研究室公開総合研究棟 4階 401号室
超臨界ー触れて!見て!
化学工学コース環境分子化学
https://www.che.tohoku.ac.jp/~scf/scf.html
超臨界流体は何に使われているの?
物質は温度と圧力に応じて形を変化させます。最も身近な物質である水を例にとると、大気圧下において氷点下では「氷」、0℃で「氷→水」になり、100℃で蒸発して「水→水蒸気」になります。圧力が高くなるとこの温度は変化します。ただし、臨界点を超えた超臨界流体は圧縮しても状態が変化しません。私たちはこの超臨界流体としての水と二酸化炭素(CO2)を用いて、地球環境に優しいプロセスについて研究しています。
超臨界流体は液体よりも拡散しやすく(サラサラしている)、固体の隙間に入り込み、内部の成分を溶かし込む性質があります。この特徴を生かし、超臨界CO2 を用いた最先端研究では、ビールの原料であるホップからの香気・苦味成分の抽出や、未利用乳素材からは有用脂質の抽出実験などが行われています。このようにして、天然物由来の資源から「香り」や「味」を取り出すことで、特定保健用食品などへの実用化に向けた基盤研究を進めています。当日は実際に超臨界CO2 でコーヒーなどから取り出した「香り」を展示します。
圧力によるCO2の液体⇔気体の変化(凝縮⇔蒸発)を見てみよう?
大気圧では、CO2の固体(ドライアイス)は液体にならずに気体に変化します。しかし、圧力が高い状態では液体⇔気体の変化(凝縮⇔蒸発)が観察できます。圧力を下げると蒸発、逆にあげると凝縮が起きますので、CO2 の蒸発や凝縮が観察できる装置と、観察映像を公開します。この装置では容積を変化させることでCO2の圧力を変化させることができます。CO2 が水のように気泡を出しながら沸騰、また雨のように降ってくる凝縮の様子を見てみましょう!
可視窓付き体積可変高圧セルとその仕組み