JPS6146202A - 難乾燥性物質または熱感受性物質の乾燥方法 - 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】 産業上の利用分野） 本発明は、難乾燥性物質または熱感受性物質（以下単に
「物質」と云うことがある）中に含まれる水または有機
溶媒などの溶剤を液体状態または超臨界状態の二酸化炭
素を用いて抽出し、該物質を乾燥せしめる方法に関する
。

従来の技術） 従来泥状物、ゼラチン、チーズなどの膠状物質または抗
生物質などの乾燥の困難な物質の乾燥法として、 ｉ）微粒子懸濁液、溶液またはスラリーから一挙に乾燥
製品を得るために、液滴を噴霧にして熱風中に分散させ
、熱風と材料を並流または向流もしくは並向流の複合流
に接触させ乾燥するスプレードライング法、 ｉｉ　）真空中でドラム乾燥器などを用いて乾燥する真
空乾燥法、 ｉｉｉ　）水分を比較的多く含有する材料を凍結させ、
これを操作圧力１７’ｏｒｒ程度の真空中で氷点以下の
温度で昇華乾燥し多孔質の製品を得る凍結乾燥法、 ｉｖ）長時間自然状態で乾燥する自然乾燥法、などが採
用されており、特に食品、医薬品などの乾燥が困難であ
り、また熱に対し変性し易い難乾燥性物質または熱感受
性物質には、後者の３方法（ｉｉ　＝　ｉｖ　）が採用
されている。

発明が解決しようとする問題点） しかしながらこれらの難乾燥性物質または熱感受性物質
に前記乾燥方法を採用しても、■これらの物質時をの性
質として、急激な条件下での乾燥ではその表面のみを乾
燥させガラス様膜を形成し、乾燥が途中で進まなくなる
と云う問題点があり、その防止のため湿度調整などを行
い、緩やかな条件下で長時間の乾燥を行わざるを得ない
、 ■長時間の乾燥時間を必要とするため、その間の製品の
変質が避けられない、 ■前記の如（部分的な乾燥現象が生起し易く、製品の不
均質化を生じ易（、また完全な乾燥が困難であり製品内
部に溶剤が残存し易い、などの欠点を有する。

本発明は従来の技術的課題を背景になされたもので、そ
の目的とするところは、難乾燥性物質または熱感受性物
質の乾燥に際し、乾燥時間を短縮し、低温において熱変
性を与えることなく乾燥し、更に均一かつ完全に乾燥せ
しめる乾燥方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段） 即ち本発明は、難乾燥性物質または熱感受性物質や液体
状、Ｌｉよｔ、、よ超臨界よ態。ユ酸イ、炭８ｊを用い
該物質中に含まれる溶剤を抽出することにより乾燥せし
めることを特徴とする難乾燥性物質または熱感受性物質
の乾燥方法である。

液体状態または超臨界状１！（温度３１℃以上、圧カフ
２．８ｋｇ／ａａＧ以上）の二酸化炭素（以下単に「二
酸化炭素」と云うことがある）、特に超臨界状態の二酸
化炭素には、水あるいはメタノール、エタノール、酢酸
エチル、酢酸プ　　−チル、アセトン、イソプロピルア
ルコールなどの有機溶媒（以下これらを単に「溶剤」と
云うことがある）が可溶であり、本発明はかかる二酸化
炭素の抽出溶媒としての性質、高い蒸気圧、高い物質移
動速度、無毒性に着目してなされたものである。

ここで二酸化炭素の圧力は３０〜２００ｋｇ／−Ｇ、好
ましくは４０〜１００　ｋｇ／ａＪＧ、温度は一１０〜
１００℃、好ましくは０〜５０℃である。特に超臨界状
態の場合には、その温度はなるべく臨界温度に近く、一
方その圧力は臨界圧力を越えてなるべく高い方が溶剤を
抽出し易い。

二酸化炭素によって物質中に含有される溶剤を抽出した
後、該溶剤を二酸化炭素相から回収するには、二酸化炭
素相の圧力を臨界圧力以下の気体とする□ことなどによ
り、容易に該溶剤を分離することができる。

かくて二酸化炭素により物質中に含有される溶剤が抽出
され、該物質は乾燥される。

なお本発明の一つの実施態様として、物質中に含まれる
溶剤Ａに溶解しかつ該溶剤Ａより二酸化炭素に抽出され
易い溶剤Ｂを二酸化炭素に含有せしめまず溶剤Ａを置換
・抽出した後、次いで二酸化炭素のみを用いて溶剤Ｂを
抽出せしめることにより物質を乾燥してもよく、また別
の実施態様として、物質中に含まれる溶剤Ａに溶解しか
つ該溶剤Ａよカニ酸化炭素に抽出され易い溶剤Ｂをまず
該物質に添加し溶崩Ａを置換した後、次いで二酸化炭素
のみを用いて溶剤Ｂを抽出せしめ物質を乾燥せしめても
よい。

以下図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。

第１図は本発明に使用される抽出・乾燥装置のフローチ
ャート、第２図は乾燥時間と溶剤残留率との関係を示す
モデル乾燥曲線図である。

まず第１図について述べると、原料（物質）は乾燥塔１
に充填される。乾燥塔１は、充填塔で示しであるが、移
動層、流動層などの他の形式であつても構わない。二酸
化炭素は昇圧機５により圧力３０〜２００瞳／ｃｊＧ、
好ましくは４０〜１００ｋｇ／ａＪＧに昇圧させ、かつ
熱交換器６により温度−１０〜１００℃、好ましくは０
〜５０℃に調整され、乾燥器１に供給される。

この際の二酸化炭素の圧力および温度は、原料および乾
燥除去すべき溶剤の種類、運転効率を考慮して適宜選択
される。

乾燥塔１中において、原料中に含有される溶剤が二酸化
炭素によって抽出され、溶剤を含む二酸化炭素相は、乾
燥塔１を出て加熱器２における気化、または減圧弁３に
おける圧力減少により該溶剤が析出し、溶剤回収塔４で
溶剤が回収される。二酸化炭素と溶剤との分離は、必要
に応じ溶剤回収塔４に代え、または該塔４と併用して吸
着槽もしくは洗浄槽８またはこれらの組合わせを使用す
ることもできる。

分離された二酸化炭素は再び昇圧機５、熱交換器６を経
て乾燥塔１へ供給される。

以上のように本発明は、難乾燥性物質または熱感受性物
質を二酸化炭素を用いて該物質中に含有される溶剤を抽
出せしめることをその骨子とするものであるが、乾燥の
非常に困難な物質の乾燥、溶剤残留率が非常に厳しく抑
えられている場合、人体に存寄な溶剤を含む物質の乾燥
の、場合には、次の二つの実施態様が更に有効である。

即ち、一つの実施態様としては、第１図において、まず
原料中に含有される溶剤（溶剤Ａ）に可溶でありかつ溶
剤Ａよりも二酸化炭素に抽出、乾燥され易い溶剤（溶剤
Ｂ）を溶剤添加ポンプ７により二酸化炭素に対し５〜５
０重量％、好ましくは５〜３０重量％添加し、二酸化炭
素と溶剤Ｂとの混合物を乾燥器１に供給し、以下前記と
同様の操作を行い、溶剤Ａを置換・抽出する。かくて原
料中の溶剤Ａは、溶剤Ｂにより置換されながら二酸化炭
素により抽出、除去される。溶剤Ａが抽出、除去された
後、溶剤添加ポンプ７による溶剤Ｂの添加を止め、以後
二酸化炭素のみを乾燥塔１に供給することにより、原料
中に置換、含有された溶剤Ｂを抽出、除去すればよい。

この場合、溶剤Ｂは、第２図のモデル乾燥曲線図により
適宜選択される。

即ち第２図は、物質中に含有される溶剤を二酸化炭素を
乾燥媒体をして抽出、乾燥した場合の乾燥時間に対する
該物質中の溶剤残留率との関係をモデル乾燥曲線として
示したもので、例えば同一物！（抗生物質）における二
酸化炭素による溶剤の抽出速度（乾燥速度）の大きさは
、メチルエチルケトン、エタノール、メタノール、水の
順である。従って、例えば物質中にメタノールが含有さ
れており、これを乾燥、除去したい場合は、エタノール
またはメチルエチルケトンが溶剤Ｂとして選択される。

また物質中に水が含有されており、これを乾燥、除去し
たい場合は水に不溶のメチルエチルケトンを除くメタノ
ール、エタノールが溶剤Ｂとして選択されるのである。

また本発明の他の実施態様では、前記実施態様で選択さ
れた溶剤Ｂのみをまず予め溶剤添加ポンプ７により乾燥
塔１に供給し、物質中の溶剤Ａと置換した後、以後本発
明の前記骨子に準じ、二酸化炭素のみを用いて溶剤Ｂを
抽出すればよい。

作用） 従来の乾燥機構は、物質中に含有される乾燥、除去すべ
き溶剤の移動が伝熱を伴う蒸発によって行われるのに対
し、本発明は、物質に液体または超臨界状態の二酸化炭
素を作用させ、該物質中に含有される溶剤を二酸化炭素
中に溶解させることにより溶剤を抽出、除去し、物質を
乾燥させるものである。抽出、乾燥後の物質中には二酸
化炭素が残留している場合があるが、二酸化炭素は蒸気
圧が高いので、物質中から容易に気化して消失する。

実施例） 以下実施例を挙げ、本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ 卵白アルブミンをｐＨｔｌｉ整により沈澱せしめ、エタ
ノールにて洗浄し、得られた濾過ケーキを圧力６０Ｔｏ
　ｒ　ｒ、温度１５℃で通常の真空乾燥を行った場合お
よび第１図に示す装置を用い、圧力１０Ｇｋｇ／ｃｇｉ
Ｇ、温度１５℃の二酸化炭素のみを抽出溶媒として使用
して乾燥した場合の結果を第３図に示す。

第３図から明らかなように、通常の真空乾燥によれば２
０時間以上乾燥を行っても溶剤の残留率が１０重量％以
上であり、かつそれ以後でも残留率が横ばいとなワてい
るのに対し、本発明のように二酸化炭素を乾燥媒体とし
て抽出すれば乾燥時間５時間で溶剤の残留率を５重量％
以下とすることができることが分かる。

実施例２ 溶剤としてメタノールまたはエタノールが含有される医
薬品原料（抗生物質）を圧力６０Ｔｏｒｒ、温度１０℃
で通常の真空乾燥を行った場合および第１図に示す装置
を用い、圧力１００　ｋｇ／ｃｄＧ、温度１０℃の二酸
化炭素のみを乾燥媒体として使用して乾燥した場合の結
果を第４図に示す。

第４図から明らかなように、通常の真空乾燥では乾燥に
１０日以上２週間程度の長期間を要するのに対し、二酸
化炭素を乾燥媒体として抽出した本発明では乾燥時間４
時間でほぼ完全な乾燥が可能であることが分かる。

実施例３ 医薬品原料（抗生物質）中に含まれるメタールを乾燥除
去するのに、第２図から明らかにされたようにエタノー
ルがメタノールよりも二酸化炭素に抽出され易いことに
着目し、第１図の　　　　　　１装置を用い、かつ溶剤
Ｂとしてエタノールを採用し、溶剤添加ポンプ７より二
酸化炭素中にエタノールを２０重量％添加し、圧力６０
ｋｇ／ｄＧ１温度１０℃で５時間供給することにより、
原料中に含まれるメタノールを乾燥除去した。

また前記メタノ−、ルを含む医薬品原料を前記条件の二
酸化炭素のみを用いて５時間抽出除去した結果を併せ第
１表に示す。

第１表 発明の効果） 以上のように本発明によれば、物質中に含有される溶剤
の二酸化炭素への移動が溶解により行われるため、乾燥
時に高温度を必要としないこと、また二酸化炭素が高い
物質移動速度ををすることにより物質内部での溶剤の移
動が速やかに行われことなどにより、従来技術で問題と
なっている物質表面のみの乾燥によるガラス膜化、製品
の不均質化が生起しない。

また本発明は、従来技術の熱移動が必要な乾燥機構とは
異なり、物質中に含有される溶剤を二酸化炭素を用い置
換あるいは抽出作用により除去せしめるものであるので
、二酸化炭素のみ　　　′の処理により完全な乾燥が可
能であり、前記の如く溶剤Ｂの併用により更に短時間か
つ完全乾燥が可能である。

このように本発明では、難乾燥性物質または熱感受性物
質を短時間に乾燥することができ、かつ二酸化炭素が化
学的に不活性モあるため製品の変質がなく、また二酸化
炭素が高い蒸気圧を有するため抽出処理後も製品に該二
酸化炭素が残留せず、微量残留したとしても人体に無害
であり、何ら問題を生起しないと云う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される抽出・乾燥装置のフローチ
ャート、第２図は乾燥時間と溶剤残留率との関係を示す
モデル乾燥曲線図、第３〜４図は乾燥時間と溶剤残留率
との関係を示す乾燥曲線図である。 第１図において、１は乾燥塔、２は加熱器、３は減圧弁
、４は溶剤回収塔、５は昇圧器、６は熱交換器、７は溶
剤添加ポンプ、８は吸着塔または洗浄塔である。 特許出願人　　三菱化工機株式会社 代理人　弁理士　　白　井　重　隆 第　２　図 ナム燻峙７７３　（Ｈｒ） 第３　日 乾項時Ｊ’／Ｉ（Ｈｒ） ぞ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、難乾燥性物質または熱感受性物質を液体状態または
   超臨界状態の二酸化炭素を用い該物質中に含まれる溶剤
   を抽出することにより乾燥せしめることを特徴とする難
   乾燥性物質または熱感受性物質の乾燥方法。 ２、二酸化炭素が圧力３０〜２００ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇ、
   温度−１０〜１００℃である特許請求の範囲第１項記載
   の難乾燥性物質または熱感受性物質の乾燥方法。 ３、前記物質中に含まれる溶剤Ａに溶解しかつ該溶剤Ａ
   より前記二酸化炭素に抽出され易い溶剤Ｂを前記二酸化
   炭素に含有せしめまず溶剤Ａを置換・抽出した後、次い
   で前記二酸化炭素のみを用いて溶剤Ｂを抽出せしめる特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の難乾燥性物質ま
   たは熱感受性物質の乾燥方法。 ４、前記物質中に含まれる溶剤Ａに溶解しかつ該溶剤Ａ
   より前記二酸化炭素に抽出され易い溶剤Ｂをまず該物質
   に添加し溶剤Ａを置換した後、前記二酸化炭素のみを用
   いて溶剤Ｂを抽出せしめる特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の難乾燥性物質または熱感受性物質の乾燥方
   法。