JPS61216702A - 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］ 本発明は抽出装置に係り、特に固体膜を介して抽出を行
なう抽出装置に関する。

［従来の技術］ 利用されている技術であるが、最近においては、固体膜
を介して°抽出を行なう方法が検討されている・。固体
膜を用いる抽・出方法は、固体膜の片側に被′抽出物・
質（抽質）を含む抽料（ｅｘｔｒａｃｔ・ｉｏｎ　　ｆ
ｅ’ｅｄ）、　　もう一方の側に抽剤（ｓ。

Ｉｖｅｎｔ）を流入させて抽出を行ない、その後同様に
して片側に逆抽出剤（ｓｔｒｉｐ　　５ｏｌｕｔｔｏｎ
）、　もう一方の側に被抽出物質を抽出して含有する抽
剤を流入させて逆抽出を行ない、目的物質である被抽出
物質を回収するものである。

このように、抽料、抽剤、逆抽出剤の３液層を用いる抽
出方法としては、従来、 ■　乳化型液体脱法、 ■　含浸型液体脱法、 ■　３液の内の２液を物質表面上に流通させる方法（特
開昭５８−１２８１０６）、 などが提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ Ｉ礒ｘｌ’ｈＪｅＣニーＬ−２３（ｉ’ｒ、％、（５＋
Ｍ３’ｉｍ：＆ｔｒｚＡ仁ｔＴ＋ほ乳化及び解乳化など
複雑な操作が必要であり、■は抽剤が膜か？剥離して数
時間〜数十時間で抽出カ不可能になるため、実用的では
ない、また、■の場合も液の流動条件により２液あるい
は３液が混合されて排出される危険性があり、懸濁物な
どを含むようなエマルジョン化しやすい液では抽剤損失
が大きくなる可能性があり、いずれも工業的に不利であ
った・ ［問題点を解決するための手段］ 本発明の抽出装置は、上記従来の問題点を解決するため
に、容器内を固体膜で少なくとも２室に仕切り、そのう
ちの第１の室に３液のうちの他の２液に混和しない液を
中間相として供給し、他の２液のうち１液を第２の室内
に、残りの！液を液柱あるいは液滴などの形で中間相中
を降下あるいは上昇させるように構成したものである。

［作用］ 抽料又は逆抽出剤の一方を固体膜を介して抽剤と接触さ
せるため、該一方が抽剤と混和されてエマルジョン化す
ることがない、また、抽料又は逆抽出剤のうちの残る他
方を直接抽剤と接触させるため、該他方と抽剤との抽出
速度を大幅に向上させることができる。

〔実施例Ｊ 以下に本発明を本発明の実施例を示す図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は本発明の実施例に係るチューブラ−或いはホロ
ファイバーをの固体膜を装着した抽出装置を示す断面図
である。

第１図においてｌＯは円筒状の装置ケーシングであって
、その上部には２段に設けられた仕切板１２．１４によ
って逆抽出側導入室１６と、該室１６の下面側の抽料導
入室１８が画成されている。また、装置ケーシング１０
の下部も、２段に設けられた仕切板２０．２２によって
抽残液排出室２４と、その下側の逆抽出剤排出室２６が
画成されている。なお、仕切板１４と２０との間には、
第１の室が設けられ、抽剤が流通される抽剤室２８とさ
れている。そして、抽料導入室１８と抽残液排出室２４
とを連通ずるように、パイプ状の固体膜３０が設けられ
、その内部に第２の室が設けられている。また、逆抽出
側導入室１６の下部は１滴下管３２によって抽剤室２８
の上部と連通されている。また、抽剤室２８の下部は洟
絡管３４によって逆抽出剤排出室２６と連通されている
。

抽剤は導入口３６から第１の室である抽剤、室２８内に
導入され、その中を上向きに流れて抜出口３８に至り、
装置ケーシング１０外に抜き出される。なお抜出口３８
と導入口３６とは、ポンプ４０を有する配管４２によっ
て接続されており、抜出口３８から抜き出された抽剤は
、この配管４２を通って導入口３６へ戻され、連続して
循環される。

抽料は、抽料の供給口４４から抽料導入室１８内に導入
され、次いで固体膜ｌＯの内部の第２の室に導入される
。そして、その中を下向きに流れ抽残液排出室２４に入
る。抽料は、このパイプ状固体膜３０内を通る間に、抽
剤室２８内の抽剤と固体膜３０のＷａ而面を春１．Ｙ拍
赫ナスー峯ｌ。

て、これにより抽出が行われ、抽料中の目的物質（抽質
）が抽剤中に移行する。

なお、抽出の行われた抽料（抽残液）は抽残液排出室２
４内に入り、次いで抽残液の排出口４６から装置ケーシ
ング１０外へ排出される。

逆抽出剤は供給口４８から逆抽出剤導入室１６内に導入
され、次いで滴下管３２を通って抽剤室２８内に供給さ
れる０本実施例において、逆抽出剤は抽料よりも大なる
比重を有すると共に１．抽剤と溶は合わない性質を有し
ているので、滴下管３２の下端から抽剤中に送り出され
ると、液滴或いは液柱の形（図示の例では液滴）となっ
て抽−室２８中の抽剤中を降下し、抽剤と直接接触して
逆抽出を行う、この直接接触により、抽剤中の抽質は逆
抽出剤中に効率よく移行する。

この逆抽出を行った逆抽出剤は、連絡管３４を通り逆抽
出剤排出室２６内に導入され、次いで逆抽出側排出口５
０から装置ケーシング１０外に排出され、処理される。

なお、前述のように、逆抽　　　　□出剤の比重は抽剤
よりも大きいので、抽剤室２８中の抽剤が逆抽出側排出
室２６に入り込むことはない。

第２図は本発明の他の実施例に係る抽出装置を示す断面
図である。第２図の抽出装置において、装置ケーシング
ｌＯの上部は仕切板５２によって区切られて抽料導入室
１８が設けられている。また、装置ケーシング１０の下
部は２段に設けられた仕切板５４．５６によって逆抽出
側排出室２６とその下側に抽残液排出室２４が設けられ
ている。そして、抽料導入室１８と抽残液排出室２４と
を連通ずるようにパイプ状の固体膜３０が上下方向に設
けられている。仕切板５２と５４との間は抽剤室２８で
ある。

この第２図の実施例においても、抽剤は導入口３６から
抽剤室２８内に導入され、次いで抜出口３８から抜き出
された後、ポンプ４０を有する配管４２によって再び導
入口３６へ循環されている。また、抽料は供給口４４か
ら抽料導入室１８内に入り、固体１１９３０内を下降し
て抽残液排出室２４に入り、抽残液排出口４６から装置
ケーシングｌＯ外に排出される。

しかして、この第２図の実施例においては、逆抽出剤を
滴下するための滴下管５８が抽剤室２８の上部に装入さ
れており、逆抽出剤はこの滴下管５８を通って直に抽剤
室２８中に供給される。この逆抽出剤は抽剤室２８中を
液滴もしくは液柱の形で下降し、その間に逆抽出が行わ
れる。なお、仕切板５４には透孔６０が穿設されており
、抽剤室２８中を下降した逆抽出剤は、この透孔６０を
通って逆抽出側排出ロ２６内に入る。

第３図は、本発明の更に別の実施例に係る抽出装置を示
す図であり、第１図、第２図の装置と同−又は同様の機
能を有する箇所は同一符号をもって示されている。

第３図の抽出装置においては、装置ケーシング１０を縦
断するように、平膜状の固体１１１３１が設けられてお
り、固体１１９３１の一方の側には抽料室６２が設けら
れ、他方の側には抽剤室２８が設けられている。しかし
て抽剤室２８の上部には、逆抽出剤供給用の箱体６４が
設けられている。この箱体６４は、少なくともその下面
側が多孔性であって、逆抽出剤を抽剤室２８内に供給可
能としている。

また、抽剤室２８の下側には集液板６６により逆抽出側
排出室２６が画成されている。

第３図の実施例装置において、抽剤は抽剤室２８→抜出
ｃＩ３８−＋配管４２（ポンプ４０）　→導入ロ３６→
抽剤室２８と循環している。

抽料は、供給口４４から抽料室６２へ入り、この中にお
いて、固体膜３１を介して抽剤と接触した後、抽残液と
して、排出口４６から排出される。

逆抽出剤は、供給口４８から箱体６４内に入り、次いで
細かい液滴（又は液柱）となって抽剤室２８内の抽剤中
を下降し、集液板６６を通過して逆抽出側排出室２６に
入り、排出口５０から排出される。

なお、上述の説明では、いずれも抽料と抽剤とを固体膜
を介して接触させ、抽剤と逆抽出剤とをの装置において
は、逆抽出剤と抽料とを入れ替えて、例えば第１図の装
置において、供給口４４より逆抽出剤を導入すると共に
、供給口４８より抽料を導入することにより、逆抽出剤
と抽剤とを固体膜を介して接触させ、抽料と抽出剤とを
直接接　　　・触させるようにしても良い。

即ち、本発明においては、抽料及び逆抽出剤のいずれか
一方を固体膜を介して抽剤と接触させ、他方を直接に抽
剤と接触させるのであるが、抽料及び逆抽出剤のいずれ
を固体膜を介して抽剤と接触させるかは、これら抽料、
抽剤、逆抽出剤の３液の液質等により決定される。抽料
及び逆抽出剤のうち、抽剤とエマルジョン化し易い方を
固体膜　　　・を介して抽剤と接触させれば、エマルジ
ョン化が防止される。

また、一般に固体膜を介さずに接触させる方が　　　″
抽出速度が速く、固体膜への結晶付着の可能性がないと
いう利点がある。従って、抽剤との抽出速度の小さい方
を抽剤と直接接触させれば、抽出速＋＜　　ｂ−＋　　
＋ｊ　　′ｌ＋−＋−ＪＬｔ−４ｖ　　　　ｌ　　４．
　４−　　　　ｙ　　ハ積、勿Ｉ　　Ｌ　　ｒ＆接接触
させる液の流量を適宜変更することにより、抽出速度を
制御することが可能となる。このため、抽料等の水質変
動、水量変動に極めて容易に適応し得る。

なお、第１図及び第２図に゛おいては、一本のパイプ状
固体膜を設置した装置を示したが、固体膜は２本以上の
複数本であっても良い、また１滴下管についても複数本
設けることもできる。固体膜あるいは滴下管等を複数本
設置することにより、処理容量を向上させることができ
る。

第１図ないし第３図においては、・逆抽出剤を抽剤の上
昇域中・に液滴又は液柱の形で下降させる例を示したが
、これを逆に、逆抽出剤を抽剤の下降域中で上昇させる
ようにしても良い。

また、仕切板参噂、５４．６６は比重差で明確に界面を
形成するときは省略しても良い、更に抽剤は抽出装置内
に滞留したままにしても良く、その場合には抽剤供給手
段及び排出手段は特に必要と・しない。

本発明において、固体膜の形態−とじては、平膜型、チ
ューブラ−型、ホローファイバー型等、各種のものが用
いられる。

固体膜は多孔質のものであれば良く、例えばポリテトラ
フルオロエチレン（以下ｒＦＴＦＥ」という）、酢酸セ
ルロース、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピ
レン、ポリアミド等の半透膜が挙げられるが、特にＰＴ
ＦＥが好ましい。

一般に！”ＴＦＥはテフロン（商品名）として市販され
ている。ＰＴＦＥは耐薬品性、疎水性に優れ、また抽出
速度も極めて高く、固体膜として採用するに好適な性負
を備える。多孔質ＰＴＦＥ膜は、使用する抽剤等によっ
て、その膜厚、孔径等を選定する。

なお、ＰＴＦＥ固体膜の抽出速度が速い理由は明らかア
ないが、その網目状構造や極端な疎水性（親油性）によ
り、抽料又は逆抽出剤と抽剤との接触部が孔だけではな
く、膜面全１体にわたること−となり、膜内における。

拡散も速いためと推定される。−１一 本発明の装−においては、装置の運転条件、即５ち・抽
料、抽剤、逆抽出剤の流動条件によっては、抽剤中を下
降又は上昇する液滴又は液柱が固体膜と接触することも
あるが、抽料及び逆抽出剤が水溶液の場合には、固体膜
として極めて疎水性の強いＰＴＦＥを用いることによ、
り接触を防ぐことができる。抽料及び逆抽出剤が有機溶
剤で、抽。

剤が水溶液である場１合には、固体膜としては親水性の
・強いものを用いるのが好ましい、　　　。

逆抽出により被抽出物質を含有する逆抽出剤は、逆゛抽
出剤排出口５０より排出され？−後、・該排出口５０に
接続して設けられた蒸発装置、電気透析装置、拡散透析
装置、ｐＨ調整装置又は膜分離、。

装置等により処理され、被抽出物質が回収される。

実ｊＬ例 以下、本発明の抽出装置を用いて行った抽出実験例につ
いて説明する。

実験例１ 固体膜として、面積１５０．ｃｔｎ’ノＰＴＦＥＩｌ！
ｉ装し、た、第１ｒ１！Ｊの如き抽出装置を用意した０
、モして、固１体１１５Ｉ３０内に、抽料として、ｃｕ
ｓＯ＊・５Ｈ２０を蒸留水で溶解した液を通液した。

また、抽剤室２８には、ＳＭＥ−５２９を４０ｖｏＪ１
％及びシェルゾール、Ｄ　−７０＠、＠　Ｏｖ、ｏ、、
４１％（いずれもシェル化学製）、含んでなる抽剤、を
循環流通させた。更に、逆抽出剤を抽剤室２８中を、滴
下するよう、に供給した。逆抽出剤は、濃硫声、をｌｏ
ｎｇ／ｆＬの割合で蒸留水で希釈した硫酸溶、液を用い
、た、： まず、抽剤及び抽料のみを通液して、抽出のみを行ない
、抽剤中のＣｕ濃度を７４００ＰＰｍとした後、逆抽出
剤を滴下して逆抽出を行なった、。

このときの逆抽出剤であるｋｌ　２．　Ｓ　Ｏ４水溶、
液の流量（ｍＪＬ／ｍ１ｎ）と逆抽出速度（ｇ−Ｃｕ／
　　　　　　′ｈ、、ｒ）との関係を調べたところ、第
４図、１に示すように、Ｈ２Ｓ　Ｏ４水溶液流量が増加
するにつれて、逆抽出速度が直線的に増加することが判
明した。このことは、流量変動のみで抽出速度が、制御
でキス、＋″Ｊ−ｔｆ示ｉ−でいる−　　　　　　　　
　。

因に、従来の含浸型液体脱法では膜面積を変えなければ
抽出速度を変えられない、また、特開昭５８−１２８１
０６の方法では　物質表面上を流通させる２液の混合防
止の面から流量は限定されるため抽出速度の制御は容易
ではないもとの考えられる。

実験例２ 実験例１において、Ｃｕ５度１１０００ｐｐの抽料を１
２００ｍｆＬ／ｍｉｎで通液すると共に、Ｈ２ＳＯ４水
溶液を６０ｍ１／ｍｉｎで循環通液したところ、定常状
態で約０．０９ｇ−Ｃｕ／ｈｒの抽出及び逆抽出速度が
得られた。

実験例３ 第１図の装置において、抽料を供給口１７より６０　ｍ
　ｆＬ／　ｍ　ｉ　ｎ　テ供給し、供給ｑ１５よりＨ２
ＳＯ４水溶液を１２００ｍ１／ｍｉｎで通液し、逆抽出
剤と抽剤とを固体膜を介して接触させ、抽剤と抽料とを
直接接触させるようにしたこと以外は、実施例２と同様
にして行なったところ、定常状態で約０．０６ｇ−Ｃｕ
／ｈ　ｒ（Ｄ抽出及び逆抽出速度が得られた。

実験例１〜３の結果から、本発明の抽出装置によれば、
速い抽出及び逆抽出速度で良好な抽出を行なえることが
明らかである。また抽出速度の制御も極めて容易である
。

［効果］ 以上詳述した通り、本発明の抽出装置は、抽料又は逆抽
出剤の一方を固体膜を介して抽剤と接触させるため、該
一方のものが抽剤と混合されてエマルジョン化すること
がない。

また、抽料又は逆抽出剤のうちの残る他方を直接抽剤と
接触させるため、該他方と抽剤との抽出速度を大幅に向
上させることができる。しかも、この他方の液の流量を
調節することにより、抽出又は逆抽出速度を適当な価に
制御することができるため、被処理物の水質変動や水量
変動に対して、装置構成等を変更することなく容易に対
応することが可能となる。

従って、本発明の抽出装置によれば、極めて良好な抽出
を行なうことができ、工業的に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、各々、本発明の実施例に係る抽
出装置の構成を示す図である・第４図は実験例１で得ら
れたＨ２ＳＯ４水溶液流量と逆抽出速度との関係を示す
グラフである。 １０・・・・・・装置ケーシング。 １６・・・・・・逆抽出剤導入室、 １８・・・・・・抽料導入室、２４・・・・・・抽残液
排出室、２６・・・・・・逆抽出側排出室、２８・・・
・・・抽剤室、３０．３１・・・・・・固体膜、　６２
・・・・・・抽料室。 代　　理　　人　　　弁理士　　　重　　野　　　剛第
４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器内を固体膜で仕切って少なくとも２つの室を
   設け、第１の室を抽剤室とし、 抽料及び逆抽出剤のいずれか一方の供給手段及び排出手
   段を第２の室に設け、 抽料及び逆抽出剤のいずれか他方の供給手段及び排出手
   段を第１の室に設けた抽出装置であって、抽料及び逆抽
   出剤の該他方のものは抽剤と実質的に非混和性である抽
   出装置。
2. （２）固体膜がポリテトラフルオロエチレンである特許
   請求の範囲第１項に記載の抽出装置。