溶媒装置
溶媒装置とは
溶媒装置の主な用途
・有機合成・錯体化学:
水や酸素に敏感な試薬(有機リチウム試薬など)を使う実験。
・高分子化学:
水分があると重合(ポリマー化)が止まってしまうような反応。
・分析機器のライン:
HPLC(高速液体クロマトグラフィー)などで、ノイズのない正確なデータを測定するための脱気・精製。
■溶媒装置の種類
主な種類は以下になります。
1. 溶媒精製装置(Solvent Purification System: SPS):
実験で使う溶媒から水分や酸素、不純物を除去して「無水溶媒」を作るための装置です。
仕組み: 活性アルミナやモレキュラーシーブ(分子ふるい)などが詰まったカラムに、窒素などの不活性ガスで圧力をかけて溶媒を通し、不純物を吸着させます。
特徴: かつて主流だった「ナトリウム金属などを用いた危険な加熱蒸留」に代わり、現在多くの化学系研究室で安全対策として導入されています。
2. 溶媒脱気装置(Degasser):
溶媒の中に溶け込んでいる空気(酸素や窒素などの気体)を追い出すための装置です。主に分析機器(HPLCなど)の前処理として使われます。
仕組み: 特殊な高分子膜(真空脱気膜)のチューブの中に溶媒を流し、チューブの外側を真空ポンプで減圧することで、溶媒中の気体だけを膜の外へ吸い出します。
特徴: 溶媒に気体が残っていると、分析中に気泡(バブル)が発生してデータのノイズや機器の停止原因になるため、それを防ぐために必須の装置です。
3. 溶媒回収装置 / 溶媒リサイクル装置:
使用済みの廃溶媒を精製して、もう一度使える状態にする(再利用する)ための装置です。
仕組み: 主に「蒸留(沸点の違いを利用して液体を一度気体にし、再度冷却して液体に戻す)」の原理を利用して、溶媒とゴミ・油分・他の薬品を分離します。
特徴: 工業プラントや印刷工場、製薬工場などで、コスト削減(溶媒の購入費・廃棄費の削減)と環境負荷の低減を目的に導入されます。
4. 溶媒抽出装置:
固体や液体の中から、特定の成分だけを溶媒に溶かし出して取り出す(抽出する)ための装置です。
仕組み: 加熱した溶媒をサンプルに循環させる「ソックスレー抽出器(自動型)」や、圧力と温度をかけて急速に抽出する「加圧流体抽出装置(ASE)」などがあります。
特徴: 食品中の脂肪分の測定、環境土壌中のダイオキシン類の抽出、天然物(植物など)からの有効成分の抽出などに使われます。
■溶媒装置の代表的なメーカー
東京理化器械など。
■溶媒装置の価格
溶媒精製装置(SPS)…卓上型・1〜2溶媒用(小型): 約40万 〜 100万円、複数ライン対応型(3〜6溶媒用): 約300万 〜 800万円、定期コスト(消耗品): カラム(吸着剤が入った筒)の交換が1本あたり約10万〜20万円かかります。
溶媒脱気装置(Degasser)…標準的なスタンドアロン型: 約20万 〜 50万円
溶媒回収装置 / リサイクル装置…ラボ用・簡易型(エバポレーターのトラップ等): 約10万 〜 50万円、研究室用・システム化された高性能型: 約70万 〜 300万円、工場・プラント用(工業用蒸留リサイクル装置): 約200万 〜 数千万円
溶媒抽出装置…手動・ガラス製の簡易型(ソックスレー抽出器): 数万 〜 20万円、自動・複数検体同時処理型(全自動ソックスレー等): 約200万 〜 500万円、超臨界流体・加圧流体抽出装置(最上位クラス): 約500万 〜 1,500万円以上
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