炭素ボンベ４１から液体ＣＯ2
を液体貯蔵容器兼液化容器３９に注入する。この液体貯
蔵容器兼液化容器３９は冷却器４０により冷却され、液
体ＣＯ2 は液体の状態に保たれる。
より下に設けた超臨界流体排出口３５にバルブを介して
接続された真空ポンプ２５で第一の容器２１を減圧す
る。その後、液体二酸化炭素ボンベ４１から液体ＣＯ2
を液体貯蔵容器兼液化容器３９に注入する。この液体貯
蔵容器兼液化容器３９は冷却器４０により冷却され、液
体ＣＯ2 は液体の状態に保たれる。
【００３０】この液体貯蔵容器兼液化容器３９内の液体
ＣＯ2 をプランジャーポンプ等の昇圧ポンプ４３で昇圧
し、加熱器４４へ送る。この加熱器４４にはヒータ４５
が内蔵しており、このヒータ４５により液体ＣＯ2 を４
０℃程度の温度に加熱し、超臨界ＣＯ2 流体とし、これ
を前述の超臨界流体導入ダクト２６を通して第二の容器
２２に送り込む。
ＣＯ2 をプランジャーポンプ等の昇圧ポンプ４３で昇圧
し、加熱器４４へ送る。この加熱器４４にはヒータ４５
が内蔵しており、このヒータ４５により液体ＣＯ2 を４
０℃程度の温度に加熱し、超臨界ＣＯ2 流体とし、これ
を前述の超臨界流体導入ダクト２６を通して第二の容器
２２に送り込む。
【００３１】この第二の容器２２では、振動器３２によ
り処理物ａに振動が与えられることにより、超臨界ＣＯ
2 流体が処理物ａに満遍なく浸透し、その処理物ａから
油を溶かす。この油分を含んだ超臨界ＣＯ2 流体は、整
流板２４とフィルタ２３を通って第二の容器２２から排
出され、第一の容器２１に入る。この時、超臨界ＣＯ 2
流体に巻き込まれた処理物ａの中の特に細かい粒子は、
フィルタ２３を通る過程で濾過され、油分のみを含んだ
超臨界ＣＯ2 流体が第一の容器２１に流入する。また、
その内側の整流板２４は、振動により攪拌される処理物
ａが直接フィルタ２３に及ぶのを防止し、これによりフ
ィルタ２３の目詰まりが防止される。
り処理物ａに振動が与えられることにより、超臨界ＣＯ
2 流体が処理物ａに満遍なく浸透し、その処理物ａから
油を溶かす。この油分を含んだ超臨界ＣＯ2 流体は、整
流板２４とフィルタ２３を通って第二の容器２２から排
出され、第一の容器２１に入る。この時、超臨界ＣＯ 2
流体に巻き込まれた処理物ａの中の特に細かい粒子は、
フィルタ２３を通る過程で濾過され、油分のみを含んだ
超臨界ＣＯ2 流体が第一の容器２１に流入する。また、
その内側の整流板２４は、振動により攪拌される処理物
ａが直接フィルタ２３に及ぶのを防止し、これによりフ
ィルタ２３の目詰まりが防止される。
【００３２】第一の容器２１に入った超臨界ＣＯ2 流体
は、図１に矢印で示すように、支持部材２９に設けた通
過孔３０を通って第一の容器２１の下方に下り、さらに
下方流促進板３１により案内され、超臨界流体排出口３
５から排出される。この超臨界流体排出口３５から排出
された超臨界ＣＯ2 流体は、減圧弁である調圧弁３４に
より減圧された後、気化分離器３６へ送られる。このと
き、調圧弁３４によって超臨界ＣＯ2 流体を臨界圧力よ
り減圧するとＣＯ2 がガス化し、油分だけが気化分離器
３６の中で下に溜まっていく。この気化分離器３６の底
に溜まった油分は、ドレンバルブ３７を開けることによ
り、ドレン受容器３８に回収することができる。
は、図１に矢印で示すように、支持部材２９に設けた通
過孔３０を通って第一の容器２１の下方に下り、さらに
下方流促進板３１により案内され、超臨界流体排出口３
５から排出される。この超臨界流体排出口３５から排出
された超臨界ＣＯ2 流体は、減圧弁である調圧弁３４に
より減圧された後、気化分離器３６へ送られる。このと
き、調圧弁３４によって超臨界ＣＯ2 流体を臨界圧力よ
り減圧するとＣＯ2 がガス化し、油分だけが気化分離器
３６の中で下に溜まっていく。この気化分離器３６の底
に溜まった油分は、ドレンバルブ３７を開けることによ
り、ドレン受容器３８に回収することができる。
【００３３】この気化分離器３６で油分とＣＯ2 ガスと
を分離した後に、気化したＣＯ2 ガスを液体貯蔵容器兼
液化器３９側に導いて、冷却器４０により冷却すると、
またＣＯ2 が再び液化される。この再液化されたＣＯ2
は、前述のようにして加熱器４４へ送られ、加熱されて
超臨界ＣＯ2 流体とされて第二の容器２２に送られる。
を分離した後に、気化したＣＯ2 ガスを液体貯蔵容器兼
液化器３９側に導いて、冷却器４０により冷却すると、
またＣＯ2 が再び液化される。この再液化されたＣＯ2
は、前述のようにして加熱器４４へ送られ、加熱されて
超臨界ＣＯ2 流体とされて第二の容器２２に送られる。
【００３４】このようにしてＣＯ2 が液体ＣＯ2 、超臨
界ＣＯ2 流体及びＣＯ2 ガスとその形態を変えるように
所定の温度−圧力サイクルで循環しながら、処理物ａか
ら油分が除去されていく。このようなサイクルにより、
処理物ａから油分の除去が完了すると、液体貯蔵容器兼
液化器３９から液体ＣＯ2 が回収ボンベ４２に回収さ
れ、後に再利用される。
界ＣＯ2 流体及びＣＯ2 ガスとその形態を変えるように
所定の温度−圧力サイクルで循環しながら、処理物ａか
ら油分が除去されていく。このようなサイクルにより、
処理物ａから油分の除去が完了すると、液体貯蔵容器兼
液化器３９から液体ＣＯ2 が回収ボンベ４２に回収さ
れ、後に再利用される。
【００３５】図４に、ＣＯ2 の状態と前記油分除去装置
におけるＣＯ2 の温度−圧力サイクルを示す。斜線を施
した部分が超臨界状態である。例えば、液体ＣＯ2 貯蔵
容器兼液化容器３９を温度２０℃、圧力５６．５Ｋｇｆ
／ｃｍ2 （５．５４Ｍｐａ）以上の状態にしておくと、
常に液体ＣＯ2 が得られる。この状態から加圧ポンプ４
３で昇圧し、加熱器４４で３１℃以上の温度に加熱する
と、液体ＣＯ2 は超臨界状態となり超臨界ＣＯ2 流体が
得られる。これを、第二の容器２２に供給し、前述のよ
うにして処理物ａの油分の抽出に使用する。
におけるＣＯ2 の温度−圧力サイクルを示す。斜線を施
した部分が超臨界状態である。例えば、液体ＣＯ2 貯蔵
容器兼液化容器３９を温度２０℃、圧力５６．５Ｋｇｆ
／ｃｍ2 （５．５４Ｍｐａ）以上の状態にしておくと、
常に液体ＣＯ2 が得られる。この状態から加圧ポンプ４
３で昇圧し、加熱器４４で３１℃以上の温度に加熱する
と、液体ＣＯ2 は超臨界状態となり超臨界ＣＯ2 流体が
得られる。これを、第二の容器２２に供給し、前述のよ
うにして処理物ａの油分の抽出に使用する。
【００３６】処理物ａの油分の抽出効率を考慮すると、
第二の容器２２に供給する超臨界ＣＯ2 流体の圧力は、
１００Ｋｇｆ／ｃｍ2 （９．８１Ｍｐａ）以上、より望
ましくは１３０Ｋｇｆ／ｃｍ2 （１２．７５Ｍｐａ）が
必要であり、温度は４０℃程度が好ましい。その後、超
臨界ＣＯ2 流体を前述した調圧弁３４で７．３８ＭＰａ
以下の気圧に減圧すると、ＣＯ2 が気化される。次に、
ＣＯ2 ガスが貯蔵容器兼液化容器３９で温度２０℃、圧
力５６．５Ｋｇｆ／ｃｍ2 （５．５４Ｍｐａ）とされ、
以下このサイクルを繰り返しながら、前述のようにして
処理物ａの油分を除去する。
第二の容器２２に供給する超臨界ＣＯ2 流体の圧力は、
１００Ｋｇｆ／ｃｍ2 （９．８１Ｍｐａ）以上、より望
ましくは１３０Ｋｇｆ／ｃｍ2 （１２．７５Ｍｐａ）が
必要であり、温度は４０℃程度が好ましい。その後、超
臨界ＣＯ2 流体を前述した調圧弁３４で７．３８ＭＰａ
以下の気圧に減圧すると、ＣＯ2 が気化される。次に、
ＣＯ2 ガスが貯蔵容器兼液化容器３９で温度２０℃、圧
力５６．５Ｋｇｆ／ｃｍ2 （５．５４Ｍｐａ）とされ、
以下このサイクルを繰り返しながら、前述のようにして
処理物ａの油分を除去する。
【００３７】図２は、本発明による油分除去装置の他の
実施形態を示すもので、第二の容器２２の中の処理物ａ
を攪拌する攪拌手段のみが異なっている。すなわち、こ
の実施形態では、振動器に代えて攪拌器３２’を使用し
ており、処理物ａの中でこの攪拌機３２’により回転さ
れる攪拌子４６により処理物が攪拌される。それ以外の
構成は図１により前述した実施形態による油分除去装置
と同様である。従って例えば、第一の容器２１の底にい
はドレンバルブ４７が設けられている。
実施形態を示すもので、第二の容器２２の中の処理物ａ
を攪拌する攪拌手段のみが異なっている。すなわち、こ
の実施形態では、振動器に代えて攪拌器３２’を使用し
ており、処理物ａの中でこの攪拌機３２’により回転さ
れる攪拌子４６により処理物が攪拌される。それ以外の
構成は図１により前述した実施形態による油分除去装置
と同様である。従って例えば、第一の容器２１の底にい
はドレンバルブ４７が設けられている。
【００３８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明による油分除
去装置では、処理物ａが攪拌されながら超臨界流体に晒
されるため、処理物ａの全体に満遍なく超臨界流体が及
び、効率よく油分が除去できる。超臨界流体をキャリア
として処理物ａから油分を除去した後は、第一の容器２
１より小さい第二の容器２２を第一の容器２１から取り
出し、処理物ａを回収することができる。また、複数の
第二の容器２２に複数の処理物ａを収納しておけば、第
一の容器２１内の第二の容器２２を交換するだけで、順
次複数の処理物ａを処理できる。従って、処理物ａの取
り扱いが極めて容易になる。
去装置では、処理物ａが攪拌されながら超臨界流体に晒
されるため、処理物ａの全体に満遍なく超臨界流体が及
び、効率よく油分が除去できる。超臨界流体をキャリア
として処理物ａから油分を除去した後は、第一の容器２
１より小さい第二の容器２２を第一の容器２１から取り
出し、処理物ａを回収することができる。また、複数の
第二の容器２２に複数の処理物ａを収納しておけば、第
一の容器２１内の第二の容器２２を交換するだけで、順
次複数の処理物ａを処理できる。従って、処理物ａの取
り扱いが極めて容易になる。
【００３９】また、フィルタ２３は、第二の容器２２の
上部開口部を覆うように、蓋として設けられているた
め、フィルタ２３の目詰まりは少ない。さらにフィルタ
２３より内側に、孔開きの整流板２４を設けたもので
は、攪拌舞い上がった処理物ａの粉塵等がフィルタ２３
に直接及ばなくなり、フィルタ２３の目詰まりがより確
実に防止できる。
上部開口部を覆うように、蓋として設けられているた
め、フィルタ２３の目詰まりは少ない。さらにフィルタ
２３より内側に、孔開きの整流板２４を設けたもので
は、攪拌舞い上がった処理物ａの粉塵等がフィルタ２３
に直接及ばなくなり、フィルタ２３の目詰まりがより確
実に防止できる。
【図１】本発明の一実施形態による超臨界流体を使用し
た油分除去装置の概略を示す配管系統図である。
た油分除去装置の概略を示す配管系統図である。
【図２】本発明の他の実施形態による超臨界流体を使用
した油分除去装置の概略を示す部分断面図である。
した油分除去装置の概略を示す部分断面図である。
【図３】前記実施形態による超臨界流体を使用した油分
除去装置において使用されるリング継手の例を示す半断
面斜視図である。
除去装置において使用されるリング継手の例を示す半断
面斜視図である。
【図４】前記実施形態による超臨界流体を使用した油分
除去装置において使用されるＣＯ2 の状態図と同装置の
温度−圧力サイクルの例を示すグラフである。
除去装置において使用されるＣＯ2 の状態図と同装置の
温度−圧力サイクルの例を示すグラフである。
【図５】従来例である超臨界流体を使用した油分除去装
置の概略を示す配管系統図である。
置の概略を示す配管系統図である。
２１ 第一の容器
２２ 第二の容器
２３ フィルタ
２４ 整流板
３６ 気化分離器
ａ 処理物
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小泉 正孝
茨城県日立市滑川本町三丁目19番５号 助
川電気工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4D056 AB13 AC24 BA16 CA05 CA06
CA13 CA20 CA21
4K053 PA01 PA09 PA17 QA04 RA05
RA12 SA06 SA08 SA18 XA09
XA11 XA24 XA45 YA02 YA04
YA06 YA07 YA10
Claims (3)
- 【請求項１】 超臨界流体をキャリアとして油が付着し
た微細固体状の処理物（ａ）から油分を搬送し、この超
臨界流体を気化して油分を分離する装置において、超臨
界流体とその圧力を保持する第一の容器（２１）と、こ
の第一の容器（２１）の中に配置され、油が付着した処
理物（ａ）を収納する第二の容器（２２）と、この第二
の容器（２２）の上部開口部を覆うように設けられた処
理物（ａ）を濾過するフィルタ（２３）と、この第二の
容器（２２）の中に超臨界流体を供給する超臨界流体供
給源と、この第一の容器（２１）の中に油が付着した処
理物（ａ）を攪拌する手段と、この第二の容器（２２）
から前記フィルタ（２３）を通して第一の容器（２１）
を経て回収された超臨界流体を気化して気体と油分とに
分離する気化分離器（３６）とを有することを特徴とす
る超臨界流体を使用した油除去装置。 - 【請求項２】 第二の容器（２２）に設けたフィルタ
（２３）より第二の容器（２２）の内側に、孔開きの整
流板（２４）を設けたことを特徴とする請求項１に記載
の超臨界流体を使用した油除去装置。 - 【請求項３】 第二の容器（２２）に設けたフィルタ
（２３）を通って第一の容器（２１）に流れ出た超臨界
流体が、第一の容器（２１）内を下降し、その下部の排
出口（３５）から気化分離器（３６）側へと送られるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の超臨界流体を
使用した油除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001308207A JP3760121B2 (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 超臨界流体を使用した油除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001308207A JP3760121B2 (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 超臨界流体を使用した油除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003112035A true JP2003112035A (ja) | 2003-04-15 |
| JP3760121B2 JP3760121B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=19127551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001308207A Expired - Fee Related JP3760121B2 (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 超臨界流体を使用した油除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3760121B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008029967A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Nagasaki Ryoden Tecnica Kk | 汚染物質の処理方法及び処理装置 |
| JP2010528849A (ja) * | 2007-06-08 | 2010-08-26 | カールメタルズ，インコーポレイテッド． | 工具鋼切削屑粒状物質とオイルとの混合物からオイルを除去する方法 |
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| KR101958995B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-03-15 | 주식회사 엘지화학 | 실리카 습윤겔 블랭킷 초임계 건조 방법 |
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| CN113018898A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 佳木斯大学 | 一种中药制备用浮动式高提取率超临界萃取系统 |
| CN115738355A (zh) * | 2022-10-10 | 2023-03-07 | 浙江金斯顿流体设备有限公司 | 一种超临界流体分离器 |
Citations (3)
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| JPS6295102A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-01 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超臨界流体抽出装置 |
| JP2001128652A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-05-15 | Shimadzu Corp | 液状物質の連続処理装置及びそれにより処理された液状物質 |
| JP2002210356A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-07-30 | Kao Corp | 複合化粒子の製造法 |
-
2001
- 2001-10-04 JP JP2001308207A patent/JP3760121B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2013078737A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Itec Co Ltd | 液体取出装置および流体除去方法 |
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| JP7174539B2 (ja) | 2018-05-31 | 2022-11-17 | 株式会社日立製作所 | 抽出装置 |
| US11612832B2 (en) | 2018-05-31 | 2023-03-28 | Hitachi, Ltd. | Extracting apparatus, and extracting-unit manufacturing method |
| CN113018898A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 佳木斯大学 | 一种中药制备用浮动式高提取率超临界萃取系统 |
| CN115738355A (zh) * | 2022-10-10 | 2023-03-07 | 浙江金斯顿流体设备有限公司 | 一种超临界流体分离器 |
| CN115738355B (zh) * | 2022-10-10 | 2023-05-09 | 浙江金斯顿流体设备有限公司 | 一种超临界流体分离器 |
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|---|---|
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