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超臨界（水／CO2）試験装置
Supercritical Water / CO2 Test Systems
超臨界（水／CO2）試験装置は、超臨界流体の強い溶解作用と拡散作用を使って、抽出・乾燥・洗浄・熱分解・合成を行う装置です。株式会社AKICOは超臨界水で最大50MPa・500℃、超臨界CO2で最大40MPa・150℃の範囲を、バッチ式・流通式のいずれでも設計・製作します。1970年代のコーヒー豆脱カフェイン技術の確立から携わる、この分野のパイオニアです。
- 50MPa設計圧力（超臨界水）
- 500℃設計温度（超臨界水）
- 40MPa設計圧力（超臨界CO2）
概要
超臨界流体は、水やCO2などの飽和蒸気圧曲線の上限点（臨界点）を超える領域です。超臨界の条件は、水では374℃かつ22.1MPa以上、CO2では31℃かつ7.4MPa以上。この領域では液体のような大きな分子が気体のように活発に動き回り、強い溶解作用と拡散作用を伴います。そして分子同士が激しくぶつかり、結合を切り離したり新たに結合したりします。従来は超臨界CO2によるホップや香料の抽出など食品への利用が大半でしたが、近年はさらなる高圧技術の発展により、半導体や電子部品の洗浄、廃棄物の分解、機能性材料の乾燥・合成など、多様な化学工業への応用が進んでいます。基礎実験（気液平衡測定、溶解度測定など）においても、当社の撹拌機・循環ポンプ・注入装置が使われています。
主な仕様
| バッチ容量 | 50mL〜5L（内径等 諸条件による） |
|---|---|
| 送液量 | 10〜50mL/min（超臨界水）／50〜500mL/min（超臨界CO2） |
| 設計圧力 | 最大50MPa（超臨界水）／最大40MPa（超臨界CO2） |
| 設計温度 | 最大500℃ メタルシール（超臨界水）／最大150℃ ソフトシール（超臨界CO2） |
| 接液材質 | SUS316、ハステロイ各種、その他合金 |
| 伝熱方式 | 胴密着ヒータ、電気炉、流体加熱 ほか |
| 熱源方式 | 電気、温水 ほか |
| 操作方式 | バッチ式・流通式（圧力調整弁とバルブの開閉による） |
| 適用法規 | 簡易容器、小型圧力容器、第一種圧力容器、高圧ガス保安法 |
納入・実装例
超臨界（水／CO<sub>2</sub>）試験装置の実際の納入例です。いずれもお客様の実験条件に合わせた個別設計で製作しました。
超臨界CO2抽出装置（120℃・40MPa）
抽出器容量は500mLで、クイック開閉式のフタ締め構造によりボルト締め作業が不要です。液化炭酸ガスをポンプで昇圧し、蒸発させながら抽出槽へ供給します。抽出槽にバスケットを設置すれば、液体はもちろん固体や粉体も装入できます。ガス放出口に気液分離器を接続すると抽出物を回収できます。健康食品や医薬品原料など、種々の抽出実験に使えます。
CO2超臨界流体実験装置（240℃・29.5MPa）
抽出器容量は0.99Lでボルト閉めフタ方式です。高温実験を行うためメタルシール構造としました。フタは架台に固定し、容器本体をネジ式昇降装置で上下させて開閉、さらに前後スライド機構で手前に引き出せます。印刷業界向け機能性インクの研究など、種々の実験に使えます。
CO2超臨界流体実験装置（150℃・40MPa）
溶解槽1基と抽出器2基を装備し、内容量はそれぞれ700mL、3L・500mLです。クイック開閉式のフタ締め構造によりボルト締め作業が不要です。溶媒混合による単独抽出・段階抽出が可能で、医薬品研究などに最適です。ガス放出口はガスクロ・液クロ分析器への接続や、晶析ノズルによる微粒子の噴霧も可能です。
CO2液化試験装置（40℃・15MPa）
発電プラントなどから出るオフガスを圧縮・液化して、CO2を回収・貯蔵する試験装置です。高圧気液分離槽とCO2回収槽を装備し、内容量はともに900mLです。オフガス導入ラインにフィルターバスケットを設けて粒子物をろ過してから圧縮機に吸い込み、圧縮後のガスを冷凍機で熱交換して液化します。移動式の高圧ガス設備で、各プラントまで移動してオフガスを受け入れます（可燃性ガス対応・屋外設置）。
CO2超臨界乾燥試験装置（130℃・25MPa）
機能性ゲルシートの製造で必要となる乾燥工程を、CO2超臨界で行う試験装置です。乾燥セル2基を装備し、内容量はそれぞれ850mL、3.8L。乾燥セルは内面がテフロンコーティングされており、塩酸などの抽出物に耐食性があります。圧力計やバルブは操作しやすい配管レイアウトでパネル板に集約しました。
流通式超臨界水試験装置（450℃・35MPa）
卓上テーブルに機器をねじ止めした省スペース装置です。ポンプ4台と予熱器、温度コントローラ・圧力計などの計装部をコンパクトにレイアウトし、コイル式反応管と氷融解熱を利用した冷却管を装備します。多数のポンプにより、水と原料・表面改質剤などの送液バリエーションが豊富です。内温6点・内圧1点とヒータ温度をデータロガーでPCへ取り込めます。高温高圧ラインのバルブと背圧弁は、すべて当社設計製作です。
流通式超臨界流体熱分解反応装置（500℃・35MPa）
オイルサンドやタールサンドなどの重質油を改質し、軽質化するプロセスを研究する装置です。流体は水・CO2・ヘキサン・メタノールなどで、反応には触媒も使用します。直管型反応管をブロックヒータで加熱して超臨界領域での熱分解反応を行います（防爆対応）。水素を添加することで連続的に改質油を得られます（可燃性高圧ガス対応）。ポンプ3台、水素ブースター、固液分離槽・気液分離槽・油水分離槽を装備します。
AKICO 共通の対応範囲
以下は機種によらず共通の対応範囲です。上の「主な仕様」がこの装置固有の数値、こちらが当社としての対応範囲です。
| 対応流体 | 水（H2O）、二酸化炭素（CO2）、ジメチルエーテル（DME）、窒素、アルゴン、水素、有機溶媒、スラリー、その他。可燃性ガス・毒性ガスにも対応（防爆設計） |
|---|---|
| 接液材質 | SUS304／SUS316、ハステロイ各種、Ni合金、チタン合金、インコネル、ジルコニア・先進セラミックスの組込み、その他合金 |
| 操作方式 | バッチ式・流通式（連続式）のいずれにも対応。装置形式はオートクレーブ式・カラム式・コイル式 |
| 撹拌方式 | マグネット式ノンシール撹拌（直結型・ベルト駆動型）、循環ポンプ、振盪、マグネチックスターラー。羽根はパドル・タービン・イカリ・リボン・ウズ巻カサ型ほか |
| 伝熱・熱源 | 胴密着ヒータ、電気炉、ブロックヒータ、防爆ヒータ、スチームジャケット、加熱コイル、流体加熱、空気加熱、温水加熱／電気・熱媒・蒸気・温水 |
| 適用法規 | 簡易容器、小型圧力容器、第一種圧力容器、第二種圧力容器、高圧ガス保安法、ボイラー。どの区分に該当するかの判断からご相談いただけます |
| 検査・立会 | 全装置に対する構造健全性の計算と耐圧容器の安全計算を実施。高圧ガス保安法のガス設備検査受験に対応。繰返し荷重・高温・腐食環境下での性能を検証したうえで納入します |
| カスタマイズ | 全機種で対応。標準品の改造、既存装置への追加、架台・制御盤・配管・据付まで一括対応可。掲載外の装置もオーダーメイドで製作します |
| 対応範囲 | 基本計画 → 打合せ → 見積 → 設計・製作 → 組立・調整運転 → 検査 → 納品・据付。すべて東京都大田区の自社拠点で行います |
よくある質問
流体・温度・圧力・容量が決まっていなくても相談できますか？
できます。AKICOは標準機の販売ではなく個別設計が前提のため、「何をどう試したいか」の段階からご相談を受けています。適用法規の区分確認も、仕様が固まる前の打ち合わせ段階で行います。
接液部の材質は選べますか？
選べます。SUS304／SUS316、ハステロイ各種、Ni合金、チタン合金、その他の合金に対応します。耐食性・コスト・重量のバランスからご提案します。
高圧ガス保安法や圧力容器の法規対応はしてもらえますか？
対応します。簡易容器、小型圧力容器、第一種圧力容器、第二種圧力容器、高圧ガス保安法、ボイラーの各区分に対応した設計・製作を行っています。どの区分に該当するかの判断からご相談ください。
購入前に実機で試験できますか？
できます。PoCサービスとして、AKICO工場の実機を有料でレンタルし、購入前のデモ試験や受託試験を行えます。CO2超臨界流体実験装置（500mL・40MPa・150℃）、オートクレーブ AC-300A（300mL・40MPa・400℃）、超臨界乳化装置 SFW-E40S（40MPa・450℃・毎時1〜3L）が利用できます。
納入までどれくらいかかりますか？
仕様と規模によります。お問い合わせ → お打ち合わせ → お見積り → ご発注 → 設計・製作 → 組立・調整運転 → 納品・据付、の流れで進めます。据付・現地試運転まで当社が担当します。
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流体・温度・圧力・容量が未確定の段階でもご相談いただけます。AKICO は標準機の販売ではなく個別設計が前提のため、「何をどう試したいか」の段階から承っています。
メールボタンを押すと、超臨界（水／CO2）試験装置の設計範囲を書き添えた下書きが開きます。空欄は「未定」のままで構いません。
お電話でも承ります TEL 03-3735-8888（平日 9:00〜17:00） ／ info@akico.com