JPH03131303A

JPH03131303A - 粉体成分の抽出方法

Info

Publication number: JPH03131303A
Application number: JP26902189A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Horizoe; 浩俊堀添; Masuyoshi Maki; 牧　益良
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1991-06-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、超臨界流体又は擬臨界流体の高圧の液化ガス
流体により穀物類（麦、稲、とうもろこしなど）等の粉
体の成分を連続的に抽出する方法に関する。

〔従来の技術］従来、粉体をスクリューフィダーにより連続的に昇圧し
て供給した上、抽出塔等においてその成分を抽出する方
法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の方法では、粉体の移送にかなりの剪断応力が
発生して粉体の温度が１昇し、熱的に不安定な物質への
適用は困難である。

特に穀物類は食品素材であり、加熱による変質は避けな
ければならない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、粉体の
温度上昇を防止すると七もに粉体による配管、ポンプ等
の閉塞トラブルを防止し、かつ、安定して連続的に粉体
成分を抽出することができる方法を提供しようとするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の粉体成分の抽出方法は次の手段を講じた。

（１）粉体と二酸化炭素（Ｃｏ□）、メタン（ＣａｎＢ
）又はその混合物等の液化ガスのスラリーを加圧して抽
出装置へ導入し、同抽出装置において超臨界状態又は擬
臨界状態の液化ガス流体と接触させて粉体中の成分を抽
出し、この抽出物と液化ガス流体を減圧下の分離塔へ導
入して抽出物と液化ガスの低密度の気体を分離するよう
にした。

（２）前記（１）の発明において、前記抽出装置に供給
される超臨界状態又は擬臨界状態の液化ガス流体の一部
を分岐させてスラリー形成用の液化ガスとして用いるよ
うにした。

（３）前記（２）の発明において、分離塔で粉体からの
抽出物と分離された低密度の液化ガス気体を加圧して超
臨界状態又は擬臨界状態の流体とした上前記抽出装置へ
導入すると共に粉体に混合してスラリーとし、循環して
使用するようにした。

（４）前記（１）ないしく３）のいづれかの発明におい
て、液化ガスは液化二酸化炭素、プロパン又はそれらの
混合物であり、粉体が動植物に由来するものとした。

〔作用〕

前記（１）の本発明においては、粉体と液化ガスのスラ
リーが抽出装置へ送られる。通常の粉体の移送と異なり
、スラリーは円滑に安定的に移送されると共に、移送に
当って温度が上昇することがなく、粉体の変質を生ずる
ことがない。抽出装置においては、このスラリーは超臨
界状態又は擬臨界状態の高圧の液化ガス流体と接触し、
粉体中の成分が抽出される。

超臨界状態又は擬臨界状態の液化ガス流体は拡散速度が
大きく、粉体中の成分の抽出速度が太きく、短時間で効
果的な抽出が行なわれる。

この抽出物と液化ガス流体は、減圧下の分離塔へ導入さ
れて抽出物と液化ガスの低密度の気体とが分離される。

なお、抽出装置へ供給される液化ガス流体を超臨界状態
のものとする時には、減圧に当っての相変化がなく蒸発
潜熱が不要で省エネルギー効果があり、また、その圧力
、温度を調整することによって溶解度を制御することが
できる。

前記（２）の本発明では、前記（１）の本発明において
、抽出装置へ供給される超臨界状態又は擬臨界状態の液
化ガス流体を分岐させて粉体と液化ガスのスラリーを形
成する液化ガスとして用いることによって、プロセス及
び装置が簡単化される。

前記（３）の本発明では、分離塔より出る気化された低
密度の液化ガスは、加圧された上、前記（２）の本発明
における抽出装置へ導入され、またスラリー形成用の液
化ガスとして循環して使用される。

前記（４）の本発明では、液化ガスを常温における蒸気
圧の低い液化ＣＯ２、液化Ｃ３Ｈ１ｌ　（ＣＯ２，Ｃ３
ＨＩ＋は約５０ｋｇ／ｃｍ２以下）又はそれらの混合物
々することによって、液化ガスの機器からの漏洩が低減
される。また粉体は、とうもろこし、その胚芽等の穀物
類等動植物に由来するものであり、前記の液化ＣＯ□、
液化ＣＪｅ又はそれらの混合物によって、油脂等の粉体
の成分が効率良く抽出されると共に、液化ガスと混合し
てスラリーとして抽出装置へ送ることによって温度上昇
が防がれ変質を起すことがない。

なお、前記超臨界状態は、流体の温度と圧力が臨界温度
（Ｔｃ）と臨界圧力（Ｐｃ）より高い状態である。

また擬臨界状態は流体の温度が臨界温度（Ｔｃ）に近く
、圧力がその温度の飽和蒸気圧以上の状態をいう。例え
ば、ＣＯ２の擬臨界状態は温度が１０°Ｃより３１．１
″Ｃ（Ｔｃ）の範囲にあり圧力がその温度の飽和蒸気圧
以上であり、ｃ３ｎｅの擬臨界状態は温度が１０°Ｃよ
り９６．８°Ｃ（Ｔｃ、）の範囲にあり圧力がその温度
の飽和蒸気圧以上であり、ＣＯ２とＣＩ　Ｉ＋　８の混
合流体では温度が１０°Ｃより３１．１〜９６．８°Ｃ
（Ｔｃ）の範囲にあり圧力がその温度の飽和蒸気圧以下
である状態をい〔実施例〕本発明の一実施例を第１図によって説明する。

２は、原料のとうもろこし、その胚芽等の穀物類その他
動植物に由来する粉体が供給ライン１より供給され、こ
れを常圧下で貯えるホッパーであり、ホッパー１の底部
は抜き出しライン３によってモータ５で駆動されるロー
タリーバルブ４に接続され、ロータリーバルブ４の出口
はスラリー調合槽９の上部に開口するライン６に接続さ
れている。７は後記する高圧のＣＯ□を供給するライン
で前記ライン６に接続されている。

スラリー調合槽９内には、同種９の上方のモーター１２
によって回転され上下方向に延びる軸にヘリカルリボン
翼よりなる攪拌翼１０が取付けられている。同攪拌翼１
０の半径方向外方端はスラリー調合槽９の側壁に接近し
て回転するように構成される。３１はスラリー調合槽９
の底部に接続され弁３１′を持つ夾雑物（石ころ等）の
抜出しラインである。

またスラリー調合槽９の下部には、図示するように錐状
に下方に行くに従って断面積が縮小する傾斜部９ａが設
けられ、同傾斜部９ａにフィルター１３が設けられ、同
フィルター１３は遠心式の第１ポンプ１５をもつ循環ラ
イン１４に接続され、同循環ライン１４の他端はスラリ
ー調合槽９に接続され、スラリーを循環させるようにな
っている。前記フィルター１３のスラリー調合槽９側の
表面は、スラリー調合槽９の側面と同一平面をなすよう
に構成されている。

前記循環ライン１４の第１ポンプ１５の下流側から循環
スラリーを抜出すライン１７が分岐し、同ライン１７は
モータ１８′で駆動される往復動プランジャー型又はダ
イアフラム型の第２ポンプ１８を経て抽出塔２０の頂部
に接続されている。同抽出塔２０の下部には、コンプレ
ッサー２９に接続され超臨界又は擬臨界状態の高圧のＣ
Ｏ□流体を供給するうイン２３が接続されている。

なお、ＣＯ２の超臨界状態とは温度及び圧力がＣＯ□の
臨界温度（Ｔｃ＝３３．１°Ｃ）及び臨界圧力（Ｐｃ＝
７３ａ　ｔｍ）以上の状態であり、ＣＯ２の擬臨界状態
とは温度が１０〜３１．１°Ｃ１圧力がその温度におけ
るＣＯ□の飽和蒸気圧以上の状態である。

また、抽出塔２０の下部には抽出残渣引抜き用の弁２２
をもつライン２１が接続されている。

抽出塔２０の上部には、減圧弁２４をもち減圧下の分離
塔２５へ至るライン２２が接続され、同分離塔２８の頂
部にはコンプレッサー２９の入口側へ至るライン２８が
接続されている。前記ライン２３は、コンプレッサー２
９の出口側から、分離塔下部のりボイラー３０を経て前
記抽出塔２０の下部へ至るように構成されていると共に
、ライン２３から分岐される前記ライン７を備えている
。また、分離塔２６の底部には、抽出物を引抜くライン
２７が接続されている。

以上のように構成された本実施例では、原料の粉体は、
粉体貯槽ホッパー２に常圧下で貯えられ、その下部抜出
しライン３に設けたロータリーバルブ４により、後記す
るように高圧のＣＯ２が供給される高圧のライン６へ連
続的に押し出される。

ライン６へは、後記するように超臨界状態又は擬臨界状
態の高圧のＣＯ□流体がライン７より連続的に供給され
、このＣＯ□流体はライン６内で温度を下げて液化ＣＯ
□となって粉体と混合する。なおライン７に熱交換器を
設けて、ここでその温度を下げて超臨界状態又は擬臨界
状態のＣＯ□流体を液化ＣＯ□とした上でライン６へ導
入するようにしてもよい。

粉体と液化ＣＯ２の重量比は特に限定されないが、ハン
ドリング性より粉体／液化ＣＯ□の重量比は１７２〜１
への範囲とするのが好ましい。

このように粉体と液化ＣＯ□ガスが混合された状態でロ
ータリーバルブ４からスラリー調合槽９へ送られるため
に、円滑にかつ温度上昇がない状態でロータリーバルブ
４によって連続的に粉体の圧送が行なわれる。

粉体と液化ＣＯ□ガスとの混合物は、ライン６を経てス
ラリー調合槽９へ導入される。同調合槽９では、攪拌翼
１０によって粉体を分散させると共に、粉体中の水分、
油脂等によるブロックを破壊して実質的に消滅させ、か
つ粉体と液化ＣＯ□ガスを攪拌してスラリーとする。こ
のスラリーは、フィルター１３を通る際に、夾雑物や大
形の粒子が分離された上、第１ポンプ１５によってフィ
ルター１３からラインＩ４を経て再びスラリー調合槽９
へ循環する。

また、粉体中の夾雑物はスラリー調合槽９の下部から抜
き出しライン３１暮経て排出される。

このように、排出されるスラリーは夾雑物や大形の粒子
が除去されているために、ライン１４、第１ポンプ１５
等を閉塞させることがない。

また、その外端がスラリー調合槽９の側壁に接近して回
転する攪拌翼ＩＯによって、フィルターＩ３の表面及び
スラリー調合槽９の側壁上の付着物がかき取られ、フィ
ルター１３の目詰りを起すことがない。かき取られた付
着物は攪拌翼１０によって攪拌粉砕されてスラリーとな
ると共に夾雑物はスラリー調合槽９の下部に沈降して抜
き出しライン３１を経て排出される。更に、前記第１ポ
ンプは遠心式であるために、同ポンプの回転翼による剪
断力によって粉体の分散・微粒子化が促進されることに
なる。

ライン１４を循環するスラリーの１部は、第２ポンプ１
８によってライン１４から引抜かれると共に加圧され、
ラインＩ７を経て抽出塔２０の上部へ導入れれる。同抽
出塔２０においては、ライン２３を経て下部に臨界状態
又は擬臨界状態の高圧のＣＯ□流体が供給されており、
スラリーと高圧のＣＯ２流体は向流接触することによっ
て、粉体中の油脂等の成分が効率良く抽出される。粉体
からの抽出物とＣＯ７の高圧流体は、抽出塔２０頂部か
らライン２２によって抜出され、その圧力が減圧弁２４
によって減圧されて、超臨界状態又は擬臨界状態のＣＯ
２流体は低密度の気体となって減圧下の分離塔２６へ導
入される。一方、成分が抽出された粉体の残渣ば、弁２
２を操作することによって抽出塔２０の下部からライン
２１を経て排出される。

分離塔２６の下部のりボイラー３０には、コンプレッサ
ー２９によって圧縮された後記するＣＯ□ガスが供給さ
れており、コンプレッサー２９による圧縮熱は分離塔の
熱源として回収される。減圧されて分離塔２６へ導入さ
れた粉体からの抽出物とＣＯ２気体は、同分離塔２６内
で分離され、抽出物は分離塔２６の下部のライン２７か
ら引き抜かれる。

分離塔２６において、抽出物と分離されたＣＯ２気体は
、分離塔２６頂部からライン２Ｂによって引き抜かれて
コンプレッサー２９へ導かれ、同コンプレッサー２９で
圧縮されて超臨界状態又は擬臨界状態となり、前記した
ように、リボイラー３０で熱交換を行なった上ライン２
３を経て超臨界状態又は擬臨界状態の高圧流体として、
前記したように抽出塔２０の下部へ供給される。また、
その１部はライン７を経てライン６へ入り、前記したよ
うに、ロータリーバルブ４から供給される粉体と混合さ
れる。

以上説明したように、本実施例では、粉体と液化ＣＯ□
とのスラリーを扱っているために、その移送は円滑に安
定的に行なうことができ、かつ温度上昇がない状態で移
送を行なうことができ、粉体の変質が避けられる。また
、粉体と液化ＣＯ□のスラリーを加圧して抽出塔２０へ
導入し、超臨界状態又は擬臨界状態のＣＯ□の高圧流体
と向流接触させることによって、粉体成分を効率良く連
続的に抽出することができる。更に、減圧下の分離塔２
６においては、粉体からの抽出物とＣＯ□が完全に分離
され、純粋な抽出物を連続的に取出すことができる。ま
た更に、分離塔２６から排出されるＣＯ□気体は、コン
プレッサー２９によって圧縮された上、抽出塔２０及び
粉体混合用に循環して使用され、ＣＯ□の消費量を低減
させることができる。

なお、前記実施例においては、液化ＣＯ２をライン７に
よってライン６のロータリーバルブ４の出口の室の下流
側へ供給しているが、第１図中符号７′に示すようにロ
ータリーバルブ４の出口室に供給して混合効果を更に高
めるようにしてもよい。

また、抽出塔２０から出る超臨界又は擬臨界状態の液化
ガス流体と抽出物を減圧した上分離塔２６へ導入してい
るが、減圧を行なうことなく分離塔２６へ導入し、量減
圧下分離塔２６内で低密度の液化ガスの気体としてもよ
い。

また、液化ガスとしては、液化ＣＯ２ガスの外プロパン
（Ｃｆｆ　１１　Ｂ　）、又はＣＯ□とプロパンの混合
物を用いることができる。

本実施例による実験例について以下説明する。

粉体：とうもろこし粒径分布ふるいによる　　　　割合粒径分布（ｍｍ）　　　　　（ｗｔχ）１．０５第１図に示す装置を用いて、とうもろこし粉体２００　
ｇ　／　ｈ、液体ＣＯｚ　６００　ｇ　／　ｈを圧力５
０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの状態で混合し、スラリー調合槽９で
均一に混合した。

フィルターザイズ０．５ｍｍのフィルター１３をスラリ
ー調合槽９に設け、第１ポンプ１５でスラリーを循環さ
せ、第２ポンプ１８により圧力を３００ｋｇ／ｃｖ２Ｇ
まで昇圧して内径５ｃｍ、高さ４ｍの抽出塔２０上部へ
供給した。

同抽出塔２０の下部より温度４０゛Ｃ１圧力３００ｋｇ
／ｃ＋ｎ２Ｇの超臨界状態のＣＯ７を２ｋｇ／ｈの流量
で供給し、原料スラリーとの連続向流抽出操作を行なっ
た。

一方、分離塔２６の圧力を５０ｋｇ／ｃｍ”Ｇ、温度４
０°Ｃに保持し、分離塔上部より実質的に油脂などの抽
出物が含まれないＣＯ□を回収し、１０°Ｃに冷却して
ポンプで抽出塔及びスラリー調合工程に再循環した。

約１０時間連続運転を行なったが、フィルター配管、弁
、ポンプ等の閉塞はみられず、また原料の粉体スラリー
の温度上昇はなく安定した運転が行なわれた。抽出塔２
０の下部に接続されたライン２１からは約１７０ｇ／ｈ
で粉体（抽出残渣）が回収された。

一方、分離塔２６の下部に接続されたライン２７からは
油脂を主成分とする抽出物が約３０ｇ／ｈで回収された
。

運転後、スラリー調合槽９の下部に接続されたライン３
１よりスラリーを一部抜き出したところ、夾雑物の石こ
ろや粒径の大きい粉体が見出され、十分な分級が行なわ
れていることが確認できた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、次の効果を奏すること
ができる。

（１）超臨界状態又は擬臨界状態の液化ガス流体を粉体
と液化ガススラリーと接触させることによって効率良く
粉体成分を連続的に抽出することができ、また、液化ガ
スと粉体からの抽出物を分離塔において完全に分離する
ことができる。

更に、粉体と液化ガスのスラリーを取扱っているために
、その移送は円滑かつ安定的に行なわれ、しかも温度上
昇を防ぐことができる。

（２）抽出塔に供給される超臨界状態又は擬臨界状態の
液化ガス流体を分岐させてスラリーを形成用に使用して
いるので、システム及び装置を簡単にすることができる
。

（３）液化ガスは抽出塔及びスラリー形成用に循環して
使用され、液化ガスの消費量を低減することができる。

（４）液化ガスとして常温における蒸気圧の低いＣＯ２
゜ＣＪｓ又はこれらの混合物を用いることによって、液
化ガスの漏洩を容易に防止することができ、また前記し
たように温度上昇が少ないために動植物に由来する粉体
は変質せず、かつ効率良く油脂等の粉体の成分を抽出・
分離することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粉体と液化ガスのスラリーを加圧して抽出装置へ
導入し、同抽出装置において超臨界状態又は擬臨界状態
の液化ガス流体と接触させて粉体中の成分を抽出し、こ
の抽出物と液化ガス流体を減圧下の分離塔へ導入して抽
出物と液化ガスの低密度の気体を分離することを特徴と
する粉体成分の抽出方法。
（２）前記抽出装置に供給される超臨界状態又は擬臨界
状態の液化ガス流体の一部を分岐させてスラリー形成用
の液化ガスとして用いることを特徴とする請求項（１）
に記載の粉体成分の抽出方法。
（３）分離塔で粉体からの抽出物と分離された低密度の
液化ガス気体を加圧して超臨界状態又は擬臨界状態の流
体とした上前記抽出装置へ導入すると共に粉体に混合し
てスラリーとし、循環して使用することを特徴とする請
求項（２）に記載の粉体成分の抽出方法。
（４）液化ガスは液化二酸化炭素、プロパン又はそれら
の混合物であり、粉体が動植物に由来するものであるこ
とを特徴とする請求項（１）ないし（３）のいづれかに
記載の粉体成分の抽出方法。