JP3437576B2 - 超臨界流体抽出装置及び方法 - Google Patents

超臨界流体抽出装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
関連出願 本出願は、1990年７月13日付けで出願された、「超臨
界流体抽出装置及び方法（APPARATUS AND METHOD FOR S
UPERCRITICAL FLUID EXTRACTION）」に係る、米国特許
出願第07/553,119号の一部継続出願である、1991年11月
22日付けの米国特許出願第07/795,987号の分割出願であ
る、1992年７月６日に出願された米国特許出願第07/90
8,485号の一部継続出願である。 発明の背景 本発明は、超臨界流体抽出装置及び方法に関する。 超臨界流体抽出において、抽出容器は、臨界温度以上
の温度に保持され、該容器には、その臨界圧力以上にて
流体が供給される。これらの状況下にて、その抽出容器
内の流体は、超臨界流体である。超臨界抽出のための一
型式の容器において、熱源内には、特殊な構造の抽出容
器が設けられる。 加熱炉内で加熱された、ボルト止めしたステンレス鋼
から成る抽出容器の内部にガラスを裏当てした抽出チャ
ンバを使用する、上記型式の従来技術の装置は、B.W.ラ
イト（Wright）等により、ANAL.CHEM.59、38−44頁（19
87年１月）に記載されている。この型式の抽出装置は、
（１）使用する前に、サンプルを挿入するために、加圧
した抽出容器を開放し、また、使用後には、使用済みの
サンプルを取り出すために再度、開放するという、時間
を費やす手順を必要とすること、（２）ある状況のとき
は、高温の抽出容器を取り扱わなければならないことと
いう欠点がある。 ある型式の超臨界流体抽出装置においては、抽出材料
は、圧力下にて低温トラップ内に採取される。かかる従
来技術の装置は、ANAL.CHEM.1986、Vol.58、2247−2255
頁に「石油及び石炭系混合体の超臨界流体抽出（Superc
ritical Fluid Fractionation of Petroleum and Coal
−Deriverd Mixtures）」に記載されている。この出版
物は、圧力下にて抽出材料の溶融粉末を制御し且つ採取
する圧力下の抽出方法を記載している。しかしながら、
極めて揮発性の成分の場合、この装置は、効果的ではな
く、抽出物質は、テフロン製の管を通じて排出する間
に、採取溶剤内で泡を発生させることが報告されてい
る。この装置は、抽出中に、制御された調節可能な圧力
及び温度にて、連続的に抽出物質を溶剤中に溶融させ得
ないという欠点がある。 別の従来技術の採取技術は、ナム（Nam）、カピラ（K
apila）、ヤンダー（Yanders）及びピューリ（Puri）に
より、Chemosphere20、No.7−９、873−880（1990）に
開示されている。この技術において、抽出物質は、圧力
下にて採取され、所定の抽出による全ての抽出物質は、
容器内に採取される。ナム等は、流体の液位を一定に維
持するため、抽出溶剤の蒸発を制御する措置は、何も記
載していない。 このナム等により記載された装置は、例えば、次のよ
うな幾つかの欠点がある。即ち、（１）連続的に供給し
得ないこと。（２）使用される抽出溶剤の全量に加え
て、回収した溶剤及び抽出した抽出物質を保持するのに
十分な大きさの採取容器を必要とすることである。 通常、抽出溶剤の量は、分析物質の量、及び分析物質
を濃縮すべき収集容器の容積の何倍もの量となる。必要
とされる抽出溶剤の容積は、試験抽出を行う迄、知るこ
とは出来ない。流体量は、抽出方法が異なる毎に変化す
る可能性がある。これらの理由のため、抽出溶剤の量で
はなく、分析物質及び採取溶剤を受け入れ得るように選
択した採取容器の容積を使用して、抽出中の全体を通じ
て、抽出溶剤を蒸発させることが望ましい。 発明の概要 従って、本発明の一つの目的は、新規な超臨界抽出技
術を提供することである。 本発明の更に別の目的は、新規な超臨界抽出装置を提
供することである。 本発明の更に別の目的は、採取バイアルの温度及び圧
力を制御することにより、捕捉効率を改善する新規な超
臨界抽出収集装置を提供することである。 本発明の更に別の目的は、バイアルの温度及び圧力を
制御することにより、採取溶剤の損失を少なくする新規
な超臨界抽出採取装置を提供することである。 本発明の更に別の目的は、抽出中、又は抽出の完了後
に、採取バイアル内に所望の液位を維持する新規な超臨
界抽出装置を提供することである。 本発明の一つの目的は、抽出された物質を捕捉する目
的にて新規且つ効率的な採取トラップを提供することで
ある。 本発明の一つの目的は、抽出された物質を捕捉する
が、詰まりを回避する目的にて、低温を利用する新規な
採取トラップを提供することである。 本発明の一つの目的は、抽出された物質を捕捉するた
めに低温を利用するが、それでも効率良く機能する新規
な採取トラップを提供することである。 本発明の一つの目的は、毛管が浸漬する、周囲の採取
溶剤から断熱された新規な毛管出口端部を提供すること
である。 本発明の更に別の目的は、加圧した採取容器内での抽
出溶剤の蒸発速度及びその流体の液位を制御する新規な
方法及び装置を提供することである。 本発明の更に別の目的は、分析物質及び採取溶剤から
の抽出溶剤の分離を最適にする新規な方法及び装置を提
供することである。 本発明の上記及びその他の目的に従い、超臨界流体抽
出装置は、抽出すべきサンプルを保持することが出来る
カートリッジと、該カートリッジが装着される圧力容器
と、ポンプ装置とを備えている。該圧力容器は、ヒータ
に取り付けられ、カートリッジは、該圧力容器を密封す
るブリーチプラグに着脱可能に取り付けられる。カート
リッジの外側であるが、圧力容器の内部が不純物で汚染
されずに、カートリッジの内側及び外側の圧力を均等に
するため、カートリッジ及び圧力容器に対する別個の出
口がある。 抽出のため、カートリッジは、圧力容器の抽出材出口
と協働し、成分採取器に接続された出口を備えており、
超臨界流体は、カートリッジの内部に連通する接続具か
ら出て、カートリッジ内に流動し、採取溶剤が入った適
当な採取容器内に流動する。抽出溶剤は、抽出物質をカ
ートリッジから採取溶剤に運ぶ。 捕捉効率の改善及び採取溶剤の損失の軽減は、幾つか
の技術で実現可能である。かかる技術の一つは、抽出中
に採取溶剤の温度を５℃以下程度にすることが必要であ
る。しかしながら、低温は、捕捉を改善し、損失を少な
くする一方、リストラクターの詰まり、また、バイアル
の着氷という問題点を生じさせる。バイアルの外側に付
着した氷は、採取後に、バイアルをバイアルラック内に
降ろすときの邪魔になる。こうした問題点を防止するた
め、最小温度を維持すべく、バイアルに熱を加えなけれ
ばならない。装置は、抽出の開始前に、バイアルを予め
冷却し、次に、その温度を維持するために熱を加えるこ
とが理想的である。 捕捉を改善し且つ損失を少なくするため、圧力を維持
する調節装置を備える密封された装置が使用され、採取
バイアルは、十分に加圧して、加圧前のバイアル内でリ
ストラクターから出るガスが急激に膨張することに起因
するミスト及び蒸気を軽減すると共に、ガスがバイアル
の通気口を通って損失するのを防止し得るようにする。
採取溶剤及び抽出物質の蒸発速度を遅くするのに十分な
高温とし、ガスの所定の体積流量にて、ガスの量及び泡
の寸法が小さくなるようにする。密封された装置におい
て、ガス及び蒸気は、適正に且つ安全に処分し得るよう
に流動させることが出来る。 十分な溶剤の液位を維持するため、液位制御装置が設
けられている。一つの実施例において、採取容器内の流
体の蒸気圧力は、液位が高くなると上昇する。これは、
圧力を上昇させる。圧力が所定の圧力に達すると、背圧
を制御した通気口が蒸気を放出し、処分可能な容器に送
る。別の実施例において、その液位は、光学的に検出
し、その液位が所定の液位以上に上昇したときに、熱を
供給する。この上昇した圧力は、採取を促進し、通常、
大量の抽出溶剤が存在するため、所定の圧力にて抽出溶
剤を除去すれば、液位及び圧力の双方が望ましい範囲に
維持される。 この目的上、抽出溶剤及び採取溶剤は、その抽出溶剤
が主として、採取容器内の採取溶剤−抽出溶剤の混合体
から蒸発するように選択される。採取溶剤及び抽出溶剤
は共に、採取溶剤と抽出溶剤との間で抽出物質を分離
し、また、採取容器に流体を供給する手段の壁に付着し
たり、凝固するのを防止する圧力及び温度で作用可能な
ものを選択する。 採取後、サンプルカートリッジは、該サンプルを保持
する圧力容器から取り外し、新たなカートリッジを挿入
することが出来る。抽出溶剤及び採取溶剤の性質に適し
た異なる状態下にて、抽出物質を濃縮するために採取容
器を使用することが出来る。 上記の説明から理解されるように、超臨界抽出技術
は、例えば、次のような幾つかの利点がある。即ち、
（１）抽出過程のサンプルの注入及び分析物質の採取手
順部分を自動化し及び抽出手順を自動化すること。
（２）抽出過程中、抽出チャンバを減圧することなく、
バイアルの交換が可能であること。（３）優れた捕捉効
率が得られること。（４）抽出溶剤の損失が少ないこ
と。（５）リストラクターの凍結及び詰まりが少ないこ
と。（６）バイアル外側の着氷が少ないこと。（７）特
定の物質をサンプルマトリックスから除去し、各物質を
別個のバイアル内に入れることが出来るように温度及び
圧力のような抽出条件の変更が可能であること。（８）
抽出中、バイアルを交換することにより、検査のため、
抽出作用を観察するのに有用であること。 より具体的には、この技術は、次の利点がある。即
ち、（１）溶剤の減少を最小にし、これは、分析物質と
混合させた抽出溶剤を、所定の圧力の下で採取容器に移
すことにより、移し替え手順における分析物質の損失を
防止する。（２）分析物質から、又は分析物質に加えて
採取溶剤から成分蒸発法（蒸発により溶剤を分離するこ
とをいう、以下、成分蒸発法と呼ぶ）により抽出溶剤を
分離することにより、分析物質及び採取溶剤の蒸発損失
を最小にする。（３）抽出中に、採取溶剤を補充する必
要なく、揮発性の採取溶剤の使用が可能である。（４）
採取溶剤が膨張するときに形成される気泡の寸法を小さ
くし、これにより、所定の圧力の下での成分蒸発法によ
り、より静かな沸騰となる。（５）一つの実施例におい
て、圧力逃がし要素、即ち、減圧要素を通過するのは、
蒸発した抽出溶剤のみ、場合によっては、蒸発した採取
溶剤のみであるから、リストラクターを通さずに抽出物
質を採取容器に移すことが可能であり、また、リストラ
クターを加熱せずに、抽出溶剤は、移し替え手順の全体
中に抽出状態に維持されて、リストラクターの詰まりを
防止し、従って、リストラクターの構造を簡略化するこ
とが可能である。 図面の説明 本発明の上記及びその他の特徴は、添付図面に関する
以下の詳細な説明から一層良く明らかになるであろう。
添付図面において、 図１は、本発明による単一の超臨界流体抽出装置の作
用を示す概略図、 図２は、加圧した採取装置を利用する、抽出装置の概
略図である。
【実施例】
図１において、ポンプ装置、バルブ装置、収集装置16
及び圧力容器と流体抽出装置の組立体18を有する二重チ
ャンネル式超臨界流体抽出装置10の内の一チャンネルの
流体ダイヤグラムが図解的に示されている。ポンプ装置
12は圧力容器と流体抽出装置の組立体内の２個の抽出カ
ートリッジを連結する。この目的のためポンプ装置12は
ティ継手を介して２個の同じバルブ装置に連結されてお
り、その内の１つは14で図示されている。各バルブ装置
は２個の抽出カートリッジの対応するカートリッジ用の
２つの出口の１つと別々に連通している。 バルブ装置14及びティ継手20の他の枝管へ連結されて
いる第２のバルブ装置（図１には示されていない）は、
各々２式の異った収集装置16に連結されており、その内
の１式が図１には示されている。これは又圧力容器と流
体抽出組立体18内の２個の抽出カートリッジの異った１
つに連結されている。従って、２つの抽出作動を同一の
ポンプ装置12を使用して同時に行うことができる。この
ような機構において、バルブ装置14は、（１）ポンプ装
置12からカートリッジ及び圧力容器と流体抽出装置の組
立体18の圧力容器内部の間の空間へ超臨界状態の流体を
流動させてカートリッジの外側及び圧力容器の内側を洗
浄させ、（２）カートリッジ内のサンプル134の抽出を
行うためカートリッジを介して超臨界状態の流体を流動
させるようにする。この流体はカートリッジの内側及び
外側の双方へ送られるため、カートリッジは該内側及び
外側の間の高い差圧に耐える必要性がなく経済的に製造
することができる。 圧力容器と流体抽出装置の組立体18内へ入る流体の流
れを制御することに加え、バルブ装置14は以下の流動を
も制御する。すなわち、（１）カートリッジと圧力容器
の内部との間の空間から収集装置16又は排気装置まで超
臨界状態の流体を排出すること、及び（２）カートリッ
ジの内部から収集装置16へ抽出物質を送り別の収集を行
うこと、である。 抽出処理中にサンプル134を保持するように、前記組
立体18は、加熱ブロック22、圧力容器24及びカートリッ
ジとプラグの組立体26を備え、このカートリッジとプラ
グの組立体26は圧力容器24の中へ伸長している。このよ
うな構成において、加熱ブロック22は圧力容器と流体抽
出装置の組立体18内の流体を抽出用の超臨界状態の流体
温度と圧力に維持する。 カートリッジとプラグ組立体26は抽出カートリッジ組
立体30、ブリーチプラグ32及びノブ34を備えている。こ
れらの要素は、相互に連結されており、従って、（１）
圧力容器24は容易にブリーチプラグ32に封着され、
（２）抽出カートリッジ組立体30はブリーチプラグ32に
スナップ止めされかつノブ34により担持され、そして
（３）ノブ34は当該組立体30を抽出管付きの管状圧力容
器に挿入しかつ締結するハンドルとして作用する。ここ
で、抽出管は、その軸心と整合する出口と、圧力容器24
の内壁及び抽出カートリッジ30の外側の間の空間用の入
口であって圧力容器24の内側で当該組立体30を取り囲む
溝を介して設けられた抽出カートリッジ組立体30の内側
用の入口と、を連通させる。 かかる構成において、抽出カートリッジ組立体30は、
ブリーチプラグ32をねじ込むことにより圧力容器24内へ
容易に封着され、かつブリーチプラグ32のねじを緩ませ
てノブ34を持ち上げることにより容易に取り出される。
抽出カートリッジ組立体30は中空の内部、入口及び出口
を含み、従って抽出されるべきサンプルが中空の内部に
位置決めされかつ超臨界状態の流体が入口、中空の内部
を介して出口へそして収集装置へと通過するようになさ
れ得る。抽出カートリッジ組立体30は抽出室又は抽出管
として作用し、圧力容器24は抽出容器として、加熱ブロ
ック22はオーブンとして作用する。これらの用語は従来
では普通に使用されているものである。 好適実施例においては、ノブ34は低い熱伝導性の材質
で造られており、全ての実施例において、ノブ34のハン
ドル部分の加熱を低減するように取り付けられた少くと
も断熱性の熱遮蔽装置を備えていることが必要である。
ノブ34は圧力容器24の外側へ伸長しかつ圧力容器24とブ
リーチプラグ32の封止状態を支援するようになされてい
る。従って、抽出カートリッジ組立体30は圧力容器24内
で適当な温度で維持されている。そしてノブ34は取り扱
いに十分な程度に冷却を維持するように圧力容器24の外
部にある。 好適な実施例では、ノブ34は断熱材で造られている
が、これは圧力容器24の内側から伝達される熱を遮断す
るのに必要であるだけのことであり、このことは又ノブ
34から圧力容器24を分離する熱遮蔽によってもなし得
る。例えば、少くとも1mmの幅を有し、ノブ34の断面の
少くとも80％の範囲にわたりその断面を横切って伸長し
カートリッジとノブ34間の熱移動のかなりの量を効果的
に遮断する断熱ディスクのようなものであってもよい。
断熱ディスクは30度Ｃで0.05カロリー/cm・sec.以下の
熱伝導率でなければならない。 抽出カートリッジ組立体30は開口部を有しており、こ
の開口部はいくらかの超臨界状態の流体が圧力容器24へ
入り抽出管内へ通じる１つの経路に沿って移動し抽出管
の出口を介して流出し収集装置へ導く導管内へと移動す
ることを可能にする。他の臨界超過の状態の流体はカー
トリッジの外側を周って第２の経路に沿って移動し圧力
容器24から汚染物質を取り除き、圧力を均衡させ他の出
口から流出する。抽出カートリッジ組立体30の入口及び
出口の１つは組立体30の中心軸線に沿って入りその他は
側部から入り、圧力容器24が着座している間相互に部品
の回転を可能とし、かつ抽出カートリッジ組立体30と流
体源及び収集装置との連通を可能にする。熱と流体の損
失を減少させるため、カートリッジの外側と圧力容器24
の内壁間の空間は、洗浄流用の流れを収容するため及び
カートリッジの内側と外側間の圧力を平衡させるために
十分な大きさに限られる。カートリッジの外側と圧力容
器24の内側間の体積は10cm3以下である。 好適実施例においては、入口は圧力容器24の内壁とカ
ートリッジ・プラグ組立体26間の環状の空間内に開口し
ている。流体は環状の空間から２つの経路に沿って移動
する。これら双方共、狭い孔付きの環状マニホールド
と、ブリーチプラグ32内の凹所と連通する通路とを備え
ている。１つの経路は抽出カートリッジ組立体30内に開
口している。他の経路は抽出カートリッジ組立体30の外
側の狭い空間に沿って通じている。従って、超臨界流体
はラビリンス状の経路を経て抽出管へ入り、同時に、抽
出管の外側を通ることにより、抽出管内の圧力は常時圧
力容器24内の圧力とほぼ同じ圧力である。圧力がほぼ同
じであるため、抽出管内のサンプルから抽出するに際し
高圧が望まれるにもかかわらず、抽出管自体は比較的低
価格のプラスチックで形成することができる。 圧力容器24は金属のような強い材料で全体的に形成さ
れかつ開放した頂部、入口開口部及び２つの出口開口部
を有する容器として形成されている。入口開口部は入口
継手42を受け入れるような寸法となっている。この入口
継手42は図１に示されており対応する熱交換器40にチェ
ックバルブ60Aで直列に連結されている。２つの入口開
口部の各々は対応する洗浄バルブ継手44及び対応する抽
出流体用の継手46のそれぞれを受ける寸法となってい
る。これらの継手により、圧力容器24はカートリッジ・
プラグ組立体26をその開口部端部に受け入れることが可
能でありかつカートリッジと46で示す抽出流体バルブ継
手の間の連通を可能とする。42で示す入口継手及び44で
示す洗浄バルブ継手は圧力容器24の内側との連通を可能
とする。 圧力容器と流体抽出装置の組立体18へ入る又はそれか
ら出る流体の流れを制御するため、バルブ装置14は抽出
バルブ50、洗浄流体バルブ52及び抽出流体バルブ54を備
えている。 抽出流体を圧力容器と流体抽出装置の組立体18へ導入
するため、抽出流体バルブ54はティ継手の１つの枝管を
管56を介して連通させかつ管58を介して熱交換器の一端
を連通させる。熱交換器の他端は管60、チェックバルブ
60A及び管60Bを介して入口継手42と連通させる。これら
の連結により、抽出流体バルブ54は、ポンプ装置12から
熱交換器40及び入口継手42を介して圧力容器へ流れる流
体を制御する。 圧力容器24からの洗浄流体を除去するため、洗浄流体
バルブ52は、１つのポートを管62を介して洗浄バルブ継
手44と連通し、かつ他のポートを管64（図１には図示さ
れていない）を介して収集装置16又は排出口（図示され
ていない）と連通しており抽出カートリッジ組立体30の
外部及び圧力容器24の内部からの汚染物質を含んだ流体
を除去する。 抽出カートリッジ組立体30からの抽出物質を取り除く
ため、抽出物バルブ50はそのポートの内の１つを管66を
介して抽出流体用の継手46と連通しかつ他のポートを抽
出物質を集める管68を介して収集装置16と連通する。こ
れら抽出された物質は、しばしば圧力容器と流体抽出装
置の組立体18内のサンプルからの分析物又は抽出物と見
なされている。 便宜性を考慮して、バルブ52,54は単一の手動式制御
ノブ70により操作されるように装着されている。バルブ
装置14へ流体を供給するため、（１）管56は圧力流体を
ポンプ装置12からティ継手20へ移動させ、（２）管76は
ティ継手20の一方のアームに連結されていて図１には示
されていない他の流体抽出装置のユニットへ圧力流体を
移動させ、そして、（３）ティ継手20のもう１つのアー
ムは管56を介して抽出流体バルブ54の入口継手74へ連結
されている。バルブ50,52及び54は、好適な実施例ではS
Si形式の02−0120である。 抽出流出バルブ54は回転式制御軸80を有し、この軸80
は入口ポートを開放又は閉鎖するように回転される。こ
の軸は、又、手動制御ノブ70により操作され制御軸80に
ピン付けされたはすば歯車82を担持する。はすば歯車84
は、洗浄流体バルブ52の制御軸107にピン付けされてい
て、はすば歯車82と噛み合っており、従って、制御ノブ
70が時計方向へ回転した時、抽出流体バルブ54は閉鎖さ
れるが、洗浄流体バルブ52の制御軸は回転方向に対して
反対方向に噛み合っているので、ノブ70の時計方向の回
転により洗浄流体バルブ52が開放する。 ２つの軸の２つの歯車の相対的な配置は以下の通りで
ある。すなわちノブ70の第１（時計方向）の位置におい
て、抽出流体バルブ54は遮断され、洗浄流体バルブ52は
開放される。この第１の位置から制御ノブ70を反時計方
向に130度回転することにより抽出流体バルブ54が開放
する一方、洗浄流体バルブ52は開放した状態を維持する
ことが可能である。このように、両バルブは、ノブ70が
第１の位置から反時計方向に130度回転された時、開放
する。ノブ70が第１の位置から反時計方向に260度回転
されると、抽出流体バルブ54は開放されそして洗浄流体
バルブ52が閉鎖される。従って、制御ノブ70用の３箇所
の定義可能な位置が存在する。すなわち、（１）バルブ
54が遮断しかつバルブ52が開放した状態の時計方向位
置、（２）両バルブが開放した状態の中間位置、そして
（３）バルブ54が開放しかつバルブ52が遮断した状態の
完全に反時計方向の位置、である。 抽出バルブ50は入口継手120、出口継手122、手動制御
ノブ132及び制御軸126を備えている。回転式制御126は
制御ノブ132に取り付けられる。抽出バルブ50が、制御
ノブ132をその閉鎖位置から反時計方向へ回すことによ
り開放された時、流体は抽出カートリッジ組立体30か
ら、抽出流体継手46、管66、バルブ入口継手120、出口
継手122、管68を介して収集装置16Aへと流れる。 収集装置16は、洗浄カップリング90、洗浄流体収集装
置92、抽出物カップリング94、分析用計器96、及び抽出
流体収集装置98を備えている。バルブ52を介して流れる
洗浄流体は、洗浄カップリング90を介して毛細管110へ
入りそしてそこから洗浄流体収集装置92内に入り、溶剤
100の中へと流れる。同様に、バルブ50を介して流れる
抽出物質は、管68を介して抽出物カップリング94へ入
り、そしてそこから毛細管128へ入り、好適な実施例で
は適当な溶剤104を収容した抽出流体収集装置98の中へ
流れる。 分析用計器96は従来の公知の方法で光学カップリング
102を介して毛細管128へ接続されていてもよい。光学カ
ップリング102は光検出装置及び毛細管128の一部の両側
にある光源である。この部分は光を通過させるように修
正されている。この分析用計器96は抽出物質を監視しか
つ抽出流体収集装置98への流入の表示を与え更に光の吸
光度についての情報を与える。他の分析用計器も又、抽
出物質の他の特性を表示し同定するように使用されても
よい。 便宜上、超臨界抽出用の簡略化した手動装置について
説明したが、本発明は、自動装置を利用することが可能
である。手動装置のより詳細な説明は、1992年３月10日
付けで付与された米国特許に開示されており、自動装置
のより詳細な説明は、1990年７月13日付けで出願された
米国特許出願第07/553,119号「超臨界流体抽出装置及び
方法（APPARATUS AND METHOD FOR SUPERCRITICAL FLUID
EXTRACTION）及び本出願と同時に出願され、同一人に
譲渡された米国特許出願第（18−438−15−１）号「超
臨界流体抽出装置及び方法（APPARATUS AND METHOD FOR
SUPERCRITICAL FLUID EXTRACTION）」に記載されてい
る。これらの米国特許出願は、上記の米国特許第509475
3号の一部継続出願である。上記特許及び特許出願の開
示内容は、引用して本明細書に含めてある。 図２には、抽出器部分11と、採取器部分13とを有する
抽出装置10Bの概略図が示してある。該抽出器部分11
は、サンプルから抽出物を抽出し、通常、高温及び高圧
にて抽出材を採取器部分13に供給する。該抽出装置は、
その主要構成要素として、抽出剤流体源100と、ポンプ
装置12と、バルブ74、158、50と、抽出カートリッジ組
立体30と、熱交換器40とを備えている。これらの構成要
素は、図１の実施例に開示し、手動及び自動抽出装置に
ついて上記の特許及び特許出願に記載された方法にて作
用可能に相互に接続されている。 これらの装置において、抽出溶剤リザーバ136は、供
給ポンプ装置12を通じて溶剤を供給する。溶剤流の圧力
及び温度は、ポンプ12及び熱交換器40により超臨界状態
まで上昇されて、抽出カートリッジ134内のサンプル134
に供給される。超臨界溶剤は、分析物質が抽出チャンバ
30内を通じて運ばれるとき、その分析物質をサンプルマ
トリックスから除去する。 採取器部分13内の流量制御圧力リストラクター140
は、採取のための抽出圧力を低くしつつ、抽出カートリ
ッジ組立体30内にて所望の抽出状態を維持する。 採取器部分13は、その主要部品として、移し替え管14
1と、浸漬管142と、圧力容器24と、採取容器130と、通
気管146と、ヒータ152、156とを備えている。移し替え
管141、リストラクター140及び浸漬管142は、直列であ
り、液体抽出物質を採取容器130内に運ぶ。採取容器130
は、ヒータ152、156によって加熱されるように、これら
のヒータに隣接して圧力容器24内に配置されている。通
気管146は、採取容器130内に伸長し、逆止弁148及びバ
ルブ160を通じて通気することが出来る。 一つの実施例において、流量制御圧力リストラクター
140、移し替え管141、浸漬管142は、一体として、採取
溶剤144内に圧力を直接、放出するものとすることが出
来る。別の実施例において、抽出リストラクター140
は、浸漬管142の下端に配置され、抽出物質が採取溶剤1
44に達するまで、その抽出物質を抽出圧力に維持する。 採取溶剤144は、抽出溶剤100と、抽出された分析物質
と、抽出溶剤100を除去した後、分析物質を運ぶために
使用される第二の液体溶剤との混合体である。この第二
の液体溶剤は、本発明の実施上、その採用は任意である
が、分析物質を分析手段に移し替えるために必要とされ
ることが多い。 抽出溶剤100が蒸発すると、該溶剤は、通気管146を通
って採取容器130から外に出る。通気リストラクター148
は、抽出溶剤100を採取溶剤144から最適に分離し得るよ
うに選択された圧力に圧力容器24及び採取容器130を維
持する圧力制御リストラクターである。また、抽出溶剤
100の蒸気圧力−温度特性のため、圧力を選択すること
で、採取容器130内の温度が決まる。 通気リストラクター148は、ハスケル（Haskel）モデ
ル156570−１（米国、カリフォルニア州91502、バーバ
ンクのハスケル・インコーポレーテッド（Haskel In
c.））のようなばね力で調整された、任意の型式の背圧
制御バルブとすることが出来る。ばね150は、該ばねが
調節する圧力に釣り合う力を提供する。 調節した圧力により発生された力が、ばね力よりも大
きくなると、オリフィスが開放して、ガスがバルブ内を
流動するのを許容する。ばね力、故に、圧力は、手で又
は自動的に制御することが出来る。また、採取溶剤の圧
力の制御により、その温度を制御することも出来る。 抽出溶剤100の最適な成分蒸発は、抽出溶剤の蒸気圧
力対分析物質の蒸気圧力の比が可能な限り高いときに実
現される。この比は、典型的に、温度の低下に伴って増
大し、その結果、最適な温度は、極めて低く、超臨界溶
剤の蒸気圧力−温度特性により、又は溶剤、或は抽出物
質の凍結温度によって制限される。 図２の実施例において、採取装置内には２つの容器が
設けられており、堅牢な外側の高圧容器24は、着脱可能
な弱い内側の採取容器130を支持している。しかしなが
ら、抽出は、予想される最高の採取圧力を安全に保持し
得るように設計された単一の圧力容器で実施することが
可能である。この構造は、内側容器がより高圧の絶対圧
力ではなく、圧力差による応力しか受けないように、２
つの圧力容器の間に圧力を発生させることにより、低廉
な着脱可能で且つ交換可能な低圧容器を使用して、抽出
物質を高圧にて採取することを可能にする。 一つの抽出から次の抽出物質に移らないないようにす
るため、各抽出毎の流体は、清浄な容器に採取すること
が望ましい。採取圧力を保持することの出来る高圧容器
は、実験用ガラス器具のような一般に利用可能な低圧容
器に比べて高価てある。一例として、図１には、着脱可
能な低圧の採取容器130として、比較的弱体のガラスEPA
サンプルバイアルが示してある。採取容器の寸法は、約
1mの容積のGCバイアルからサンプルカートリッジ30よ
りも大きい容器まで含むことが出来る。サンプルが抽出
可能な成分を大きい比率で含むとき、大きい容器が必要
となる。 かかる低コストで、容易に洗浄可能な採取容器の使用
を可能にするため、採取圧力は、外側の高圧容器24によ
り保持される。圧力容器24内のガスは、管146又は142の
何れか一方の外周の周りの圧力容器24内の狭小でない経
路により採取容器130内のガスと連通することが出来
る。 このようにして、採取容器130外の圧力は、採取容器1
30内の圧力に等しくなる。採取容器130は、該採取容器
と大気圧との差に等しい圧力差を支持しないため、薄い
ガラス容器のような低廉で弱体の容器を使用することも
出来る。好適な実施例において、内側容器130外の圧力
は、この容器の内部圧力に等しいため、内側の採取容器
により支持される圧力は、零となる。 この実施例において、採取容器130の壁を通じて垂直
方向への温度差が付与される。薄い壁を通じてこの温度
差を維持することは容易である。このように、この実施
例は、低圧保持機能を備えるため、よりコスト効果があ
ることに加えて、より迅速に温度平衡に達し得るという
利点がある。 採取容器130内の採取溶剤及び抽出溶剤の混合体の液
位は、採取容器130のオーバフローを防止し得るように
制御しなければならない。また、抽出物質との混合を促
進し得るよう、採取溶剤144は、最低液位よりも上方に
維持することも望ましい。この液位の制御は、所望の液
位にて採取容器130の壁に垂直方向への温度差を付与す
ることにより可能となる。 採取容器130の頂部分は、ヒータ152の作用により、底
部分よりも高い温度に維持される。その高い方の温度
は、蒸発すべき抽出溶剤の蒸気圧力に基づいて選択す
る。上方壁の温度は、その温度における抽出溶剤が通気
リストラクター148に設定される圧力よりも高圧の蒸気
圧力となるように高い温度に設定される。 抽出溶剤100及び採取溶剤144の温度は、通気リストラ
クター148の設定圧力によって制御される。抽出中、採
取容器130の下方部分は、熱の流れから効果的に絶縁さ
れている。ヒータ152をオフにして、採取容器130の壁と
熱接触のみするようにする。 溶剤内への熱の流れが少ないとき、抽出チャンバ30か
ら抽出物質を連続的に加えると、溶剤の液位は、ヒータ
152に向けて上昇する。抽出溶剤が蒸発すると、その蒸
発損失に伴う熱が採取溶剤144を冷却して、その後の蒸
発速度を遅くする。採取溶剤の混合体がヒータ152によ
り設定された上方の高温領域の液位に達すると、加熱さ
れた壁との接触により、採取溶剤の表面温度が上昇し
て、圧力は、通気リストラクター148が開放するときの
圧力よりも高い圧力まで上昇する。 次に、蒸発した抽出溶剤が採取容器130から蒸発し、
通気口154を通って通気リストラクター148から外に出
る。混合した採取溶剤及び液状化した採取溶剤の液位が
混合体内への熱の流れを少なくするのに十分な程度、低
下する迄、蒸発は継続する。 実際上、抽出物質が採取容器130内に連続的に流動す
ると、均衡が得られる。混合した採取溶剤及び抽出溶剤
の液位は、抽出流量のときに採取溶剤を蒸発させるのに
十分な熱の流れを付与するのに丁度、十分な高さとな
る。蒸気圧力が著しく低いため、採取溶剤が蒸発するこ
とはない。 採取溶剤の量が維持され、温度が調節されて完了する
まで、抽出は続行する。これら因子の双方を制御するこ
とが望ましい。採取溶剤／抽出溶剤の混合体の温度は、
通常、最適な成分の蒸発効率となり、溶剤、又は水のよ
うな抽出成分が凍結するのを防止するのに丁度、十分な
温度であるように、可能な限り低く選択する。 液体採取溶剤は、比較的揮発性物質であることが多
い。従来の液体捕捉法は、抽出中に採取溶剤が損失する
という欠点を伴うことが多い。抽出の完了前に、採取溶
剤の全てを損失することも珍しいことではない。この場
合、抽出中に、採取溶剤を採取容器に追加しなければな
らないが、これは、装置の複雑化、又は、操作者の監視
及び介入を必要とする。このことは、特に、自動抽出装
置について問題となる。 本発明に伴う採取溶剤の量を調節することでこの問題
点は解決される。採取溶剤の全ての損失は、抽出チャン
バ30から流動する採取溶剤で自動的に補充され、この溶
剤は、殆どの場合、採取溶剤として十分に機能する。更
に、揮発性分析物質又は採取溶剤144の損失は、採取溶
剤の混合体に対するガス圧力により阻止される。 加圧した採取装置は、抽出溶剤と同一の蒸発速度のと
き、従来の大気圧液体捕捉法の場合よりも、蒸発して失
われる揮発性成分が著しく少ない。この成分蒸発方法
は、従来可能であったよりもはるかに揮発性の成分を効
率良く捕捉することが出来る。 この明細書に記載した型式の装置により、試験的な抽
出を行った。ガソリンを不活性なマトリックスに加え、
二酸化炭素で抽出して、採取効率を試験した。分析は、
採取溶剤を補充ずに、1.5mのGC採取バイアル内に0.5m
の塩化メチレンを採取して行った。この採取溶剤混合
体は、100psiの圧力及び低温にて液体状態に維持した。 抽出中、２つの温度領域を有する採取容器を使用し
て、成分蒸発方法により二酸化炭素を採取バイアルから
蒸発させた。二酸化炭素が採取バイアルから除去される
迄、抽出後も蒸発は続行した。 GC分析法によるBTEXの回収物は、次の通りであった。 ベンゼン 86.3％ トルエン 95.4％ エチレンベンゼン 97.1％ m,p−キシレン 97.2％ ｏ−キシレン 98.1％ 好適な実施例では、２つの電気ヒータ152、156を使用
したが、２つの温度領域を有する採取溶剤の液位を制御
するため類似の手段を採用することが可能である。例え
ば、加熱したプローブ、又はロッドを該プローブの先端
が所望の流体の液位にある状態で、頂部から採取容器13
0内に挿入することが出来る。次に、溶剤の液位がプロ
ーブ先端に達したとき、蒸発熱は、プローブから採取溶
剤144に流動して、蒸発圧力を上昇させる。 ヒータの位置に頼らずに、液体の液位を監視すること
が出来、その液位が所定の高さを越えたときに、熱が加
えられる。より具体的には、採取容器130内の液体の液
位を測定し、又は監視し、その液体の液位を制御し得る
ような方法で採取溶剤144に対して十分な熱を付与する
ことが出来る。採取溶剤内に熱が流れる位置は、臨界的
ではない。この液位の監視は、光学的に行うか、又は流
体の液位を制御する技術分野で公知のその他の手段によ
り行うことが出来る。 例えば、所望の採取溶剤の液位にてガラス又はその他
の透明な採取容器に光を透過して、その透過した光を反
対側で感知するようにしてもよい。採取溶剤の液位が光
の高さよりも上方になったとき、光は、曲がるか、又は
十分に歪み、このため、光の透過率が低下するならば、
液体が存在することを示す。 抽出が完了した後に、残りの抽出溶剤を採集容器130
から除去しなければならない。これは、蒸発によって行
われる。濃縮ヒータ156によって、採取容器130に熱が加
えられる。採取容器130内の採取溶剤100の量が少ないと
き、液位制御ヒータ152から、及び周囲のガス、又は空
気から容器の壁を通って垂直方向に流動する熱は十分で
ある。 抽出溶剤が蒸発したならば、その結果、容器130内の
採取溶剤中に溶解した抽出物質が残る。残留圧力は、出
口バルブ160を開けて排出し、圧力容器24は、容器のキ
ャップ164からねじを緩めて取り外す。次に、採取容器1
30を取り外すことが出来る。 サンプルは、小容積のGCバイアル内に採取し、この容
器内でその採取溶剤の容積の殆んどは、蒸発しない採取
溶剤に吸収される。この場合、濃縮ヒータ156は不要で
ある。もし存在するならば、分析物質は、採取溶剤144
中に濃縮され、又は、採取溶剤のない採取容器130内に
入れる。採取溶剤の量を少なくする主な理由は、有害な
有機溶剤の使用量が少なくて済むようにするためたであ
る。 本発明は、安全で無害で且つ容易に蒸発し易く、しか
も処分が容易である、二酸化炭素のような溶剤中に実際
的に液体を取り込むことを可能にする。分析物質が極め
て揮発性でない場合、抽出溶剤中に液体を取り込む結
果、有害な溶剤を使用せずに、優れた結果が得られる。
分析物質が極めて揮発性である場合、その分析物質を溶
解させ、分析物質に対する担体溶剤を提供するために、
採取溶剤が必要となる。 成分の蒸発効率は、温度に依存するから、分析物質が
揮発性であるならば、抽出の開始前に、採取溶剤144を
冷却することが望ましい。また、抽出溶剤100が抽出溶
剤144でもなければならない場合、抽出の開始前に、一
部の溶剤は採取容器130に移し替えなければならない。
採取溶剤の予冷却及び移し替えを共に行うため、バイパ
スバルブ158は、抽出溶剤がポンプ装置12から流量制御
圧力リストラクター140に流動するための選択可能な流
路を提供する。 抽出溶剤100が採取容器130に直接、送出されると、通
気リストラクター148の設定圧力によって決めた所望の
採取温度まで採取溶剤を冷却させるのに十分な程度に抽
出溶剤の容積が蒸発する。機械的冷凍装置、熱電気装
置、又は当該技術分野で公知のその他の冷却手段のよう
な、上記以外の手段を使用して、採取溶剤144の冷却を
行うことが可能である。 作用中、抽出サイクルは、バイパスバルブ158、抽出
バルブ50及び通気バルブ160の全てを閉じて開始する。
入口バルブ74は開放して、ポンプ12を作動させて、抽出
チャンバ30を加圧する。バイパスバルブ158は、開放し
て、清浄な抽出溶剤100をポンプ装置12からティコネク
タ20、バイパスバルブ158、ティコネクタ162、及び抽出
リストラクター140を通じて採取容器130中に流す。 採取溶剤144の温度及び容積が所望のものであると
き、バイパスバルブ158は閉じる。抽出チャンバ30を加
圧して、所望の静止抽出時間の経過後、抽出バルブ50を
開放する。抽出溶剤100は、ポンプ12からティコネクタ2
0、溶剤ヒータ40を通り、また、分析物質が溶解してい
るサンプル134を通って、抽出チャンバ30に入る。 次に、抽出流体は、抽出バルブ50、ティコネクタ16
2、流量制御圧力リストラクター140を通って採取容器13
0内に流動する。上述のように、採取溶剤144の液位を制
御して抽出が行われる。抽出溶剤は、抽出中に採取溶剤
144から連続的に蒸発させ、また、採取溶剤144の上方の
蒸気スペース内から伸長する通気管146を通って採取容
器130から出る。抽出溶剤の蒸気は、通気リストラクタ
ー148を通って、通気口154から外に出る。抽出が完了す
ると、抽出バルブ50が閉じられる。抽出後、抽出流体が
採取容器130から完全に除去される迄、抽出液体の蒸発
が続行する。この濃縮化手順は、上述のように、濃縮ヒ
ータ156を必要とする。 液体抽出溶剤100が採取容器130から蒸発した後、通気
バルブ160を開けて、圧力容器24の内外のガス圧力を等
しくする。圧力容器のキャップ164を取り外し、次の抽
出のため、採取容器130を清浄な容器と交換する。圧力
容器のキャップ164を元の位置に戻して、通気バルブ160
を閉じる。採取容器の装填及び除去は、自動装置内の機
械的手段により自動化することが可能である。この技術
は、抽出中に、高圧に維持された低温な表面、又は固体
の吸着剤に抽出溶剤を噴霧し、その後、分析物質を除去
するための二次的な溶剤水洗いを行うことにより、抽出
溶剤を解放する間に、分析物質の捕捉を行い得るように
することが出来る。この捕捉表面は、典型的に、不活性
で且つ小さい表面エネルギーとなるように選択された小
さい金属又はガラスビーズから成っている。かかるビー
ズは、加圧した常温の採取容器130内に入れられる。 かかる適用例において、上述のように、容器130を圧
力容器から除去した後、二次的な液体溶剤を使用して、
分析物質の水洗い、洗浄又は捕捉面からの除去を行う。
かかる洗浄は、任意の適当な濃縮化手段を使用して行う
ことが出来る。洗浄物は、小さいバイアル内に集め、ガ
スクロマトグラフィーによって分離することが出来る。
このように、圧力状態下で捕捉し、所定の圧力の下で付
与された所定の溶剤を採取容器内で使用することが出
来、また、所定の圧力の下にて抽出物質を採取容器内で
濃縮化することが出来るため、蒸発過程にて抽出物を過
度に損失することなく、捕捉特性に適合した捕捉材料を
選択することが可能となる。このように、蒸発、又はト
ラップ内に付着しないことを理由として、抽出物質の損
失を最小にすることが出来る。 この分離を成分蒸発法として取り扱うことにより、抽
出物に加えて抽出溶剤が、高圧状態で液体状態に維持さ
れ、採取溶剤が存在するならば、この採取溶剤と混合さ
れる。次に、抽出溶剤は、成分蒸発法にて蒸発させる。
最も一般的な抽出溶剤である、二酸化炭素は、大気圧に
て液体状態に維持することは出来ない。成分蒸発法によ
り抽出溶剤の分析物質からの分離を行う場合、これは、
抽出溶剤を液体状態に維持するのに十分な圧力にて行わ
なければならない。二酸化炭素の場合、これは、約５大
気圧を必要とし、これは採取容器130内で可能である。 上記の説明から理解されるように、超臨界抽出技術
は、例えば、次のような利点がある。即ち、（１）捕捉
効率に優れること。（２）抽出物及び抽出溶剤の損失が
少ないこと。（３）リストラクターの凍結及び詰まりが
少ないこと。（４）バイアルの外側の氷着が少ないこ
と。（５）特定の物質をサンプルマトリックスから除去
し、各物質を別個のバイアル内に付着させ得るように温
度及び圧力のような抽出条件を変更することが可能であ
ること。（６）蒸発圧力の高い分析物質を効率的に捕捉
することである。 より具体的には、この技術は、次の利点を有する。即
ち、（１）溶剤の減少を最小にし、これは、分析物質と
混合させた抽出溶剤を、所定の圧力の下で採取容器に移
すことにより、移し替え手順における分析物質の損失を
防止する。（２）分析物質から、又は分析物質に加えて
採取溶剤から成分蒸発法により抽出溶剤を分離すること
により、分析物質が存在するならば、その分析物質及び
採取溶剤の蒸発損失を最小にする。（３）抽出中に、採
取溶剤を補充する必要なく、揮発性の採取溶剤の使用が
可能である。（４）採取溶剤が膨張するときに形成され
る気泡の寸法を小さくし、これにより、所定の圧力の下
での成分蒸発法により急激な沸騰が生じないようにす
る。（５）一つの実施例において、リストラクターを通
さずに抽出物質を採取容器に移すことが可能である。こ
れは、蒸発した抽出溶剤のみ、場合によっては、蒸発し
た採取溶剤のみが、圧力放出要素、又は制限要素を通っ
て流れ、リストラクターの加熱を必要とせずに、抽出溶
剤は移し替え手順の全体にて、抽出状態に維持され、リ
ストラクターの詰まりを防止し、リストラクターの構造
を簡易化し得るからである。 本発明の好適な実施例について多少、詳細に説明した
が、本発明から逸脱せずに、好適な実施例の多数の応用
例及び変更例が実施可能である。故に、請求の範囲に記
載した範囲内で、本発明は、特別に記載した以外の方法
で実施することが可能であることを理解すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 11/00

Claims (34)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超臨界流体抽出を行う段階と、少なくとも
    一つの採取容器内で抽出物質を採取する段階とを備えた
    超臨界流体抽出方法において、 前記少なくとも一つの採取容器内で抽出物質を採取する
    段階が、 前記少なくとも一つの採取容器を所定位置に動かす段階
    と、 その容器の開口部を密閉する段階と、 前記少なくとも一つの採取容器内の所定の圧力の下で抽
    出物質及び抽出溶剤を収集し、かつ成分蒸発法により抽
    出溶剤を除去することにより前記少なくとも一つの採取
    容器内の液体の液位を維持する段階と、 を備えることを特徴とする超臨界流体抽出方法。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の方法において、
    前記抽出物質を採取する段階が、前記採取容器内での抽
    出溶剤の分離に有利な圧力の下で、抽出物質を採取する
    段階と、該抽出物質を別の好適な条件下で採取溶剤から
    除去する段階とを更に備えることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法
    において、 抽出物質が採取溶剤の中で分離されることと、 前記少なくとも一つの採取容器を所定位置に動かす段
    階、前記採取容器の開口部を密閉する段階、並びに前記
    抽出物質及び抽出溶剤を収集する段階の一連の採取段階
    において、抽出溶剤が前記採取容器内に存在する前記所
    定の圧力に抗して排出されることと、 を特徴とする方法。
  4. 【請求項４】請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに
    記載の方法において、抽出物質及び抽出溶剤が前記少な
    くとも一つの採取容器内に存在する採取溶剤の中に導入
    されることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに
    記載の方法において、圧力容器内に前記少なくとも一つ
    の採取容器を配置する段階と、前記圧力容器と前記少な
    くとも一つの採取容器との間の圧力をほぼ均等にする段
    階とを更に備え、それにより、前記少なくとも一つの採
    取容器は強度が大きい容器壁を必要としない安価な容器
    とすることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】請求の範囲第４項又は第５項に記載の方法
    において、抽出物質及び抽出溶剤を採取溶剤内に導入す
    る管からの泡の大きさを制御する段階を更に備えている
    ことを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに
    記載の方法において、前記所定の圧力が前記少なくとも
    一つの採取容器内の抽出溶剤及び採取溶剤を加熱するこ
    とにより制御されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに
    記載の方法において、前記少なくとも一つの採取容器内
    の抽出溶剤及び採取溶剤の量を制御する段階を更に備え
    ることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】請求の範囲第８項に記載の方法において、
    前記少なくとも一つの採取容器内の抽出溶剤及び採取溶
    剤の量を制御する段階が、前記少なくとも一つの採取容
    器内の抽出溶剤及び採取溶剤の液位を制御する段階を備
    えることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】超臨界流体抽出を行う段階と、抽出物質
    を採取する段階とを備えた超臨界流体抽出方法におい
    て、 該抽出物質の分離及び封じ込めを好適にし得るように設
    定した圧力及び温度の一組の条件の下で、抽出物質を低
    温のトラップ内に採取する段階と、 最大の除去が可能であるように設定した第２の組の条件
    にて抽出物質を除去する段階と、 を備えることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】請求の範囲第10項に記載の超臨界流体抽
    出方法において、前記抽出物質が、該抽出物質を前記圧
    力の下で低温の面に噴霧し、該抽出物質を前記圧力の下
    で濃縮化することにより採取されるようにしたことを特
    徴とする方法。
  12. 【請求項１２】請求の範囲第10項又は第11項に記載の超
    臨界流体抽出方法にして、抽出物質を前記圧力の下で採
    取溶剤中に溶解させる段階を更に含むことを特徴とする
    方法。
  13. 【請求項１３】請求の範囲第10項ないし第12項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出方法において、前記抽出物質を
    低温のトラップ内に採取する段階が、 前記圧力が所定のレベルを超えたとき、抽出物質を解放
    することにより、採取容器内の圧力を制御する段階と、 前記採取容器内の液体をその容積に関連して加熱する段
    階と、を更に備えることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】請求の範囲第10項ないし第13項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出方法において、抽出中に成分蒸
    発法により抽出物質を除去する段階を更に備えることを
    特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】請求の範囲第10項ないし第14項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出方法において、前記成分蒸発法
    により得られた抽出物質が、液相及び気相に分離される
    ことを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】請求の範囲第10項ないし第15項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出方法において、前記採取容器内
    の前記液体の液位が、前記採取容器の垂直方向上方にあ
    る高温領域により制御され、抽出物質が、低温領域によ
    り濃縮化されることを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】請求の範囲第10項ないし第16項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出方法において、全ての抽出物質
    が少量にて採取され、ガスクロマトグラフィーにより更
    に分離されることを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】超臨界流体抽出器と、抽出物質を採取す
    る少なくとも一つの採取容器と、を備えた超臨界流体抽
    出装置において、 抽出物質が採取容器内の採取溶剤中に選択的に透過する
    ような所定の圧力に前記採取容器を加圧する手段と、 抽出中、抽出溶剤と採取溶剤との蒸気圧力の差に基づい
    て、抽出溶剤を選択的に且つ略連続的に除去する手段
    と、 を備えることを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】超臨界流体抽出器と、採取容器とを備え
    た超臨界流体抽出装置において、前記採取容器が、 抽出物質の分離及び封じ込めを最適にする採取溶剤を含
    む低温トラップと、 所定の圧力の下で抽出物質を濃縮化する手段と、 を備えることを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】請求の範囲第19項に記載の超臨界抽出装
    置において、前記低温トラップが、抽出物質を採取する
    ように加圧状態にある低温な面を更に備えることを特徴
    とする装置。
  21. 【請求項２１】請求の範囲第19項又は第20項に記載の超
    臨界抽出装置において、前記採取容器内の圧力を制御す
    る装置を更に備えることを特徴とする超臨界抽出装置。
  22. 【請求項２２】請求の範囲第19項ないし第22項の何れか
    に記載の超臨界抽出装置において、液相及び気相を分離
    することにより、成分蒸発法により得られた抽出溶剤を
    採取溶剤から分離する分離手段を更に備えることを特徴
    とする装置。
  23. 【請求項２３】請求の範囲第19項ないし第22項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出装置において、前記制御手段
    が、前記採取容器内の液体の液位を制御する、前記採取
    容器の垂直方向にある二つの温度領域を備えることを特
    徴とする装置。
  24. 【請求項２４】請求の範囲第19項ないし第23項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出装置において、抽出物質を除去
    する前の段階にて、収集された抽出溶剤を蒸発させる手
    段を更に備えることを特徴とする装置。
  25. 【請求項２５】請求の範囲第19項ないし第24項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出装置において、抽出物質を採取
    し且つガスクロマトグラフィーにより分離する手段を備
    えることを特徴とする装置。
  26. 【請求項２６】請求の範囲第19項ないし第25項の何れか
    に記載の超臨界流体抽出装置において、 隔膜手段と、 分析物質を採取する採取手段であって、前記超臨界流体
    抽出器に連通可能であるようにされた採取手段と、 １つの開口部を有するバイアルであって、該バイアルの
    開口部が、該バイアルがリストラクターに接触していな
    いとき、該バイアルの少なくとも一部を密封する隔膜手
    段を保持するバイアルと、 を備えることを特徴とする装置。
  27. 【請求項２７】超臨界流体抽出装置と協働し得るように
    した、抽出物質の採取装置であって、 第１の熱伝導手段及び第２の熱伝導手段を有し、該第１
    の熱伝導手段が下方の位置に配置され、前記第２の熱伝
    導手段が上方の位置に配置された、採取容器と、 背圧制御バルブを有する前記通気手段と、 抽出溶剤を受け入れ得るようにした入口手段と、を備
    え、 抽出中、前記上方のヒータが前記下方のヒータよりも高
    温度に維持され、蒸気圧力のより高い抽出物質が、上方
    のヒータに接近するときに蒸発して、下方部分を冷却さ
    せることを特徴とする採取装置。
  28. 【請求項２８】請求の範囲第27項に記載の採取装置にお
    いて、 圧力容器を備え、 前記採取容器は、前記圧力容器内に取り付けられて抽出
    物質を受け入れるようにされ、更に、より弱体な壁を有
    する採取容器が利用可能であることを特徴とする採取装
    置。
  29. 【請求項２９】請求の範囲第27項又は第28項に記載の採
    取器において、前記採取容器が着脱可能であることを特
    徴とする採取装置。
  30. 【請求項３０】請求の範囲第27項ないし第29項に記載の
    採取装置において、前記下方のヒータが抽出物質を採取
    溶剤中で濃縮化することを特徴とする採取器。
  31. 【請求項３１】採取容器内の管を通じて抽出溶剤を受け
    取る段階を備えた超臨界流体抽出装置から抽出物質を採
    取する方法において、 該採取容器の上方部分を加熱する段階を備え、 蒸気圧力の高い前記抽出溶剤が、蒸発圧力のより低い採
    取溶剤よりも速い速度で蒸発し、抽出過程中に該抽出溶
    剤が上昇すると、蒸発圧力が増大するようにし、 前記採取容器内で所定の圧力に達した後に蒸気を排出す
    る段階であって、抽出溶剤が上昇するにつれて蒸気圧力
    が増大して、抽出溶剤の排出を可能にし、これにより、
    抽出物質が濃縮されるとき、前記採取容器内の液体の液
    位を平衡状態に維持する前記段階を備えることを特徴と
    する方法。
  32. 【請求項３２】請求の範囲第31項に記載の方法におい
    て、 前記採取容器を圧力容器内に挿入する段階と、 前記圧力容器及び前記採取容器を密封する段階と、 抽出装置からの抽出溶剤が前記採取容器内の採取溶剤中
    に流動し、前記採取容器と前記圧力容器の内壁との間の
    スペースに流動し、前記採取容器の壁における過剰な圧
    力差を回避することを可能にする段階と、 前記採取容器に低温領域と高温領域とを形成し、抽出溶
    剤が上昇するにつれて抽出溶剤が蒸発して、蒸気圧力の
    低い採取溶剤と蒸気圧力の高い抽出溶剤との混合体を冷
    却する段階と、 前記採取容器内の圧力が所定の程度を超えたときに蒸気
    を排出して、抽出溶剤が採取容器中に流動するとき、採
    取容器中の流体の液位が略一定であるようにする段階
    と、を更に備えることを特徴とする方法。
  33. 【請求項３３】採取容器中の温度及び流体の量を制御す
    る方法であって、 前記採取容器中の液体の液位を測定する段階と、 該液体の液位が所定の液位に達したとき、更なる熱を付
    与する段階と、 前記採取容器中の圧力を所定のレベルに制御するように
    蒸気を排出して、一定の圧力レベルに維持されるように
    する段階と、 を備えることを特徴とする方法。
  34. 【請求項３４】抽出物質を超臨界流体抽出装置から採取
    する装置において、 液体の液位が所定のレベルを超えたときに、信号を発生
    させる手段であって、該信号は熱を採取容器中に流動さ
    せるようにする前記手段と、 液体の所定の最高位置の上方に配置されていて前記採取
    容器に連通する背圧調節装置であって、液体の液位が所
    定のレベルよりも上昇したとき、熱を導入して蒸発圧力
    を上昇させて抽出溶剤を排出するような所望の圧力に設
    定された前記背圧調節装置と、 を備えることを特徴とする装置。
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