【化学・超臨界流体】ノンカフェイン、脱カフェイン飲

質問

【化学・超臨界流体】ノンカフェイン、脱カフェイン飲料水の製造方法を見ていて、ノンカフェインコーヒーは「超臨界流体として取り出す」とあって、超臨界流体って何だ？と思って調べたら、

「超臨界流体とは気体と液体の区別がつかないもの」と記載されていました。

何ですか？気体と液体の区別がつかない物体って何？

どういう状態のものを超臨界流体と言うんですか？

物体は固体、液体、気体の3態であると習ったのに液体でも気体でもない超臨界流体という物体が存在するってことですか？

水で言う超臨界流体は液体の水でもなく気体の水蒸気でもないどんな状態ですか？

あと何で超臨界流体になるとコーヒー豆はノンカフェインで抽出出来る仕組みなんですか？

教えてください。

回答No.2

fujic-1990 · ベストアンサー

１番回答者補足です。書き忘れました。

> 何で超臨界流体になるとコーヒー豆はノンカフェインで抽出出来る仕組みなんですか

　超臨界流体がカフェインをどう取り込むのか（取り込まないのか）、調べたことがないので分かりませんが、超臨界流体にしてつかう物（水なのか、アルコールなのか、二酸化炭素なのか、などなど）によって取り込む物が違うのではないでしょうか。

　例えば水の超臨界流体だと、コーヒー豆の全成分を溶かし込んでしまうが、豚の脂とか二酸化炭素の超臨界流体だと、カフェインは溶けないので、カフェインレスになるとか。

　昔、味の素の生成過程で豚の脂か何かを使っているのが問題になったことがあるのですが、味の素の会社は当初「味の素に豚は使っていない。豚由来のものは全部、完全に取り除くのだから製品の中身とは無関係だ」と言っていましたね。

　味の素社が超臨界流体を使っているのかどうか知りませんが、結局最後には溶媒はぜんぶ取り去ってしまうので、溶媒に何の超臨界流体が使われたかは、ノンカフェインコーヒーを飲む人にとってはどうでもいいこと。適当に使い分けているのだと思います。

お礼

みなさん回答ありがとうございます。

詳しい説明ありがとうございます

回答No.1

fujic-1990

> 気体と液体の区別がつかない物体って何？

　「気体でも液体でもない（あるいは、どちらでもある）臨界状態にある流体」のことです。

> どういう状態のものを超臨界流体と言うんですか？

　例えば、密閉された容器の中に８割の液体の二酸化炭素を入れ、２割は気体にします。すると、液体と気体は境目がはっきりわかります。当然ですよね、容器に液体の「水」と水の気体である「水蒸気」を体積割合８：２で入れたら、水と水蒸気の境目がハッキリ分かるのと同じですから。

　その容器の中身に圧力をかけていくと、液体二酸化炭素が蒸発（気化）し始め、７３気圧、温度３１℃になると、液体と気体の境目がわからなくなるんです。

　これが「超臨界流体状態」にある二酸化炭素です。

　したがって、「液体と気体が完全に混じり合ってしまって、液体だか気体だかわけがわからん状態」が、「超臨界流体」だと言えるでしょう。

　水は３７４℃で超臨界流体になるそうです（圧力は忘れました）。それより高くなると、全部気化してタダの水蒸気になります。

> 液体でも気体でもない超臨界流体という物体が存在するってことですか？

　「液体でも気体でもない」というよりは、「液体でもあり気体でもある」状態でしょう。あるいは、「液体と気体が区別できないほど完全に混じり合った状態」と言えばいいかな。

　水の場合も同じです。

> 何で超臨界流体になるとコーヒー豆はノンカフェインで抽出出来る仕組みなんですか

　この超臨界流体になると、分子が、「気体のように激しく運動」し、「液体のように高密度で存在する」という状態になります。

　ゆえに、「速やかに拡散し物の中へ押し入る」気体の性質と、「物を溶け込ませて保持する」液体の性質を併せ持つことになります。

　気体のように激しく運動して物質内部に侵入し、液体のように中の成分を自分の中に溶かし込んで保持するので、コーヒー豆からコーヒーの成分を容易に取りだすことができます。

　成分を吸い尽くされたカス（物質）は捨てて、その後に超臨界流体を液体（成分を溶かし込んでいる）にもどし、それを乾燥させる（フリーズドライ？）とコーヒーの成分（ごくごく微量な粉末）だけが残ります。

　現在コーヒーのニオイやカレーのニオイをコーヒー豆やルーの中から取りだして粉末化させたりするのに使われているのだそうです。

　ほかには、油汚れ落とし（洗剤不要、攪拌不要）、ＰＣＢの分解、間伐材・古紙などからのバイオエタノールの製造、染色、新素材に金属を染みこませる等々、に使われつつあります。

　余談ですが、どんなものでも、圧力と温度を整えてやれば超臨界流体となりうるので、地学で出て来る「熱水鉱床」などでは超臨界流体になって存在しているのでは、と思われています。