臨界点近傍のCO2を用いた新しい高圧抽出によるバイオ物質の分離

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04F04423
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 長浜 邦雄 東京都立大学, 工学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): FREITAG Joerg 東京都立大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: ドイツ / 臨界点 / 高圧 / 抽出 / 1-プロパノール+水系 / CO2 / バイオ物質 / 分離

Research Abstract

本研究の目的は、1-プロパノール+水系に高圧CO2を加えて新たな液液分離系を形成させ、それを利用してバイオ物質の分離を行う新たなプロセスを提案することである。本年度は、以下の2点について研究した。
(1)状態方程式を用いた高圧における1-プロパノール+水+CO2系の相平衡の計算:ペンロビンソン(PR)状態方程式による計算プログラムをエクセルを用いて作成した。そして、それを用いて、1-プロパノール+水系+CO2系を中心に気液平衡あるいは気液液平衡の計算を行い、文献の実験データと比較した。この計算には、各2成分系の相互作用パラメータあるいは用いる混合則が計算に非常に大きな影響を与えることがわかった。
(2)1-プロパノール+水+CO2系の抽出実験:1-プロパノール+水+CO2系は313Kおよび343Kの間で、圧力が9.8MPaから17MPaの範囲において、圧力の増加とともに気(G)-軽液(L1)2相およびG-L1-重液(L2)の3相領域が存在する。そこで、本年度はそのような相変化を実際に作り出すため、高圧抽出塔をセットアップし、塔頂から水溶液を流し、塔底からはCO2を流入させた実験を行った。抽出塔は現有の約1mの充填高さを持つ充填塔で、スルザーEXが充填されている。予備実験を行い、装置の漏れ試験および各機器の健全性のチェックを行った。また、塔頂および塔底から得られた液体混合物の組成を購入したガスクロマトグラフで分析し、性能のチェックを実施した。