Effective Separation of phytochemical compounds by pasting and continuous supercritical extraction of natural resources

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02492
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Inomata Hiroshi 東北大学, 工学研究科, 教授 (10168479)
• 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) ; 渡邉 賢 東北大学, 工学研究科, 教授 (40312607)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 超臨界流体 / 天然物分離 / 水熱処理 / 向流接触 / 相分離 / CO2 / ペースト化 / 精留シミュレーション

Outline of Final Research Achievements

We developed a hydrothermal cutter which can prepare any paste from Perilla leaves and stems by tuning the operation condition such as water/sample ratio and temperature. The obtained paste contains the particles whose size is under 1.0 micro meter. This paste was used for prepare the concentrated solution which could be continuously separated/fractionated into flavor compounds and resin ones by using supercritical counter current extraction tower in which the system was rectified by vapor-liquid phase separation induced by tuning temperature/pressure/feed ratio conditions. The simulation method was also proposed based on the Vapor-liquid equilibrium ratio(K-value) information.

Free Research Field

化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

安全安心な抽出分離法として超臨界CO2抽出が浸透してきているが、乾燥→固体試料充填→回分抽出という手順が一般的であり、結果として生産コストが増大することで高付加価値成分以外は実用的でないのが現状である。これに対して、本研究は、回分から連続操作，固体から擬似液体への転換を適用、食材中の水分を利用してペースト化前処理し、超臨界CO2との連続向流接触により抽出塔内で気液相分離状態での成分間の分配比により精留効果を発現させ、目的成分を濃縮分画する新しい超臨界CO2高度分離システムを開発したもので、今後の超臨界抽出技術の食品分野さらには食品ロスから環境分野への拡大が期待できる。