气液分离器和超临界流体装置的制作方法

本发明涉及一种气液分离器和超临界流体装置。

背景技术：

在超临界流体色谱装置(SFC：Super-Critical Fluid Chromatography)、超临界流体萃取装置(SFE：Super-Critical Fluid Extraction)中，10MPa(兆帕)以上的超临界流体或者液体状态的CO₂经过背压调节器(BPR：Back Pressure Regulator)后被减压为大气压而气化。在具备制备功能的SFC、SFE中，例如对溶解在CO₂与改性剂的混合流体中的样本在经过BPR后进行捕集。气化了的CO₂的体积变为400倍，因此从出口配管流出的流体飞散，发生样本损失的问题。

为了解决该问题，需要将气体(CO₂)与液体(改性剂，主要是MeOH)分离并仅回收液体的气液分离器。这样的气液分离器例如在专利文献1-7中被公开。

在SFC、SFE中，经过柱之后的制备对象表现为色谱峰群。色谱峰群中的每一个峰被称为组分。多个组分(峰)例如在以秒为单位接近的状态下分散。需要选取该组分的全部。

对于组分的选取，使用组分收集器。例如，在通常的液体色谱(LC：liquid chromatograph)中使用的组分收集器通过使排出口所带的头沿X-Y方向移动到在空间上排列有多个的捕集瓶(例如试验管等)，来将多个组分向捕集瓶滴下。

此处，将组分的制备方式例如分为三个来进行说明。

第一个制备方式是针对多个采集瓶的各个采集瓶设置气液分离器的方式。本方式例如在专利文献1、3、7中被公开。通过阀来切换流路，由此经由气液分离器将多个组分导入采集瓶。对于一个气液分离器而言仅有一个组分通过。因而，本方式具有以下优点：死体积的大小、交叉污染(例如各个峰变宽而相互交融)不会造成问题。但是，例如市售的切换阀最大为六通切换阀，为了制备六个以上的个数的组分(制备对象色谱峰)，需要将阀多级地连接，导致发生系统大规模复杂化的问题。

第二个制备方式是在捕集瓶内进行气液分离的方式。在本方式中，死体积为零，因此具有不发生交叉污染的问题的优点。本方式例如在专利文献2中被公开。在专利文献2中公开的方式中，不使用切换阀，而能够与LC用组分收集器相同地通过使组分排出探测器向在空间上排列有多个的回收瓶移动来进行多个组分的制备。但是，在专利文献2中公开的方式中，需要在探测器沿X-Y方向移动时之前和之后使探测器前端沿Z方向移动，来进行回收瓶与探测器前端的装卸。因此，在专利文献2中公开的方式中，在其死区的期间不能进行组分的制备，难以对非常接近的组分进行制备。

第三个制备方式是在组分收集器的上游侧的流路中具有一个气液分离器的方式。在本方式中，向组分收集器仅输送液体，因此能够进行以往的LC那样的制备。本方式例如在专利文献4、6、7中被公开。

为了设为保证装置结构的简略性并且能够获取多个组分的装置，认为上述第三个制备方式是优选的。但是，当如专利文献4那样使用被称为滴头的内径扩大管时，如专利文献5中所示那样，在管内径扩大部产生回旋流，发生时间上接近的多个组分相互交融的交叉污染。当在管中产生回旋流时，在第一周与第二周之间或第二周与第三周之间，液流上下邻接。能够容易地想到当在该液流中流动着多个组分时，时间上不同的成分相互交融。专利文献6中的回旋流、专利文献7的多孔过滤器中的滞留也同样地引起交叉污染。

另外，由于专利文献4的内管、专利文献6的腔室、专利文献7的腔室等中的死体积而峰变宽。由于该情况也会发生交叉污染。另外，在下一次制备时混入残留成分的遗留物污染(日语：キャリーオーバー)也成为问题。例如，如专利文献4那样流动相经过容量大的腔室内壁的构造是不理想的。

专利文献1：日本特表2009-5440422号公报

专利文献2：日本特开2010-78532号公报

专利文献3：日本专利第4918641号公报

专利文献4：日本特表2012-508882号公报

专利文献5：日本特表2009-5440422号公报

专利文献6：美国专利申请公开第2013/0180404号说明书

专利文献7：国际公开第2012/167180号手册

技术实现要素：

发明要解决的问题

此外，引起包含样本的液体成分飞散的问题的主要原因是变成大气压而膨胀为400倍的CO₂的线速度非常快。由于线速度非常快，因此由于与喷雾相同的现象而液体飞散成雾状(以下称为喷雾现象。)。线速度与流体所流动的配管的截面积成反比例。

因此，在专利文献1、4中，以抑制线速度为目的而扩大了管的内径。但是，在全部的组分经过一个气液分离器的情况下，发生由于回旋流、不需要的死体积而引起交叉污染的问题。

另外，为了避免飞散到死体积中的通常不流通流体的部分的样本在下一次制备时流出来的遗留物污染的问题，需要进行用于去除残留样本的清洗。例如，当向具有3mm(毫米)以上的内径的配管流通10ml/min(毫升/分)左右的低流量的流动相时，在配管内表面上形成流动相经过(浸润)的部分和流动相不经过(不浸润)的部分。附着于不浸润的部分的样本成为遗留物污染的原因。

本发明的目的在于，在将包含气体和液体的流动相分离为气体和液体时不发生交叉污染、遗留物污染地抑制流体的线速度。

用于解决问题的方案

本发明的实施方式的气液分离器是将包含气体和液体的流动相分离为气体和液体的气液分离器，该气液分离器具备：导入流路，其用于导入流动相；以及多个排出流路，所述多个排出流路与所述导入流路连接，其中，从所述排出流路的排出口排出气体和液体。

本发明的实施方式的超临界流体装置具备泵、背压调节器以及本发明的实施方式的气液分离器，其中，通过所述泵输送包含液体和超临界流体或者包含液体和液化气体的流动相，将经过所述背压调节器的流动相导入到所述气液分离器。

发明的效果

本发明的实施方式的气液分离器和超临界流体装置能够在将包含气体和液体的流动相分离为气体和液体时不发生交叉污染、遗留物污染地抑制流体的线速度。

附图说明

图1是用于说明气液分离器的一个实施方式的概要立体图。

图2是用于说明超临界流体装置的一个实施方式的概要结构图。

图3是用于说明经过柱后的色谱峰的一例的图。

图4是从配管排出的气体和液体的流动的情形的说明图。

图5是表示使具有直径3mm以下的比较细的内径的管靠近壁面来进行液体的回收实验而得到的结果的图。

图6是用于说明内径细的管、内径粗的管的气液混合流体的流动的情形的图。

图7是用于说明气液分离器的另一实施方式的概要截面图。

图8是用于说明具备实施方式的气液分离器的组分收集器的一例的概要立体图。

图9是用于说明气液分离器的流路分支构件的构造的一例的概要分解立体图。

图10是用于说明气液分离器的流路分支构件的构造的另一例的概要分解立体图。

图11是用于说明气液分离器的另一实施方式的构造的概要分解立体图。

图12是用于说明气液分离器的又一实施方式的构造的概要分解立体图。

图13是表示基于图11所示的机构实际试制出的气液分离器的图像。

图14是表示使用图13的气液分离器对气液分离后的液体回收率进行评价而得到的结果的图。

图15是表示对由配管的材质引起的液体回收率的差异进行评价而得到的结果的图。

图16是用于说明超临界流体装置的另一实施方式的概要结构图。

图17是用于说明超临界流体装置的系统准备动作的流程图。

图18是表示验证了流动相的冷却的效果的实验结果的图。

图19是表示对在紧挨气液分离器之前设置有节流孔时和不配置节流孔时的液体回收率的温度依赖性进行评价而得到的结果的图。

图20是用于说明具有节流孔的冷却器的一例的概要截面图。

具体实施方式

本发明的实施方式的气液分离器将导入流路分支为多个排出流路来增大流通截面积。由此，本发明的实施方式的气液分离器能够在将包含气体和液体的流动相分离为气体和液体时不发生交叉污染、遗留物污染地抑制流体的线速度。

向本发明的实施方式的气液分离器导入的包含气体和液体的流动相包括：包含液体和超临界流体的流体的超临界流体的一部分或全部气化而成的气液混合流体，或者包含液体和液化气体的流体的液化气体的一部分或全部气化而成的气液混合流体。

然而，例如在如专利文献4、6、7所公开那样将内径扩大管用作气液分离器的情况下，考虑到了浸润的问题、飞散的问题的内径扩大管的最佳内径取决于流动相的流量。因而，存在需要根据流动相的流量来变更内径扩大管的内径的问题。另外，存在如下问题：在采用一种内径的情况下与对应流量相应的动态范围小，在变更流量时样本回收率恶化。

本发明的实施方式的气液分离器将导入流路分支为多个排出流路来扩大流通截面积，因此不缩小与对应流量相关的动态范围就能够抑制线速度。本发明的实施方式的气液分离器与内径扩大管相比，能够保持高的液体的回收率的对应流量范围大。

本发明的实施方式的气液分离器例如也可以还具备液体捕集构件，该液体捕集构件具有外壁面，从所述排出流路的排出口排出的液体附着于该外壁面且在该外壁面上移动。在本实施方式的气液分离器中，从排出流路的排出口排出的液体在液体捕集构件的外壁面上移动，因此死体积小。本实施方式的气液分离器不存在不需要的死体积，由此容易清洗。

在本发明的实施方式的气液分离器中，所述液体捕集构件的外观形状例如为圆柱形状或者圆锥形状。但是，所述液体捕集构件的外观形状不限定于圆柱形状和圆锥形状，也可以是其它形状。

另外，在本发明的实施方式的气液分离器中，例如也可以是，在所述液体捕集构件的内部形成有所述排出流路的至少一部分，在所述液体捕集构件的所述外壁面形成有所述排出流路的所述排出口。

在本发明的实施方式的气液分离器中，例如也可以是，所述排出流路的内径为2mm以下。但是，所述排出流路的内径也可以比2mm以下大。

在本发明的实施方式的超临界流体装置中，例如也可以是，在所述背压调节器与所述气液分离器之间连接有冷却器。被冷却器冷却了的流动相被导入到气液分离器，由此对流动相进行气液分离后的液体的蒸发得到抑制而回收率提高。但是，本发明的实施方式的超临界流体装置也可以不具备所述冷却器。

所述冷却器例如具有节流孔。节流孔使流路的内径缩小，由此将流动相冷却。通过将节流孔用作所述冷却器，能够以简单的构造来冷却流动相。

本发明的实施方式的超临界流体装置例如也可以还具备：试样注入器，其连接于所述泵与所述背压调节器之间；柱，其连接于所述试样注入器与所述背压调节器之间；以及检测器，其连接于所述柱与所述背压调节器之间。本发明的实施方式的气液分离器能够防止交叉污染、遗留物污染，因此本实施方式的超临界流体装置能够防止交叉污染，能够对接近的多个组分进行制备。

并且，本发明的实施方式的超临界流体装置例如也可以还具备：温度检测器，其用于检测即将导入到所述气液分离器的流动相的温度、所述冷却器的温度或者所述气液分离器的温度；以及控制部，其在判断为监视由所述温度检测器检测出的温度而得到的结果成为规定值以下后使所述试样注入器进行动作。此处，即将导入到气液分离器的流动相的温度是指冷却器与气液分离器之间的流动相的温度。

参照附图来说明本发明的一个实施方式。

图1是用于说明气液分离器的一个实施方式的概要立体图。图2是用于说明超临界流体装置的一个实施方式的概要结构图。首先，参照图2来说明超临界流体装置的结构。

图2所示的超临界流体装置是具备气液分离器的超临界流体色谱装置(SFC)。在SFC中，例如将以比较低的温度、低的压力得到超临界状态的CO₂用作流动相。另外，为了提高测定试样的溶解性而在流动相中混合改性剂(主要是MeOH)。因此，改性剂102和从CO₂液化气瓶101得到的液体CO₂被分别输送到改性剂泵104和CO₂泵103，并通过混合器105而混合。

通过自动进样器106(试样注入器)注入了试样的流体经过设置在柱恒温箱107内的柱108。试样在时间上分离。在时间上分离的试样例如由紫外线(UV：ultraviolet)检测器109进行检测。

泵之后的流路的压力被压力控制阀110(背压调节器，BPR)固定地保持在10MPa左右以上。流动相在经过压力控制阀110后被减压为大气压。然后，以由UV检测器109检测出的定时为基准，通过组分收集器111将期望的成分分别回收到采集瓶。

图3是用于说明经过柱后的色谱峰的一例的图。在图3中，纵轴表示峰强度(任意单位)，横轴表示时间。

图3所示的色谱峰群是作为制备对象的色谱峰群。这些峰的每一个峰被称为组分。多个组分(峰)例如在以秒为单位接近的状态下分散。在SFC中，例如需要获取这些组分的全部。

从组分收集器111内的配管出口强势地喷出由于气化而体积膨胀为400倍的CO₂。一般来说，包含样本的MeOH通过喷雾现象而飞散，样本的回收率降低。在本实施方式的SFC中，为了提高样本的回收率，在压力控制阀110与组分收集器111之间的流路上或者组分收集器111内具备图1所示的气液分离器1。

参照图1来说明气液分离器1。

气液分离器1例如将流动相(CO₂+改性剂)分离为气体和液体。气液分离器1具备入口管2(导入流路)、流路分支构件3、多个排出流路4以及导液柱5(液体捕集构件)。向入口管2例如导入包含气体状态的CO₂和改性剂(液体)的流动相。多个排出流路4经由流路分支构件3与入口管2连接。

排出流路4的排出口4a与导液柱5的外壁面相接触地配置。导液柱5为圆柱形状。从排出流路4的排出口4a排出的液体附着于导液柱5的外壁面且向前端部5a移动。

气液分离器1通过使从入口管2流入的流动相经过流路分支构件3来分支为多个排出流路4。排出流路4的内径比较细，例如为2mm以下。气液分离器1使从排出流路4的排出口4a排出的液体即改性剂顺着导液柱5的外壁面从导液柱5的前端部5a滴下。当流动相的线速度足够慢时，通过使液体如图1所示那样沿着棒状或者平面状的部件的表面流动，在某一流量下能够仅使液体滴下而不飞散。

图4是从配管排出的气体和液体的流动的情形的说明图。

在从配管201排出气液混合流体时，液体通过被称为附壁效应的现象而贴附于与配管201相接触的壁202的壁面，顺着壁面流动。另一方面，气体与壁面无关地被释放到自由空间。由此，执行气体与液体的分离。

即使是图4所示那样的系统，当流体的线速度非常大时也与喷射同样地液体搭着气体飞散。因此，需要充分降低流体的线速度。

为了降低流体的线速度，使流通流体的截面积增大是有效的。但是，当扩大管内径时，如前述的专利文献4的说明中叙述的那样，发生由回旋流引起的交叉污染的问题。

因此，在图1所示的气液分离器1中，为了以不产生回旋流的状态扩大流通截面积，而分支为具有比较细的内径的多个配管(排出流路4)。分支后的配管的排出口4a顺着导液柱5的外壁而进行流动也是本实施方式的有益的特征。

在使配管排出口沿着壁面来进行气液分离的情况下，需要使用足够大的空间来使体积变成400倍的气体CO₂逸散，以避免对液体的流动造成扰乱的影响，需要使气液分离腔室足够大。

但是，在如专利文献1、专利文献4那样使液体顺着腔室的内壁流动的情况下，腔室的大小直接成为流路的死体积，发生由峰的加宽引起的交叉污染的问题。

因此，在图1所示的气液分离器1中，使液体沿着导液柱5的外壁流动。由此，即使使以覆盖气液分离器1的方式配置的腔室足够大，也不会成为流通的死体积。

再次总结以上所述的气液分离的原理的要点。

(1)基于附壁效应，当使配管出口沿着壁面时仅液体在壁面上流动，由此进行气液分离。

(2)但是，当流体线速度大时，液体搭着气体被喷射，从而飞散消失。

(3)为了抑制流体线速度，增大流通截面积是有效的。

(4)但是，当为了使流通截面积增大而扩大管内径时，由于回旋流而发生交叉污染的问题。

(5)以不产生回旋流且增大流通截面积为目的，分支为具有比较细的内径的多个配管。

(6)通过使分支后的多个配管的排出口沿着柱的外壁，来减小实际的流路死体积。

接着，说明通过实验来估计能够抑制喷雾现象所引起的液体的飞散的线速度而得到的结果。此处，验证了针对某一流量使用具有何种程度的内径的配管且分支成几个配管能够抑制为回收率不降低的线速度。

图5是表示使具有直径3mm以下的比较细的内径的管靠近壁面来进行液体的回收实验而得到的结果的图。在图5的曲线图中，横轴表示流量，纵轴表示EtOH回收率。

关于各个管内径在达到某一阈值流量之前表示出高的回收率。而且，当超过某一阈值流量时，与流量的增大相应地回收率降低。

例如，在时，在达到流量10ml/min之前能够将液体不飞散地回收(线速度足够慢)。但是，针对10ml/min以上的流量，回收率降低。也就是说，在排出流路为一个时，关于制备SFC中需要的10ml/min～150ml/min之类的大流量区域，无法期待高的回收率。因此，将用于导入流动相的导入流路分支为多个排出流路，减小每一个排出流路的流量(减慢线速度)，由此支持大流量。

此处，说明分支为细内径的多个配管的另一个优点。关于具有细的内径的配管，在低流量方面具有优点。例如，即使为0.1ml/min的低流量，气液混合流体也一边浸润配管的整个内表面一边经过管内。

图6是用于说明内径细的管、内径粗的管的气液混合流体的流动的情形的图。

在图6的(a)所示的内径比较细的管301中，液体303由于液体的表面张力而以浸润配管的整个内壁的方式流动，气体302成为气泡而流动。

图6的(b)、(c)所示的管311是内径比较粗的管。在如(b)所示那样流量大的情况下，粘度低的气体312在管311的中心部流动，液体313以浸润管311的整个内壁的方式流动。但是，在如(c)所示那样流量小的情况下，液体313液滴化，只流过管311的内壁的一部分。

因此，在如专利文献1、专利文献4那样使用内径比较粗的管的情况下，当流量小时样本附着于气液分离器内壁而成为污染的原因。另外，在改变了样本时，也发生残留的前次的样本洗脱出来的现象、即所谓的遗留物污染的问题。

如以上所说明的那样，如果将具有直径1.5mm的内径的管的动态范围设为0.1ml/min～10ml/min，则通过使用例如15个该管能够实现动态范围为1.5ml/min～150ml/min的气液分离器。

图7是用于说明气液分离器的另一实施方式的概要截面图。

气液分离器10例如设置在组分收集器的上游。气液分离器10具备腔室6，该腔室6用于收纳具有图1所示的入口管2、流路分支构件3、多个排出流路4以及导液柱5的气液分离器。在气液分离器10中，腔室6内例如被加压至几个气压大小，由此能够得到向组分收集器输送液体的驱动力。

从气液分离设备的导液柱5的前端部5a滴下的液体通过承接口7而被回收，从液体出口8被输送到组分收集器。气化了的CO₂充满腔室6内，从CO₂排出口6a排出。腔室6还具备用于清洗的废液口6b。气液分离器10例如在图1所示的SFC中配置于压力控制阀110与组分收集器111之间的流路。

此处，气液分离器10的特征与现有技术不同，样本流体不经过进行气液分离的腔室6的内壁。因而，腔室6的大小本身不成为死体积。也就是说，即使为了不阻碍大量的气化CO₂的流动而扩大腔室6，包含样本的液体也仅顺着导液柱5的外壁经过。在该情况下，死体积不是任何构造体的容积，而成为穿越导液柱5的液体的体积。因而，成为极小的死体积，避免了前述的交叉污染的问题。另外，即使假设样本搭着气体CO₂而飞散从而附着于腔室6的内壁，附着的样本也只是在清洗时从废液口6b排出，不会成为下一次制备时的遗留物污染。

图8是用于说明具备实施方式的气液分离器的组分收集器的一例的概要立体图。

组分收集器401具备气液分离器402、X-Y工作台403以及捕集瓶保持部404。

气液分离器402具备入口管402a(导入流路)、多个排出流路402b、导液块以及导液柱402c(液体捕集构件)以及罩402d。向入口管402a导入流动相。多个排出流路402b与入口管402a连接。排出流路402b的排出口4a与导液块及导液柱402c的外壁面相接触地配置。罩402d配置在排出流路402b、导液块以及导液柱402c的周围。

X-Y工作台403使排出头403a沿X-Y方向移动。在排出头403a上连接有气液分离器402和移送管405。在捕集瓶保持部404中排列有多个捕集瓶406。组分收集器401例如在图1所示的SFC中被用作组分收集器111。

从移送管405经由排出头403a送出到气液分离器402的流动相通过气液分离器402而被气液分离。分离后的液体从气液分离器402的导液块和导液柱402c向捕集瓶406滴下。实施方式的气液分离器例如能够以几cm程度的小尺寸来实现。因而，能够将气液分离器402设置于组分收集器401的排出头403a。

图9是用于说明气液分离器的流路分支构件的构造的一例的概要分解立体图。

流路分支构件3例如具备流体导入构件31、密封构件32以及分支构件33。

流体导入构件31的中央具备直径1mm左右的贯通孔。密封构件32与流体导入构件31同样地在中央具备直径1mm左右的贯通孔。密封构件32的厚度例如为0.2mm左右。分支构件33具备设置于顶面的中央的直径1mm左右的一个孔和设置于底面的多个孔。顶面的孔和底面的孔是连通的。流体导入构件31、密封构件32以及分支构件33通过螺钉而紧固。

关于流体导入构件31和分支构件33的材质，从耐药性和密封性的观点出发，例如优选SUS316、PEEK等。密封构件32的材质优选比流体导入构件31、分支构件33的材质更柔软的材质，例如超高分子聚乙烯、全氟化橡胶(Kalrez，注册商标)等。

图10是用于说明气液分离器的流路分支构件的构造的另一例的概要分解立体图。

图10所示的流路分支构件3具备分支构件34来代替图9所示的流路分支构件3的分支构件33。

分支构件34并非如分支构件33那样倾斜地开孔，该分支构件34具备由在平面方向上形成的槽34a以及设置于该槽的端部的贯通孔形成的分支流路。分支构件34与分支构件33相比死体积小。另外，分支构件34能够将排出流路的配管铅直地连接。分支构件34能够缩短所连接的排出流路的配管的长度，能够进一步减小死体积。另一方面，在分支构件34的槽34a以均匀的深度形成而槽34a的底面为水平的情况下，特别是在流量非常小时，存在由于滞留而导致色谱峰的扩大、交叉污染的担忧。

图11是用于说明气液分离器的另一实施方式的构造的概要分解立体图。

气液分离器11具备导入流路(省略图示)、流路分支构件3、多个排出流路41以及导液柱5。导入流路、流路分支构件3以及导液柱5的构造与图1所示的气液分离器11相同。此外，在图11中，流路分支构件3被一体地图示出，但是例如具体的构造是图9或者图10所示的构造。

在气液分离器11中，在流路分支构件3上连接有多个排出流路41的配管。排出流路41的排出口41a与导液柱5的外壁相接触。排出流路41的最佳的个数取决于排出流路41的内径而决定。例如，基于图5的实验结果，连接15个内径为1.5mm的排出流路41。图11中虽未图示，但例如通过使用于一般的配管紧固的金属环和外螺纹螺栓来进行流路分支构件3与多个排出流路41的连接。

当从排出流路41的排出口41a的前端到导液柱5的前端部5a的长度过短时，液体与气体流不能充分地分离。因此，优选确保从排出口41a的前端到导液柱5的前端部5a的长度为50mm以上的长度。

另外，当排出流路41的排出口41a的前端过于接近相邻的排出流路41时，排出液体由于毛细管现象而在排出口41a的间隙向上侧回流，有可能发生交叉污染。为了避免该现象，优选确保相邻的排出口41a的间隙为2mm左右以上的间隔。

图12是用于说明气液分离器的又一实施方式的构造的概要分解立体图。

气液分离器12具备导入流路(省略图示)、流路分支构件3以及液体捕集构件51。导入流路和流路分支构件3的构造与图10所示的气液分离器11相同。

液体捕集构件51例如形成为圆锥形状的块。在液体捕集构件51的内部形成有由贯通孔构成的排出流路51a。排出流路51a的排出口51b配置于液体捕集构件51的侧壁面(外壁面)。在液体捕集构件51的侧壁面上，在排出口51b与前端部51d之间的位置处形成有槽51c。从排出流路51a的排出口51b排出的液体附着于液体捕集构件51的侧壁面且向前端部51d侧移动，从前端部51d滴下。此外，也可以并非一定形成槽51c。

具备液体捕集构件51的气液分离器12与图11所示的气液分离器11相比能够大幅减少部件数量。另外，在气液分离器12中，无需考虑上述相邻的排出口的间隙。因而，能够缩小相邻的排出口51b的间隔，能够紧凑地制成液体捕集构件51的外径乃至气液分离器12。

另外，槽51c防止液体的流动的湍流。槽51c的配置在液体的流量小的情况下特别有益。

此外，为了将流路分支构件3与液体捕集构件51之间密封，优选在流路分支构件3与液体捕集构件51之间夹着超高分子聚乙烯、全氟化橡胶(Kalrez，注册商标)那样的密封件，但省略了图示。

图13表示基于图11所示的机构实际试制出的气液分离器的图像。图14是表示使用图13的气液分离器对气液分离后的液体回收率进行评价而得到的结果的图。在图14中，纵轴表示液体回收率，横轴表示导入流路中的流动相的流量。导入流路和分支流路的配管的内径为直径1.5mm。分支流路的各配管的排出口被切断为10°。对分支个数为四个、六个、八个的情况下的流量10ml/min～150ml/min时的液体回收率进行了评价。

通过六个以上的分支个数，在150ml/min的大流量时气体和液体也能分离，能够得到95％以上的液体回收率。另外，在流量为40ml/min以下时能够观察到液体回收率降低的情形。这是由于所使用的配管的内表面粗糙度而引起的，并非气液分离器的本质特性。

图15是表示对由配管的材质而引起的液体回收率的差异进行评价而得到的结果的图。在图15中，纵轴表示回收率，横轴表示材质。关于各材质的配管，在配管为一个、流量为2.5ml/min时(八个配管的流量相当于流量20ml/min)的条件下进行了评价。

图15中最左侧所示的表示为SUS(Ra3.2)的配管是在图14的实验中使用的配管，示出了低到80％的的回收率。在最右侧所示的使用特氟龙(Teflon，注册商标)管的实验中得到100％的回收率。

一般的SUS管和特氟龙(注册商标)管的差异在于浸润性和表面粗糙度。特氟龙(注册商标)的防水性好而浸润性差。SUS的浸润性好。另外，SUS的表面粗糙度粗糙，为Ra3.2左右。特氟龙(注册商标)的拉伸管为Ra0.02左右。

在将浸润性好的3M公司制的涂敷剂NOVEC涂覆于SUS管内表面后的实验结果以及使用浸润性好的氯乙烯管的实验结果中，表示出高的回收率。据此认为，SUS的浸润性好本身不存在问题，不是低流量时回收率降低的原因。另外，对相同的SUS管的内表面进行研磨，将Ra设为0.4、0.1、0.05来提高平滑度的结果，有意地提高了液体回收率。能够认为，在流体为低速的情况下，由于流路内表面粗糙的构造而液滴飞散，与CO₂一起飞散而消失。

根据以上的结果，认为图14中在低流量区域中液体回收率降低的原因是管的内表面平滑度。另外，能够认为如果将分支后的流路内表面设为Ra0.05以下的程度的平滑度，则即使在低流量区域也能够得到高的液体回收率。

图14的实验结果是将紧挨气液分离器之前的流动相的温度保持在10℃而得到的结果。在超临界流体装置中，为了将经过柱或者提取容器的流体设为超临界状态，通常将流动相加热至40℃左右以上。

但是，当流动相的温度高时，改性剂因蒸发而消失，由此回收率降低。因此，优选将被导入到气液分离器的流动相设为低温。

图16是用于说明超临界流体装置的另一实施方式的概要结构图。

本实施方式的超临界流体装置与图2所示的结构相比，追加了冷却器112、温度检测器113、系统控制器120(控制部)以及监视器121。温度检测器113检测冷却器112的温度。

系统控制器120并非SFC的动作所必须的，但在进行各种自动操作时，通常附加系统控制器120。使用图17的流程图来说明系统控制器120所进行的系统的准备。此处言及的系统的准备是指到成为自动进样器106可以注入要制备的样本的状态为止的动作。

图17是用于说明超临界流体装置的系统准备动作的流程图。

系统控制器120首先进行CO₂泵103的冷却、柱恒温箱107的加热、冷却器112的冷却(步骤S1)。

系统控制器120使用未图示的温度检测器来判断CO₂泵103的温度是否充分地降低了(步骤S2)。

系统控制器120在CO₂泵103的温度成为规定值(例如5℃)以下之后，使CO₂泵103和改性剂泵104进行动作来开始输送CO₂和改性剂(步骤S3)。

系统控制器120使用温度检测器113来监视冷却器112的温度，判断由温度检测器113检测出的温度是否低于规定值(例如5℃)(步骤S4)。

系统控制器120在判断为冷却器112的温度低于规定值时，开始自动进样器106的试样注入动作(步骤S5)。在步骤S5中，系统控制器120除了开始喷射动作以外，也可以使监视器121进行已变为能够进行制备操作的状态的显示，也可以使系统控制器120、冷却器112、组分收集器111的显示指示器点亮，也可以进行这些动作的组合。

在图17的超临界流体装置中，也可以设置检测组分收集器111内的气液分离器的温度的温度检测器。另外，也可以是，在冷却器112与组分收集器111之间的流路上设置气液分离器，设置检测该气液分离器的温度的温度检测器。另外，也可以设置检测即将导入到气液分离器的流动相的温度的温度检测器。这样的温度检测器例如配置在检测冷却器112与气液分离器之间的流路的温度的位置处。系统控制器120在判断为监视由这些温度检测器检测出的温度而得到的结果成为规定值以下后使自动进样器106进行动作。

图18是表示验证了流动相的冷却效果的实验结果的图。在图18中，纵轴表示液体回收率，横轴表示流动相的温度。该实验结果并非连接图13所示的分支配管系统来进行实施而得到的结果，而是连接将流路截面积简单地扩大的内径为6mm、长度为15cm的管来进行实施而得到的结果。但是，不允许作为表示温度与液体回收率的关系的结果。

将包含20％的作为改性剂的甲醇的CO₂的流量设为10ml/min、20ml/min、50ml/min、100ml/min、150ml/min，在各流量下求出将温度设定为10℃～60℃时的甲醇的回收率。

在冷却器112的设定温度为10℃时，在全部的流量条件下都能够得到100％的甲醇回收率。伴随着设定温度的上升而回收率降低。可知，流量大的情况相比流量小的情况而言，回收率降低的比例小，从冷却器112的设定温度受到的影响小。

在CO₂的流量大的情况下，通过伴随着CO₂的气化而产生的气化热和绝热膨胀来积极地冷却流体。因而，认为能够与使用冷却器的情况同样地充分抑制甲醇的蒸发，提高了回收率。

根据以上的结果，确认了在CO₂的流量比较大的情况下(例如50ml/min～150ml/min)，能够利用由CO₂的气化热和绝热膨胀产生的冷却效果来抑制改性剂的蒸发，实现了试样的回收率的提高。

另一方面，在CO₂的流量比较小(例如5ml/min～50ml/min)的情况下，在冷却器112中使用帕尔贴元件、低温高温水槽等的强制冷却是有效的。如果除了利用强制冷却的手段以外还利用节流孔等使CO₂在短距离内瞬间气化，则也能够得到比较强的冷却效果，能够设为代替强制冷却的冷却器。

图19是表示对在紧挨气液分离器之前的位置处设置节流孔时和不配置节流孔时的液体回收率的温度依赖性进行评价而得到的结果的图。在图19中，纵轴表示液体回收率，横轴表示温度。

将甲醇的流量设为1ml/min、CO₂的流量设为4ml/min来评价流出的甲醇的回收率。对在冷却器112与组分收集器111之间什么都没设置的情况和设置有具有内径50μm(微米)的开口直径的节流孔的情况下的、液体回收率的冷却器112的设定温度依赖性进行了评价。

在无节流孔的情况下，温度为20℃时的甲醇回收率为63％，但随着设定温度变高而甲醇回收率逐渐降低，在设定温度为50℃时只能得到10％的回收率。另一方面，在有节流孔的情况下，回收率不依赖于温度而固定为90％。根据所述结果，确认了不强制冷却流体的温度而利用由使用节流孔使CO₂瞬间气化所带来的冷却效果来提高改性剂的回收率。

使用节流孔的冷却器例如配置于图16中的冷却器112的位置处。优选在来自压力控制阀110的配管与向组分收集器111延伸的配管的连接部设置节流孔来作为冷却器。

图20是用于说明具有节流孔的冷却器的一例的概要截面图。

冷却器61具备接头62，该接头62具有节流孔62a。入口管63和出口管64经由接头62而连接。入口管63通过外螺纹螺栓65和金属环66而与接头62连接。出口管64通过外螺纹螺栓67和金属环68而与接头62连接。

在接头62内，在入口管63的端部与出口管64的端部之间配置有节流孔62a。节流孔62a的内径比入口管63的内径以及出口管64的内径小。流动相的流路的内径被节流孔62a缩小。

入口管63的与接头62相反的一侧的端部例如与背压调节器连接。出口管64的与接头62相反的一侧的端部例如与气液分离器连接。

当流动相(例如超临界CO₂+改性剂)流过冷却器61时，通过节流孔62a使CO₂在短距离内瞬间气化，包含气体CO₂的流动相(气液混合流体)被冷却。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式中的结构、配置、数值等是一例，本发明不限定于此，在权利要求书所记载的本发明的范围内能够进行各种变更。

附图标记说明

1、10、11、12、402：气液分离器；2、402a：入口管(导入流路)；4、41、51a、402b：排出流路；4a、41a、51b：排出口；5、402c：导液柱(液体捕集构件)；51：液体捕集构件；61、112：冷却器；62a：节流孔；103、104：泵；106：自动进样器(试样注入器)；108：柱；109：检测器；110：压力控制阀(背压调节器)；112：冷却器；113：温度检测器；120：控制部。