(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質を、超臨界流体または亜臨界流体を使用して酵素失活処理、殺菌処理、若しくは抽出処理の少なくとも一の処理を連続して処理する方法において、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機の吸入側に前記液状物質を注入して前記ＣＯ２ガスとともに圧縮させ、該圧縮工程で前記ＣＯ２ガスと前記液状物質とを直接接触させ臨界状態の高圧気液混合流体を形成させる圧縮工程と、
前記臨界状態にある高圧の気液混合流体より、高圧ＣＯ２ガスと、液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２とに分離する液−ガス分離工程と、
分離された前記液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２を急速に減圧して臨界解除による低圧低温ＣＯ２ガスの排出とともに、酵素失活処理、低温殺菌処理若しくは目的物質抽出の少なくとも一の処理を行なう減圧工程と、を有することを特徴とする液状物質の超臨界連続処理方法。
【請求項２】
液状物質の天然フレーバを超臨界または亜臨界流体を使用して抽出処理するフレーバの低温殺菌抽出方法において、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機の吸入側に天然フレーバを注入して、前記ＣＯ２ガスとともに圧縮させ、該圧縮工程で二酸化炭素と前記天然フレーバとを直接接触させて臨界状態の高圧気液混合流体を形成させ、該高圧気液混合流体より液−ガス分離工程を経て前記フレーバが溶かし込まれたＣＯ２を分離し、分離した前記フレーバが溶かし込まれたＣＯ２を急速減圧工程により臨界解除をして、低温殺菌処理とフレーバの抽出処理とを行なうことを特徴とする液状物質の超臨界連続処理方法。
【請求項３】
前記圧縮機に、被圧縮媒体の圧縮部と潤滑部とがそれぞれ独立分離した構成を持つ、無給油及び無接触ロータのスクリュー圧縮機を使用するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液状物質の超臨界連続処理方法。
【請求項４】
前記超臨界流体または亜臨界流体は、前記減圧工程において分離した低圧低温ＣＯ２ガスが圧縮機の吸入側に還流循環させる密閉還流方式により形成するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液状物質の超臨界連続処理方法。
【請求項５】
前記超臨界流体または亜臨界流体は、液−ガス分離工程で分離された高圧ＣＯ２ガスを、減圧弁を介して圧縮機吸入側に還流循環させる密閉還流方式により形成するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液状物質の超臨界連続処理方法。
【請求項６】
液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質の酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくは抽出処理の少なくとも一の処理に、超臨界流体または亜臨界流体を使用する液状物質の連続処理装置において、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機と、該圧縮機の吸入側に液状物質を注入する原料注入部と、前記圧縮機より吐出する高圧の超臨界気液混合流体より高圧ＣＯ２ガスと、液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２とに分離する液−ガス分離器と、該分離器より分離された、液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２を急速に減圧して臨界解除による低圧ＣＯ２ガスの排出と、酵素失活と低温殺菌と脱臭処理若しくは目的物質の抽出を行なう減圧分離器と、前記液−ガス分離器より分離する高圧ＣＯ２ガスを、減圧弁を介して圧縮機吸入側へ還流させる高圧還流路と、前記減圧分離器より分離された低圧低温ＣＯ２ガスを圧縮機吸入側へ還流させる低圧還流路と、より構成したことを特徴とする液状物質の超臨界連続処理装置。
【請求項７】
前記圧縮機は、被圧縮媒体の圧縮部と潤滑部とがそれぞれ独立分離した構成を持つ、無給油及び無接触ロータのスクリュー圧縮機より構成したことを特徴とする請求項６記載の液状物質の超臨界連続処理装置。
【請求項８】
液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質の酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくは抽出処理の少なくとも一の処理に、超臨界流体または亜臨界流体を使用するとともに、ＣＯ２冷凍サイクルの併用を可能とした冷凍サイクル併用の液状物質の連続処理システムにおいて、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機と、該圧縮機の吸入側に液状物質を注入する原料注入部と、前記圧縮機より吐出する高圧超臨界の気液混合流体より、高圧ＣＯ２ガスと、前記液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２とに分離する液−ガス分離器と、該分離された液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２を急速減圧して低圧低温ＣＯ２ガスの排出と、酵素失活、低温殺菌、脱臭処理、若しくは目的物質の抽出少なくとも一の処理を行なう減圧分離器と、該減圧分離器より分離された低圧低温ＣＯ２ガスを圧縮機吸入側へ還流させる低圧還流路と、より構成した液状物質の超臨界連続処理装置を形成するとともに、前記液−ガス分離器において、該液−ガス分離器から分離された高圧ＣＯ２ガスより熱回収をする、機能する第１熱交換器（凝縮器）と、熱回収凝縮されたＣＯ２液を膨張弁を経由して蒸発させて冷熱回収をする第２熱交換器（蒸発器）とよりなる別の還流路を付設し、前記圧縮機と液−ガス分離器と第１熱交換器（凝縮器）第２熱交換器（蒸発器）とで冷凍サイクルを形成する構成としたことを特徴とする冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システム。
【請求項９】
前記圧縮機は、被圧縮媒体の圧縮部と潤滑部とがそれぞれ独立分離した構成を持つ、無給油及び無接触ロータのスクリュー圧縮機より構成したことを特徴とする請求項８記載の冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質の酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくはフレーバを含む目的物質の抽出処理の少なくとも一の処理に、超臨界二酸化炭素流体または亜臨界二酸化炭素流体を使用する液状物質の超臨界連続処理方法とその装置及び冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品工業や医薬品・化学工業分野で欠かせない技術である有機・無機溶媒等を利用し、有用成分を取り出す溶媒抽出手段で、抽出溶媒に超臨界二酸化炭素流体が使用されている場合の抽出を超臨界二酸化炭素抽出と呼ばれ、前記抽出溶媒に二酸化炭素を使用されるのは下記理由が挙げられている。
ａ、ＣＯ２が香気成分（フレーバ）に対する選択性が高く、臨界温度が３１．１℃で、常温付近の低い温度での抽出が可能である。
ｂ、毒性の心配がなく、食品添加物としての使用制限がない。
ｃ、酸化防止作用、及び静菌作用がある。
ｄ、高純度の割りに安価である。
ｅ、液化状態と臨界状態では溶解度が極端に異なるため選択抽出ができる。
ｆ、不活性ガスであるため、引火性、化学反応性がなく、安全である。
ｇ、第三者を溶解させ、超臨界混合ガスにすると、選択性、溶解性が著しく上がる（エントレーナーという）。
【０００３】
前記理由により従来から、食品や医薬品などの液状物質よりのフレーバ抽出、油脂成分の抽出、酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理の少なくとも一の処理に超臨界二酸化炭素流体が使用されている。
例えば、従来の超臨界二酸化炭素抽出装置について、その一例を図３に示してあるが、図に見るようにＣＯ２貯留槽５０を出た液体ＣＯ２は冷却器５１を経て過冷却され、ついで高圧ポンプ５２に至り抽出圧力まで昇圧し次の加温器５３で抽出温度に調製されて抽出器５４に搬入する。そして、抽出器５４で液状物質と接触して、該液状物質のフレーバが溶かし込まれたＣＯ２は減圧弁５５を経由して減圧され、分離器５６に導入されて該ＣＯ２よりフレーバを分離析出する。一方分離器５６より排出されたＣＯ２ガスは液化器５７で冷却されてＣＯ２貯留槽５０へ還流する構成にしてある。
【０００４】
また、最近では特開平１１−２０７２７６号公報に超臨界脱脂装置に関する提案が開示されている。上記提案は、超臨界二酸化炭素流体を利用して、短時間で脱脂対象物を処理することを目的とするもので、概略の構成は図４に示すように、圧縮機６１と加熱器６２とにより二酸化炭素を超臨界流体として反応容器６３に送り込み、該反応容器６３に収納した脱脂対象物６６の油脂成分を撹拌機６９による超臨界流体の撹拌により脱脂するとともに、油脂成分が溶融している超臨界流体を油脂成分回収塔６４に送り減圧による臨界解除により油脂成分を回収するようにしてある。
なお、上記処理方法はバッチ式処理方式を採用している。
【０００５】
また、特許２０００−１３９４３３公報には、液状物質の連続処理方法、連続処理装置及びそれらにより処理された液状飲食物に関する提案が開示されている。
【０００６】
【０００７】
前記、特開平１１−２０７２７６号公報に記載の超臨界脱脂装置に関する提案においては、
ａ、連続式処理方式に関するものではない。
ｂ、超臨界二酸化炭素流体の形成は、圧縮機６１と加熱器６２とを介して行なっている。
ｃ、油脂成分の超臨界二酸化炭素流体への溶解は、反応容器６３に収納した脱脂対象物６６に対し圧送された超臨界流体の撹拌機６９を介しての撹拌により行つている。
【０００８】
また、前記特開２０００−１３９４３３公報記載の液状物質の連続処理方法、連続処理装置に関する提案においては、同公報図１及び要約の解決手段に示すように、溶解槽の底部の導入口から液状物質（液状原料）を導入する一方、フィルタを介して微小泡にした液体二酸化炭素を導入し、液状物質（液状原料）中に多くの液体二酸化炭素を溶け込ませる。液体取出口から取り出した液状物質（液状原料）を加温配管に導入し、所定の圧力、温度条件下で二酸化炭素を超臨界流体に変化させる。その後、該液体を圧力調節弁を介して減圧タンクへ導入し、超臨界状態を解除し、二酸化炭素を気化させて除去するもので、フィルタを介して微小泡にした液体二酸化炭素を、冷却器により冷却した後、該冷却した二酸化炭素を、ポンプを介して溶解槽へ圧送するラインと、液状物質（液状原料）をポンプを介して前記溶解槽へ予め導入する液体原料圧送ラインとからなり、言い換えれば液状物質圧入ラインと、微細化超臨界二酸化炭素流体圧入ラインとを並走させて溶解槽に投入する構成となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来より行なわれている超臨界二酸化炭素抽出は、図３に示すように液化二酸化炭素の冷却器５１による過冷却化、過冷却された液化二酸化炭素をポンプ５２により所定圧まで昇圧・圧送する。圧送中の二酸化炭素を臨界温度前後まで加温器５３により加温する。前記昇圧及び加温された超臨界二酸化炭素流体と対象物と直接接触溶解する抽出を抽出器５４で行い、ついで、臨界状態の二酸化炭素の臨界解除を減圧弁５５により行なった後、分離器５６で抽出物を二酸化炭素から分離する、という工程から構成されている。
ところが、前記特開平１１−２０７２７６号公報に記載の超臨界脱脂装置に関する提案及び、特開２０００−１３９４３３公報記載の液状物質の連続処理に関する提案においても、前記従来の抽出構成と殆ど同じ構成のもとに、先ず超臨界二酸化炭素流体を形成させ、形成された超臨界状態の二酸化炭素を抽出部で対象物質との接触により溶解抽出を行なっている。
【００１０】
則ち、従来法及び最近の提案においても、先ず液化二酸化炭素を加圧、加温して超臨界状態の二酸化炭素流体を形成させ、該臨界状態にある二酸化炭素流体に接触させて溶質の溶解を行ない、前記溶解効率を上げるために該溶解を前者提案では撹拌作用により行い、後者提案では液状物質（溶質）と微細化超臨界二酸化炭素流体（溶媒）の並走圧入により溶解槽に投入する構成となっており、前記溶質の溶媒への溶解過程が、該溶媒の加圧と加熱と溶解の三段階に分離して行なわれ、それぞれ所用の設備と管理、運転を必要としている。
また、前記三段階の操作とも、いずれも加圧下での操作を必要とし、設備、運転費等で問題がある。
なお、後者の特開２０００−１３９４３３公報記載の発明においては、超臨界二酸化炭素流体への溶質の溶解後に更に加熱を行い超臨界抽出を増進させる複雑な手段を講じている。
【００１１】
本発明は前記問題点に鑑みなされたもので、臨界温度が常温付近の低い温度で得られて、不活性で毒性がなく且つ不燃性の安全なガスである二酸化炭素を超臨界流体に使用し、対象物質である液状食品や液状薬品とともに圧縮加熱して超臨界状態を形成させて、酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくはフレーバ等の目的物質の抽出処理の少なくとも一の処理における選択処理を可能とする、液状物質の超臨界連続処理方法とその装置及び冷凍サイクル併用の超臨界連続処理システムの提供を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の液状物質の超臨界連続処理方法は、液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質を、超臨界流体または亜臨界流体を使用して酵素失活処理、殺菌処理、若しくは抽出処理の少なくとも一の処理を連続して処理する方法において、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機の吸入側に前記液状物質を注入して前記ＣＯ２ガスとともに圧縮させ、該圧縮工程で前記ＣＯ２ガスと前記液状物質とを直接接触させ臨界状態の高圧気液混合流体を形成させる圧縮工程と、
前記臨界状態にある高圧の気液混合流体より、高圧ＣＯ２ガスと、液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２とに分離する液−ガス分離工程と、
分離された前記液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２を急速に減圧して臨界解除による低圧低温ＣＯ２ガスの排出とともに、酵素失活処理、低温殺菌処理若しくは目的物質抽出の少なくとも一の処理を行なう減圧工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
前記請求項１記載の発明は、本発明の目的に沿った第１の発明について記載したもので、液状食品や液状薬品の殺菌処理、脱臭処理若しくはフレーバ等の抽出処理の少なくとも一の処理に、臨界温度が常温付近の低い温度で得られ、不活性で毒性がなく且つ不燃性の安全なガスである二酸化炭素を超臨界流体に使用し、ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機の吸入側に、対象物質である液状食品や液状薬品を低温ＣＯ２ガスとともに吸入させ、前記圧縮工程で直接接触のもとにＣＯ２が臨界状態になるまで圧縮加熱して溶解性の向上を図り、液状物質が均一に溶け込んだ超臨界状態の高圧混合流体を形成させて、圧縮機より吐出する構成とし、前記溶質の溶媒への溶解過程が溶媒の加圧と加熱と溶解の三段階の過程を１段階（圧縮工程）で処理をして均一溶解性を著しく上げるとともに、設備費の軽減と管理、運転の煩雑さを避ける構成にしてある。
【００１４】
ついで、液−ガス分離工程で、前記選択溶解性により形成された高圧混合流体より高圧ＣＯ２ガスと液状物質が溶け込んだ高圧ＣＯ２とに分離し、ついで、前記減圧工程で前記液状物質が溶け込んだ高圧ＣＯ２の臨界解除をして、酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくはフレーバ等の目的物質の抽出処理の少なくとも一の処理を可能としたものである。
【００１５】
また、本発明の液状物質の超臨界連続処理方法の別の発明は、液状物質の天然フレーバを超臨界または亜臨界流体を使用して抽出処理するフレーバの低温殺菌抽出方法において、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機の吸入側に天然フレーバを注入して、前記ＣＯ２ガスとともに圧縮させ、該圧縮工程で二酸化炭素と前記天然フレーバとを直接接触させて臨界状態の高圧気液混合流体を形成させ、該高圧気液混合流体より液−ガス分離工程を経て前記フレーバが溶かし込まれたＣＯ２を分離し、分離した前記フレーバが溶かし込まれたＣＯ２を急速減圧工程により臨界解除をして、低温殺菌処理とフレーバの抽出処理とを行なうことを特徴とする。
【００１６】
前記請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明と同じように超臨界二酸化炭素流体を使用し、フレーバ抽出を行なうようにした発明について記載したものである。
そして、前記請求項１記載の発明と同様に、対象物質である天然フレーバを圧縮機の吸入側に注入して低温ＣＯ２ガスとともに前記圧縮工程に吸入させ、直接接触のもとに所用の圧縮加熱して溶解性の向上を図り、フレーバが均一に溶け込んだ超臨界状態の高圧混合流体を形成させて、吐出する構成とし、ついで、液−ガス分離工程を経由して後段の減圧分離工程において目的物質であるフレーバの抽出をしている。
【００１７】
また請求項３記載の発明は、前記請求項１叉は請求項２記載の圧縮機に、被圧縮媒体の圧縮部と潤滑部とがそれぞれ独立分離した構成を持つ、無給油及び無接触ロータのスクリュー圧縮機を使用するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
前記請求項３記載の発明は、請求項１、２記載の発明に使用する圧縮機の構成について記載したもので、吸入側に目的物質である食品系ないし薬品系物質を注入して圧縮加熱する際に、潤滑油の前記目的物質への混入を防止するため、圧縮部と潤滑部とを分離独立構造とした、無給油の雄、雌ロータを軸端に設けたタイミングギヤで同期回転させ無接触構造としたスクリュー圧縮機を使用するようにしたものである。
【００１９】
また請求項４記載の発明は、前記請求項１叉は請求項２記載の超臨界流体または亜臨界流体は、前記減圧工程において分離した低圧低温ＣＯ２ガスが圧縮機の吸入側に還流循環させる密閉還流方式により形成するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
前記請求項４記載の発明は、請求項１、２記載の発明における超臨界二酸化炭素流体を形成する低圧低温ＣＯ２ガスの密閉還流システムについて記載したもので、減圧工程で分離した低圧低温ＣＯ２ガスを圧縮機の吸入側へ密閉還流方式で還流させて、圧縮機の吸入側に低圧低温ＣＯ２ガスを吸入させる構成にしてある。
【００２１】
また請求項５記載の発明は、請求項１叉は請求項２記載の超臨界流体または亜臨界流体は、液−ガス分離工程で分離された高圧ＣＯ２ガスを減圧弁を介して圧縮機吸入側に還流循環させる密閉還流方式により形成されるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
前記請求項５記載の発明は、請求項１、２記載の本発明の第１の発明における超臨界二酸化炭素流体を形成する低圧低温ＣＯ２ガスの密閉還流システムについて記載したもので、液−ガス分離工程で分離した高圧ＣＯ２ガスを減圧弁を介して低圧低温ＣＯ２ガスとして圧縮機の吸入側へ密閉還流方式で還流させ、圧縮機の吸入側には低圧低温ＣＯ２ガスが吸入される構成にしてある。
【００２３】
そして、本発明の第２の発明である液状物質の超臨界連続処理装置は、液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質の酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくは抽出処理の少なくとも一の処理に、超臨界流体または亜臨界流体を使用する液状物質の連続処理装置において、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機と、該圧縮機の吸入側に液状物質を注入する原料注入部と、前記圧縮機より吐出する高圧の超臨界気液混合流体より高圧ＣＯ２ガスと、液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２とに分離する液−ガス分離器と、該分離器より分離された、液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２を急速に減圧して臨界解除による低圧ＣＯ２ガスの排出と、酵素失活と低温殺菌と脱臭処理若しくは目的物質の抽出を行なう減圧分離器と、前記液−ガス分離器より分離する高圧ＣＯ２ガスを、減圧弁を介して圧縮機吸入側へ還流させる高圧還流路と、前記減圧分離器より分離された低圧低温ＣＯ２ガスを圧縮機吸入側へ還流させる低圧還流路と、より構成したことを特徴とする。
【００２４】
【００２５】
また、本発明の第３の発明である、冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システムは、
液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質の酵素失活処理、殺菌処理、脱臭処理若しくは抽出処理の少なくとも一の処理に、超臨界流体または亜臨界流体を使用するとともに、ＣＯ２冷凍サイクルの併用を可能とした冷凍サイクル併用の液状物質の連続処理システムにおいて、
ＣＯ２ガスを被圧縮媒体とする圧縮機と、該圧縮機の吸入側に液状物質を注入する原料注入部と、前記圧縮機より吐出する高圧超臨界の気液混合流体より、高圧ＣＯ２ガスと、前記液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２とに分離する液−ガス分離器と、該分離された液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２を急速減圧して低圧低温ＣＯ２ガスの排出と、酵素失活、低温殺菌、脱臭処理、若しくは目的物質の抽出少なくとも一の処理を行なう減圧分離器と、該減圧分離器より分離された低圧低温ＣＯ２ガスを圧縮機吸入側へ還流させる低圧還流路と、より構成した液状物質の超臨界連続処理装置を形成するとともに、前記液−ガス分離器において、該液−ガス分離器から分離された高圧ＣＯ２ガスより熱回収をする、機能する第１熱交換器（凝縮器）と、熱回収凝縮されたＣＯ２液を、膨張弁を経由して蒸発させて冷熱回収をする第２熱交換器（蒸発器）とよりなる別の還流路を付設し、前記圧縮機と液−ガス分離器と第１熱交換器（凝縮器）第２熱交換器（蒸発器）とで冷凍サイクルを形成する構成としたことを特徴とする。
【００２６】
前記第３の発明は、前記圧縮機の後段に設けた液−ガス分離器により分離した高圧ＣＯ２ガスの有効利用を図ったもので、前記高圧ＣＯ２ガスを凝縮器（第１熱交換器）→膨張弁→蒸発器（第２熱交換器）よりなる管流路を付設して、前記圧縮機と液−ガス分離器と前記付設した管流路で冷凍サイクルを形成する構成としたものである。
【００２７】
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第２の発明の液状物質の超臨界連続処理装置の概略の構成を示す系統図で、図２は本発明の第３の発明である冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システムの概略構成を示す系統図である。
【００２９】
図１に示すように、本発明の液状超臨界連続処理装置は、被圧縮媒体にＣＯ２ガスを使用するスクリュー圧縮機１１と、該圧縮機１１の圧縮工程１１ａの吸入側でポンプ１１ｂを介して注入する液状食品や液状薬品よりなる液状物質を貯留する原液タンク１２と、前記スクリュー圧縮機１１の吐出側より吐出する高圧の超臨界気液混合流体より、高圧ＣＯ２ガスと液状物質が溶かし込まれた高圧ＣＯ２液に分離する液−ガス分離器１３と、該分離器により分離された液状物質が溶かし込まれた臨界状態の前記高圧ＣＯ２液を、減圧弁１３ａを介して急速減圧により臨界解除させて低圧ＣＯ２ガスと抽出物質に分離する減圧分離器１４と、該分離器に付設したフィルタ１４ａと、高圧還流路１５と低圧還流路１６とより構成する。
【００３０】
前記スクリュー圧縮機１１には被圧縮媒体にＣＯ２ガスを使用し、潤滑部と圧縮部を分離独立する無給油式の無接触の雄、雌のロータを軸端に設けたタイミングギヤにより同期回転させる無接触のスクリュー式により構成し、
液状食品や液状薬品よりなる液状物質の圧縮過程での注入に対しても、潤滑油による汚染を皆無とする構成にしてある。
【００３１】
前記圧縮機１１に使用する被圧縮媒体には二酸化炭素が使用され、該二酸化炭素は前記したように臨界温度が３１．１℃で臨界圧力は７３．８気圧であるため、前記圧縮機の吐出側には容易に超臨界二酸化炭素流体を得ることができるとともに、
二酸化炭素の持つ特性により、
臨界温度が常温近くに得られるため、熱に不安定な天然物に対しても劣化の恐れがなく、毒性がないため食品添加物として使用でき、酸化防止作用による静菌作用をともなう選択抽出ができる利点がある。
【００３２】
また、前記したように、ＣＯ２ガスの圧縮過程に目的対象物質である液状物質を注入する構成にしたため、低温ＣＯ２ガスとの直接接触のもとに臨界状態の圧力までの圧縮加熱した場合、圧縮機１１の吐出側には均一溶解の高圧気液混合流体を得ることができる。
【００３３】
上記して得られた高圧気液混合流体は液−ガス分離器において、先ず高圧ＣＯ２ガスと前記液状物質とが多量に溶かし込まれた臨界状態の液状ＣＯ２に分離し、ついで、減圧弁１３ａを介して前記臨界状態にある液状ＣＯ２を急速減圧させるとともに、液状ＣＯ２の臨界解除を減圧分離器１４で行なうようにしてある。該臨界解除により液状ＣＯ２は抽出物と低圧ＣＯ２ガスとに分離する。
前記分離された低圧ＣＯ２ガスは前記低圧還流路１６を介してスクリュー圧縮機１１の吸入側に還流する構成にするとともに、前記液−ガス分離器１３で分離された高圧ＣＯ２ガスも高圧還流路１５及び減圧弁１５ａを介して、スクリュー圧縮機１１の吸入側に還流させ、前記高圧還流路１５は低圧管流路１６とともにＣＯ２ガスの密閉還流方式を形成させている。
【００３４】
なお、前記抽出物はフィルタ１４ａを経由して取り出す構成にしてあるが、目的対象物質が天然フレーバである時は高フレーバが製品とし抽出される。そして、取り出された製品は前記二酸化炭素の静菌性と臨界状態への移行により殺菌作用及び酵素失活処理も可能である。
【００３５】
図２は本発明の第３の発明である冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システムの概略構成を示す系統図である。
図に見るように、本発明の冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界処理システムは、スクリュー圧縮機１１と原液タンク１２と液−ガス分離器１３と減圧弁１３ａと減圧分離器１４とフィルタ１４ａと低圧還流路１６とよりなる、液状物質の超臨界連続処理装置１０に、冷凍サイクル用冷媒流路２０を付設し、該流路に凝縮器用熱交換器２１と膨張弁２２と蒸発器用熱交換器２３を配設する構成とし、前記液−ガス分離器より分離された高圧高温のＣＯ２ガスを冷凍サイクル用冷媒流路に導入し、凝縮器用熱交換器２１で前記高圧高温のＣＯ２ガスより凝縮熱を奪い液状ＣＯ２に変換させ、ついで膨張弁２２を経由して蒸発器用熱交換器２３で冷熱を発生するとともに低温ＣＯ２ガスに変換させ、スクリュー圧縮機１１の吸入側に吸入させ、液状物質の超臨界連続処理とともに冷凍サイクルを機能させる構成にしてある。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により、圧縮工程において、対象物質である液状食品若しくは液状薬品からなる液状物質を圧縮機の吸入側に注入して、低温ＣＯ２ガスとともに該液状物質を吸入させ、圧縮工程内での直接接触のもとに該混合流体が超臨界流体または亜臨界流体になるまで圧縮加熱して溶解性の向上を図り、液状物質が均一に溶け込んだ超臨界状態の高圧混合流体を形成させる構成としたため、高効率の抽出処理を行なうことができる。
また、溶質である液状物質の溶媒である二酸化炭素への溶解の過程が溶媒の加圧と加熱と溶解の三段階の過程を１段階で処理して設備費の軽減と管理運転の煩雑さを避けることができる。
また、液−ガス分離工程で分離された高圧ＣＯ２ガスを、凝縮器、膨張弁、蒸発器を具えた冷凍サイクル用冷媒流路を経由して超臨界処理用圧縮機に還流させる構成としたため、冷凍サイクル併用の超臨界連続処理を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第２の発明の液状物質の超臨界連続処理装置の概略の構成を示す系統図である。
【図２】  本発明の第３の発明である冷凍サイクル併用の液状物質の超臨界連続処理システムの概略構成を示す系統図である。
【図３】  従来の超臨界二酸化炭素流体によるフレーバ抽出の状況を示す模式図である。
【図４】  従来の超臨界二酸化炭素流体による超臨界脱脂装置の概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０    液状物質の超臨界連続処理装置
１１    スクリュー圧縮機
１２    原液タンク
１３    液−ガス分離器
１４    減圧分離器
１５    高圧還流路
１６    低圧還流路
２０    冷凍サイクル用冷媒流路
２１    凝縮器用熱交換器
２２    膨張弁
２３    蒸発器用熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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