JPH03250001A - アルキル多糖類からの高級アルコール連続除去プロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は超臨界ガス抽出法によりアルキル多糖類を連続
的に精製するプロセスに関するものである。

例えば界面活性剤工業において生成するアルキル多糖類
と高級アルコールの混合物からなる高粘性体からの高級
アルコールの除去、高分子工業におけるポリマーからの
溶剤の除去などのように、多成分系高粘性物質から特定
成分を連続的に除去する精製法の開発は、各種プロセス
工業に共通した重要な技術的課題である。

［従来の技術］ アルキル多糖類と高級アルコールの混合物からの高級ア
ルコールの除去方法としては、一般的に分子蒸溜と脱色
処理を組み合せる方法が用いられる０分子蒸溜による高
級アルコール除去は１２０〜２００℃で行われるため熱
的に不安定な多糖類はこのような条件下でしばしば変質
し着色する。

この着色成分を多糖類（製品）から除去するため漂白剤
処理や吸着処理を組み合せている。

しかし分子蒸溜では、高級アルコールを蒸発させる過程
で母液が高粘性化し、さらに未精製混合物の非常に高粘
性な成分は蒸発器内で流動しなくなるためその適用は制
限される。

代替法の一つとして、抽出溶剤に有機溶剤或は二酸化炭
素のような超臨界ガスを用いる抽出法も考えられる。

有機溶剤を用いる方法では高級アルコールだけを選択的
に抽出することは困難である０例えば抽出溶剤にヘプタ
ンを用いた場合アルキル多糖類の重要な成分も抽出して
しまうので有効な方法とは言えない。加えてこれらの方
法においては、被処理物質が高粘性であるため操作は回
分式とすることを余儀な（されている。

一方、超臨界ガスを用いる方法がアルキル多糖類と高級
アルコールの分離に有効であることは、既に本発明者ら
によって特許出願されている（特願昭６３−２５６３９
８）　、この方法によれば、アルキル多糖類中のフリー
の高級アルコールを２％より少ない量にまで除去可能で
あるが、エントレーナーとして水を使用する場合を除い
ては抽残物が固体となり操作は回分式とならざるを得な
い。

［発明が解決しようとする課題］ このため連続処理を行う場合には水を添加して抽残物の
流動化をはかることが考えられるが、水のみの添加では
高級アルコールの抽出率が低下するうえ、水を含んだア
ルキル多糖類混合物は高級アルコールと共存するとき抽
出塔内で乳化状態となって高粘性化し、しばしば抽出塔
を閉塞させて抽残物を抽出塔から連続的に抜き出すこと
を困難に至らしめるため効果的な方法とは言えず、抽出
効率の改善ならびに抽残物流動化方法の工夫が望まれて
いた。

口８発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、アルキル多糖類と高級アルコールの混合物か
ら高級アルコールを連続的に効率よ（抽出除去し、アル
キル多糖類を流動性のある水溶液として回収するプロセ
スを提供することを目的とする。

本発明に関わるアルキル多糖類からの高級アルコールの
連続除去プロセスは、アルキル多糖類と高級アルコール
の混合物に有機溶剤水溶液な減粘剤として加えてそれら
混合物の均一液相を形成させると共に粘度を低下させ、
これを調整原料として超臨界ガス抽出塔内に供給し、一
方超臨界ガスを該抽出塔に導入して両者を接触させ、抽
出塔上部から減粘剤中の有機溶剤成分と高級アルコール
を含む超臨界ガスよりなる抽出液、抽出塔下部からアル
キル多糖類、減粘剤中の水成分及び残留超臨界ガスを含
む抽残液を排出させ、該抽残液を気液分離器に導きアル
キル多糖類水溶液を超臨界ガスから分離し、ここで分離
された超臨界ガスを循環再使用し、一方前記抽出液を別
の気液分離器で減粘剤成分と高級アルコールの混合物を
超臨界ガスから分離し、該超臨界ガスを循環再使用し、
減粘剤成分と高級アルコールの混合物を減粘剤回収塔へ
導き高級アルコールを回収すると共に減粘剤成分を回収
して再使用することを特徴とする。

具体的な実施態様を第１図により説明すると、原料調製
槽１にアルキル多糖類と高級アルコールの混合物からな
る原料１１と減粘剤として有機溶剤１２及び水１３より
なる有機溶剤水溶液を導入し混合して均一液相を形成さ
せると共に粘度を低下させた調整原料１４を超臨界ガス
抽出塔２内に供給し、一方超臨界ガス１５を抽出塔２内
に導入して両者を接触させ、抽出塔上部から減粘剤中の
有機溶剤成分と高級アルコールを含む超臨界ガスよりな
る抽出液１６、抽出塔下部からアルキル多糖類、減粘剤
中の水成分及び残留超臨界ガスを含む抽残液１７を排出
する。該抽残液を気液分離器３に導き、アルキル多糖類
水溶液１８を超臨界ガスから分離し、ここで分離された
超臨界ガス１９をを回収し、一方前記抽出液１６を別の
気液分離器４で減粘剤成分と高級アルコールの混合物２
０を超臨界ガス２１から分離し、該超臨界ガス２１を回
収し、減粘剤成分と高級アルコールの混合物２０を減粘
剤回収塔５へ導き高級アルコール２１を回収するととも
に減粘剤成分２２を回収して再利用する０回収された超
臨界ガス１９および２１は圧縮１１１６．超臨界ガス貯
槽７を経て循環再使用する。

超臨界ガスを抽出溶剤として多成分系の高粘性原料から
特定成分を連続抽出する精製法の実用化には、高粘性原
料の減粘化、抽出方式、抽出器、抽出条件、高粘性物質
の抜き出し条件の選定などの基礎的知見が必要不可欠で
ある。以下、これらに関して詳細に説明する。

ａ）高粘性原料への有機溶剤水溶液よりなる減粘剤の添
加は、原料の減粘化により高級アルコールの抽出速度を
向上させると共に、抽出に伴い高粘性化するアルキル多
糖類混合物を抽出塔内に蓄積させることなく、閉塞を回
避しつつアルキル多糖類水溶液を抽残物として抽出塔か
ら連続的に抜き出すのに効果的である。

原料の調整では抽出速度を向上させ、抽残液を抽出塔か
ら連続的に抜き出せるように単に粘度を低下させるだけ
でなく、調整後の液が２液相を形成しないようにするこ
とが重要である。調整原料が２液相を形成すると、未溶
解のアルキル多糖類成分が抽出塔内に蓄積し閉塞の原因
となるので、高粘性原料に減粘剤を加え均一相を形成さ
せつつ粘度を低下させ、粘度２００ｃｐ以下、好ましく
は５０ｃｐ以下としたものを調整原料とする。

アルキル多糖類と高級アルコールの混合物である高粘性
物質を超臨界状態の二酸化炭素を溶剤として抽出する場
合には、減粘剤としてはメタノール、エタノール、イソ
プロパツールのごとき低級アルコールやアセトン、メチ
ルエチルケトンのごとき水溶性ケトン類の水溶液が挙げ
られるが、なかでもエタノールの水溶液が特に好適であ
る。

減粘剤としてエタノール水溶液を用いた場合、エタノー
ルは超臨界状態の二酸化炭素側に移行するが、水は抽残
物であるアルキル多糖類側に移行してアルキル多糖類は
水溶液となるので取り扱い操作が容易になる。

調整原料のエタノール濃度としては５〜７０重量％、好
ましくは１０〜５０重量％が良く、この範囲を離れると
調製原料は２相に分離する。また調整原料の水の濃度は
抽残物となるアルキル多糖類に対し約０．２〜約２０倍
、好ましくは約０゜５〜約５倍の濃度とするのが良く、
これ以下では抽残物の流動化が困難と成り、これ以上で
は減粘剤の使用量が多くなり装置が大きくなる。

ｂ）低粘度化した調整原料は超臨界ガス抽出処理を行い
、抽出塔上部から減粘剤中の有機溶剤成分と高級アルコ
ールを含む超臨界ガスよりなる抽出液、抽出塔下部から
アルキル多糖類、減粘剤中の水成分及び残留超臨界ガス
を含む抽残液を排出する。

抽出塔の抽出部の高さは、上記のような抽出機構が完全
に働くに十分な高さが必要であることは言うまでもな（
、噴流の噴出速度をも考慮して実験的に定めれば良い。

超臨界ガスは抽出塔上部から排出し、高粘性抽残液は塔
底に蓄積するので連続的に、或は間欠的に塔底より排出
する。

以上の工程以降の後処理工程について説明すると、 Ｃ）アルキル多糖類、減粘剤中の水成分及び残留超臨界
ガスを含む抽残液は気液分離塔へ導き、減圧下でアルキ
ル多糖類水溶液を超臨界ガスから分離する。超臨界ガス
は循環再使用する。

ｄ）抽出塔上部から排出された減粘剤中の有機溶剤成分
と高級アルコールを含む超臨界ガスよりなる抽出液は別
の気液分離器で減粘剤成分と高級アルコールの混合物を
超臨界ガスから分離する。超臨界ガスは循環再使用する
。

ｅ）上記の工程で分離された減粘剤成分と高級アルコー
ルの混合物を減粘剤回収塔に送り、高級アルコールを塔
底から排出する。減粘剤成分は回収し循環再使用する。

アルキル多糖類からの高級アルコール連続除去において
、超臨界ガスとして二酸化炭素、減粘剤としてエタノー
ル水溶液を使用する場合の抽出条件について更に具体的
に説明すると、温度３１〜８０℃、好ましくは３１〜５
０℃、圧力８０〜４００Ｋｇ／ｃｍ’Ｇ、好ましくは１
００〜３００Ｋｇ／ｃｍ２　Ｇで行うのが良い。

以下本発明に到達するに至った経過を参考例及び実施例
により説明する。

［参考例１］ ブチルグルコシドと高級アルコール（ドデカノールとト
リデカノールの混合物）に少量の硫酸触媒を加え、真空
下、１２０℃の温度で２時間アルコール交換反応を行い
、アルキル多糖類５０重量％及び高級アルコール５０重
量％からなる混合流体原料を得た。

該混合流体原料からの高級アルコール除去に関する半回
分抽出試験を行い減粘剤について検討した。

内容積が１５ｍρの高圧平衡セルに原料を仕込み、超臨
界状態の二酸化炭素を供給し、４０℃、２５０Ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇに保って、二酸化炭素を１ｒｎＪ２／ｍｉｎで平
衡セルの底部に導入し、上部から高級アルコールを抽出
した超臨界ガス相を排出した。

減粘剤を使用せず、二酸化炭素な仕込原料の重量に対し
て１２５〜２５０倍使用したとき抽残物中の高級アルコ
ール濃度は１〜３重量％となったが、抽残物は固体とな
った。

抽残物が固体となると連続抽出は難しい。そこで原料に
減粘剤としてエタノール、水または５０重量％エタノー
ル水溶液を添加し、抽残物を流動化して連続的に取り出
す方法を検討した。

二酸化炭素／仕込原料比が１２５で、減粘剤としてエタ
ノールを用いた場合の抽残物は固体で、抽残物中の高級
アルコール濃度は３重量％（減粘剤フリーとして）であ
った。

減粘剤として水を用いた場合の抽残物中の高級アルコー
ル濃度は２６重量％（減粘剤フリーとして）で、減粘剤
として５０重量％エタノール水溶液を用いた場合のそれ
は１１重量％であった。水を含む減粘剤を添加した場合
、高級アルコールの抽出率は低下するが、抽残物は液状
であった。また水は抽残物側に、エタノールは超臨界ガ
ス側に移ることが認められた。

以上の結果を第１表にまとめて示す。

第１表 超臨界ガスを抽出溶剤としてアルキル多糖類と高級アル
コールの混合物からの高級アルコールの除去を工業的に
実施するためには、連続法で且つ減粘剤を添加した状態
で抽残物中の被抽出物（高級アルコール）濃度を低下さ
せ、また超臨界ガス（二酸化炭素）／仕込原料比を低下
させることが課題である。

実施例１で連続向流抽出法、実施例２で連続並流抽出法
による試験を行った。

［実施例１］ 参考例１で用いたアルキル多糖類５０重量％および高級
アルコール５０重量％の混合流体に５０重量％エタノー
ル水溶液を重量比で２：ｌに混合したものを分散相、超
臨界二酸化炭素を連続相として向流抽出を行った。

使用した抽出塔は、抽出部内径２５ｍｍ、高さ２９７０
ｍｍで、単一ノズルを上部に装備している。温度４２℃
、圧力２５０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇで、調整原料供給量を１９
０　ｇ　ｒ　／　ｈ、超臨界二酸化炭素／調整原料比９
．５ｗｔ／ｗｔに設定し、定常状態に達した後測定した
結果、抽残液は抽出塔底部より連続的に或は間欠的に抜
き出すことができた。抽残液中の高級アルコール濃度は
１４〜１７％［エタノール、水フリー重量％］であった
。

［実施例２］ 実施例１で用いた調整原料と超臨界二酸化炭素を並流混
合し、前記抽出塔の塔頂に設置した単一ノズル（内径０
．５ｍｍ）に供給して塔内に噴出させ、抽出並びにガス
−液分離を行わせた。

温度４２℃、圧力２５０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇで定常状態に達
した後の測定結果を第２表に示す。

抽残液は連続的に、或は間欠的に抜き出すことができた
。

第２表 ［実施例３］ 実施例１の調整原料と超臨界二酸化炭素を１＝３．５の
割合で並流混合させ、前記抽出塔の塔頂に設置した単一
ノズル（内径０．５ｍｍ）に供給して塔内に噴出させた
。さらに抽出部下部から調整原料の２倍量の超臨界二酸
化炭素を同時に供給した。

温度４２℃、圧力２５０Ｋｇ／ｃｍ２Ｇで定常状態に達
した後の測定結果を第３表に示す。

抽残液は連続的に、或は間欠的に抜き出すことができた
。

第３表 以上の実施例から明らかなように、適正な抽出方法を選
ぶことにより低い超臨界ガス／仕込原料比で効率的にア
ルキル多糖類から高級アルコールを連続的に除去できる
。

ハ１発明の効果 （１１アルキル多糖類と高級アルコールの混合物のごと
き多成分系高粘性原料から高級アルコールのごとき特定
成分を連続的に抽出できる。

（２）減粘剤を常に抽出塔に供給するため塔内流体の粘
度を下げ閉塞を防止できる。

（３）アルキル多糖類のような熱的に不安定な成分の変
質及び着色を防止できる。

（４）任意の抽出方式を選択できる。

（５）原料に減粘剤を加えるので液体の分散合一が容易
になり、抽出率向上に寄与する。

（６）抽出塔は撹拌機を特に必要とはせず、保守が容易
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な実施態様を説明するための図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　超臨界ガスを抽出溶剤としてアルキル多糖類と高級
   アルコールの混合物から高級アルコールを連続的に抽出
   除去しアルキル多糖類を精製するにあたり、アルキル多
   糖類と高級アルコールの混合物に有機溶剤水溶液を減粘
   剤として加えてそれら混合物の均一液相を形成させると
   共に粘度を低下させ、これを調整原料として超臨界ガス
   抽出塔内に供給し、一方超臨界ガスを該抽出塔に導入し
   て両者を接触させ、抽出塔上部から減粘剤中の有機溶剤
   成分と高級アルコールを含む超臨界ガスよりなる抽出液
   、抽出塔下部からアルキル多糖類、減粘剤中の水成分及
   び残留超臨界ガスを含む抽残液を排出させ、該抽残液を
   気液分離器に導きアルキル多糖類水溶液を超臨界ガスか
   ら分離し、ここで分離された超臨界ガスを循環再使用し
   、一方前記抽出液を別の気液分離器で減粘剤成分と高級
   アルコールの混合物を超臨界ガスから分離し、該超臨界
   ガスを循環再使用し、減粘剤成分と高級アルコールの混
   合物を減粘剤回収塔へ導き高級アルコールを回収すると
   共に減粘剤成分を回収して再使用することを特徴とする
   アルキル多糖類からの高級アルコール連続除去プロセス
   。 ２　超臨界ガスが二酸化炭素、有機溶剤水溶液がエタノ
   ール水溶液であり、調整原料中のエタノール濃度を５〜
   ７０重量％とする請求項第１項記載のアルキル多糖類か
   らの高級アルコール連続除去プロセス。