JPH0910502A

JPH0910502A - 天然固体原料からの目的成分の抽出方法

Info

Publication number: JPH0910502A
Application number: JP7166419A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kitao; 智北尾; Yoshito Shibuya; 義人澁谷; Hiroko Asahi; 宏子朝飛; Hiromi Uematsu; 宏海植松
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】天然固体原料から目的成分を高濃度で抽出し、
抽出物中への非目的成分の混入を防止する天然固体原料
からの目的成分の抽出方法を提供する。【構成】経路Ａ−Ｂ−Ｃのサイクルで、たばこ原料中の
ニコチンを含む水溶性成分が抽出され吸収水１８に溶解
する。吸収水１８を吸収器１７の下部出口側から経路Ｅ
を経て第１分離器３３に導入する。第１分離器３３で水
溶性成分を含有する吸収水１８は二酸化炭素と接触す
る。この二酸化炭素は第１分離器３３の内部で上述のよ
うに温度勾配が付与されているため、ニコチンおよびニ
コチン以外の非目的成分が精留作用を受ける。これによ
り、ニコチンと非目的成分との二酸化炭素に対する溶解
度の温度による違いによって、ニコチンのみが二酸化炭
素に溶解する。この結果、ニコチンを高濃度に含有する
二酸化炭素と非目的成分を含有する吸収水に分離され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、たばこ、コ−
ヒ−、紅茶、緑茶等の天然固体原料から、ニコチン、カ
フェイン等の目的成分を抽出する天然固体原料からの目
的成分の抽出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たばこ、コ−ヒ−、紅茶、緑茶等
の天然固体原料からニコチン、カフェイン等の目的成分
を抽出する方法として、例えば、超臨界状態の二酸化炭
素のような高圧流体を天然固体原料に接触させて目的成
分を溶解させて抽出する方法が知られている。

【０００３】このような高圧流体を用いた抽出方法にお
いて、目的成分を含む高圧流体から目的成分を分離し、
回収する方法としては、例えば、圧力変化分離法が知ら
れている。この圧力変化分離法では、高圧流体として、
例えば、二酸化炭素を熱交換器で例えば７０℃の所定温
度とした後に、供給ポンプを用いて、天然固体原料を収
容した抽出器に導入する。ここで、この抽出器の内部
は、所定の圧力、例えば２５０ｋｇ／ｃｍ² に維持され
ている。このような圧力および温度条件では、天然固体
原料に含有される目的成分が二酸化炭素に溶解して抽出
される。この後、抽出された目的成分を含む二酸化炭素
を、分離器に導入する。この分離器の内部は抽出器の圧
力よりも低い、例えば５０ｋｇ／ｃｍ² に設定されてい
るので、溶解力の差によって二酸化炭素に溶解した目的
成分が分離される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
圧力変化分離法では、必要な目的成分以外の高圧流体に
可溶な成分（以下、非目的成分）も高圧流体中に抽出さ
れ、分離器において系外に除去されてしまう。例えば、
高圧流体として二酸化炭素を用いてたばこ中のニコチン
を抽出する場合、ニコチン以外のたばこの成分、特にた
ばこの香りや味を構成する油脂分（ワックス）も同時に
二酸化炭素に溶解して抽出されて、分離器で分離されて
しまう。この結果、たばこの香喫味が激しく劣化し、品
質が著しく低下してしまう。この場合、目的成分が天然
固体原料から除去すべき不要な成分であり、非目的成分
が目的成分と共に抽出されることは、天然固体原料から
有用成分が除去されることになる。

【０００５】また、紅茶、緑茶またはコーヒーからカフ
ェインを抽出する場合もカフェイン以外の成分、特に精
油成分等の芳香成分も同時に抽出され、分離器で分離除
去されてしまう。この結果、香味が著しく減少し、品質
が低下する。

【０００６】一方、目的成分が有用であり、抽出物に非
目的成分が混入することは目的成分の品質を低下させる
原因となる。例えば、品質の劣るたばこから、香りや味
を構成する成分を抽出し、香料として利用する場合、ニ
コチンが抽出物として混入することは、香料としての使
用範囲を狭めることになる。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、天然固体原料から目的成分を高濃度で抽出し、
抽出物中への非目的成分の混入を略完全に防止する天然
固体原料からの目的成分の抽出方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１高圧流体
を天然固体原料を収容した抽出器に導入して前記天然固
体原料に接触させて前記天然固体原料に含有される複数
の異なる種類の成分を前記第１高圧流体に抽出し、次い
で、前記第１高圧流体を吸収剤を収容する吸収器に導入
して前記吸収剤に接触させて前記複数の異なる種類の成
分のうち吸収剤可溶成分を前記吸収剤に吸収させた後、
前記第１高圧流体を前記抽出器に戻す第１循環工程、前
記吸収剤可溶成分を含有する吸収剤を第１分離器に導入
し、所定の温度範囲にわたる温度勾配が付与された第２
高圧流体に接触させ、前記吸収剤可溶成分のうち目的成
分を前記第２高圧流体に溶解させた後、前記吸収剤を前
記吸収器に戻す第２循環工程、および、前記目的成分を
含有する前記第２高圧流体を第２分離器に導入して前記
第２高圧流体から目的成分を分離した後、前記第２高圧
流体を前記第１分離器に戻す第３循環工程を具備するこ
とを特徴とする天然固体原料からの目的成分の抽出方法
を提供する。。

【０００９】

【作用】本発明の天然固体原料からの目的成分の抽出方
法によれば、まず、第１循環工程において、抽出器に収
容された天然固体原料は第１高圧流体との接触によっ
て、天然固体原料に含有される複数の異なる種類の成分
が溶解され抽出される。これらの成分は、目的成分およ
び目的成分以外の第１高圧流体に溶解し得る非目的成分
を含んでいる。次に、これらの複数の異なる種類の成分
を含む第１高圧流体は、吸収器に収容された所定量の吸
収剤との接触により前記異なる種類の成分のうち目的成
分を含む吸収剤に可溶な成分（以下、吸収剤可溶成分と
いう）が吸収剤に溶解し吸収される。第１高圧流体は前
記異なる種類の成分の一部、すなわち、吸収剤に不溶な
成分（以下、吸収剤不溶成分という）を保持しながら吸
収器から排出される。

【００１０】この吸収剤不溶成分のみを保持した第１高
圧流体は、再び抽出器に導入され、抽出溶剤として作用
する。従って第１高圧流体は、抽出器と吸収器間に構成
された閉サイクル中を循環する。これにより、第１高圧
流体中の吸収剤不溶成分濃度は上昇し、やがて天然固体
原料中の吸収剤不溶成分の第１高圧流体への溶解と第１
高圧流体中の吸収剤不溶成分の天然固体原料への再吸着
は平衡状態となり、見かけ上天然固体原料中の吸収剤不
溶成分の第１高圧流体への溶解は起こらなくなる。従っ
て、天然固体原料中の吸収剤不溶成分の抽出を最小限に
抑えることが可能となる。

【００１１】一方、天然固体原料中の目的成分および非
目的成分を含む吸収剤可溶成分は、閉サイクル中を循環
する第１高圧流体によって抽出され、吸収器内に収容さ
れた所定量の吸収剤によって吸収される。これにより、
吸収剤中の水溶性成分濃度は上昇し、やがて吸収剤−第
１高圧流体間の吸収剤可溶成分の濃度は平衡状態に達
し、見かけ上第１高圧流体中の吸収剤可溶成分の吸収剤
への吸収は起こらなくなる。そしてさらに、天然固体原
料−第１高圧流体間の吸収剤可溶成分の移動もやがて平
衡状態に達し、見かけ上天然固体原料中の吸収剤可溶成
分の高圧流体への溶解は起こらなくなる。

【００１２】ここで、吸収剤に吸収された吸収剤可溶成
分の中には目的成分および目的成分以外の吸収剤に可溶
な非目的成分が含まれる。従って、このまま吸収剤を系
外に取り出した場合、吸収剤に溶解した非目的成分が系
外に除かれてしまう。そこで、第２循環工程では、この
ような吸収剤可溶成分を含有する吸収剤を、第１分離器
内で所定の温度範囲にわたる温度勾配が付与された第２
高圧流体に接触させる。第１分離器の内部では、目的成
分および非目的成分が精留作用を受ける。これにより、
目的成分と、非目的成分の第２高圧流体に対する溶解度
の温度依存性を利用して目的成分のみを第２高圧流体に
溶解させる。目的成分が分離された後の吸収剤可溶成
分、すなわち非目的成分を含む吸収剤は吸収器に戻して
循環させる。これにより、非目的成分が抽出物中に混入
し、系外に除去されるのが略完全に防止される。従っ
て、目的成分が有用である場合には、目的成分の品質の
低下が防止される。一方、非目的成分が有用である場合
には、天然固体原料中の非目的成分の減少を抑制し、天
然固体原料の品質低下を防止する。

【００１３】また、第２循環工程では、吸収剤を吸収器
および第１分離器の間で循環して使用するため、所望量
の目的成分を抽出するのに必要な吸収剤の量が少なくて
済む。このため、吸収剤中の非目的成分の量が少なくな
る。この結果、天然固体原料中の非目的成分が減少する
のを防止できる。

【００１４】第３循環工程では、目的成分を含有する第
２高圧流体を第２分離器に導入し、ここで、第２高圧流
体への目的成分の溶解度を低下させることにより、目的
成分を第２高圧流体から抽出物として分離する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本実施例では、たばこ原料から目的成分としてニ
コチンを抽出する場合を例に挙げて説明する。

【００１６】図１は、本発明の天然固体原料からの目的
成分の抽出方法に用いられる抽出装置を示す概略図であ
る。図中１１は、たばこ原料が充填される抽出器（内容
積９リットル、たばこ原料充填用内部容器の容積４リッ
トル）である。抽出器１１の外周部には、温度調節のた
めのジャケット１２が設けられている。抽出器１１の入
口側には、第１高圧流体である二酸化炭素（ＣＯ₂ ）の
供給源（図示せず）から第１供給用ポンプ１３および第
１熱交換器１４を経て抽出器１１に至る系路Ａが設けら
れている。

【００１７】一方、抽出器１１の出口側には、第２熱交
換器１６を経て吸収器（内容積６リットル）１７に至る
系路Ｂが設けられている。この吸収器１７の内部には所
定量の吸収水１８が収容される。吸収器１７の外周部に
は温度調節のためのジャケット１９が設けられている。

【００１８】さらに、吸収器１７の上部出口側には、循
環ポンプ２０を経て、上述の第１供給ポンプ１３から抽
出器１１に至る系路Ａに合流する系路Ｃが設けられてい
る。この系路Ｃの吸収器１７および循環ポンプ２０の間
には、二酸化炭素を排出させるための排出バルブ２１が
分岐して設けられている。また、第１供給ポンプ１３と
系路Ａおよび系路Ｃの合流点との間には、循環する二酸
化炭素が第１供給ポンプ１３へ逆流するのを防止する逆
止弁２２が設けられている。

【００１９】また、吸収器１７の下部出口側には、第３
熱交換器３１および流量調節バルブ３２を経て第１分離
器３３に至る経路Ｅが設けられている。第１分離器３３
は、その外周部に９つのヒータ３４が順次添設されてい
る。これらのヒータ３４により、第１分離器３３の内部
にその垂直方向に沿って温度勾配を生じさせることがで
きる。

【００２０】第１分離器３３の下部には、第２高圧流体
として二酸化炭素を供給するＣＯ₂供給源（図示せず）
から第４熱交換器３５および第２供給ポンプ３６を経て
第１分離器３３に至る経路Ｆが設けられている。

【００２１】また、第１分離器３３の上部には、第１圧
力調節弁３７を経て第２分離器３８に至る経路Ｇが設け
られている。第２分離器３８の外周部には、温度調節の
ためのジャケット３９が設けられている。第２分離器３
８の上部には、第２圧力調節弁４０を経て上述の経路Ｆ
に合流する経路Ｈが設けられている。また、第２分離器
３８の下部には抽出物排出バルブ４１が設けられてい
る。

【００２２】一方、第１分離器３３の下部には、吸収剤
循環ポンプ４２、第５熱交換器４３および逆止弁４４を
経て、吸収器１７に至る経路Ｉが設けられている。この
ような構成からなる抽出装置１０を用いて、たばこ原料
中のニコチンの抽出を次のようにして行う。

【００２３】まず、抽出器１１の内部容器にたばこ原料
を充填する。一方、吸収器１７の内部には所定量の吸収
水１８を充填する。抽出器１１の内部の温度（以下、抽
出温度という）を、吸収器１７の内部の温度（以下、吸
収温度という）よりも高くなるように設定することが好
ましい。より具体的には、抽出温度を、ジャケット１２
により６０〜７０℃の範囲内の任意の温度になるように
設定する。また、吸収温度をジャケット１９により４０
℃〜６０℃の範囲内の任意の温度になるように設定す
る。

【００２４】また、ヒータ３４によって、第１分離器３
３の下部から上部にかけて所定の温度範囲にわたって温
度が上昇するような直線的または曲線的な温度勾配を生
じさせる。ここで、所定の温度範囲とは、第１分離器３
３の内部で目的成分および非目的成分を含有する二酸化
炭素が環流される範囲である。具体的には、０〜１００
℃、好ましくは３０〜６０℃の温度範囲である。

【００２５】さらに、第２分離器３８の内部の温度をジ
ャケット３９により２０〜３０℃の範囲内の任意の温度
（以下、分離温度という）に設定する。ここで、排出バ
ルブ２１を閉じた状態で、ＣＯ₂ 供給源から二酸化炭素
を第１供給ポンプ１３によって供給し、第１熱交換器１
４により抽出温度に加熱する。系路Ａ〜Ｃは閉サイクル
となっているので系外に二酸化炭素が排出されず、二酸
化炭素の圧力は上昇する。二酸化炭素の圧力が１００〜
３００ｋｇ／ｃｍ² 、好ましくは２００〜３００ｋｇ／
ｃｍ² の範囲内の任意の圧力（以下、抽出圧力という）
に達したところで第１供給ポンプ１３を停止させる。

【００２６】一方、ＣＯ₂ 供給源から経路Ｆに二酸化炭
素を供給し、第４熱交換器３５で二酸化炭素を０℃以下
に冷却する。冷却された二酸化炭素を、第２供給ポンプ
３６により第１分離器３３に導入し、昇圧する。第１分
離器３３内の二酸化炭素の圧力が、吸収器１７よりも低
い圧力、好ましくは８０〜１００ｋｇ／ｃｍ² の範囲内
の任意の圧力（以下、第１分離圧力という）に達したと
ころで作動するように第１圧力調節弁３７を予め設定す
る。これにより、余剰な二酸化炭素を経路Ｇを介して第
２分離器３８に排出し、第１分離圧力を維持する。

【００２７】経路Ｇを介して排出された二酸化炭素は、
第２分離器３８の内部を昇圧する。第１分離器３３の場
合と同様に、第２圧力調節弁４０を、第２分離器３８の
圧力（以下、第２分離圧力という）が第１分離圧力より
も低い圧力に達したところで作動するように設定する。
これにより、第２分離圧力を、第１分離圧力よりも低い
圧力、好ましくは３０ｋｇ／ｃｍ² 以下に維持すること
ができる。第２圧力調節弁４０から排出された二酸化炭
素は、経路Ｈを介して経路Ｆに戻され、第２供給ポンプ
３６により再び第１分離器３３に供給される。このよう
に経路Ｆ−第１分離器３３−経路Ｇ−第２分離器−経路
Ｈからなるサイクルが形成される。

【００２８】次に、循環ポンプ２０を運転し、系路Ａ−
Ｂ−Ｃからなる閉サイクル中を二酸化炭素を循環させ
る。このように高圧の二酸化炭素を循環させることによ
り、たばこ原料からニコチンの抽出が行われる。すなわ
ち、高圧の二酸化炭素が抽出器１１の内部に充填された
たばこ原料に接触すると、たばこ原料に含まれるニコチ
ン等の水溶性成分および油脂等の疎水性成分が二酸化炭
素に溶解して抽出される。次いで、抽出処理後の二酸化
炭素は抽出器１１から流出した後、系路Ｂを経て、第２
熱交換器１６により吸収温度まで冷却されて、吸収器１
７へ導入される。吸収器１７では、抽出処理後の二酸化
炭素が吸収水１８と接触し、二酸化炭素に含まれる目的
成分であるニコチン等およびニコチン以外の非目的成分
を含む水溶性成分のみが吸収水１８に溶解して吸収され
る。ニコチン等が分離された油脂等の疎水性成分を含有
する二酸化炭素は、系路Ｃを経て再び系路Ａに戻され、
上述の抽出処理に使用される。以上の工程を第１循環工
程という。

【００２９】上述のように経路Ａ−Ｂ−Ｃのサイクルで
は、たばこ原料中の、ニコチンを含む水溶性成分は、こ
の吸収水１８に溶解する。循環ポンプ２０を運転するの
と同時に、流量調節バルブ３２を開き、この吸収水１８
を、吸収器１７の下部出口側から経路Ｅを経て第１分離
器３３に導入する。ここで、吸収水１８は、第３熱交換
器３１で吸収温度から３０℃に冷却される。

【００３０】第１分離器３３では、水溶性成分を含有す
る吸収水１８は、二酸化炭素と接触する。この二酸化炭
素は、第１分離器３３の内部で上述のように温度勾配が
付与されている。従って、水溶性成分に含まれる、目的
成分であるニコチンおよびニコチン以外の非目的成分が
精留作用を受ける。これにより、ニコチンと非目的成分
との二酸化炭素に対する溶解度の温度による違いによっ
て、ニコチンのみが二酸化炭素に溶解する。この結果、
ニコチンを高濃度に含有する二酸化炭素と非目的成分を
含有する吸収水に分離される。この非目的成分を含有す
る吸収水は、第１分離器３３から経路Ｉを経て吸収器１
７に戻される。以上の工程を第２循環工程という。

【００３１】この目的成分を含有する二酸化炭素を経路
Ｇを経て第２分離器３８に導入する。第２分離器３８内
の第２分離圧力は、第１分離器３３内の第１分離圧力よ
りも低く維持されている。このため、第２分離器３８で
は、ニコチンの二酸化炭素に対する溶解度が低くなるた
め、二酸化炭素からニコチンが分離される。ニコチンが
分離された二酸化炭素は、経路Ｈを経て経路Ｆに戻さ
れ、再び第１分離器３３に供給される。以上の工程を第
３循環工程という。

【００３２】上述の経路Ｆ−第１分離器３３−経路Ｇ−
第２分離器３８−経路Ｈのサイクルを繰り返すことによ
り、第２分離器３８にニコチンを高濃度で含有する抽出
物が蓄積される。ある任意の時間（以下、抽出時間とい
う）の間運転を行った後、流量調節バルブ３２を閉じ、
循環ポンプ２０、吸収剤循環ポンプ４２および第２供給
ポンプ３６を停止し、排出バブル２１を開き、経路Ａ〜
Ｃ内部の二酸化炭素を排出して、系内を大気圧に戻す。
この状態で、抽出器１１からニコチンが抽出されたたば
こ原料を取り出すことができる。一方、抽出物排出バル
ブ４１を介してニコチンを高濃度で含有する抽出物を回
収できる。なお、抽出物が多量である場合、運転中に抽
出物排出バルブ４１を開き、連続的に抽出物を得ること
もできる。しかし、この場合、少量の二酸化炭素も排出
されるため、排出された量に見合った二酸化炭素をＣＯ
₂ 供給源から経路Ｆを経て補充する必要がある。

【００３３】なお、上記実施例では、第１分離器３３の
温度制御を複数のヒータ３４で行ったが、これに限定さ
れるものではない。例えば、図２に示すように、第１分
離器３３の周縁部に、複数（例えば９つ）のジャケット
５０を互いに隣接して設け、これらのジャケット５０に
夫々異なる温度の熱媒を供給・循環することにより、第
１分離器３３の内部に温度勾配を生じさせることができ
る。

【００３４】以上説明した天然固形原料からの目的成分
の抽出方法によれば、第一循環工程では、抽出器１１に
収容されたたばこ原料は高圧の二酸化炭素との接触によ
って、水溶性成分および疎水性成分を含む成分が溶解さ
れ抽出される。これらの成分を含む二酸化炭素は、吸収
器１７に収容された所定量の吸収水との接触により前記
成分中のニコチンを含む水溶性成分のみが水に溶解し吸
収される。一方、二酸化炭素は前記成分中の疎水性成分
のみを保持しながら吸収器１７から排出される。

【００３５】この疎水性成分のみを保持した二酸化炭素
は、再び抽出器１１に導入され、抽出溶剤として作用す
る。従って、二酸化炭素は、抽出器と吸収器間に構成さ
れた閉サイクル中を循環する。これにより、二酸化炭素
中の疎水性成分濃度は上昇し、やがてたばこ原料中の疎
水性成分の二酸化炭素への溶解と二酸化炭素中の疎水性
成分のたばこ原料への再吸着は平衡状態となり、見かけ
上たばこ原料中の疎水性成分の二酸化炭素への溶解は起
こらなくなる。従って、たばこ原料中の疎水性成分の抽
出を最小限に抑えることが可能となる。

【００３６】一方、たばこ原料中のニコチンおよび非目
的成分を含む水溶性成分は、閉サイクル中を循環する二
酸化炭素によって抽出され、吸収器１７内に収容された
所定量の吸収水によって吸収される。これにより、吸収
水中の水溶性成分濃度は上昇する。やがて吸収水−二酸
化炭素間の水溶性成分の濃度は平衡状態に達し、見かけ
上二酸化炭素中の水溶性成分の吸収剤への吸収は起こら
なくなる。さらに、たばこ原料−二酸化炭素間の水溶性
成分の移動もやがて平衡状態に達し、見かけ上たばこ原
料中の水溶性成分の高圧流体への溶解は起こらなくな
る。すなわち、たばこ原料の成分の量の一部を吸収水に
吸収させ、残りの成分が天然固体原料に残留される。

【００３７】しかし、上述のたばこ原料からのニコチン
の抽出操作において、ニコチン以外の水溶性の非目的成
分も吸収水１８に吸収される。しかしながら、第２循環
工程においては、第１分離器３３で吸収水１８からニコ
チンだけが高圧二酸化炭素に溶解し、除去される。この
ニコチンが除去された吸収水は経路Ｉを介して吸収器１
７に戻される。この結果、第２分離器３８から回収され
たニコチンを高濃度で含有する抽出物への非目的成分の
混入を略完全に防止できる。一方、たばこ原料中の非目
的成分が減少するのを防止でき、たばこの香味品質が低
減するのを防止できる。

【００３８】以下、本実施例の効果を確認するために行
った試験例および比較例について説明する。試験例たばこ原料（ニコチン含量：１．９９重量％）６００ｇ
を抽出器１１に充填し、以下の条件で抽出試験を行っ
た。

【００３９】操作条件抽出圧力：２５０ｋｇ／ｃｍ² 抽出温度：７０℃ 吸収温度：５０℃ 第１分離圧力：９０ｋｇ／ｃｍ² 温度分布：上部６０℃、下部３０℃の直線的温度勾配第２分離圧力：２０ｋｇ／ｃｍ² 分離温度：２５℃ 吸収水の充填量：５００ｇ抽出時間：２時間この結果、処理後のたばこ原料中のニコチン濃度は０．
１５重量％であった。また、ニコチン濃度９５重量％の
抽出物１２．２ｇを得た。一方、抽出終了時に吸収水中
に吸収されたニコチン以外の成分量は６．３ｇであっ
た。

【００４０】比較例図３に示す抽出装置６０を用いて、たばこ原料からのニ
コチンの抽出を行った。

【００４１】図中６１は、たばこ原料が充填される抽出
器（内容積９リットル、たばこ原料充填用内部容器の容
積４リットル）である。抽出器６１の外周部には、温度
調節のためのジャケット６２が設けられている。抽出器
６１の入口側には、二酸化炭素（ＣＯ₂ ）の供給源（図
示せず）から供給用ポンプ６３および第１熱交換器６４
を経て抽出器６１に至る系路Ａが設けられている。抽出
器６１および第１熱交換器６４の間には流量計６５が設
けられている。

【００４２】一方、抽出器６１の出口側には、第２熱交
換器６６を経て吸収器（内容積６リットル）６７に至る
系路Ｂが設けられている。この吸収器６７の内部には所
定量の吸収水６８が収容される。吸収器６７の外周部に
は温度調節のためのジャケット６９が設けられている。

【００４３】さらに、吸収器６７の出口側には、循環ポ
ンプ７０を経て、上述の供給ポンプ６３から抽出器６１
に至る系路Ａに合流する系路Ｃが設けられている。この
系路Ｃの吸収器６７および循環ポンプ７０の間には、二
酸化炭素を排出させるための排出バルブ７１が分岐して
設けられている。また、供給ポンプ６３と系路Ａおよび
系路Ｃの合流点との間には、循環する二酸化炭素が供給
ポンプ６３へ逆流するのを防止する逆止弁７２が設けら
れている。

【００４４】上記抽出装置６０を用いて、試験例と同じ
たばこ原料６００ｇを抽出器６１に充填し、以下の操作
条件で抽出試験を行った。操作条件抽出圧力：２５０ｋｇ／ｃｍ² 抽出温度：７０℃ 吸収温度：５０℃ 吸収水の量：２０００ｇ抽出時間：２時間この結果、試験例と同じニコチン濃度のたばこが得られ
たが、２０００ｇの吸収水を使用する必要があった。ま
た、抽出終了時に吸収水中に吸収されていたニコチン以
外の成分の量は、１０．０ｇであった。

【００４５】試験例および比較例の結果から明らかなよ
うに、試験例の方法によれば、第２循環工程で吸収水か
ら目的成分を分離し、非目的成分を含む吸収水を再び吸
収器１７に戻すことにより、吸収水を循環して使用して
いるので、比較例の方法に比べて吸収水の使用量を約４
分の１とし、また、吸収水中に抽出されるニコチン以外
の非目的成分の量を約３０％減少させることができた。

【００４６】以上の結果から明らかなように、比較例の
方法では、吸収水の使用量が多く、また、吸収水に吸収
される非目的成分の量も多い。このため、たばこ原料か
ら多くの非目的成分が除去され、たばこの香味品質が低
下するおそれがある。これに対して、本実施例の方法に
よれば、所望量の目的成分を抽出するのに必要な吸収水
の使用量を低減して、たばこ原料中の非目的成分が減少
するのを防止でき、たばこの香味品質が劣化するのを阻
止できることが確認された。

【００４７】本実施例では、たばこ原料からのニコチン
の抽出を例に挙げて説明したが、本発明は、紅茶、緑茶
またはコーヒーからカフェインを抽出する場合にも適用
できることが明らかである。

【００４８】また、本実施例では、ニコチンはたばこ原
料から除去すべき不要な成分であり、非目的成分がニコ
チンと共に抽出され、たばこ原料から有用成分が除去さ
れるのを防止できることについて説明した。しかしなが
ら、本発明は、目的成分が有用であり、抽出物に非目的
成分が混入し、目的成分の品質が低下するのを防止でき
る。例えば、品質の劣るたばこから、香りや味を構成す
る成分を抽出し、香料として利用する場合、ニコチンが
抽出物として混入するのを防止し、香料としての使用範
囲をより広くすることができる。

【００４９】これに対して、上記比較例の方法では、処
理後の吸収水中に多量の非目的成分が含まれるため、吸
収水から得られた抽出物に非目的成分が混入する。この
ため、目的成分の品質が低下する不都合が生じる。ま
た、抽出物から非目的成分を除くためには、目的成分と
非目的成分を分離する工程を追加する必要がある。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の天然固体
原料からの目的成分の抽出方法によれば、第１循環工程
において、抽出器内に収容された天然固体原料に第１高
圧流体を接触させて、次いで、吸収器内部の吸収剤に接
触させることにより、天然固体原料中の吸収剤溶解成分
だけを吸収剤に吸収させる。この後、吸収剤不溶成分が
残された第１高圧流体を抽出器に戻して循環させる。こ
れにより、天然固体原料中の吸収剤不溶成分を減少させ
ることなく、吸収剤可溶成分を吸収剤に吸収できる。

【００５１】第２循環工程では、吸収剤可溶成分を含有
する吸収剤を、第１分離器内で所定の温度範囲にわたる
温度勾配が付与された第２高圧流体に接触させ、吸収剤
可溶成分のうち目的成分を第２高圧流体に溶解させる。
次に、目的成分を含有する第２高圧流体を第２分離器に
導入して第２高圧流体から目的成分を分離する。一方、
目的成分が除かれた後の吸収剤可溶成分を含む吸収剤を
吸収器に戻して循環させる。これにより、吸収剤可溶成
分のうち目的成分のみを系外に取り出し、非目的成分を
吸収剤中に残すことができる。

【００５２】また、吸収剤を循環して使用することによ
り、所望量の抽出物を得るための吸収剤の使用量が少な
くて済み、吸収剤に溶解して天然固体原料から非目的成
分が減少するのを防止できる。

【００５３】この結果、天然固体原料から目的成分のみ
を高濃度で抽出することができる。また、天然固体原料
中の吸収剤不溶成分および非目的成分が減少するのを防
止できる。このため、天然固体原料の品質低下を防止で
きる。また、目的成分および非目的成分の分離を別途行
う必要なく、目的成分への非目的成分の混入を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の天然固体原料からの目的成分の抽出方
法に使用する抽出装置を示す概略図。

【図２】図１に示す抽出装置の第１分離器の変形例を示
す概略図。

【図３】比較例の天然固体原料からの目的成分の抽出方
法に使用する抽出装置を示す概略図。

【符号の説明】

１０…抽出装置、１１…抽出器、１３…第１供給ポン
プ、１４…第１熱交換器、１６…第２熱交換器、１７…
吸収器、１８…吸収水、２０…循環ポンプ、３１…第３
熱交換器、３２…流量調節バルブ、３３…第１分離器、
３４…ヒータ、３５…第４熱交換器、３６…第２供給ポ
ンプ、３８…第２分離器、４２…吸収剤循環ポンプ、４
３…第５熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植松宏海神奈川県横浜市青葉区梅が丘６番地２日本たばこ産業株式会社たばこ中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１高圧流体を天然固体原料を収容した抽
出器に導入して前記天然固体原料に接触させて前記天然
固体原料に含有される複数の異なる種類の成分を前記第
１高圧流体に抽出し、次いで、前記第１高圧流体を吸収
剤を収容する吸収器に導入して前記吸収剤に接触させて
前記複数の異なる種類の成分のうち吸収剤可溶成分を前
記吸収剤に吸収させた後、前記第１高圧流体を前記抽出
器に戻す第１循環工程、前記吸収剤可溶成分を含有する吸収剤を第１分離器に導
入し、所定の温度範囲にわたる温度勾配が付与された第
２高圧流体に接触させ、前記吸収剤可溶成分のうち目的
成分を前記第２高圧流体に溶解させた後、前記吸収剤を
前記吸収器に戻す第２循環工程、および、前記目的成分を含有する前記第２高圧流体を第２分離器
に導入して前記第２高圧流体から目的成分を分離した
後、前記第２高圧流体を前記第１分離器に戻す第３循環
工程を具備することを特徴とする天然固体原料からの目
的成分の抽出方法。