JPH10507681A - 濃ガスおよび多孔膜を使用して流体から溶質を抽出する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体または濃ガスから溶質を抽出する方法および装置（１０）は、濃ガス供給源（１２）と、濃ガスを圧力均衡チャンバ（１２２）、および多孔性中空繊維の束を収容した加圧可能なモジュール（１６）へ供給するガス供給ラインとを含む。この装置（１０）はまた、流体供給源（１４）と、流体をチャンバ（１２２）およびモジュール（１６）へ供給するための流体供給ライン（４０）とを含む。チャンバ（１２２）は浮動ダイヤフラム（２６）を含み、また流体および濃ガスの圧力を実質的に均衡させて、モジュール（１６）内の膜の両側の圧力が本質的に同じとなるようにする働きをなす。流体および濃ガスの少なくとも一方は抽出すべき溶質を含有し、他方は抽出媒体として作用する。溶質の抽出は膜を横断する溶質の濃度勾配により駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】 濃ガスおよび多孔膜を使用して流体から溶質を抽出する方法および装置 発明の分野 本発明は流体の抽出に係わり、特に少なくとも一つの流体が濃ガスである場合 の中空繊維膜モジュールを使用した溶質の抽出に関する。発明の背景 溶質を抽出する一つの方法は、伝統的に、抽出塔内にパッキングのような接触 装置を使用して行われる平衡を基本とした液体−液体式抽出処理である。この抽 出法の一つの例がシュルツ氏の米国特許第３４７７８５６号に記載されている。 この米国特許第３４７７８５６号は、香味含有材料から香味を分離する処理法を 教示しており、この処理には抽出塔を使用して液体二酸化炭素で香味を抽出する 段階を伴う。この典型的な差において、水溶液は抽出塔の頂部に導入される。同 時に、液体ＣＯ₂が抽出塔の下方位置から流入する。濃度が相違するために、水 溶液は抽出塔内を下方向へ移動する一方、液体ＣＯ₂は上方向へ移動して、液体 ＣＯ₂が有機溶質とともに溶液を形成する。この液体ＣＯ₂−香味の状態相はその 後抽出容器の頂部から回転部材へ移動され、有機溶質は二酸化炭素を蒸発させる ことで分離される。 従来の平衡を基本とした抽出における制限の一つは、装置が分散を基本とする 重力依存のものである理由から、異なる濃度の溶液を使用しなければならないこ とである。従来の液体−液体式抽出法における他の制限は、安定した乳濁液すな わちエマルジョンが形成される可能性（潜在性）であり、エマルジョンが生じた 場合には抽出は行われない。さらに、抽出器の内部の接触表面積がチャネリング （channeling）によって減少されることになる。２つの状態相が互いに分散し合 うとき、それらの状態相は抽出塔の内部に最小抵抗の通路を形成してその通路に 沿って移動を生じることになり易い。パッキングが緊密でないと、２つの状態相 の分散、したがって物質移動効率、は損われることになる。 液体−液体式抽出法における他のさらに最新の開発された方法は、微孔性中空 繊維膜を使用している。この膜抽出器では、多数の繊維が互いにパックされて繊 維束を形成し、この繊維束が外側シェルの内部に収容される。典型的に、一つの 液体が繊維の管腔を通って移動され、他方の液体は繊維のシェルの側面に沿って 移動されて、溶質移動は多孔性繊維膜を横断して行われる。この膜抽出は分散自 由な作用であるから、この装置は状態相の間に濃度差を必要としない。さらに、 エマルジョンが形成される可能性は減少される。何故なら、膜が２つの状態相の 間の境界面を安定化させるからである。セイベルト氏他の「商業規模の膜抽出器 の水力学および物質移動効率」、分離の科学および技術（セパレーション・サイ エンス・アンド・テクノロジー）（Separation Science and Technology） 、 ２８（１−３）、第３４３〜３５９頁（１９９３）。 しかしながら、中空繊維膜モジュールを使用して遂行される抽出は、成功に限 界のあることを見出した。これらのモジュールの物質移動効率は、重大なシェル 側の繊維バイパス流れに大いに原因して、予想されるよりも低い。このシェル側 の繊維バイパス流れとは、モジュールにおける繊維のかなりの部分をシェル側流 体がバイパスする現象である。この結果、全繊維の表面積の一部分だけが使用さ れることになり、モジュールを比較的に低い効率となす。この現象は膜表面積の ７０％〜９０％ほどを無効にすることになる。 幾つかのモジュールは、シェル側の流体をさらに良好に膜表面積と接触させる ように矯正するバッフルをモジュール内部に形成することによって、このバイパ ス流れの問題点を軽減するように試みてきた。しかしながら、この技術はシェル 側の繊維バイパス流れを解決することはできず、モジュールに製造費を加算する ことにもなっている。それ故に、多孔性の中空繊維膜を使用して溶質を流体から 抽出する方法および装置であって、シェル側の繊維バイパス流れが減少され、物 質移動効率を向上された抽出方法および装置を得ることが望ましい。 上述した技術の背景および一般的な技術状態に鑑みて、溶質を抽出するための 方法および装置に改良の必要性がある。発明の概要 本発明は、流体または濃ガスから溶質を抽出する方法、およびこの本発明の方 法を実施する装置に関する。この方法は、加圧されたモジュール内に反対両面を 配した多孔性膜を使用し、この膜は溶質に対して選択性がなく、流体および濃ガ スの間の境界隔膜として作用する。濃ガスは膜の片側にてモジュールに導入され 、流体は膜の反対側に導入される。流体および濃ガスの少なくとも一方は抽出す べき溶質を含有し、他方は抽出媒体として作用する。濃ガスは少なくとも約０． ５ｇ／ｃｃの濃度を有し、流体に対して本質的に非混和性で２つの状態相を形成 する。処理は、モジュール内の膜の両側の圧力が本質的に同じ状態で行われ、ま た溶質は、流体および濃ガスの間の溶質の濃度勾配によって駆動されるように、 膜を横断して抽出される。望まれるならば、この方法は、膜の反対側に流体を与 える段階に先立って、濃ガスで膜を乾燥させる段階も含むことができる。 濃ガスおよび流体は膜の両側で移動されることが好ましく、濃ガスおよび流体 が膜の両側で反対方向へ（向流状態で）移動されることが特に好ましい。静的装 置は速やかに平衡状態に達する一方、流体および濃ガスの移動は時間の経過にわ たって濃度勾配を保持するのであり、向流流れはこの勾配を改善する。 濃ガスは多数の異なるガスの中から選択することができるが、二酸化炭素が好 ましい。安価且つ入手が容易であることに加えて、二酸化炭素は無毒、不炎性、 および比較的に不活性であり、抽出生成物に残留しない。他の濃ガスの例として 、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、エテン、プロペン、テトラ フルオロメタン、クロロジフルオロメタン、一二酸化窒素、サルファーヘキサフ ルオライド、アンモニア、塩化メチル、およびハイドロフルオロカーボンが含ま れる。ハイドロフルオロカーボンは、フルオロメタン、トリフルオロメタン、テ トラフルオロメタン（一般にＨＦＣ−１３４ａとして知られている）、１，１， １，２，３，３，３−ペプタフルオロプロパン（一般にＰ２２７として知られて いる）、ＨＦＣ−１４３ａおよびＨＦＣ−１２５、およびそれらの混合物のよう な、部分的に弗素結合（fluorinated）されたメタン、エタンおよびプロパンが 含まれる。 流体はいずれかの数の異なる流体、例えば果物ジュース、果物プューレ、野菜 ジュース、野菜プューレ、水にオイルを混ぜ合せたエマルジョン、生体細胞発酵 肉汁（live cell fermentor broth）および発酵肉汁（enzyme broth）とされ得 る。望まれるならば、流体は少なくとも約０．５ｇ／ｃｃの濃度を有する第２の 濃ガスとされることができる。抽出すべき溶質は、流体および濃ガスの両方に幾 分かの溶解度を有する溶質とされ、典型的には香味、芳香、医薬、またはキレー ト化金属（chelated metal）である。 この方法は、約−１０°Ｃ〜約２００°Ｃの温度範囲、および約２バール〜約 ７００バールの圧力範囲において実施される。この温度範囲は、水に係わる生物 系（aqueous biological systems）の全てを包含し、また圧力範囲は分析装置お よび商業規模の装置の両方の作動圧力を包含する。 本発明の基本にしたがって流体または濃ガスから溶質を抽出する装置は、濃ガ ス供給源と、流体供給源と、上述で説明した加圧可能なモジュールとを含み、こ のモジュールは濃ガス供給源および流体供給源に作動連結される。この装置は、 濃ガスおよび流体を膜の反対両側に送る手段、および濃ガスおよび流体がモジュ ールに導入される前に濃ガスおよび流体の圧力を実質的に等しくする手段をさら に含む。望まれるならば、加圧モジュール内で抽出されるより前に圧力平衡手段 において溶質が実質的に抽出されるのを防止するための手段を、圧力平衡手段は 含むことができる。さらに、この装置は濃ガス、流体および移動される溶質量を 監視する手段、ならびに溶質を抽出した後にガスおよび流体を濃ガス供給源およ び流体供給源へ戻す手段を含むことができる。 多孔性膜に関しては、この膜は中空繊維膜、またはその束、であるのが好まし い。中空繊維膜の使用は、与えられたモジュール内の接触面積を大きくできる。 望まれるならば、他の形式の膜が使用でき、例えば螺旋状に巻上げられた膜モジ ュールの形状のフラット膜やプレートフレームが使用できる。膜自体は、例えば ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデン ジフルオライド、ナイロン、ポリサルフォネート、ポリカーボネート、ポリエス テル、セルロースアセテート、セルロースニトレート、セルロースおよびアクリ ルを含む多数の異なる材料のいずれかで作ることができる。 孔は本質的に対称的に形成されて、膜がその表面のあらゆるピンホール欠陥の 影響を最少限にできることが好ましい。孔の直径は約０．００１ミクロン〜約１ ミクロンの桁であるのが好ましく、約０．１ミクロン〜約０．２ミクロンである のがさらに好ましい。０．１ミクロン〜０．２ミクロンの範囲は、孔の対称的構 造と組合って流れ特性に最高のバランスを典型的に与える。膜の厚さは、約０． ００５ｍｍ〜約３ｍｍの桁であるのが好ましく、約０．２ｍｍ〜約０．６ｍｍで あるのがさらに好ましい。これらの幅は、所望される流れ特性と組合わされて、 膜強度および一体性のますます良好な釣合を与える。 本発明の方法および装置の利点の一つは、シェル側の繊維バイパス流れの減少 を通じて改良された質量移動効率にある。伝統的な液体に比べて、濃ガスは一般 に小さな粘性および大きな拡散係数を有する。これらの特性は、濃ガスが格段に 大きなモジュール内の繊維表面に対して分散され、浸透するようにして、これに より移動効率を向上させる。 他の利点は、流体が導入される前に多孔性膜を濃ガスが乾燥させ、これにより 流体が導入された場合に膜の濡れる可能性を最少限にして物質移動効率を向上さ せるという、予期しない能力である。 他の利点は、従来の液体溶媒よりも速い速度で、濃ガスをモジュールに通過さ せることのできる能力である。流量は移動効率で重要な要因であるが、従来の液 体による流量には、悪影響を及す摩擦力と、増大したシェル側の繊維バイパス流 れとのために、制限されている。濃ガスはモジュール内で僅かしか摩擦力を発生 しないから、高速にて通過でき、移動効率を向上させるのである。 他の利点は、抽出時に膜の孔を濃ガスが占拠し、これにより抽出が生じる境界 層の厚さを減少させ、これにより物質移動効率を向上させるという能力である。 さらに他の利点は、流体がモジュールに導入されても、その流体による膜孔の 湿潤を濃ガスが妨げることである。それ故に、濃ガスと反対側の膜面側の流体は 、濃ガスを孔から排出させずに高速でモジュールを通過でき、これにより物質移 動効率を向上させる。 これらおよび他の利点および利益は、以下の図面および説明を参照してさらに 理解されよう。図面の簡単な説明 第１図は、濃ガス流れを黒矢印で示し、流体流れを白矢印で示す、流体から溶 質を抽出するための本発明の装置の好ましい実施例の概略的な流れ系統図。 第２図は、第１図の装置の多孔性の中空繊維膜モジュールの、部分的に横断面 とした概略斜視図。 第３図は、黒矢印で濃ガス流れを示し、白矢印で流体流れを示す、他の好まし い実施例の概略的な流れ系統図。 第４図は、濃ガス流れを黒矢印で示し、流体流れを白矢印で示す、例における 実験を実施するのに使用された装置の概略的な系統図。好ましい実施例の詳細な説明 本発明の原理により溶質を流体から抽出するための装置が、第１図に示されて いる。この装置１０は、溶質の抽出を行う加圧可能なモジュール１６に濃ガスお よび流体を供給するための濃ガス供給源１２および流体供給源１４を含んでいる 。装置１０はＵ字形チューブ分離器１８も含んでおり、この分離器は加圧可能な モジュール１６に作動連結されて、抽出用媒体から抽出された溶質を回収するよ うになされている。 濃ガス供給源１２はガスタンク２０および流量制御ユニット２２を含んでいる 。ガスタンク２０は７０．３ｋｇ／ｃｍ²（１０００プサイ）に加圧されたＣＯ₂ で充満されるタンクのような標準的なガスタンクである。流量制御ユニット２２ は圧力、温度および流量の各制御装置を有するポンプの一体式の装置であり、ガ スを少なくとも約０．５ｇ／ｃｃの濃度を有する濃ガスに変換するように、また 装置１０の残る部分へ流動する濃ガスのグロス流量制御を行うように適合されて いる。 流体供給源１４は密封可能な開口（図示せず）を有する加圧可能な貯槽２４に 収容される。貯槽２４は付加的な流体および（または）溶質を供給するために開 口される。この実施例では、加圧可能な貯槽２４は濃ガスおよび流体の圧力を実 質的に平衡させる手段としても作用し、また貯槽２４はモジュール１６の前に配 置されているので、濃ガスおよび流体はモジュール１６を通過するときは実質的 に同じ圧力となる。加圧可能な貯槽２４は、流体と濃ガスとの間に配置された浮 動ダイヤフラム２６を含んでいる。このダイヤフラム２６は貯槽２４の内径に近 い直径を有しており、加圧可能な貯槽２４の内部でのあらゆる溶質の抽出が生じ るのを実質的に防止する。溶質は流体および濃ガスの両方に対して溶解性を有す るので、モジュール１６で抽出が行われる前に、加圧可能な貯槽２４内の２つの 状態相の境界面を横断して幾分かの抽出が生じ得る。それ故に、貯槽２４内での 抽出を実質的に防止するために、浮動ダイヤフラム２６が使用されているのであ る。 加圧可能なモジュール１６は、第２図に非常に詳細に示されている。簡単化さ れた形態で示されるモジュール１６は、その内部を長手方向に延在する４つの多 孔性中空繊維膜２８の束３０を含む。しかしながら、市販用の実施例では束３０ は多くの膜２８を含むようになされる。各々の中空繊維膜２８は、モジュール１ ６の反対両側に位置される埋込み用部材（potting member）３１の内部で終端し ている。束３０はシェル３２で囲まれ、各埋込み用部材３１はシェル３２のそれ ぞれの端部に密封されている。シェル３２はさらにハウジング３４に収納され、 ブナＮ（Buna Ｎ）のＯ−リング５６を使用してシェルをハウジング３４内に固 定している。 ハウジング３４は典型的にステンレス鋼で作られているが、望まれるならば、 この装置圧力で作動可能な他の金属または材料が使用できる。膜２８、埋込み用 部材３１およびシェル３２は典型的にポリプロピレンで作られるが、例えばポリ エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオライド、ナイ ロン、ポリサルフォネート、ポリカーボネート、ポリエステル、セルロースアセ テート、セルロースニトレート、セルロースおよびアクリルのような多くの他の 材料のいずれかで作ることもできる。 膜材料は、疎水性または親水性のいずれが望まれるかに基づいて選択されるこ とができる。例えば、水の流体がモジュール１６を通過されるならば、疎水性の 膜２８が望ましい。疎水性の膜２８は水の流体を膜孔から追出し、流体が孔から 濃ガスを排出させることなく高速でモジュール１６を通過できるようにさせる。 この代りに、オイルや他の疎水性流体が使用されるばあいには、親水性の膜２８ が同じ理由で望まれる。いずれの場合も、質量移動効率は向上される。 モジュール１６は流体入口ポート３６および流体出口ポート３８を備えており 、これらはモジュール１６に作動連結されて、流体が多孔性の中空繊維膜２８の 管腔側４４にて流体がモジュール１６を通過するようになされる。モジュール１ ６はまた濃ガス入口ポート４０および濃ガス出口ポート４２を備えており、これ ら は膜２８のシェル側４６に作動連結されている。このようにして、抽出は多孔性 の中空繊維膜２８を横断して濃度勾配に沿って行われ、溶質は管腔側４４の流体 から膜２８を横断してシェル側４６の濃ガスへ移動する。望まれるならば、濃ガ ス供給ライン４８および流体供給ライン５０、ならびに濃ガスおよび流体の出口 ライン５２，５４は、流体がモジュール１６を通ってシェル側４６を流れ、濃ガ スが管腔側４４を通って流れるように、モジュール１６に連結されることができ る。望まれるならば、加圧可能なモジュールは、ロビンソン氏の米国特許第５０ １５５８５号の構造技術および原理によって作られることができるのであり、こ の特許は参照することで本明細書に組入れられる。 Ｕ字形チューブ分離器１８は濃ガス出口ライン５２を経て濃ガス出口ポート４ ２に連結される。溶質を含有する濃ガスが分離器１８を通過するとき、ガスは膨 張され、抽出された溶質が分離器１８で回収される。望まれるならば、この装置 は溶質が濃ガスから流体へ抽出されるように構成できる。この場合、生成物回収 ユニットが流体出口ライン５４を経て流体出口ポート３８に連結されて、上流な どの多くの周知の分離技術を使用することで、溶質が流体から回収できるように される。 第１図に示された抽出装置は、同様に他の要素を含んでいる。流体ポンプ７０ が流体供給ライン５０に配置され、加圧可能なモジュール１６を通して流体を積 極的に送るのに使用される。さらに、ポンプ７０は各種の流量に設定され、これ により使用者は、新しい流体がモジュール１６を通過される流量を制御するよう になされることができる。装置１０は、モジュール１６を通過される前および後 の流体および濃ガスを制御する幾つかの流量制御装置を含む。濃ガス入口バルブ ７２は濃ガス供給ライン４８に対する濃ガスの導入量を制御し、また加圧可能な 貯槽２４の底部に備えられた流体入口バルブ７４は流体供給源１４からの流体流 量を制御する。装置１０を通る濃ガスの流れもまた、濃ガス出口ポート４２とＵ 字形チューブ分離器１８との間の濃ガス出口ライン５２に沿って配置された濃ガ ス流量制御バルブ７６で制御される。 この装置１０は流体および濃ガスの流量を監視する幾つかの監視装置を含む。 流体サンプルバルブ７８および濃ガスサンプルバルブ８０は、使用者が選択的に モジュール１６をバイパスさせることを可能にし、抽出せずに流体および（また は）濃ガスを装置１０の残る部分に通して給送する。流体および濃ガスが装置１ ０を通って流れる流量を測定するために、装置１０は流体流量計８２および濃ガ ス流量計８６を含んでいる。装置１０はまた、装置１０を通して流れる流体およ び濃ガスの全体積を測定するために流体積算器８４および濃ガス積算器８８も含 んでいる。 溶質の抽出は、光吸収検出器９０を使用して測定される。検出器９０は多位置 バルブ９６により濃ガスおよび流体の出口ライン５２，５４に連結されて、使用 者が濃ガスまたは流体のサンプルを選択的に検出器９０に通して流すことができ るようにしている。さらに、キャリヤ流体ポンプ９４がキャリヤ流体をキャリヤ 流体ライン９２および多位置バルブ９６に通して検出器９０へ圧送する。キャリ ヤ流体は検出器９０により測定される濃ガスまたは流体を希釈する必要のあると きに使用され、このキャリヤ流体は紫外線を吸収することのない、また流体およ び濃ガスの溶媒の両方を分解できるものでなければならない。例えば、メタノー ルは水および濃縮ＣＯ₂が使用される場合の適当なキャリヤ流体である。 光吸収検出器９０にサンプル採取されなかった流体は、多位置バルブ９６を経 て流体戻りライン９８へ移動して加圧可能な貯槽２４へ戻される。一方、サンプ ル採取されなかった濃ガスは、濃ガス出口ライン５２に連結されている濃ガス体 積膨張ユニット１００を通った後、大気圧にて大気中へ排出される。望まれるな らば、装置１０は濃ガス出口ライン５２から流量制御ユニット２２へガスをリサ イクルさせて、再加圧およびガス戻りライン（図示せず）を経て再使用するよう に適合できる。 さらに、装置１０は濃ガス供給ライン４８および流体出口ライン５４に連結さ れた圧力保持ライン１０２を有している。このライン１０２は一方向チェックバ ルブ１０４を有し、また装置１０の圧力を保持する付加的手段を与える。流体出 口ライン５４の一方向チェックバルブ１０６もまた圧力の安定化を助ける。さら に、質量流量センサー１１２および熱交換器１１０がモジュール１６に通じる流 体供給ライン５０に沿って備えられる。 作動において、抽出すべき溶質を含有する流体が加圧可能な貯槽２４の内部に 配置された後、この貯槽は密封される。中空繊維膜２８が乾燥され、装置１０は 濃ガス入口バルブ７２をゆっくりと開いて加圧されるのであり、濃ガス流量制御 バルブ７６はこの始動時期には閉じられている。この加圧段階の後に、中空繊維 モジュール１６の管腔側４４およびシェル側４６の両方が選択された処理圧力の 濃ガスを含む。濃ガスはまた加圧可能な貯槽２４の上部空間を充満し、これによ り装置１０内の濃ガスおよび流体の圧力を平衡化させる。 次ぎに、流体は流体入口バルブ７４を開き、ポンプ７０の所望されるストロー ク設定を選択して、モジュール１６内に圧送される。同時に、濃ガス流量制御バ ルブ７６は開かれて、濃ガス流量計８６に示されるように所望される濃ガス流量 を与える。 この点で、流体は多孔性の中空繊維膜２８の片側にてモジュール１６を通過し 、濃ガスは該膜２８の反対側にて対向する流れとしてモジュール１６を通過する 。流体は管腔側４４を流れる一方、濃ガスはシェル側４６を流れるのが好ましい 。しかしながら、これらは様々な供給ラインおよび出口ラインの配置を逆転させ ることで逆転することができる。モジュール１６内で、溶質の抽出は濃度勾配に よって駆動される。加圧可能な貯槽２４は濃ガスと流体との間の圧力を実質的に 平衡化させるので、膜２８を横断する圧力差は最少限となる。 第１図に示されるように、溶質を含有する濃ガスは、濃ガス出口ポート４２を 通して濃ガス出口ライン５２に流入する。濃ガスは引続き多位置バルブ９６およ び濃ガス流量制御バルブ７６を通過してＵ字形チューブ分離器１８に至り、そこ で溶質はガスから回収され、ガスは大気中に排出される。一方、溶質を除去され た流体は流体出口ポート３８を通して流体出口ライン５４に流入し、流体サンプ ルバルブ７８および多位置バルブ９６を通過する。この流体はその後流体戻りラ イン９８を経て加圧可能な貯槽２４へ流動して戻される。使用者は、濃ガスまた は流体のサンプルを光吸収検出器９０に通過させることで、抽出された溶質を測 定できる。望まれるならば、装置は溶質が濃ガスから流体へ抽出されるように構 成できる。この場合、蒸留質などの生成物の回収ユニットは流体出口ライン５４ に配置され、溶質が流体から回収できるようにされる。 本発明の原理による多の好ましい実施例は、第３図に全体的に示されている。 この実施例は連続装置であり、濃ガスはモジュールを通過された後装置へ戻され てリサイクルされる。この代替実施例は、僅かに異なるが第１図の装置と原理的 に同じである。主な相違点は、溶質回収ユニット１２０からガス流量制御ユニッ ト２２へガスを運ぶガス戻りライン１２６が追加されていることであり、ガス流 量制御ユニット２２においてガスは装置での連続的な使用のために濃ガスへ再変 換される。さらに、流体供給源１４は圧力平衡化部材から分離されている。この 流体供給源は密封可能な充填ポート（図示せず）を有しており、また流体に圧力 を加える流体流量制御ユニットに連結される。加圧された流体および濃ガスはそ れぞれの流量制御ユニット１１８，２２から流体供給ライン５０および濃ガス供 給ライン４８へ流入され、そこでのそれぞれの圧力はこの２つの供給ラインに連 結されている圧力均衡チャンバ１２２により実質的に均衡化される。チャンバ１ ２２は第１図のダイヤフラムと同様な浮動ダイヤフラム２６を有する。しかしな がら第１図の装置１０とは相違して、この実施例は流体ポンプ７０を有していな い。さらに、流体流量制御バルブ１２４は、使用者が流体出口ライン５４から抽 出された流体ライン９８および抽出流体集合器１２８へ流れる流量を制御できる ようにする。望まれるならば、この実施例は上述した様々な制御装置および監視 装置を含むことができる。例 この例は、本発明の方法および装置の原理により、濃縮ＣＯ₂を抽出媒体とし て使用した、水からのカフェインの抽出を示している。この例に使用した抽出装 置は第４図に示されており、上述した第１図に示される装置の単純な変形例であ る。 抽出は、７０．３ｋｇ／ｃｍ²（１０００プサイ）の圧力にてＣＯ₂を含有する 標準的なガスタンクと、３００ｃｃの加圧可能な貯槽２４とを使用して実施され た。ポンプ７０は、サファイヤプランジャーを備え、１００％ストローク設定に おいて７．５ｃｃ／分の流量を有するＬＤＣブランドの容積式可変ストロークポ ンプであった。貯槽２４に使用された材料はＮｏ．３１６のステンレス鋼であり 、各種要素を連結するチューブは３．１８ｍｍ（１／８インチ）のステンレス鋼 であった。 例で使用された加圧可能なモジュール１６は、ポリプロピレンおよびステンレ ス鋼で構成された。ポリプロピレンは多孔性の中空繊維膜２８、シェル３２およ び埋込みよう部材３１に使用された。シェルを囲むハウジングは、壁厚が２．７ ７ｍｍ（０．１０９インチ）であるＮｏ．３１６ステンレス鋼製の２５．４ｍｍ （１インチ）チューブで作られ、シェルはこのハウジング内部にブナＮ（BunaＮ ）のＯ−リング５６を使用して固定された。 ポリプロピレン製シェル３２は４０６．４ｍｍ（１６インチ）の長さおよび２ ．２２ｍｍ（０．７／８インチ）の外径を有していた。このモジュールは３つの 多孔性の中空繊維膜２８を収容しており、各膜は４０６．４ｍｍ（１６インチ） の長さを有していた。さらに、各膜は０．６ｍｍの内径、１．０ｍｍの外径、０ ．２μｍの孔径、および７５％の多孔率を有していた。３つの膜２８で与えられ る全表面積は４０ｃｍ²であった。モジュールの滞留容積は液体に関して０．３ ３ｍｌで、濃縮ＣＯ₂に関しては５．１ｍｌであった。流量計８６はロータメー ターで、積算器８８は通常の流量積算／乾燥試験メーターであった。 この例に使用された装置は、僅かな付加的要素も含んでいた。濃ガス供給ライ ン４８は加湿器１３４を有し、導入される濃ガスを水で飽和させるようになされ ていた。加湿器１３４は３ｍｍのガラスビードおよび１５ｃｃの水を装填された １００ｃｃのシリンダであった。濃ガス出口ライン５２は加熱膨張バルブ１３０ を含み、これがＵ字形分離器１８に流入する前の濃ガスを暖めた。流体出口ライ ン５４は、流体サンプル採取バルブ１３６を備えた流体サンプルライン１３８を 含み、使用者がモジュール１６を通過した後の流体のサンプルを抜出すことがで きるようにされた。さらに、流体戻りライン９８が一方向チェックバルブ１３２ を含んでいた。 １０回の実験運転が、第４図に示される装置を使用して行われた。各運転は特 定圧力および温度で設定時間にわたり行われ、特別なＣＯ₂の流量および水溶液 （水に溶けたカフェイン）の流量は第１表に示される通りである。各運転に関し て、１重量％ほどのカフェイン含有蒸留水の１５０ｇが加圧可能な貯槽２４に封 入された。膨張バルブ１３０が「オフ」位置とされた状態で、濃ガス入口バルブ ７２をゆっくりと開いて装置全体が加圧された。装置を加圧した後、モジュール １６における管腔側４４およびシェル側４６の両方とも実験圧力の濃縮ＣＯ₂を 収容した。この濃縮ＣＯ₂は加圧可能な貯槽２４の上部空間も充満し、これによ り濃縮ＣＯ₂および水溶液の圧力が実質的に均衡された。 時刻ゼロに流体ポンプ７０が３０％または１００％のストローク設定を用いて 始動され、これは第１表に示される２．２５ｃｃ／分または７．５ｃｃ／分に相 当している。同時に、加熱膨張バルブ１３０を開いて、流量計８６に示されるよ うに選択されたＣＯ₂の流量を与えるようになされた。選定された抽出時間（第 １表に示されている）の終りに、濃ガスおよび流体が停止された。使用されたＣ Ｏ₂の全量は或る大気温度で積算器８８にリットルで表示された。この体積は第 １表に表示するためにＣＯ₂のグラム数に変換された。 全ての実験において温度は大気温度であり、それ故にＣＯ₂は臨界未満であっ た。しかしながら、使用された圧力、すなわち９８．５、２１１および２８１ｋ ｇ／ｃｍ²（１４００、３０００および４０００プサイ）では、それぞれ約０． ８、０．９および０．９５ｇ／ｃｃの密度を有していた。８、９および１０回目 の実験では、濃縮ＣＯ₂は加湿器１３４を通過されると０．１〜０．２％のＨ₂Ｏ で飽和した。 Ｕ字形分離器１８において回収された材料は、水にカフェインが溶けた濃縮溶 液であった。分離器１８はアセトンで洗浄され、加熱膨張バルブ１３０に残留す るアセトン洗浄液と合わされた。皿上で蒸発させた後、カフェイン結晶が０．１ ｍｇまで計量された。各実験で回収されたカフェインは第１表に示されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年９月１１日 【補正内容】 本発明は流体の抽出に係わり、特に少なくとも一つの流体が濃ガスである場合 の中空繊維膜モジュールを使用した溶質の抽出に関する。 ヨーロッパ特許明細書第０５４７５７５号は、中空繊維の束を収容した膜式の ガス分離モジュールに関する。 英国特許明細書第２２６８０９６号は、溶質粥流体を半透膜の片側で移動させ 、抽出用流体を反対側で移動させることで化学物質を連続的に抽出する方法およ び装置を記載している。この抽出用流体は、ガスすなわち加圧された濃縮ガスと されることができる。 溶質を抽出する他の方法は、伝統的に、抽出塔内にパッキングのような接触装 置を使用して行われる平衡を基本とした液体−液体式抽出処理である。この抽出 法の一つの例がシュルツ氏の米国特許第３４７７８５６号に記載されている。こ の米国特許第３４７７８５６号は、香味含有材料から香味を分離する処理法を教 示しており、この処理には抽出塔を使用して液体二酸化炭素で香味を抽出する段 階を伴う。この典型的な差において、水溶液は抽出塔の頂部に導入される。同時 に、液体ＣＯ₂が抽出塔の下方位置から流入する。濃度が相違するために、水溶 液は抽出塔内を下方向へ移動する一方、液体ＣＯ₂は上方向へ移動して、液体Ｃ Ｏ₂が有機溶質とともに溶液を形成する。この液体ＣＯ₂−香味の状態相はその後 抽出容器の頂部から回転部材へ移動され、有機溶質は二酸化炭素を蒸発させるこ とで分離される。 従来の平衡を基本とした抽出における制限の一つは、装置が分散を基本とする 重力依存のものである理由から、異なる濃度の溶液を使用しなければならないこ とである。従来の液体−液体式抽出法における他の制限は、安定した乳濁液すな わちエマルジョンが形成される可能性（潜在性）であり、エマルジョンが生じた 場合には抽出は行われない。さらに、抽出器の内部の接触表面積がチャネリング （channeling）によって減少されることになる。２つの状態相が互いに分散し合 うとき、それらの状態相は抽出塔の内部に最小抵抗の通路を形成してその通路に 沿って移動を生じることになり易い。パッキングが緊密でないと、２つの状態相 の分散、したがって物質移動効率、は損われることになる。 液体−液体式抽出法における他のさらに最新の開発された方法は、微孔性中空 請求の範囲 １． 加圧されたモジュール（１６）内に反対両面を配して、２種の流体の間 の境界隔膜として作用する膜（２８）を準備する段階と、一方の流体を膜（２８ ）の片側（４４，４６）にてモジュール（１６）に導入し、他方の流体をその反 対側（４６，４４）に導入する段階とを含み、少なくとも一方の流体は抽出すべ き溶質を含有しており、他方の流体は抽出媒体として作用し、モジュール（１６ ）内の膜（２８）の両側の圧力は本質的に等しくなされており、また流体間の溶 質の濃度勾配によって駆動されるように膜を横断して溶質を抽出する段階を含む 流体から溶質を抽出する方法であって、膜（２８）は多孔性で溶質に対して非選 択性であり、また一方の流体は濃ガスで、該濃ガスは少なくとも約０．５ｇ／ｃ ｃの濃度を有し、流体および濃ガスは互いに本質的に非混和性で２つの状態相を 形成するようになすことを特徴とする抽出方法。 ２． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、膜の反対側（４６，４４ ）に流体を与える段階の前に、濃ガスで膜（２８）を乾燥させる段階を含む抽出 方法。 ３． 請求の範囲第１項または第２項に記載された方法であって、濃ガスおよ び流体が膜（２８）の反対両側（４４，４６）で反対方向へ（向流状態で）移動 される抽出方法。 ４． 請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一項に記載された方法であ って、流体が果物ジュース、果物プューレ、野菜ジュース、野菜プューレ、水に オイルを混合したエマルジョン、生体細胞発酵肉汁（live cell fermentor brot h）および発酵肉汁（enzyme broth）からなる群から選ばれた抽出方法。 ５． 請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一項に記載された方法であ って、流体が少なくとも約０．５ｇ／ｃｃの濃度を有する第２の濃ガスである抽 出方法。 ６． 請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一項に記載された方法であ って、溶質が香味、芳香、医薬、またはキレート化金属（chelated metal）であ る抽出方法。 ７． 請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一項に記載された方法であ って、処理が約−１０°Ｃ〜約２００°Ｃの温度範囲において実施される抽出方 法。 ８． 請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一項に記載されたの方法で あって、処理が約２×１０⁵Ｐａ（２バール）〜約７×１０⁷Ｐａ（７００バール ）の圧力範囲において実施される抽出方法。 ９． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、溶質が香味または芳香で 、膜（２８）が香味または芳香に対して非選択性であり、また濃ガスがＣＯ₂で あり、膜の反対両側（４４，４６）にて反対方向へ流体および濃縮ＣＯ₂が移動 され、流体および濃縮ＣＯ₂の少なくとも一方が抽出する香味または芳香を含有 し、他方は抽出媒体として作用する抽出方法。 １０． ２つの流体の供給源（１２，１４）と、膜（２８）を収容した加圧可 能なモジュール（１６）とを含み、モジュールは流体供給源（１２，１４）と作 動連結されて各流体を膜のそれぞれの側（４４，４６）に受入れるようになされ ており、膜（２８）は流体の間の境界隔壁として作用し、少なくとも一方の流体 は流体間の溶質の濃度勾配によって抽出する溶質を含有し、他方の流体は抽出媒 体として作用しており、また前記抽出した溶質を回収する手段（１８）を含んで いる流体から溶質を抽出する装置であって、膜（２８）は多孔性で溶質に対して 非選択性であり、また一方の供給源（１２，１４）が濃ガス供給源（１２）であ ることを特徴とする抽出方法。 １１． 請求の範囲第１０項に記載された装置（１０）であって、膜（２８） の反対両側（４４，４６）で濃ガスおよび流体を移動させる手段（３６，３８， ４０，４２）を含む抽出装置。 １２． 請求の範囲第１１項に記載された装置（１０）であって、移動させる 手段（３６，３８，４０，４２）が膜（２８）の反対両側（４４，４６）で濃ガ スおよび流体を反対方向へ（向流状態で）移動させるようになされている抽出装 置。 １３． 請求の範囲第１０項から第１２項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）であって、濃ガスおよび流体がモジュール（１６）に導入される前に 濃ガスおよび流体の圧力を実質的に均衡させる手段（２４）を含む抽出装置。 １４． 請求の範囲第１３項に記載された装置（１０）であって、均衡させる 手段（２４）がモジュール（１６）内で抽出が行われる前に、圧力均衡手段内で 溶質が抽出されるのを実質的に防止する手段（２６）を含む抽出装置。 １５． 請求の範囲第１４項に記載された装置（１０）であって、抽出防止手 段が浮動ダイヤフラム（２６）である抽出装置。 １６． 請求の範囲第１０項から第１５項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）であって、濃ガスおよび流体の流量を制御する手段（２２，２４，７ ０，７２，７４，７６）をさらに含む抽出装置。 １７． 請求の範囲１０項から第１６項までのいずれか一項に記載された装置 （１０）であって、濃ガスおよび流体を監視し、溶質移動量を監視する手段をさ らに含む抽出装置。 １８． 請求の範囲１０項から第１７項までのいずれか一項に記載された装置 （１０）であって、溶質を抽出した後、濃ガスおよび流体をそれぞれの供給源（ １２，１４）へ戻す手段（９８）をさらに含む抽出装置。 １９． 請求の範囲第１０項から第１８項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）、または第１項から第８項までのいずれか一項に記載された方法であ って、濃ガスがメタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、エテン、プロ ペン、ハイドロフルオロカーボン、テトラフルオロメタン、クロロジフルオロメ タン、二酸化炭素、一二酸化窒素、サルファーヘキサフルオライド、アンモニア および塩化メチルよりなる群から選ばれた抽出装置または抽出方法。 ２０． 請求の範囲第１９項に記載された装置（１０）であって、ハイドロフ ルオロカーボンが部分的に弗素結合（fluorinated）されたメタン、エタンおよ びプロパンからなる群から選ばれた抽出装置。 ２１． 請求の範囲第１０項から第２０項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）、または第１項から第９項までのいずれか一項、または第１９項また は第２０項に記載された方法であって、多孔性膜（２８）が中空繊維膜である抽 出装置または抽出方法。 ２２． 請求の範囲第１０項から第２１項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）、または第１項から第９項までのいずれか一項、第１９項から第２１ 項までのいずれか一項に記載された方法であって、膜（２８）がポリプロピレン 、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオライド 、ナイロン、ポリサルフォネート、ポリカーボネート、ポリエステル、セルロー スアセテート、セルロースニトレート、セルロースおよびアクリルを含んでなる 群から選ばれた材料で作られている抽出装置または抽出方法。 ２３． 請求の範囲第１０項から第２２項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）、または第１項から第９項までのいずれか一項、または第１９項から 第２２項までのいずれか一項に記載された方法であって、膜（２８）の孔径が約 ０．００１μｍ〜約１μｍであり、膜（２８）の厚さが約０．００５ｍｍ〜約３ ｍｍである抽出装置または抽出方法。 ２４． 請求の範囲第２３項に記載された装置（１０）または方法であって、 膜（２８）の孔径が約０．１μｍ〜約０．２μｍであり、膜（２８）の厚さが約 ０．２ｍｍ〜約０．６ｍｍである抽出装置または抽出方法。 ２５． 請求の範囲第１０項から第２４項までのいずれか一項に記載された装 置（１０）、または第１項から第９項までのいずれか一項、または第１９項から 第２４項までのいずれか一項に記載された方法であって、膜（２８）の孔が本質 的に対称である抽出装置または抽出方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＵ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (71)出願人 ロビンソン，ジェームズ，アール. アメリカ合衆国94550 カリフォルニア州, リバーモアー，ダイアー ロード 3326 (71)出願人 シムズ，マーク，ジェイ. アメリカ合衆国94795 カリフォルニア州, バークレイ，ザ プラザ ドライブ 80 (72)発明者 ロビンソン，ジェームズ，アール. アメリカ合衆国94550 カリフォルニア州, リバーモアー，ダイアー ロード 3326 (72)発明者 シムズ，マーク，ジェイ. アメリカ合衆国94795 カリフォルニア州, バークレイ，ザ プラザ ドライブ 80

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 流体または濃ガスから溶質を抽出する方法であって、 加圧されたモジュール内に反対両面を配して、流体および濃ガスの間の境界隔 膜として作用するとともに、前記溶質に対する選択性のない多孔性膜を準備する 段階と、 前記濃ガスを前記膜の片側にて前記モジュールに導入し、前記流体を前記膜の 反対側にて導入する段階であって、前記流体および濃ガスの少なくとも一方は抽 出すべき溶質を含有しており、前記流体および濃ガスの他方は抽出媒体として作 用し、前記濃ガスは少なくとも約０．５ｇ／ｃｃの濃度を有し、前記流体および 濃ガスは互いに本質的に非混和性で２つの状態相を形成するようになす前記導入 段階と、 前記モジュール内の前記膜の両側の圧力が本質的に同じ状態で前記処理を実施 する段階と、 前記流体および前記濃ガスの間の前記溶質の濃度勾配によって駆動されるよう に、前記膜を横断して前記溶質を抽出する段階とを含む抽出方法。 ２． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記膜の反対側に前記流 体を与える前記段階に先立って、前記濃ガスで前記膜を乾燥させる段階をさらに 含む抽出方法。 ３． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記濃ガスおよび流体が 前記膜の前記両側で反対方向へ（向流状態で）移動される抽出方法。 ４． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記多孔性膜が中空繊維 膜である抽出方法。 ５． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記多孔性膜が、ポリプ ロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフル オライド、ナイロン、ポリサルフォネート、ポリカーボネート、ポリエステル、 セルロースアセテート、セルロースニトレート、セルロースおよびアクリルを含 んでなる群から選ばれた材料で作られる抽出方法。 ６． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記多孔性膜の孔径が約 ０．００１μｍ〜約１μｍであり、前記膜の厚さは、約０．００５ｍｍ〜約３ｍ ｍである抽出方法。 ７． 請求の範囲第５項に記載された方法であって、前記多孔性膜の孔径が約 ０．１μｍ〜約０．２μｍであり、前記膜の厚さは、約０．２ｍｍ〜約０．６ｍ ｍである抽出方法。 ８． 請求の範囲第１項に記載されたの方法であって、前記多孔性膜の孔が本 質的に対称である抽出方法。 ９． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記濃ガスがメタン、エ タン、プロパン、ブタン、イソブタン、エテン、プロペン、ハイドロフルオロカ ーボン、テトラフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、二酸化炭素、一二酸 化窒素、サルファーヘキサフルオライド、アンモニアおよび塩化メチルよりなる 群から選ばれた抽出方法。 １０． 請求の範囲第９項に記載された方法であって、前記ハイドロフルオロ カーボンが部分的に弗素結合（fluorinated）されたメタン、エタンおよびプロ パンからなる群から選ばれた抽出方法。 １１． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記濃ガスが二酸化炭 素である抽出方法。 １２． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記流体が果物ジュー ス、果物プューレ、野菜ジュース、野菜プューレ、水にオイルを混ぜ合せたエマ ルジョン、生体細胞発酵肉汁（live cell fermentor broth）および発酵肉汁（e nzyme broth）からなる群から選ばれた抽出方法。 １３． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記流体が少なくとも 約０．５ｇ／ｃｃの濃度を有する第２の濃ガスである抽出方法。 １４． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、前記溶質が香味、芳香 、医薬、またはキレート化金属（chelated metal）である抽出方法。 １５． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、処理が約−１０°Ｃ〜 約２００°Ｃの温度範囲において実施される抽出方法。 １６． 請求の範囲第１項に記載された方法であって、処理が約２バール〜約 ７００バールの圧力範囲において実施される抽出方法。 １７． 流体から香味または芳香を抽出する方法であって、 加圧されたモジュール内に反対両面を配して、流体および濃縮ＣＯ₂の間の境 界隔膜として作用するとともに、前記香味または芳香に対する選択性のない多孔 性膜を準備する段階と、 前記流体および濃縮ＣＯ₂を前記膜の前記反対両側にて反対方向へ移動させる 段階であって、前記流体および濃縮ＣＯ₂の少なくとも一方は抽出すべき香味ま たは芳香を含有し、前記モジュールに導入し、前記流体を前記膜の反対側にて導 入する段階であって、前記流体および濃縮ＣＯ₂の他方は抽出媒体として作用し 、前記濃縮ＣＯ₂は少なくとも約０．５ｇ／ｃｃの濃度を有し、前記流体および 濃縮ＣＯ₂は互いに本質的に非混和性で２つの状態相を形成するようになす前記 移動段階と、 前記モジュール内の前記膜の両側の圧力が本質的に同じ状態で前記処理を実施 する段階と、 前記流体および前記濃縮ＣＯ₂の間の前記香味または芳香の濃度勾配によって 駆動されるように、前記膜を横断して前記香味または芳香を抽出する段階とを含 む抽出方法。 １８． 流体または濃ガスから溶質を抽出する装置であって、 濃ガス供給源と、 流体供給源と、 反対両面を有する多孔性膜を収容する加圧可能なモジュールであって、前記濃 ガス供給源および流体供給源と作動連結されて、前記供給源から濃ガスを前記膜 の片側に受入れ、流体を前記膜の反対側に受入れるようになされており、前記膜 は前記溶質に対して非選択性であり、前記多孔性膜は前記流体および前記濃ガス の間の境界隔壁として作用しており、前記流体および濃ガスの少なくとも一方は 、前記流体および前記濃ガスの間の前記溶質の濃度勾配によって抽出される溶質 を含有しており、前記流体および濃ガスの他方は抽出媒体として作用するように なされているモジュールと、 前記抽出した溶質を回収する手段とを含む抽出装置。 １９． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記膜の反対両側で 前記濃ガスおよび流体を移動させる手段をさらに含む抽出装置。 ２０． 請求の範囲第１９項に記載された装置であって、前記手段が前記膜の 反対両側で前記濃ガスおよび流体を反対方向へ（向流状態で）移動させるように なされている抽出装置。 ２１． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記濃ガスおよび流 体が前記モジュールに導入される前に前記濃ガスおよび流体の圧力を実質的に均 衡させる手段をさらに含む抽出装置。 ２２． 請求の範囲第２１項に記載された装置であって、前記手段が前記加圧 可能なモジュール内で抽出が行われる前に、前記圧力均衡手段内で溶質が抽出さ れるのを実質的に防止する手段を含む抽出装置。 ２３． 請求の範囲第２２項に記載された装置であって、前記圧力均衡手段内 で溶質が抽出されるのを実質的に防止する手段が浮動ダイヤフラムである抽出装 置。 ２４． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記濃ガスおよび流 体の流量を制御する手段をさらに含む抽出装置。 ２５． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記濃ガスおよび流 体を監視し、ならびに溶質移動量を監視する手段をさらに含む抽出装置。 ２６． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記溶質を抽出した 後、前記濃ガス供給源および流体供給源に前記濃ガスおよび流体を戻す手段をさ らに含む抽出装置。 ２７． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記多孔性膜が中空 繊維膜である抽出装置。 ２８． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記多孔性膜がポリ プロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフ ルオライド、ナイロン、ポリサルフォネート、ポリカーボネート、ポリエステル 、セルロースアセテート、セルロースニトレート、セルロースおよびアクリルを 含んでなる群から選ばれた材料で作られており、また前記多孔性膜の孔径が約０ ．００１μｍ〜約１μｍであり、前記膜の厚さは、約０．００５ｍｍ〜約３ｍｍ である抽出装置。 ２９． 請求の範囲第２８項に記載された装置であって、多孔性膜の孔径が約 ０．１μｍ〜約０．２μｍであり、膜の厚さは、約０．２ｍｍ〜約０．６ｍｍで ある抽出装置。 ３０． 請求の範囲第１８に記載されたの装置であって、前記多孔性膜の孔が 本質的に対称である抽出装置。 ３１． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記濃ガスがメタン 、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、エテン、プロペン、ハイドロフルオ ロカーボン、テトラフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、二酸化炭素、一 二酸化窒素、サルファーヘキサフルオライド、アンモニアおよび塩化メチルより なる群から選ばれた抽出装置。 ３２． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記ハイドロフルオ ロカーボンが部分的に弗素結合（fluorinated）されたメタン、エタンおよびプ ロパンからなる群から選ばれた抽出装置。 ３３． 請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記濃ガスが二酸化 炭素である抽出装置。