超臨界co2とは？科学と環境にやさしい新しい溶媒をやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

超臨界co2とは？

超臨界co2は二酸化炭素 CO2を臨界点以上の温度と圧力で状態変化させたときのことを指しますこの状態では液体のような高密度と気体のような拡散性を同時に持つため、溶媒として使える性質が生まれます。

この状態を活かして、温度を低めに保ちながら物質を選択的に溶かしたり、香り成分を取り出したりすることができます。臨界点を超えるとCO2は強い溶媒の役割を果たし、反応を起こさせずに成分を分離することが可能になります。

臨界点とは

臨界点とは物質が液体と気体の区別を失い 1つの連続した状態になる点のことです CO2の臨界点は温度約31.1°C 圧力約7.38 MPa ですこの条件を超えると CO2 は超臨界状態になります。この温度は日常の常温よりわずかに高い程度であり、圧力は高圧機器で管理します。

なぜ超臨界状態が便利なのか

超臨界co2は溶媒として使うと時に水や有機溶媒よりも穏やかな性質を示しますそのため香りや風味を壊さずに抽出できる点が魅力ですまたCO2自体は無害で、処理後に二酸化炭素を回収して再利用することが可能ですこれが環境にやさしいと評価される理由のひとつです。

代表的な用途と具体例

超臨界CO2は以下の分野で活用されています

・コーヒー（関連記事：アマゾンの【コーヒー】のセール情報まとめ！【毎日更新中】）豆の脱カフェイン処理 コーヒーの風味を残しつつカフェインを除去する方法として広く利用されています。

・香料やエッセンシャルオイルの抽出 香り成分を高純度で取り出すことができ、化粧品や食品添加物の原料として使われます。

・植物油の抽出や医薬品原料の分離 高温を避けつつ成分を分離できるため熱に敏感な成分にも適しています。

利点と注意点

利点としては溶媒がCO2であるため残留物が少なく再利用が容易な点高温を避けられる点、そして抽出成分の選択性を高めやすい点が挙げられます。

注意点としては高圧機器が必要で設備投資や安全教育が欠かせません設備の設計と運用には専門的な知識が求められます。

実務条件と工程の例

実際の運用では対象物質や規模に応じて条件を調整しますが基本的な考え方としては温度を低めに保圧を適切に設定し溶解度をコントロールします以下の表は代表的な条件の一例です

用途	コーヒー脱カフェイン香料油脂の抽出医薬品の成分分離など
代表的な条件	温度約 31.1°C 以上圧力 7.38 MPa 以上
特徴	低温での処理が可能残留物が少なく再利用が容易指定成分の選択的抽出がしやすい
注意点	高圧機器や安全設備が必要導入コストがかかる作業者の訓練が重要

まとめ

超臨界co2は環境に優しい新しい溶媒として研究と産業の両方で注目を集めています仕組みを理解すればどんな場面で有効かが見えてきます高圧を扱う難しさはありますが正しく使えば化学的な溶媒として強力な味方になります

超臨界co2の同意語

超臨界CO2: 臨界点を超えた二酸化炭素の状態を指す。液体と気体の性質が混ざった超臨界相で、溶媒としての特性を持つ。
超臨界二酸化炭素: 同じく臨界点を超えた二酸化炭素の状態を表す表現。専門的にも日常的にも用いられる表記ゆれ。
超臨界状態の二酸化炭素: 二酸化炭素が超臨界相にある状態を分かりやすく説明する言い方。
超臨界流体CO2: CO2が超臨界流体として働く状態を指す表現。溶媒としての性質を強調するときに使われる。
超臨界流体としての二酸化炭素: 二酸化炭素が超臨界流体として機能することを説明する表現。
臨界点を超えた二酸化炭素: 温度・圧力が臨界点を超えた二酸化炭素を意味する、非専門的な言い換え表現。

超臨界co2の対義語・反対語

亜臨界CO2（臨界未満のCO2）: 超臨界状態より温度・圧力が低く、臨界点に達していないCO2。一般にガス相と液相の境界域にあり、超臨界のような“固液両方の性質を同時に持つ”状態ではない。
臨界未満CO2: 臨界点以下の温度・圧力条件で存在するCO2。用語としては超臨界の対義語として使われることがある。
非超臨界CO2: 超臨界条件を満たしていないCO2全般を指す表現。下位の相（ガス・液体・固体）を含む広い概念。
ガス状CO2（気体CO2）: 室温・常圧などで通常現れるCO2の気体状態。超臨界とは異なる相。
液体CO2: 高圧・低温条件で存在する二酸化炭素の液体状態。超臨界とは別の相と考えられる。
固体CO2（ドライアイス）: 低温条件下で安定するCO2の固体。常温での超臨界とは無関係の相態。

超臨界co2の共起語

超臨界二酸化炭素: 超臨界CO2の別称。CO2が臨界点を超えた高圧状態で、液体と気体の性質を併せ持つ流体。抽出や材料処理の溶媒として使われる。
臨界点: 物質が液体と気体の性質を同時に持つ境界となる温度と圧力の組み合わせ。CO2の場合は約31.1°C・7.39 MPa程度。
超臨界流体抽出: 超臨界CO2を溶媒として用い、固体や植物由来成分から成分を選択的に抽出する技術。環境に優しく、残留溶媒が少ないのが特徴。
溶媒としての超臨界CO2: CO2を溶媒として使用することで、毒性の低さ・後処理の簡便さ・揮発性により残留物がほぼゼロに近づく。
植物由来成分の抽出: ハーブ・茶葉・果実・種子など、植物由来の香料・脂質・色素などを抽出する用途でよく使われる。
抽出温度: 抽出を行う温度。低いほど成分の分解を抑えつつ、温度を上げると溶解度や溶出速度が変わる。一般的には数十°C程度。
抽出圧力: 抽出に必要な圧力。CO2を超臨界状態にするための圧力で、数十 MPa程度が用いられることが多い。
減圧・分離: 抽出後、圧力を下げてCO2を気化させ、目的成分を分離回収する過程。
安全性と設備コスト: 高圧ガスを扱う機器が必要で、適切な安全対策・点検が重要。初期投資は高いが、長期的な利点は大きい。
環境負荷の低さ: 有機溶媒を使わない。CO2は再利用可能で、排液が発生しにくい点が環境負荷を低減する。
品質保持と熱感受性: 温度管理が重要。熱に弱い成分でも分解を抑えつつ抽出できる利点がある。
再現性と安定性: 条件を厳密に管理するほど再現性が高く、品質のばらつきを抑えやすい。
用途・応用分野: 食品・飲料、香料・香粧品、医薬・機能性成分、天然素材の抽出・精製など。
香料・香粧品成分の抽出事例: コーヒー香り成分、果実香料、スパイス由来の芳香成分など、熱に敏感な成分の抽出に適している。

超臨界co2の関連用語

超臨界CO2: 臨界点を超えた二酸化炭素。液体と気体の性質を併せ持ち、密度は液体に近く、拡散性はガスのように高い。溶解力が強く、環境に優しい溶媒として抽出や材料加工に用いられます。
超臨界流体: 臨界点を超えた流体の総称。CO2以外の物質も超臨界状態になり得ますが、実務では超臨界CO2が最も一般的に使われます。
臨界点: 物質が液体と気体の境界を越える温度と圧力の組み合わせ。CO2の臨界点は約31.1°C・約73.8 atm。
臨界温度: 超臨界状態を作るための温度。CO2では約31.1°C。
臨界圧力: 超臨界状態を作るための圧力。CO2では約73.8 atm。
溶解力: 物質を溶かす能力。超臨界CO2は温度・圧力を調整することで溶ける物質を変えられます。
密度: 超臨界状態のCO2は液体に近い密度になることがあり、溶解力と関係します。
拡散性: 分子が拡散する速さ。超臨界CO2は気体のように拡散が良く、溶質へ早く浸透します。
表面張力: 液体の表面を引き締める力。超臨界CO2は通常低く、相界面の取り扱いが楽になります。
相平衡: 固体・液体・気体が共存する条件と、それが変わる温度・圧力の組み合わせ。
相図: 温度と圧力に対する相の状態を図示したもの。超臨界発生条件を設計する際に役立ちます。
超臨界CO2抽出: 香料・油分・有効成分などを超臨界CO2で取り出す方法。有機溶媒を使わず、再現性が高く環境にも優しいです。
超臨界抽出: 超臨界流体を使って抽出する手法の総称。CO2が最も広く用いられます。
香料・エッセンシャルオイルの抽出: ローズ・ミント等の香料成分を超臨界CO2で抽出し、純度と風味を保ちます。
食品・植物油の抽出: コーヒー香味成分の抽出や植物油の分離・精製など、食品・食品成分の抽出にも利用されます。
ポリマー発泡: 超臨界CO2を膨張剤として使い、プラスチックや樹脂を発泡させる加工法。
材料加工・表面処理: 超臨界状態を利用して、素材の形状変更や表面を処理する加工プロセス。
表面処理・クリーニング: 高圧下で部品の洗浄や表面処理を行い、有機溶媒を使わずに清浄化します。
環境負荷の低減: 有機溶媒を使わない点から、排出物を抑え環境配慮が進みやすいとされます。
有機溶媒代替: 従来の有機溶媒の代わりに超臨界CO2を利用する選択肢。
回収・再利用: 使用後のCO2を回収して再利用する循環プロセス。
安全性と設備: 高圧状態での作業になるため、圧力容器・安全対策・訓練が必須です。
高圧機器: 圧力容器・ポンプ・配管・センサーなど、超臨界操作に必要な機器群。
温度・圧力条件: 超臨界状態を作るための具体的な温度・圧力設定。用途に応じて調整します。
コスト要因: 設備投資・エネルギー・保守費用など、導入と運用に関係する費用要因。
用途領域: 食品・香料・医薬・材料加工・環境技術など、産業分野ごとの応用例。
デメリット・制約: 初期投資が大きい、特定の物質には適さない、運用には専門知識が必要、などの注意点。