JPH0332702A - 超臨界ガス抽出装置 - Google Patents

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、固体物質（例えば天然物質、セラミックス）
より所定の物質を抽出するための超臨界ガス抽出装置に
関するものである。適応分野としては、薬効成分の抽出
を行う医薬品工業分野、動植物油の抽出を行う食品工業
分野、および香料の抽出を行う香料・化粧品分野等が挙
げられる。

〔従来の技術〕

近年、被処理物から所望の成分を抽出する手段として、
超臨界ガスを利用した技術が注目を集めている。上記超
臨界ガスは、液体に近い密度を有し、抽出性が良好であ
る一方、液体よりもむしろ気体に近い粘性および拡散係
数を有したものであり、気体と液体の双方の利点を兼ね
備えているため、優れた溶解能力を発揮する上に、速い
抽出速度を期待することができる。

例えば、特開昭６３−２８５１７６号公報には、上記超
臨界ガスを利用してセラミックスや焼結金属の脱脂を行
うための容器が開示されている。具体的には、抽出容器
本体内に被処理物収納ケースを配するとともに、このケ
ース内において被処理物の上下にフィルタを設け、この
ケースに突設したガス導入部を抽出容器側のガス導入口
に接続し、上記抽出容器に導入したガスを上記フィルタ
を介して被処理物に接触させるようにしたものや、被処
理物を囲むように螺旋状のパイプを配し、このパイプに
設けた細孔から加圧ガスを噴出して被処理物に接触させ
るようにしたものが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記容器では、ガス導入部が突設された特殊形状の内部
容器や螺旋状のパイプを用いているので、その取扱いに
特別な注意が必要であり、特に被処理物のセツティング
を自動化する場合には、容器のハンドリングシステムが
複雑となる。また、容器自体の構造も複雑であり、製造
が難しい。

さらに、上記内部容器や螺旋状のパイプを配することか
ら、被処理物と抽出容器との間に比較的大きなデッドス
ペースが形成されるため、容積効率、すなわち全容積に
対、する試料充填容積の比が小さく、多くの溶媒（すな
わち超臨界ガス）が必要となる。

また一方、単一の容器内に被処理物を充填するようにす
ると、特に被処理物が粉末や粒状物である場合に、大型
の容器を１８００回転させて上下反転させる作業が必要
であり、その作業は非常に大掛りなものとなるため、こ
のような被処理物を取扱う場合には、外側容器の内部に
比較的軽量の内側容器を挿入し、この内側容器内に被処
理物を充填することが望ましいとされている。

本発明は、このような事情に鑑み、外側容器および内側
容器からなる簡単な構造で効率良く超臨界ガスの抽出を
行うことができる装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、被処理物に超臨界ガスを接触させ、この超臨
界ガス中に所望の抽出成分を溶解させ、抽出するための
超臨界ガス抽出装置であって、内部が密封され、かつ内
外を連通する超臨界ガスの導入部および排出部が設けら
れた外側容器と、超臨界ガスの入口部および出口部を有
し、内部に被処理物が収納されるとともに、上記外側容
器の内面との間に上記導入部から入口部に至るまでの導
入通路と上記出口部から上記排出部に至るまでの排出通
路とが形成される状態で外側容器内に挿入される内側容
器と、上記導入通路と排出通路との間を遮蔽するシール
部材とを備えたものである。

〔作　用〕

上記構成によれば、導入部から外側容器内に導入された
超臨界ガスは、この外側容器と内側容器との間に形成さ
れた導入通路を通って内側容器の入口部から同容器の内
部に侵入する。その後、この超臨界ガスは被処理物中の
所望成分が溶解された状態で出口部を通過し、排出通路
を通って排出部から外部に排出される。また、シール部
材によって導入通路と排出通路との間が遮断されるため
、これによって、外側容器内に導入された超臨界ガスが
被処理物と接触せずに直接排出部から排出されることが
阻止される。

〔実施例３ 本発明の第１実施例を第１図〜第３図に基づいて説明す
る。

ここに示される超臨界ガス抽出装置は、本体１１および
蓋１５からなる外側容器１０を備えている。外側容器本
体１１は、上方に開口し、円形の横断面を有しており、
上記開口部に対してねじ部１５１をもつ蓋１５がねじ込
まれることにより、容器内が密封されるようになってい
る。この外側容器本体１１の底壁中央には、超臨界ガス
の排出口（排出部）１０２が貫設され、中央から外れた
位置には導入口（導入部）１０１が貫設されている。

この外側容器１０内には、上方に開口し、かつ円形の横
断面をもつ内側容器１２が収納されており、この内側容
器１２内に被処理物１３が充填されるようになっている
。

この内側容器１２の上部には、第２図（ａ）に示される
ような複数の連通孔（人口部）１２１が周方向に並設さ
れており、この内側容器１２の上端に当接する位置まで
上記蓋１５がねじ込まれるようになっている。従って、
上記連通孔１２１によって内側容器１２の内外が連通さ
れる。なお、本発明における人口部は内側容器１２の内
外を連通するものであればよく、例えば第２図（ｂ）に
示されるように上方に開口する切欠１２３を形成するよ
うにしてもよい。

一方、この内側容器１２の底壁中央部には、超臨界ガス
のみを通過させるための出口部１２２が設けられている
。具体的には、第３図に示されるように、上記内側容器
１２の底壁に小径部１８１および大径部１８２からなる
貫通孔１８が設けられ、この貫通孔１８の大径部１８２
に円盤状のフィルタ２０が嵌込まれるとともに、このフ
ィルタ２０の下方に、貫通孔２２１を有するフィルタ押
え２２が配され、ボルト２４で内側容器本体１２の底壁
に固定されている。上記フィルタ２０は、超臨界ガスの
みを通すものであればよく、その材質は焼結金属等が好
適であるが、その他、被処理物１３の性質に応じて適宜
周知のものを選択すればよい。例えば被処理物１３が金
属腐蝕性を有する場合には、５ＵＳ３１６等のステンレ
ス鋼を用いるのが好ましい。

これに対し、外側容器本体１１の側壁内面には上下方向
仁延びる複数の突条１０３が形成されるとともに、底部
上面にシール部材１４が載置、固定されている。これら
によって、外側容器１０と内側容器１２の側壁同士の間
、および底壁同士の間に一定の微小隙間が確保されてお
り、この微小隙間によって、前記導入口１０１から入口
部１２１に至るまでの導入通路１６１、および前記出口
部１２２から排出口１０２に至るまでの排出通路１６２
が構成されている。

上記シール部材１４は、この実施例ではリング状のもの
が用いられ、上記フィルタ２０の周囲において内側容器
１２の底部下面と外側容器１０の底部上面との隙間を塞
ぐ位置に固定されている。

すなわち、このシール部材１４によって、上記導入通路
１６１と排出通路１６２との間が遮断された状態となっ
ている。

次に、この装置の作用を説明する。まず、内側容器１２
内に被処理物１３を充填した状態で導入口１０１から超
臨界ガスを導入すると、この超臨界ガスは外側容器本体
１１と内側容器１２との間に形成された導入通路１６１
を通り、内側容器１２の上部に設けられた連通孔１２１
から同容器１２の内部に侵入する。これによって、超臨
界ガスが被処理物１３と接触し、この超臨界ガスに被処
理物１３中の所定の成分が溶解する。その後、超臨界ガ
スはフィルタ２０を通過し、排出通路１６２を通って排
出口１０２から外側容器１０の外部に排出される。

以上のように、この装置は、外側容器１０と内側容器１
２との隙間によって超臨界ガスの通路を構成したもので
あるので、繭容器１０．１２を特殊形状にする必要がな
く、構造が非常に簡単であるとともに、デッドスペース
も上記隙間だけの僅かなものとなり、容積効率が大幅に
向上する。また、外側容器１０や内側容器１２の取扱い
も非常に簡単であり、そのハンドリングの自動化にも十
分に対応することができる。

しかも、シール部材１４によって導入通路１６１と排出
通路１６２との間を遮断しているので、導入口１０１か
ら導入された超臨界ガスが被処理物１３と接触せずに直
接排出口１０２から排出されることがない。また、この
シール部材１４は、外側容器１０の底壁土面に載置、固
定するだけでよく、嵌込み式のものを使う必要がないの
で、ゴム等の弾性部材からなるものだけでなく、テフロ
ン樹脂やフッ素樹脂等の硬質で耐食性に優れたものを用
いることができる。従って、このようなシール部材を用
いることにより、ブリスター現象、すなわち高圧時にシ
ール部材に流体が侵入し、減圧しても流体が抜けきれな
いためにシール部材が膨潤する現象を未然に防ぐことが
できる。

次に、第２実施例を第４図（ａ）（ｂ）に基づいて説明
する。

この装置は、上辺部２８１、柱部２８２、および下辺部
２８３からなる側面視コ字状のプレスフレーム２８を備
え、このプレスフレーム２８の下辺部２８３の上に外側
容器１０が設置されている。

外側容器本体１１は、筒状の側部１１１と底部１１２と
からなり、両者が一体に固定されている。

この外側容器本体１１に対し、Ｍ２Ｓは昇降可能に遊嵌
されており、その上方向の移動範囲が上記プレスフレー
ム２８の上辺部２８１によって規制されている。この蓋
１５の下部および上記底部１１２の上部にはＯリング３
０が嵌着され、このＯリング３０によってＭ２Ｓと側部
１１１との隙間、および底部１１２と側部１１１との隙
間が塞がれている。

この構造によれば、外側容器１０内の圧力が上昇すると
、それに応じて蓋１５が浮上がり、軸方向荷重をプレス
フレームで保持することになる。

さらに、前記シール部材１４として、例えば断面Ｕ字状
のばねシール部材等、上下方向に伸縮するシール部材を
用いるようにすれば、圧力上昇で内側容器１２が持上げ
られても、その変位に応じてシール部材１４が伸長する
ことにより、内側容器１２の下面と外側容器１０の底部
上面とのシールを確保することができる。あるいは、外
側容器底部１１２と内側容器１２とをインローのはめ合
いにすることにより、シールすることもできる。また、
上記構造において、蓋１５を本体側部１１１に固定し、
本体側部１１１に対して底部１１２が着脱されるような
構成にすることも可能である。

なお、本発明はこのような実施例に限定されず、例とし
て次のような態様をとることも可能である。

（１）　　本発明では、外側容器の密封に関する具体的
な構造を問わない。例えば、蓋および外側容器本体の双
方に互いに噛合う爪を設け、両者の噛合により容器内を
密封する爪クラツチ方式や、蓋と外側容器との接合面に
シールを挟んで密着させ、その外側から凹断面をもった
半割り状のクランプで締付けるグレイロック方式等を用
いてもよい。

（２〉　　本発明では、外側容器における導入部や排出
部の配設箇所を問わず、例えば上記外側容器本体１１の
側壁や蓋１５に設けるようにしてもよい。

内側容器の入口部および出口部についても同様であり、
人口部を下部に、出口部を上部に設けるようにしてもよ
い。

（３）上記各実施例では、内側容器１２の上端と蓋１５
の下面とを当接させ、これによって内側容器１２の浮上
がりを規制するようにしているが、内側容器１２および
被処理物１３の重量が大きく、浮上がりの心配がない場
合には、両者の間に隙間を開け、この隙間から超臨界ガ
スを侵入あるいは排出させるようにしてもよい。この場
合には、内側容器１２の開口が本発明における人口部あ
るいは出口部となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、外側容器と内側容器との間に導
入通路および排出通路を形成するようにしたものであり
、ガス導入管の突設や螺旋管の設置等で各容器を特殊形
状にする必要がなく、構造が簡単であるとともに、大型
の容器を１８０’反転させる等の作業が不要で容器の取
扱いも容易であり、そのハンドリングの自動化にも十分
に対応することができる。またデッドスペースを大幅に
削減できるため、超臨界ガスの抽出効率の向上を図るこ
とができる。しかも、上記導入通路と排出通路の間はシ
ール部材で遮断されているので、このシール部材によっ
て、外側容器の導入部から導入された超臨界ガスが被処
理物と接触することなく排出部から排出されることが防
がれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における超臨界ガス抽出装
置の断面図、第２図（ａ）は同装置における内側容器の
上部の構造を示す斜視図、第２図（ｂ）は同構造の変形
例を示す斜視図、第３図は同内側容器の下部の構造を示
す断面図、第４図（ａ）は第２実施例における超臨界ガ
ス抽出装置の正面断面図、同図（ｂ）は同装置の側面断
面図である。 １０・・・外側容器、１０１・・・導入部、１０２・・
・排出部、１２・・・内側容器、１２１・・・連通孔（
入口部）１２２・・・出口部、１３・・・被処理物、１
４・・・シール部材、１６１・・・導入通路、１６２・
・・排出通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被処理物に超臨界ガスを接触させ、この超臨界ガス
   中に所望の抽出成分を溶解させ、抽出するための超臨界
   ガス抽出装置であって、内部が密封され、かつ内外を連
   通する超臨界ガスの導入部および排出部が設けられた外
   側容器と、超臨界ガスの入口部および出口部を有し、内
   部に被処理物が収納されるとともに、上記外側容器の内
   面との間に上記導入部から入口部に至るまでの導入通路
   と上記出口部から上記排出部に至るまでの排出通路とが
   形成される状態で外側容器内に挿入される内側容器と、
   上記導入通路と排出通路との間を遮蔽するシール部材と
   を備えたことを特徴とする超臨界ガス抽出装置。