JPS63221803A

JPS63221803A - 超臨界流体抽出装置の抽出槽

Info

Publication number: JPS63221803A
Application number: JP5285587A
Authority: JP
Inventors: Takao Morozuka; 諸塚　隆雄
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-09-14

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〕この発明は、超臨界ガスを使用して抽出対条物から特定
物質を簡便に取出すことができる超臨界流体抽出装置の
抽出槽に関する。

〔従来の技術〕

近年、従来の溶剤を使用する抽出技術に代わる精密抽出
技術として、超臨界ガスを使用して抽出対象物から特定
物質を抽出する技術が開発された。この超臨界ガスとは
、気体と液体のほぼ中間状態にある物質を意味し、例え
ば３１℃、約７３気圧の条件で超臨界ガスとなる炭酸ガ
スが、毒性を残留する心配もないことなどの理由から一
般に使用される傾向にある。従って、この超臨界ガスを
使用した抽出装置においては、抽出対象物と超臨界ガス
とを接触させる抽出槽を一定の圧力と温度分布を保持し
得る構造とする必要がある。

このような観点から、従来この種の抽出槽としては、第
３図乃至第５図に示すように構成したものが採用されて
いる。第３図乃至第５図は、順次小形抽出槽、中形抽出
槽、大形抽出槽のそれぞれ断面構造図を示し、圧力容器
１０の内部にそれぞれ上下仕切板１２゜１４を液密にか
つ摺動自在に配置し、前記両仕切板１２．１４の間に抽
出対象物と超臨界となる流体とを所定量封入し、これら
仕切板１２．１４の両側から超臨界流体を超臨界状態に
保持し得る圧力を印加するように構成する。また、前記
圧力容器１０内の超臨界流体に対し超臨界状態に保持し
得るための加熱手段として、前記圧力容器１０の外周部
に誘導加熱コイル１６を適宜囲繞配置したものである。

従って、このように構成された抽出槽は、圧力容器１０
に対し所定の加圧と加熱とを行うことにより、抽出対象
物に混入された、超臨界流体は、超臨界状態となった際
に超臨界流体と共に抽出対象物中の特定物質を抽出する
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した従来の超臨界流体抽出装置の抽
出槽においては、抽出処理がバッチ方式となるため、抽
出対象物の出し入れに手間と時間とを要し、作業効率が
低下する難点がある。また、抽出槽の圧力容器に対して
は、容器の外側より加熱する構造であるため、温度の均
一性および安定性に問題がある。

特に、圧力容器が大形になるほど熱量を多く必要とし、
このため消費エネルギーが嵩むばかりでなく、容器壁部
での温度差によって容器に対し応力が発生し、高圧での
使用につき強度的限界がある。また、圧力容器の内面に
直接抽出対象物が接液しているため、例えば腐蝕性流体
を取扱う場合には耐蝕性についても充分考慮する必要が
あり、取扱い上多くの問題点があった。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で耐圧性、耐熱性
および耐蝕性に優れ、抽出対象物の出し入れを簡便にし
得ると共に槽内の温度条件を均一化して強度的に安定し
た超臨界流体による抽出を効率的に達成し得る超臨界流
体抽出装置の抽出槽を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る超臨界流体抽出装置の抽出槽は、内周面に
耐蝕性ライナを施した圧力容器本体と、この圧力容器本
体の上下部にそれぞれ圧力容器本体内を密閉すると共に
超臨界流体の給排出を行うための通路を備えた着脱自在
な密閉手段と、この密閉手段に対し外方よりこれを保持
する取外し自在なフレームと、前記圧力容器本体の外周
部と密閉手段にそれぞれ熱媒を供給して圧力容器本体内
部を均一加熱する手段とを具備することを特徴とする。

前記の抽出槽において、密閉手段は、圧力容器本体の上
下開口部にそれぞれＯリングを介して密閉装着するシー
ルキャリアと、これらシールキャリアの外周面に接合す
るカバーとから構成することができる。この場合、シー
ルキャリアとカバーとの間に熱媒を供給する熱媒路を設
けると共に、圧力容器本体の外周に熱媒用ジャケットを
設ければ好適である。

また、圧力容器本体内に抽出対象物を保持すると共に超
臨界流体との接触を行い超臨界流体と共に抽出物の排出
を行うバスケットを着脱自在に設けることができる。さ
らに、フレームは、上下部を密閉手段で密閉され圧力容
器本体の外側を囲繞する複数の角枠構造体からなり、こ
れら角枠構造体をボルト・ナットにより一体的に締結固
定して構成することができる。

〔作　用〕

本発明に係る超臨界流体抽出装置の抽出槽によれば、圧
力容器本体の内周面に耐蝕性ライナを施すと共にこの圧
力容器本体の上下部に超臨界流体の給排出を行う通路を
備えた着脱自在な密閉手段で密閉し、この密閉手段によ
り外方より取外し自在なフレームで保持することにより
、耐圧性に優れた堅固な構成とすることができると共に
、圧力容器本体内部への抽出対象物の出入れを容易化す
ることができる。さらに、圧力容器本体の外周面および
上下密閉手段に対しそれぞれ熱媒を供給する加熱手段を
設けることにより、圧力容器本体内部を均一加熱するこ
とができ、超臨界流体を使用した所要物質の抽出を適正
条件下に円滑に達成することができる。また、圧力容器
本体に対する耐蝕性も向上することができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る超臨界流体抽出装置の抽出槽の実施
例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図は、本発明に係る抽出槽の典型的な一実施例を示
す断面図である。すなわち、第１図において、参照符号
２０は所要の耐熱性と耐圧性を有する材料で構成した所
定肉厚からなる円筒状の圧力容器本体を示し、この本体
２０の内周面に耐蝕性材料からなるライナ２２を施して
その内部に超臨界流体と接触させる抽出対象物を充填す
るバスケット２４を収納配置する。このバスケット２４
は、底面に多数の抽出流体通孔２６を穿設してその内面
をフィルタ２８で被覆し、頂部をバスケットカバー３０
で密閉した構成からなる。このように構成したバスケッ
ト２４の上下部に対し、前記本体の上下開口部にそれぞ
れ耐蝕性材料からなる上部シールキャリア３２および下
部シールキャリア３４をそれぞれ圧入して、前記バスケ
ット２４を密封保持したものである。さらに、前記上部
シールキャリア３２の外側に上部カバー３６を結合する
と共に、下部シールキャリア３４の外側に下部カバー３
８を結合する。上部カバー３６には、超臨界流体供給路
４０が穿設され、この供給路４０の一端部は外部配管４
２と連通接続すると共に、その他端部は上部シールキャ
リア３２およびバスケットカバー３０の中央部にそれぞ
れ穿設した通孔４４．４６を介してバスケット２４の内
部と連通させる。一方、下部シールキャリア３４は、中
央部に排出孔４８を備え、その内面は排出孔４８に向っ
てテーバを有している。従って、下部カバー３８にも、
前記排出孔４８と連通ずる超臨界抽出流体排出路５０が
穿設され、この排出路５０に外部配管５２が接続される
。このように構成された超臨界流体系において、超臨界
流体供給側の外部配管４２に対しては、その一部に加熱
器５６を設けると共に、これを超臨界流体供給源５８に
接続する。また、超臨界抽出流体排出側の外部配管５２
には、減圧弁６０を設けてこれをセパレータ６２に連通
接続する。

なお、バスケット２４、上部シールキャリア３２および
下部シールキャリア３４には、それぞれライナ２２との
接触部分にＯリング６４を施して外部との密封性を高め
ると共に、前記上下部シールキャリア３２．３４と上下
部カバー３６．３８とはそれぞれボルト６６で結合しか
つその接触面部に適宜０リング６８を施す。

また、上下部シールキャリア３２．３４の外側面には、
それぞれ渦巻状の熱媒路７０゜７２を刻設すると共に、
上下部カバー３６゜３８に前記熱媒路７０．７２へ熱媒
を供給するための熱媒給排出孔７４．７６を穿設する。

本体２０の外周部に対しては、ジャケット７８を囲繞配
置し、このジャケット７８に対しても熱媒給排出手段８
０を設けてジャケット７８の内部へ熱媒を供給するよう
構成する。

さらに、このように構成された本実施例の抽出槽におい
ては、その外側に上下部カバー３６．３８を挟圧し得る
よう、第２図に示すような角枠構造のフレーム８２を複
数重ね合せて装着し、ボルト８４およびナツト８６を使
用して締結する。なお、第１図において、参照符号８８
は、上部シールキャリア３２とバスケットカバー３０と
を結合するためのビンを示す。

次に、このように構成された本実施例における抽出槽の
動作につき説明する。

まず、本実施例において、超臨界流体供給源５８には、
超臨界流体として例えば炭酸ガスＣｏ２を高圧状態にし
て貯留する。この炭酸ガスは、加熱器５６において加熱
され、約３１℃および約７３気圧以上の条件下で超臨界
ガスとなる。このようにして得られた超臨界流体は、外
部配管４２）上部カバー３６の供給路４０、上部シール
キャリア３２の通孔４４およびバスケットカバー３０の
通孔４６を経て抽出対象物９０が充填されたバスケット
２４の内部に導入される。

この場合、バスケット２４の外周部に対しては、上部カ
バー３６、下部カバー３８およびジャケット７８に対し
、それぞれ設けた熱媒給排出孔７４．７６および熱媒給
排出手段８０を介してそれぞれ熱媒を供給して上下部シ
ールキャリア３２．３４および本体２０の全周面を均等
に加熱保持する。この結果、バスケット２４の収納され
た抽出槽内の温度分布は均一化することができる。また
、本体２０の内周面に設けたライナ２２は、耐蝕性材料
により締つばめ構造となっており、これにより本体の耐
蝕性が向上するばかりでなく、内面に予め圧縮応力が作
用して高圧となる運転条件下での内面に作用する最大応
力が緩和され、耐久性を向上することができる。

このような条件下において、バスケット２４内に保持さ
れた抽出対象物と超臨界流体との接触が行われ、超臨界
流体は抽出物質と共にバスケット２４の底部よりフィル
タ２８、下部シールキャリア３４の排出孔４８、下部カ
バー３８の排出孔４８を経て外部配管５２へ導出される
。外部配管５２へ導出された超臨界抽出流体は、減圧弁
６０を介して減圧され、セパレータ６２に導入されて気
体と抽出物質とに分離され、所要の抽出物質の回集を行
うことができる。

本実施例において、抽出対象物９０が液体の場合は、バ
スケット２４を除去ずれば可能である。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
本体の内周面に耐蝕性材料からなるライナを施すと共に
その上下部において耐蝕性材料からなるシールキャリア
で密閉し、これらシールキャリアに対しその外側にそれ
ぞれ眉臨界流体の供給および排出を行う通路を設けたカ
バーを配置して、これらカバーと前記シールキャリアと
を着脱自在に結合し、さらに前記カバーの外側に角枠構
造のフレームを装着することにより、組立および分解が
容易で、しかも抽出槽内の圧力条件を適正に保持し得る
十分な耐圧性、耐熱性および耐蝕性に優れた構造となし
、超臨界流体による抽出を円滑に達成することができる
。

また、本体の全外周には熱媒ジャケットを設けると共に
その上下部に対しても各シールキャリアに熱媒を流通さ
せてこれを加熱することにより、抽出槽内の温度条件を
均一化し、超臨界流体による抽出を好条件下に実現する
ことができる。

さらに、抽出槽内に対する抽出対象物の搬入および搬出
に際しては、フレーム８２を取外して上部カバー３６を
引上げることにより、上部シールキャリア３２と共にバ
スケット２４を同時に取出すことができ、外部へ取出し
たバスケット２４はビン８８を外すことにより上部シー
ルキャリア３２から直ちに分離してその交換もしくは抽
出対象物の詰替作業を簡便かつ迅速に達成することがで
きる。従って、本発明に係る抽出槽は、前述したように
分解および組立作業が容易であるから、保守並びに点検
作業も簡便になし得る。

以上、本発明の好適な実施例につき説明したが、本発明
の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をな
し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る超臨界流体抽出装置の抽出槽の
一実施例を示す断面図、第２図は第１図に示すフレーム
の単体構造を示す斜視図、第３図乃至第５図は従来の超
臨界流体抽出装置の抽出槽のそれぞれ異なる構成例を示
す要部断面図である。１０・・・圧力容器　　　１２．１４・・・仕切板１６
・・・加熱手段　　　２０・・・圧力容器本体２２・・
・ライナ　　　　２４・・・バスケット２６・・・抽出
流体通孔　２８・・・フィルタ３０・・・バスケットカ
バー３２・・・上部シールキャリア３４・・・下部シールキャリア３６・・・上部カバー　　３８・・・下部カバー４０・
・・超臨界流体供給路４２・・・外部配管　　　４４．４６・・・通孔４８・
・・排出孔５０・・・超臨界抽出流体排出路５２・・・外部配管　　　５６・・・加熱器５８・・・
超臨界流体供給源６０・・・減圧弁６２・・・セパレータ　　６４・・・Ｏリング６６・・
・ボルト　　　　６８・・・Ｏリング７０．７２・・・
熱媒路７４．７６・・・熱媒給排出孔７８・・・ジャケット　　８０・・・熱媒給排出手段８
２・・・フレーム　　　８４・・・ボルト８６・・・ナ
ツト　　　　８８・・・ビン９０・・・抽出対象物

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内周面に耐蝕性ライナを施した圧力容器本体と、
この圧力容器本体の上下部にそれぞれ圧力容器本体内を
密閉すると共に超臨界流体の給排出を行うための通路を
備えた着脱自在な密閉手段と、この密閉手段に対し外方
よりこれを保持する取外し自在なフレームと、前記圧力
容器本体の外周部と密閉手段にそれぞれ熱媒を供給して
圧力容器本体内部を均一加熱する手段とを具備すること
を特徴とする超臨界流体抽出装置の抽出槽。
（２）特許請求の範囲第１項記載の抽出槽において、密
閉手段は、圧力容器本体の上下開口部にそれぞれＯリン
グを介して密閉装着するシールキャリアと、これらシー
ルキャリアの外側面に接合するカバーとから構成してな
る超臨界流体抽出装置の抽出槽。
（３）特許請求の範囲第２項記載の抽出槽において、シ
ールキャリアとカバーとの間に熱媒を供給する熱媒路を
設けると共に、圧力容器本体の外周に熱媒用ジャケット
を設けてなる超臨界流体抽出装置の抽出槽。
（４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
載の抽出槽において、圧力容器本体内に抽出対象物を保
持すると共に超臨界流体との接触を行い超臨界流体と共
に抽出物の排出を行うバスケットを着脱自在に設けてな
る超臨界流体抽出装置の抽出槽。
（５）特許請求の範囲第１項記載の抽出槽において、フ
レームは、上下部を密閉手段で密閉され圧力容器本体の
外側を囲繞する複数の角枠構造体からなり、これら角枠
構造体をボルト・ナットにより一体的に締結固定してな
る超臨界流体抽出装置の抽出槽。