JPS61220702A

JPS61220702A - 原料液からの有価物濃縮方法及びその装置

Info

Publication number: JPS61220702A
Application number: JP5966085A
Authority: JP
Inventors: Harumi Matsuzaki; 松崎　晴美; Masayoshi Kubota; 昌良久保田; Sankichi Takahashi; 燦吉高橋; Masahiro Yoshida; 正博吉田; Tsunehiko Takakusaki; 高草木　常彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1986-10-01
Also published as: JPH0437723B2

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】〔産業分野〕本発明は魚油等の原料液からの有価物の濃縮方法に係り
、特に、超臨界炭酸ガス等を利用した原料液からの有価
物の−ａ縮方法に関する。

〔従来の技術〕

サバ、イワシ、サンマなどいわゆる“青もの魚”には、
食効、薬効を有する高級不飽和脂肪酸が多く含まれてい
る。したがって、これらの有価物の濃縮方法が種々提案
されているが、その主流は有機溶剤抽出法と蒸溜法の組
合せ（以下、従来法と称す）である、この従来法の問題
点は（１）残留有機溶剤の影響、（２）有価物の熱変性
（有価物の異性化、重合）　、ｆ３１悪臭の発生である
。

有価物を食効剤、薬効剤として製品化する際には、上記
（１）の影響は重大である。また、蒸溜法では、上記（
２）の問題点はまぬがれない。これらの問題は製品価値
を著しく損なう上に、収率の低下にもつながる。悪臭は
魚特有の臭いで、これが濃縮されると、悪臭の度合が増
す。これらは作業を著しく悪化する上に、放置すれば周
辺住民への影響は必至である。

〔解決すべき問題点〕

上記の問題点を解決するため超臨界炭酸ガス抽出法の適
用を種々検討した。この抽出法は有機溶剤を使用しない
ものであるから上記（１）、（２）の問題点は解決され
る。しかし、この抽出法を原料液からの有価物の濃縮の
ために適用するには、（ａ）噴出ノズルにおける原料液
と超臨界炭酸ガスとの接触部の閉塞、（ｂ）臭いの問題
を解決しなければならない。

これらの問題点を種々検討した結果、以下のことがわか
った。上記（ａ）は原料液中の抽残物により、超臨界炭
酸ガスの噴出ノズルが閉塞するものであって、それによ
り超臨界炭酸ガスの供給が不能となり、運転継続が不可
となる。魚油を原料液とした場合の抽残物はタール状の
高粘性物質で、放置するとその粘性は増し、固形化する
。

また、上記（ｂ）の成分はチオール等の低沸点物質であ
る。

以上の基礎的検討結果に基づき、（ａ）については、原
料液中に超臨界炭酸ガスを噴出するのではなく、超臨界
炭酸ガス中に原料液を噴出（噴霧）することで、（ｂ）
に対しては、低沸点物質を液化し、液状でトラップする
ことが極めて有効であるとの知見を得、これに基づきさ
らに研究を重ねた結果本発明を完成するに至った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、超臨界炭酸ガスを用いて、前記従来技
術における、有機溶剤の残留、有価物の熱変性及び悪臭
の発生の問題を回避するとともに原料液と超臨界炭酸ガ
スと接触部で閉塞を起こさす魚油等の原料液から有価物
を濃縮する方法及びその装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明の一つは、超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガス中
に原料液を噴出して、超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガ
スと原料液とを接触させて原料液中の有価物を超臨界炭
酸ガス或いは液化炭酸ガス中に溶解させ、次いでこれよ
り該有価物を分離することを特徴とする原料液からの有
価物の濃縮方法である。

上記方法において有価物を含む超臨界炭酸ガス或いは液
化炭酸ガスから該有価物を分離するに当たっては、有価
物を含む超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガスと原料液と
を比重差により分離して超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸
ガスを回収し、該超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガスの
圧力を減じ或いは温度を増して有価物質を分離する。

また、有価物分離後の炭酸ガスはその温度を炭酸ガスの
状態のまま低下し、この炭酸ガス中に含まれる臭い成分
の残留物質を液化してトラップする。

本発明の他の一つは原料液からの有価物の濃縮に用いら
れる装置であって、（ａ）原料液と超臨界炭酸ガス或い
は液化炭酸ガスとを接触させるための、原料供給管、超
臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガス供給管を装着した抽出
槽、偽）前記抽出槽から得られる超臨界炭酸ガス或いは
液化炭酸ガスから抽出物を分離するための保圧弁を装着
した１乃至複数の分離槽、（ｃ１前記分離槽から得られ
る炭酸ガスを冷却する冷却器と冷却により凝縮する液を
トラップする凝縮捕集器とを装着した冷却装置、（ｄ）
冷却装置から得られる炭酸ガスを液化する液化器、液化
炭酸ガスを圧送するポンプ及び液化炭酸ガスを加熱する
熱交換器を順次装置した超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸
ガス製造装置、（ｅ）系外に余剰炭酸ガスを排出し、最
終段分離槽、冷却工程及び液化器の圧力を制御するため
の保圧弁、の各要素から成る。

本発明は、超臨界炭酸ガス中に原料液を噴出して分散さ
せて、超臨界炭酸ガスと原料液とを接触させるため、下
記の特徴がある。

囚　超臨界炭酸ガスの抽出槽導入手段は気相部に設置で
き、かつ、超臨界炭酸ガスの分散機能を有する必要がな
いため、ガス噴出孔は大きくて良い。このため、抽残物
による上記超臨界炭酸ガス導入手段の閉塞は問題ない。

■　ガス分散によって形成する気泡径より、さらに、微
細な液滴が得られるため、接触面積が増大し、この結果
、超臨界炭酸ガスの抽出槽滞留時間が短縮できる。

上記囚に関し、一般に、液中に散気管を用いて、ガスを
分散する場合、散気管内への液の浸入はまぬがれない。

散気管内浸入液中の抽残物により、散気管は閉塞する。

上記■に関し、一定径のノズルより、一定速度でガス中
に液を噴出する際に形成する液滴径は、液中にガスを噴
出する際に形成する気泡径よりはるかに微細となる。ガ
ス中に噴出された液柱は、表面張力により、その断面積
を有する球体を複数個形成しようとするため、形成され
る液滴径は、液柱の径にほぼ一致する。一方、液中に噴
出された気球は、表面張力により単一気泡を形成しよう
とするため、形成される気泡径は気球の径よりも大きく
なる。

また、本発明は、炭酸ガスをリサイクル使用する過程で
、炭酸ガス中に残留する低沸点の臭い成分を、液化して
トラップするため、悪臭の問題はなくなる上に、悪臭成
分をも有価物として得ることができる。上記操作は通常
の炭酸ガスリサイクル過程で行い得るため、極めて簡単
である。

本発明の方法は、魚油からの有価物の濃縮分離のために
適しているが、この他、本発明はピッチ、原油、石炭を
液化した液化油、微生物の培養液等の液状原料からの有
価物のｔｌｊＡｍ分離に広範囲に適用できるものである
。

なお、超臨界炭酸ガスとは炭酸ガスの臨界温度以上で、
かつ、臨界圧力以上の状態のものであり、液化炭酸ガス
とは、第２図の炭酸ガスの圧力一温度の状態図において
、飽和蒸気圧線より高い圧力の状態のものであり、炭酸
ガスとは、飽和蒸気圧線より下部の低い圧力の状態のも
のと、臨界温度以上の領域では臨界圧力より低い圧力の
状態のものである。

以下、実施例により、本発明の詳細を述べる。

〔実施例〕

実施例１第１図は本発明の一実施例である魚油からの有価物濃縮
フローを示す。本発明の装置は抽出槽１、分離槽２．２
′、２″　（分離槽２′は図示せず）冷却器３、液化器
４、液化炭酸ガス圧送ポンプ５、熱交換器６、原料液圧
入ポンプ７、抽出槽１と３個の分離槽２．２′、２“の
圧力を制御するための４個の保圧弁８．８′、８″、８
＃（８″は図示せず）及び各槽を所定温度に制御するた
めのヒータ（図示せず）からなる。

抽出槽１は槽内の上部に原料液噴霧ノズル９及び超臨界
炭酸ガスの抜き出し口１０、下部に超臨界炭酸ガス導入
口１）を下向に設けである。また、抽出槽下端部には抽
残物取り出し手段１２が設けである。冷却器３はその内
部に冷却管１３と、これに直結した凝縮液捕集器１４が
設けである。

炭酸ガスを系外から液化器４に導入し、液化して、液化
炭酸ガスとする。第２図は理想的な炭酸ガス操作線を示
す。図中、アルファベントは第１図中のアルファベット
に対応する。Ａ点は炭酸ガスの系内導入点（２０℃、２
０ｋｔｒ／ｃｒｉ　−Ｇ）であり、液化器４を通過する
Ｂ点（−２０℃、２０ｋｇ／ｃ＋ａ−Ｇ）となり、炭酸
ガスは液化する。液化炭酸ガスはポンプ５によって圧送
され１．熱交換器６で所定温度になった後、超臨界炭酸
ガス導入口１）を通って抽出槽１内に導入される。抽出
槽１内部の圧力はその後段に設けた保圧弁８で所定値に
制御される。第２図中Ｃ点はポンプ５出口であり、Ｄ点
は熱交換器６出口すなわち抽出槽１の内部を示す。すな
わち、抽出槽１内部は所定条件下の超臨界炭酸ガスで満
たされる。

一方、原料液は、原料液圧入ポンプ７により、原料液噴
霧ノズル９を介して、抽出槽内超臨界炭酸ガス中に分散
され、原料液と超臨界炭酸ガスとが接触する。この間に
、原料液中の一部が超臨界炭酸ガス中に溶解し、溶解成
分（以下、抽出物と称す）は超臨界炭酸ガスとともに保
圧弁８を通過する。一方、原料液の未溶解成分（以下、
抽残物と称す）は比重散気管により抽出槽１下部に落下
する。本実施例では、超臨界炭酸ガス導入口１）が気相
に位置し、かつ、下向に設けであるため、抽残物による
上記導入口１）の閉塞はない。さらに、原料液と超臨界
炭酸ガスとの接触効率がよいため、抽出槽内部を落下す
る間に抽出現象は終了する。

保圧弁８を通過した超臨界炭酸ガスの圧力は所定圧力ま
で減少する。この圧力の減少により、超臨界炭酸ガス中
の抽出物の一部が凝縮し、凝縮液は比重差により分離槽
２下部にたまる。さらに、超臨界炭酸ガスは保圧弁８′
を通過し、同様に、分離槽２′下部に凝縮液を落とす。

最終段分離槽では２０ｋｇ／ａｄ・Ｇまで減圧され、超
臨界炭酸ガスは炭酸ガスとなる。この状態は第２図にお
いてＧ点である。分離槽２“を出た炭酸ガスは冷却器３
に導入され、ここで、第２図中Ｈ点まで冷却される。こ
の間に、炭酸ガス中の悪臭成分であるエタンチオール（
沸点３５℃）、メタンチオール（沸点５．９６℃）等の
低沸点成分は凝縮し、凝縮液捕集器１４内にトラップさ
れる。冷却器３を出た炭酸ガスは再び液化器４に導入さ
れリサイクルされる。これにより、悪臭の問題はなくな
る上に、悪臭成分を有価物として回収できる。

以上の実施例において、アルコール、尿素等を含む魚油
を原料液とし、抽出槽１、第１分離槽２、第２分離槽２
′、最終段分離槽２＃の圧力をそれぞれ１９０．１５０
　、１００．２０ｋｇ／ｃ＋ｄ　−Ｇとした場合、第１
分離槽２では、高級不飽和脂肪酸エステル、第２分離槽
２′では低級不飽和脂肪酸エステル、最終段分離槽２“
ではアルコール及び低級脂肪酸（ｃ５０）が得られ、抽
出槽ｌの抽残物として、尿素抱接体、グリセリン等の混
合物が得られた。冷却器３でトラップした悪臭成分は上
記の通りである。

以上の抽残物、抽出物等は連続あるいは間欠的に系外へ
取り出すことができる。

実施例２第３図は本発明の一実施例であるシステムを示す。本発
明は抽出工程、分離工程、冷却工程、系圧制御工程、超
臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガス（以下、溶剤と称す）
製造工程、原料液供給工程及び炭酸ガス供給工程からな
る。本実施例を第１図に示した実施例に対応させると、
抽出工程には抽出槽１と保圧弁８、分離工程には分離槽
２．２′、２＃と保圧弁８′、８″、冷却器３、溶剤製
造工程には液化器４、液化炭酸ガス圧送ポンプ５、熱交
換器６、原料液供給工程には原料液圧入ポンプ７等、炭
酸ガス供給工程には液化炭酸ガスボンベ、加熱器、減圧
弁（以上図示せず）及び系圧制御工程には保圧弁８＃が
それぞれ対応する。

炭酸ガス供給工程より系内に導入された炭酸ガスは順次
、溶剤製造工程、抽出工程、分離工程、冷却工程、系圧
制御工程へと移動し、再び、溶剤製造工程へとリサイク
ルされる。原料液は原料液供給工程から抽出工程へ導入
される。これに対し、抽出工程からは抽残物が、分離工
程からは抽出物が、冷却工程からは低沸点成分が、それ
ぞれ得られるが、各工程からのこれらの物質の取り出し
は、高圧容器からの取り出しのため、間欠的に実施する
のが実際的である。この間欠的取り出しを可能にするの
が系圧制御工程である。抽残物、抽出物、低沸点成分の
取り出しを行わない運転では、系内に原料液を導入した
分だけ、系内の圧力が増加する。最終的には、分離工程
の最終段分離槽から液化までの圧力が増大し、それぞれ
の操作条件が変動するという問題を生ずる。したがって
、冷却工程と溶剤製造工程の間に、系圧制御工程を設け
ることで、余剰炭酸ガスを系外へ排出し、操作条件を一
定に保持でき、安定した運転が行え、しかも、排出炭酸
ガスは悪臭成分を含まずクリーンなものである。

〔発明の効果〕

本発明により、従来の有機溶剤抽出法と蒸溜法の組合せ
法における有機溶剤の残留、有価物の熱変性及び悪臭の
発生の問題を回避し得るとともに噴出ノズルにおける超
臨界炭酸ガスと魚油等の原料液との接触部の閉塞防止、
操作条件の変動防止がはかれ、安定した運転が可能とな
り、さらに、装置のコンパクト化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるフロー図、第２図は理
想的操作線図を示す炭酸ガスの圧力一温度状態図、第３
図は本発明の一実施例を示すシステム図である。１・・・抽出槽、２・２′・２“・・・分離槽、３・・
・冷却器、４・・・液化器、５・・・液化炭酸ガス圧送
ポンプ、６・・・熱交換器、７・・・原料液圧入ポンプ
、８・８′・８”・８＃・・・保圧弁、９・・・原料液
噴霧ノズル、１０・・・超臨界炭酸ガスの抜き出し口、
１）・・・超臨界炭酸ガス導入口、１２・・・抽残物取
り出し手段、１３・・・冷却管、１４・・・凝縮液捕集
器第２図ルカ第３図廣嘩馳ス　泉剰ス

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超臨界炭酸ガス成いは液化炭酸ガス中に原料液を
噴出して、超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガスと原料と
を接触させて原料液中の有価物を超臨界炭酸ガス或いは
液化炭酸ガス中に溶解させ、次いでこれより該有価物を
分離することを特徴とする原料液からの有価物の濃縮方
法。
（２）有価物を含む超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガス
から該有価物を分離するに当たって、有価物を含む超臨
界炭酸ガス或いは液化炭酸ガスと原料液とを比重差によ
り分離して超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガスを回収し
、該超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガスの圧力を減じ或
いは温度差を増して、これより有価物質を分離すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原料液からの
有価物濃縮方法。
（３）有価物分離後の炭酸ガスの温度を炭酸ガスの状態
のまま低下し、前記炭酸ガス中の残留物質を液化してト
ラップすることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の原料液からの有価物濃縮方法。
（４）原料液が魚油であり、有価物が高級不飽和脂肪酸
エステル、低級不飽和脂肪酸エステル、アルコール及び
低級脂肪酸であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第３項のいずれかの項記載の原料液からの有価物
濃縮方法。
（５）（ａ）原料液と超臨界炭酸ガス或いは液化炭酸ガ
スとを接触させるための、原料供給管、超臨界炭酸ガス
或いは液化炭酸ガス供給管を装着した抽出槽、（ｂ）前記抽出槽から得られる超臨界炭酸ガス成いは液
化炭酸ガスから抽出物を分離するための、保圧弁を装着
した１乃至複数の分離槽、（ｃ）前記分離槽から得られる炭酸ガスを冷却する冷却
器と冷却により凝縮する液をトラップする凝縮液捕集器
とを装着した冷却装置、（ｄ）冷却装置から得られる炭酸ガスを液化する液化器
、液化炭酸ガスを圧送するポンプ及び液化炭酸ガスを加
熱する熱交換器を順次装着した超臨界炭酸ガス或いは液
化炭酸ガス製造装置、（ｅ）系外に余剰炭酸ガスを排出し、最終段分離槽、冷
却工程及び液化器の圧力を制御するための保圧弁、を含
むことを特徴とする原料液からの有価物濃縮装置。