2021 Fiscal Year Annual Research Report
Effective Separation of phytochemical compounds by pasting and continuous supercritical extraction of natural resources
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19H02492
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
猪股 宏 東北大学, 工学研究科, 教授 (10168479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 善之 東北工業大学, 工学部, 教授 (50243598)
大田 昌樹 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (50455804)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 気液平衡比 / 水熱ペースト装置 / 連続向流接触精留 / 超臨界抽出分離 / 分離シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超臨界抽出における天然物に関する煩雑な前処理工程の削減と原料の高濃度化を目的として，天然物原料を水熱ペースト化しそのFeed利用について検討範囲の拡大のため，市販装置を改良し～150℃・～4MPaまでの処理が可能な水熱カッターを自作した．本装置により加水比を同じとしても最終ペーストでの微粒子サイズなど性状が調整できることが判明した．
また，赤紫蘇ペーストを含んだEthanol水溶液のscCO2を用いた連続抽出分離システムを開発し，基礎データとして溶質および溶媒の気液平衡物性を測定した．その際の変動操作条件としては，温度，圧力，フィード組成，サンプル濃度としたが，サンプル濃度を除いた条件は前年度までに安定操作可能と判断された条件範囲とした．重要な要素としてのペースト濃度については，１wt％の低濃度から30wt％の高濃度までの依存性を確認した．この範囲では連続精留操作が可能であったが，20wt％以上になると抽出分離塔内から流出する液相側の圧力制御弁の作動が不安定となったことから，以降の連続精留操作における各種条件依存性では10，15wt％のサンプルを対象とした実験を行い，含有成分毎での収率と選択性データを蓄積した．
さらに獲得した物性を用いた気液平衡比相関モデルの構築を，これまでに当グループが提唱してきた溶解度パラメータとFeed組成，溶質成分の分配の鍵となるエタノールの活量係数を考慮した相関モデルを提案，種々の条件データがARD～30％で相関・予測できることを実証した。
最後に、その相関モデルを組み込んだ抽出シミュレーションを開発し，実験データへの適用性さらには未実施条件についての分離性能のシミュレーションから効率的な条件の作成が可能であることを示した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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