1997 Fiscal Year Annual Research Report
超臨界圧力スイング吸着によるエッセンシャルオイルの高度分離精製
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08555194
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
後藤 元信 熊本大学, 工学部, 助教授 (80170471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大寺 規夫 ライオン株式会社, 食品研究所, 主任研究員
古江 雅彦 ライオン株式会社, 食品研究所, 研究員
広瀬 勉 熊本大学, 工学部, 教授 (40037841)
児玉 昭雄 熊本大学, 工学部, 助手 (30274690)
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| Keywords | 超臨界流体 / 二酸化炭素 / 圧力スイング吸着 / オレンジオイル / 脱テルペン / シミュレーション / シリカゲル / 濃縮率 |
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| Research Abstract |
天然の難分離多成分系混合物としてシトラスオイルのようなエッセンシャルオイルを取り上げ、高度分画を可能とする超臨界流体プロセスを吸着剤を利用し、圧力を操作パラメータとして実現することを目的とし、低圧(8MPa程度)で吸着し、高圧(20MPa程度)で脱着する圧力スイングによる周期的吸脱着プロセスを構築するための研究を行った。前年度からの装置を改良し、実験データを収集、解析し、最適な操作条件を探索すると共に、理論モデルによるシミュレーションにより本プロセスの性能を予測し、評価した。特に、含酸素化合物の濃縮率、回収率の向上を目標とした。
理論モデルでは昇圧及び減圧工程では吸着量分布が凍結されると仮定し、吸着速度式は線形推進力近似を用いた。一方、吸着平衡は多成分系Langmuir式で表し、吸着平衡定数は流体密度に依存するとした。これらの仮定の下に物質収支式をたて、偏微分方程式を修正Euler法で解いた。
脱着工程から得られた製品油中の含酸素化合物の平均濃縮率については、流量比の増加および原料濃度の減少に伴い濃縮率も増加し、昨年度の結果と比較してもはるかに高い35.3にまで達した。脱着工程で得られた含酸素化合物の回収率についても同様に流量比の増加に伴い回収率も増加し、逆に流量比が小さくても原料濃度が小さいと実験値は計算値を大きく上回っていることがわかった。
各実験条件における理論モデルを用いたシミュレーションの結果から、吸着量の塔内分布を推測し、最適な操作条件を探索する際の指標とすることができた。特に、本年度の解析においてはエッセンシャルオイル中の各成分についての挙動を検討すると同時に、テルペン類と含酸素化合物(アロマ)に分けて、擬2成分系として扱った。
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[Publications] Masaki Sato, Motonobu Goto, Nobutaka Kunishima, Akio Kodama, Tsutomu Hirose: "Pressure swing adsoprtion process in supercritical carbon dioxide for the fractionation of citrus oil" Proc. 4th Int. Symp. on Supercrit. Fluids. B. 629-632 (1997)
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[Publications] Masaki Sato, Motonobu Goto, Akio Kodama, Tsutomu Hirose: "Fractionation of citrus peel oil by supercritical pressure swing adsorption" Proc. 4th Italian Conf. on Supercrit. Fluids and their Appl.Capri. 39-46 (1997)
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[Publications] Motonobu Goto, Masaki Sato, Akio Kodama: "Application of supercritical fluid technology to citrus oil processing" Physica B. 239. 167-170 (1997)
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[Publications] Masaki Sato, Motonobu Goto, Akio Kodama, Tsutomu Hirose: "Extraction and adsorption Processes for the franctionation of citrus oil with supercritical carbon dioxide" 熊本大学工学部紀要. 42. 1-35 (1997)
