FR2580406A1 - Appareil pour les techniques chromatographiques en couche mince a surpression - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN APPAREILLAGE POUR TECHNIQUE CHROMATOGRAPHIQUE EN SURPRESSION COMPRENANT AU MOINS UNE PLAQUE PORTEUSE 3 DISPOSEE ADJACENTE A UN ESPACE CLOS OU ENCEINTE 1, UNE COUCHE SORBANTE 2 DISPOSEE A LA SURFACE DE LA PLAQUE PORTEUSE 3, DES MOYENS COUVRANT LA SURFACE DE LADITE COUCHE PORTEUSE 2 PLACEE SOUS L'EFFET DE LA SURPRESSION CREEE DANS L'ESPACE CLOS 1, UNE PREMIERE ENTREE 16 POUR ADMETTRE LE SOLVANT VERS LA COUCHE SORBANTE 2, UNE SECONDE ENTREE 15 POUR ADMETTRE LE MILIEU SOUS PRESSION DANS L'ESPACE CLOS 1, UNE UNITE CHAUFFANTE POUR MODIFIER LA TEMPERATURE DE LA COUCHE SORBANTE 2 ET UNE UNITE DE CONTROLE ET DE COMMANDE DE TEMPERATURE 24 AVEC UNE SORTIE DE COMMANDE COUPLEE AVEC L'UNITE CHAUFFANTE POUR L'ALIMENTER. L'APPAREILLAGE ASSURE UNE VITESSE ACCRUE DE SEPARATION DES CONDITIONS AMELIOREES D'ANALYSE ET UNE FIABILITE AMELIOREE DES RESULTATS OBTENUS.

Description

APPAREIL POUR LES TECHNIQUES CHROMATOGRAPHIQUES EN COUCHE

MINCE A SURPRESSION

La présente invention a pour objet un appareil pour effectuer des séparations par chromatographie en couche mince et en surpression. Selon l'art antérieur, on connait des appareils incluant une plaque porteuse couverte d'une couche sorbante recevant les échantillons à étudier ainsi que des éléments définissant un espace clos dans lequel on peut créer une surpression pour presser un élément flexible sur la couche sorbante

ou la couche sorbante sur un élément adéquat. L'efficacité de la tech-

nique de séparation mise en oeuvre au moyen de la chromatographie en

couche mince et par surpression peut être améliorée en utilisant l'appa-

reil conforme à la présente invention. Les avantages offerts par la

chromatographie en colonne et par sa version plane appelée chromato-

graphie en couche mince peuvent être effectivement combinés par la méthode de la chromatographie en couche mince et en surpression

présentée, par exemple, dans le GB-PS 1 570 760. Selon la description de

ce brevet, un appareil pour mettre en oeuvre le procédé comprend une chambre en surpression adjacente à une couche sorbante. Comme couche sorbante, on peut utiliser les mêmes matériaux organiques ou minéraux

que dans les deux procédés apparentés. La couche sorbante est complè-

tement couverte par une plaque plastique faite, selon un mode de réali-

sation préféré, d'un matériau flexible qui est pressé contre la couche au moyen d'une surpression engendrée dans un espace clos, par exemple grâce à un apport d'eau. Des moyens sont appliques pour empêcher le

solvant de quitter la couche sorbante, par exemple une couche d'étan-

chéité entourant cette dernière et reliée à la plaque plastique. Ceci a pour résultat, une élimination virtuelle d'un espace de vapeur qui est caractéristique de la chromatographie en couche mince connue. La phase vapeur qui se forme au-dessus de la couche sorbante est considérée comme étant la source de quelques inconvénients. La plaque portant la couche sorbante peut être, comme indiqué ci-dessus, scellée sur ses bords de

façon à empêcher une fuite de l'éluant/solvant amené à la couche sor-

bante sous l'effet de la surpression transmise a la plaque plastique. La migration de l'éluant peut être empêchée au moyen de canaux pratiqués dans la couche sorbante ou d'une plaque plastique pressée à la surface

de cette couche.

Pour améliorer l'efficacité des techniques chromatographiques en couche mince et en surpression, on peut disposer un nombre plus élevé de couches sorbantes dans une chambre. Dans ce cas, les plaques porteuses se recouvrent l'une l'autre et forment un système parallèle dans lequel les couches sorbantes reposent sur le même côté de ces plaques. Un appareil de ce type est montre, par exemple dans la demande de brevet

hongrois 1335/82 dont la première publication a eu lieu en fevrier 1985.

Les plaques porteuses peuvent être scellées l'une à l'autre sur leurs bords en appliquant un produit de scellement adéquat. L'espace clos et en surpression peut être réalisé soit au-dessus de la plaque porteuse supérieure, soit en-dessous de la plaque porteuse inférieure et dans ce

cas les plaques porteuses transmettent la surpression dans le système.

Habituellement, les plaques porteuses sont équipées avec un système de canaux parallèles commençant sur l'un des bords ou au milieu de la couche sorbante, de sorte que l'éluant peut communiquer entre les

couches sorbantes.

La séparation chromatographique ne peut être menée avec une haute efficacité qu'en choisissant les conditions de base de séparation de façon adéquate. Les conditions de base de la chromatographie en phase liquide sont les suivantes: le matériau sorbant, la phase mobile-éluant, la température de séparation, etc. La température est un paramètre important dans les techniques de chromatographie en phase gazeuse et est

choisie avec beaucoup de précaution.

La valeur de température désirée est maintenue pendant la sépara-

tion avec une haute précision. Jusqu'à présent, l'homme de l'art a cru que le rôle de la température n'est pas important en chromatographie en phase liquide comme cela résulte clairement de la pratique de mise en

oeuvre des techniques de chromatographie en colonne.

Les appareils connus de chromatographie en couche mince travail-

lent, pratiquement, sans tenir compte des effets thermiques. Par exemple

dans le livre de J.C. Touchstone et de M.F. Dobbins "Pratice of Thin-

layer Chromatography" édite par J. Wiley, New-York, 1978, il est dit page 304 que le rôle de la température n'est pas important dans cette technique. Cette prise de position dérive, évidemment, du fait que l'espace vapeur est présent au-dessus de la couche sorbante dans les

appareils de l'art antérieur et que cet espace a une influence désavan-

tageuse sur les conditions de séparation à des températures accrues. Pour détecter des petites quantités de produits différents, on a proposé d'utiliser une température accrue autour de la chambre pendant la séparation et cette proposition a trait au procédé de séparation multiple dans lequel une température accrue est appliquée pour vaporiser le solvant, utilisé lors du processus de séparation précédent, qui doit être éliminé. Dans un processus de séparation simple, la température accrue et la vaporisation accélérée du solvant qui en résulte peuvent entraîner une série de problèmes du fait que l'espace clos de vapeur au-dessus de la couche sorbante et, de ce fait, les séparations sont souvent -appréciees comme de faible efficacité et de faible fiabilité. La

vapeur de solvant est une source d'imprécision.

Evidemment, la couche sorbante peut être placée ensemble avec la chambre dans une enceinte assurant une valeur de température stable choisie selon les produits à séparer. Ceci est une caractéristique connue dans les processus de séparation par chromatographie en couche mince.

Par comparaison avec les techniques traditionnelles de chromato-

graphie en phase gazeuse, la chromatographie classique en colonne

liquide présente, du fait des importantes particules sorbantes utili-

sees, moins de rapidité et moins d'efficacité. La chromatographie en colonne en phase liquide s'est développé, car la chromatographie en

phase gazeuse n'est applicable qu'à environ 20% des substances organi-

ques. Les méthodes planes et spécialement les techniques de chromato-

graphie en couche mince se révèlent très utiles du fait des avantages

suivants: elles sont simples et très économiques en temps et en pro-

duits, elles présentent la possibilité d'une détection visuelle et de l'étude simultanée d'un grand nombre d'échantillons avec utilisation possible de réactifs agressifs. Quelques inconvénients doivent également être mentionnés; il existe une limitation du nombre de séparations du fait de la longueur de la plaque porteuse et de la durée requise pour le processus de séparation. Les procédés de chromatographie en couche mince

et en surpression assurent une séparation rapide et efficace des mélan-

ges de diverses substances organiques ou minérales, qui est effectuée environ de 5 à 20 fois plus rapidement que par les procédés en couche mince traditionnels tout en utilisant des particules de sorbant plus

petites et plus uniformes que dans les cas précédents.

L'efficacité de la séparation et sa rapidité ne sont pas dans de nombreux cas satisfaisantes en particulier dans le cas de mélanges

comprenant un grand nombre de composés organiques, auquel cas la sépara-

tion est faible et il est difficile de séparer les produits et d'ana-

lyser les chromatogrammes obtenus.

Le but de la présente invention est d'élaborer un procédé et un appareillage pour améliorer l'efficacité et la rapidité des séparations effectuées au moyen des procédés de chromatographie en couche mince et

en surpression.

L'invention est basée sur la reconnaissance du fait que la chroma-

tographie en couche mince et en surpression peut être améliorée, de façon remarquable, en appliquant un programme de température pendant le processus des opérations de séparation. La température est un paramètre très important -en dépit des croyances régnant jusqu'à présent dans le domaine de la chromatographie en couche mince- quand la phase vapeur peut être éliminée, c'est-a-dire dans les procédés de chromatographie en couche mince et en surpression. Il est également important que l'éluant

s'écoule sous l'effet de la surpression dans des directions prédétermi-

nées et à des vitesses qui ne peuvent être altérées par la température.

Selon ces considérations, le fait de base n'est pas l'application de la température en elle-même mais réside dans ses variations. Il est ainsi

possible de provoquer des changements dans la séquence (dans la dispo-

sition spatiale) des matériaux séparés dans la couche sorbante. Ceci améliore les séparations des différents composants du mélange par comparaison aux procédés connus. La vitesse de séparation augmentée grâce à la température accrue rend possible l'utilisation de méthodes d'analyse en continu. L'invention est, de plus, basée sur le fait que la température accrue amène le produit pressé sur la couche sorbante à une

absorption de l'éluant dans des conditions différant de celles à tempé-

rature plus basse, ce qui réalise un espace de vapeur spécial très limité au-dessus de la couche sorbante, et influence la séparation, l'ordre (séquence) des composants et, en particulier, l'efficacité et

ceci de manière très avantageuse.

Pour résoudre les problèmes, l'objet de l'invention est un appa-

reil mettant en oeuvre un procédé amélioré de chromatographie en couche mince et en surpression selon lequel, par rapport aux procédés de l'art antérieur en matière de techniques chromatographiques, un programme de température est appliqué, la température pouvant être modifiée selon une séquence déterminée dans le temps, et ceci de différentes façons en différents points de l'espace comprenant une couche sorbante et les

produits à séparer.

L'objet de l'invention est donc un appareillage comprenant au moins une plaque porteuse disposée adjacente à un espace clos, une couche sorbante disposée à la surface de la plaque porteuse, des moyens

pour couvrir la surface de la couche sorbante sous l'effet d'une sur-

pression engendrée dans l'espace clos, par exemple une plaque flexible,

une première entrée pour l'admission de solvants vers la couche sorban-

te, une seconde entrée pour l'admission du milieu de surpression dans l'espace clos, une unité chauffante pour modifier la température de la

couche sorbante et une unité de commande de la température pour l'ali-

mentation de l'unité chauffante.

L'unité chauffante comprend, de préférence, une plaque porteuse susceptible de recevoir de l'énergie électromagnétique d'une unité de chauffage par induction ou d'éléments chauffants qui sont en forme de plaque et sont disposés parallèlement aux plaques porteuses. Le nombre d'éléments chauffants et de plaques porteuses peut ainsi être supérieur

à 1 et il est avantageux de les disposer selon un ensemble parallèle.

Les plaques porteuses peuvent être en contact avec des éléments isolants thermiques. Selon l'invention, l'appareillage comprend de préférence une unité microcalculatrice centrale contrôlant et commandant la température des

plaques porteuses et des éléments chauffants de façon que la distribu-

tion de la température dans la couche sorbante puisse être modifiée séquentiellement dans le temps et dans l'espace selon un programme

enregistré dans cette unité micro-calculatrice centrale.

Dans un autre mode de réalisation préféré de l'appareillage selon

la présente invention, l'unité de contrôl61e et de commande de la tempéra-

ture comprend un capteur de température pour détecter la température de la couche sorbante relié à l'entrée d'un comparateur par l'intermédiaire

d'un amplificateur différentiel et par la première entrée d'un ampli-

ficateur comparateur, dont une seconde entrée est reliée à la sortie

d'une série d'organes comprenant un clavier de commande pour la program-

mation de l'unité centrale micro-calculatrice ainsi qu'un integrateur, ledit amplificateur comparateur produisant des signaux de niveau positif élevé Uc si le niveau de signal Ua sur sa première entrée est supérieur au niveau Ub sur sa seconde et des signaux de niveau positif bas Uc

quand le niveau de signal Ua sur sa première entrée est approximati-

vement le méme que le niveau Ub du signal sur sa seconde entrée, et des signaux de niveau négatif Uc quand le signal sur la première entrée est à un niveau Ua plus bas que le niveau Ub du signal sur sa seconde entrée, une autre entrée du comparateur étant reliée par une unité de décalage de niveaux à une sortie d'un oscillateur à relaxation, la sortie du comparateur étant couplée à un interrupteur de puissance dont la sortie constitue la sortie de commande de l'unité de commande de température. L'appareillage tel que proposé par la présente invention applique des modifications de température aux couches sorbantes en améliorant la

séparation des différents constituants du mélange comprenant des compo-

sants organiques et minéraux. L'efficacité améliorée de la séparation accroît la fiabilité dans l'interprétation des chromatogrammes faits sur

la base de ce procédé de chromatographie en couche fine et en surpres-

sion.

L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins ci-

joints représentant sous forme d'exemples quelques modes de réalisation préférés de l'invention proposée. Dans ces dessins: - la figure 1 est une coupe transversale sur un mode de réalisation préféré de l'appareillage selon la présente invention dans son application à une plaque porteuse; la figure 2 est une coupe transversale sur la disposition de la plaque porteuse avec une couche sorbante et un élément chauffant; - la figure 3 représente une coupe transversale sur une disposition

proposée de la plaque porteuse avec la couche sorban-

te entre deux éléments chauffants; - la figure 4 est une coupe transversale sur une disposition avec des couches sorbantes sur leurs plaques porteuses respectives et deux éléments chauffants; - la figure 5 est une coupe transversale sur une disposition à deux plaques porteuses et un élément chauffant disposé entres elles pour le chauffage des couches sorbantes; - la figure 6 est une disposition avec une plaque porteuse chauffée par induction disposée entre deux espaces clos; - la figure 7 est une vue de dessus d'une plaque porteuse pour le processus de séparation linéaire utilisé pour des analyses en continu; - la figure 8 est une vue de dessus d'une plaque porteuse pour des processus de séparation en deux directions utilisée pour des analyses en continu; - la figure 9 est une vue de dessus d'une plaque porteuse pour des processus de séparation en deux directions utilisée pour des analyses en continu; - la figure 10 est une vue de dessus d'une plaque porteuse pour des processus de séparation en deux dimensions utilisée pour des analyses en continu; - la figure 11 est un schéma d'un mode de réalisation préféré de l'unité de contrôle et de commande de la température utilisée dans un appareillage conforme ô l'invention;

- la figure 12 est un schéma opératoire du contrôle et de la comman-

de de température appliqué à l'appareillage; - la figure 13 représente quelques possibilités de programmation de température utilisées pour la commande de l'unité chauffante; et - la figure 14 est une vue schématique des séparations obtenues en

appliquant différentes valeurs de 100 Rf (Rf repré-

sente le facteur de retard) sur des échantillons

contenant des alcaloTdes de la nicotine.

Selon l'invention, a été développé un appareil A (figure 1) qui

comprend une ou plusieurs plaques porteuses 3 disposées dans une pin-

ce 12 ou tout autre élément adéquat susceptible de supporter, de façon

rigide, les éléments de l'appareillage. La plaque porteuse 3 est recou-

verte au moins sur un côté par une couche sorbante 2 et est en contact

thermique avec une unité chauffante susceptible de modifier la tempéra-

ture de la couche sorbante 2 séquentiellement dans le temps et, au besoin, dans l'espace. Dans l'appareil A, tel que représente a la figure 1, l'unité de chauffage comprend deux éléments chauffants 4 en forme de plaques, alimentés en courant électrique. L'un des éléments chauffants 4 est disposé par dessus la couche sorbante 2 et en est séparé par une plaque d'insertion 9 en matériau flexible. L'autre élément chauffant 4 est placé sous la plaque porteuse 3. Les éléments chauffants 4 sont, de préférence, parallèles à la plaque porteuse 3 et ils sont évidemment alimentés en puissance sur commande. Si on désire une séquence de température dans l'espace, les éléments chauffants

peuvent être divisés en parties indépendantes reliées chacune à l'ali-

mentation en puissance sur commande. L'élément chauffant inférieur 4 peut être relié à une plaque 11 disposée dans la pince 12, une couche d'isolation thermique pouvant être disposée entre la plaque 11 et l'élément chauffant 4. Une première entrée 16 communique avec la couche sorbante 2 pour l'admission de solvant (éluant) en des points adéquats de cette couche. Au-dessus de l'élément chauffant supérieur 4 est disposé un espace clos 1 (ou enceinte) limité latéralement par une plaque de fermeture 14 et en direction axiale par une plaque 10 dans

laquelle un joint 13 est appliqué le long du périmètre pour l'étan-

chéité. L'espace clos 1 est susceptible de maintenir une surpression qui y est engendrée par admission d'un milieu adéquat en surpression tel que de l'eau ou un gaz et ceci par une seconde entrée 15. Sous l'effet de la surpression engendrée dans l'espace clos 1, de préférence au moyen d'une poche liquide, l'élément chauffant supérieur 4 est pressé contre la couche sorbante 2 par l'intermédiaire de la plaque d'insertion 9. Les éléments chauffants 4 sont reliés au moyen de conducteurs 17 aux entrées et sorties respectives de l'unité de contrôle et de commande de température 24. Les éléments chauffants 4 qui, comme cela a été mentionné, peuvent être divisés en plusieurs parties et des moyens détecteurs de

température qui leur sont couplés ou qui sont couplés avec les diffé-

rentes zones de la couche sorbante 2 sont reliés chacun aux entrées et

sorties séparées de l'unité de contrôle et de commande de tempéra-

ture 24. Les parties des éléments chauffants 4 sont, de préférence, des éléments à puissance commandée sur la base des variations de température au voisinage de la couche sorbante 2 et selon un programme prédéterminé dans le temps et dans l'espace. Grâce au solvant amené par la première entrée 16, des échantillons sont amenés à la surface de la couche sorbante 2 pour être séparés et la séparation peut être analysées au moyen d'un détecteur 19. Dans le cas de l'analyse en continu, le détecteur 19 comprend des moyens de détection disposés sur l'un des bords de la plaque porteuse 3. Lorsque l'analyse n'est pas effectuée par procédé en continu, le détecteur 19 est alors totalement indépendant de

l'appareil A, la plaque porteuse 3 étant alors extraite de l'appareil-

lage A pour l'analyse.

L'unité de contrôle et de commande de température 24 effectue la commande de la température en assurant habituellement la régulation de

la puissance consommée par les parties de l'unité chauffante.

La disposition mutuelle de la couche sorbante 2 de la plaque porteuse 3 et de l'élément chauffant 4 est possible selon un grand nombre de variantes. L'une des possibilités est de disposer l'élément chauffant 4 sur une plaque de base 7 (qui peut être, par exemple la

plaque 11) par l'intermédiaire d'une couche d'isolation thermique 5.

L'élément chauffant 4 est recouvert par la plaque porteuse 3 avec sa couche sorbante 2 sur sa face opposée. Une plaque flexible adéquate repose sur la couche sorbante 2 et transmet la surpression de l'espace

clos 1 (figure 2). Comme représenté a la figure 3? deux éléments chauf-

fants 4 et la plaque porteuse 3 peuvent former une structure en sand-

wich, dans laquelle l'espace clos 1 peut être disposé d'un côté de l'un des éléments chauffants 4, c'est-a-dire au-dessus de l'élément chauffant supérieur 4 ou en-dessous de l'élément chauffant inférieur 4; l'autre élément chauffant est supporté par la plaque d'isolation thermique 6

fixée par des éléments adéquats sur la plaque de base 7.

L'appareillage tel que proposé par l'invention peut être utilisé

de façon avantageuse avec un nombre plus élevé de plaques porteuses 3.

Une telle possibilité est représentée a la figure 4 sur laquelle les plaques porteuses 3 sont disposées avec leurs couches sorbantes 2 tournées du même côté, des éléments chauffants 4 étant disposés entre-eux et/ou par-dessus et/ou par-dessous eux. L'élément chauffant 4 transmet également, dans ce cas, la surpression depuis l'espace clos 1 et l'élément chauffant 4 est supporté par la plaque d'isolation

thermique 6 disposée sur la plaque de base 7.

Une autre possibilité de disposition comprenant deux plaques

porteuses est représentée à la figure 5 dans laquelle un élément chauf-

fant 4 est disposé entre les plaques porteuses 3, c'est-a-dire que l'élément chauffant 4 est séparé des couches sorbantes 2 par les plaques

porteuses 3, ou les couches sorbantes 2 font face à l'élément chauf-

fant 4. Dans ce dernier cas, la structure comprenant les couches sor-

bantes 2 est fermée par les plaques porteuses 3. L'espace clos 1 crée une surpression sur l'un des côtés de l'élément chauffant 4 et une

plaque isolante thermique 6 trouve son support sur la plaque de base 7.

L'unité chauffante de l'appareillage A peut coopérer avec un système de chauffage a induction. Dans ce cas, l'unité de contrôle et de commande de température 24 alimente une unité de chauffage par induction

couplée avec une plaque porteuse 25 faite en métal (figure 6) et suppor-

tée par une plaque support 8. Sous l'effet du chauffage par induction, la plaque porteuse 25 et ainsi que la couche sorbante 2 qui la recouvre sont chauffées sur au moins un côté. Les plaques porteuses 3 et 25 peuvent consister, comme cela a déjà été mentionné, en plusieurs parties. Le matériau constitutif peut être du verre, de la céramique, de l'aluminium ou du polymère a base de téréphtalate. L'espace clos est disposé sur au moins un côté de l'unité chauffante. La plaque porteuse 3 est, de forme rectangulaire (carrée ou rectangulaire), cependant on peut utiliser d'autres formes. Pour une

étude ou une analyse en continu, on préfère utiliser une plaque por-

teuse 3 ayant au moins un côté rectiligne. La plaque porteuse 3 habi-

tuelle est d'une épaisseur de 0,1 à 5,0 m, les valeurs d'épaisseurs les plus élevées assurent une plus grande rigidité à la plaque porteuse au prix d'une puissance plus élevee nécessaire pour son conditionnement en température. Le choix dépend des conditions données et des habitudes

classiques de l'homme de l'art.

Dans l'appareillage proposé par l'invention, l'espace clos ou enceinte 1 en surpression est généralement une poche d'eau car, pour des raisons de sécurité, cela semble être la meilleure solution. Par ailleurs, l'air comprimé peut assurer la même fonction. Les plaques porteuses 3 peuvent être fixées de façon rigide à l'encontre de la surpression au moyen de la plaque de base 7, des plaques 10, 11 et des

systèmes de pincement 12.

La couche sorbante 2 peut consister en matériaux organiques ou

minéraux. Comme exemple, on peut citer le gel de silice, l'oxyde d'alu-

minium, la cellulose ou des résines synthétiques. Ces exemples, bien

évidemment, ne sont pas limitatifs.

Le matériau pressé sur la couche sorbante 2 de la plaque por-

teuse 3 pour transmettre la surpression, par exemple la plaque d'inser-

tion 9, consiste habituellement en polytétrafluoroéthylene, en polymère à base de téréphtalate, en polyethylene ou en feuille d'aluminium. Ce

matériau sera choisi selon les conditions de séparation chromatographi-

que. La feuille d'aluminium peut séparer la couche sorbante 2 de l'es-

pace clos 1 et constituer une couche élastique.

Les parties de l'appareillage A servant d'isolation thermique peuvent consister, généralement, en amiante, cependant il est évident

que l'on peut utiliser d'autres matériaux adéquats.

Des exemples de différents matériaux pouvant être utilisés pour la réalisation de l'appareillage A selon la présente invention ne constituent que les possibilités préférées et il est évident que l'homme de l'art peut choisir tout autre matériau adéquat en se basant sur les

conditions connues du processus de séparation chromatographique.

Dans l'appareillage conforme à la présente invention, il est évident que l'on préfère utiliser des plaques porteuses rectangulaires 3 sur lesquelles la couche sorbante 2 est entourée (figures 7, 8, 9 et 10)

par une couche d'étanchéité 20 sur trois côtés. Sur la couche sorban-

te 2, sont prévus des points d'entrée 21 et des points de charge 23. Ces

points 21 et 23 sont situés selon les conditions du processus de sépara-

tion; ils peuvent être choisis sur un bord de la couche sorbante 2 opposé à un bord libre 18 ne présentant pas de couche d'étanchéité 20 ou dans sa partie médiane. Evidemment, d'autres possibilités peuvent être envisagées. Les points d'entrée 21 reçoivent l'éluant et les points de charge 23 (points de départ) reçoivent les échantillons. La surpression amène l'éluant à s'écouler par les canaux 22 sur la couche sorbante 2 dans laquelle l'éluant se déplace par ces canaux comme représenté aux figures à l'aide des flèches dans la direction du bord 18 de la plaque

porteuse 3. Pendant ce déplacement, se produit la séparation des échan-

tillons en leurs composants. Dans le cas du processus de séparation en

continu, l'éluant peut atteindre le bord 18 en même temps que le compo-

sant et il peut être détecté au moyen de dispositifs adéquats comme, par exemple, une unité de détection optoelectronique. La détection est la base de l'émission des signaux vers le système détecteur 19. Comme représenté aux figures 7 et 8, les plaques porteuses 3 peuvent être utilisées pour des processus de séparation unidimensionnelle selon le procédé en continu. Si l'analyse est effectuée par des procédés en discontinu, les composants sont alors séparés sur la couche sorbante 2 et se déplacent sur des distances différentes dont la longueur dépend du composant donné séparé et des conditions de processus de séparation. La distance entre les points de charge 23 (points de départ) et le point spécifique du composant sert debase à l'analyse. La séparation peut être effectuée en procédé à deux dimensions. Dans ce cas, la séparation a lieu d'abord dans la direction de la bande de fermeture 26 et dans une

seconde étape en direction d'une autre bande de fermeture 27 perpendi-

culaire à la première (figure 9 analyse en discontinu). Les deux directions de processus de séparation peuvent être déterminées également par le bord 18 de la plaque porteuse 3 et par la bande de fermeture 26 avec des parties vides données préparées en découpant certaines parties de la couche d'étanchéité 20 (figure 10 analyse en continu). Pendant le processus de séparation à deux dimensions, un premier solvant peut être utilisé dont les restes peuvent etre enlevés par un gaz inerte adéquat, un second solvant assurant la séparation dans l'autre direiction. Du fait de l'absence d'un plus grand espace de vapeur au-dessus de la plaque porteuse 3, il n'est pas nécessaire de prendre en compte l'effet gênant

des solvants sur le processus de séparation suivant. Pendant ce proces-

sus, la température de la couche sorbante 2 peut être modifiée selon un

programme prédéterminé.

L'unité de contrôle et de commande de température 24 (figure 11)

est couplée avec l'élément chauffant 4 ou la plaque porteuse métalli-

que 25 de l'appareillage A et l'élément de couplage est un capteur de température 31 ou un système de capteurs de température 31 disposé pour

détecter la température en différentes parties de la couche sorbante 2.

L'unité de contrôle et de commande de température 24 commande la puis-

sance des éléments chauffants 4 ou la quantité d'énergie électromagné-

tique fournie à la plaque porteuse métallique 25 et la coopération entre les deux unités constitue une boucle de régulation selon la figure 12, dans laquelle l'unité a déterminant le signal de référence (cette unité programmant les variations de température) est connectée au comparateur b puis à l'amplificateur c et une unité de mise en forme de signal d est connectée à la sortie de l'amplificateur c et comprend un thyristor ou tout autre élément approprié pour assurer la commande et la régulation de la puissance de sortie. L'unité de mise en forme de signal d amène le signal à une unité d'intervention e puis à des moyens f assurant la régulation de la température dans l'appareillage selon les conditions voulues. Cette dernière unité est reliée par le circuit en boucle g au comparateur b engendrant les signaux qui correspondent à la différence des signaux d'entrée. Le comparateur b peut être réalisé, par exemple, à base de thermo-éléments en platine. Un mode de réalisation préféré du système de régulation à boucle, représenté à la figure 10, est l'unité de contrôle et de commande de température 24 de la figure 11. La température des couches sortantes 2 est détectée pendant le processus d'analyse chromatographique en un ou plusieurs points, comme cela a été mentionné, au moyen des capteurs de température-31. Les sorties des

capteurs de température sont connectées par un amplificateur différen-

tiel à un affichage de température 33 ainsi qu'au comparateur 45 à hystérésis et à la première entrée de l'amplificateur comparateur 39. Cet amplificateur comparateur 39 est un élément de circuit logique donnant un signal de sortie de niveau Uc qui est un niveau positif élevé, un niveau positif bas ou un niveau négatif selon le niveau des signaux se présentant à son entrée. Il présentent au moins une première entrée recevant les signaux de niveau Ua, une seconde entrée recevant de

signaux de niveau Ub et engendre des signaux de niveau Uc à sa sortie.

Le niveau Uc est positif élevé quand Ua est supérieur à Ub et diminue quand la différence entre les niveaux Ua et Ub diminue pour atteindre un niveau positif relativement bas quand les deux niveaux sont égaux ou approximativement égaux. Le niveau Uc est négatif quand Ua est inférieur a Ub. La seconde entrée de l'amplificateur comparateur 39 est couplée avec un organe en série comprenant un clavier de commande 34 ou d'autres moyens d'entrée à une unité micro-calculatrice centrale 35 reliée à un second affichage de température 38, un interrupteur optique 36 et un integrateur 37, l'interrupteur optique 36 étant utilisé pour coupler le générateur 37 et l'unité micro-calculatrice centrale 35 sans contact

électrique. L'affichage de température 33 montre les valeurs de tempéra-

ture détectées dans la couche sorbante 2 et le second affichage de

température 38 les valeurs programmées au moyen de l'unité micro-calcu-

latrice centrale 35. Le clavier de commande 34 ou tout autre moyen d'entrée adéquat est prévu pour programmer l'unité micro-calculatrice centrale. La sortie de l'amplificateur comparateur 39 est reliée à l'entrée d'un comparateur 40 pour recevoir les signaux de niveau Uc, le

comparateur 40 ayant une seconde entrée recevant les signaux de ni-

veau Ud engendrés par une unité de décalage de niveau 42, des signaux de l'oscillateur de relaxation 41 qui est, de préférence, un générateur de signaux en dents de scie. La sortie du comparateur 40 procurant les

signaux de niveau Ue est reliée à l'entrée de l'interrupteur de puis-

sance 43 donnant les signaux de commande de l'unité de chauffage de l'appareillage A, c'est-a-dire les éléments chauffants 4 couplés avec

les couches sorbantes 2 de séparation chromatographique. Le compara-

teur 45 à hystérésis est connecté au relais 46 qui ouvre, dans des conditions données, la voie au courant de l'unité d'alimentation à haute puissance 47. Les différentes unités de l'unité de contrôle et de

commande de température 24, nécessitant une alimentation, sont connec-

tées à ces moyens d'alimentation 48.

L'unité de contrôle et de commande de température 24 assure la régulation de la température selon un programme prédéterminé qui peut être introduit dans l'appareillage au moyen du clavier de commande 34, coopérant avec l'unité micro-calculatrice centrale 35. Le programme peut réaliser les modifications de température des couches soGbantes 2 et des plaques porteuses 3 selon la figure 13. Ces modifications signifient le changement de température en fonction du temps t. La valeur de base de la température est T0 et peut augmenter jusqu'à une valeur maximale T3 par l'intermédiaire de valeurs T1 et T2 selon des pentes respectives caractéristiques si, 82 et a3. Evidemment, les moyens de programmation permettent la détermination des différentes formes et des différentes

pentes possibles. Les courbes liées à ces valeurs de température men-

tionnées peuvent également être non-linéaires si on le désire.

Lorsque l'unité de contrôle et de commande de température repré-

sentée à la figure 11 travaille, il suffit généralement d'accroltre la température au plus à 90 C et les valeurs de température doivent être assurées avec une précision de. t 1 C. La reproductibilité des valeurs de température doit être d'environ 0,5 C. Pendant les mesures, on préfère

choisir une vitesse de variation de température de 1 à 20 C par minute.

Quand on utilise l'unité de commande et de contrôle de température 24, l'amplificateur comparateur 39 donne des signaux Uc sur la base des conditions de température mentionnées ci-dessus assurant, ainsi,

l'intensité du chauffage en fonction de la différence entre la tempé-

rature désirée et la température mesurée, en coupant l'alimentation en puissance quand la température de la plaque porteuse 3 ou de la couche sorbante 2 est supérieure à la valeur pré-programmée. Les signaux de

niveau Ue à la sortie du comparateur 40 consiste en impulsions rectangu-

laires dont la largeur et la distance dépendent de la différence des

valeurs de température, c'est-a-dire des signaux d'entrée du compa-

rateur 40. Si la température de la couche sorbante 2 est supérieure à la

valeur programmée, les signaux sont alors émis, ce qui arrête le chauf-

fage.

Le comparateur 45 à hystérésis, le relais 46 et l'unité d'alimen-

tation à puissance élevée 47 ont des fonctions protectrices. Le compara-

teur 45 à hystérésis engendre des signaux-de sortie dans le cas o la température détectée dans la couche sorbante est supérieure à la valeur maximale permise au système, par exemple dus à une erreur des circuits électriques. Dans ce cas, le relais 46 ferme les contacts et le courant

envoyé par l'unité d'alimentation en haute puissance 47 assure l'inter-

ruption du courant vers l'appareillage A et son unité de chauffage. Le capteur de température 31 consiste, de préférence, en une unité de saisie et un générateur de courant dans lequel l'élément capteur est

disposé sur une branche du générateur et couplé avec la plaque porteu-

se 3 et la couche sorbante 2. La connexion mécanique entre ces éléments est possible. Cette dernière solution assure un haut niveau de couplage thermique. L'unité micro-calculatrice centrale peut être basée sur des unités bien connues 8080 ou 8085 reliées par l'interrupteur optique 36 à

l'intégrateur 37 car, dans ce cas, aucune mise à la terre n'est néces-

saire. Les interrupteurs de puissance 43 sont, par exemple, une unité

transistor à circuit Darlington.

L'élément chauffant 4 est, de préférence, une plaque porte circuit ou un circuit imprimé avec des zones ou chemins en forme de bandes pour dissiper l'énergie. Une partie de ces zones peut être utilisée pour la

détection de la température.

Pendant le processus de séparation pour analyse selon les procédés en continu, le schéma de séparation, selon la figure 14, peut être obtenu pour des alcaloTdes de la nicotine, l'influence de la température pouvant y être observée. Le facteur de retard Rf montre des valeurs

croissantes avec la température croissante par opposition à la chromato-

graphie en couche mince connue, caractérisée par l'absence de décrois-

sance désirée de cette valeur. Les alcaloTdes de la nicotine peuvent être, généralement, divisés en cinq composés qui, comme on le voit à la figure 14, se déplacent sur différentes distances sous l'effet des programmes de température différents. Les programmes de température peuvent être déterminés au choix. Par exemple, les programmes II et V assurent un très bon chromatogramme d'analyse ainsi qu'une très bonne séparation. Lorsqu'on choisit d'autres programmes, on peut obtenir, à la séparation, quelques composés qui occupent la même place ou sont très proches les uns des autres (programmes I, III et V). Le programme

optimal peut être déterminé dans chaque cas et séparément par l'expé-

rience. L'appareillage selon l'invention assure une séparation efficace des différents produits et élargit les possibilités offertes par la

chromatographie en couche mince et en surpression.

Sur la base de la description ci-dessus, on comprend que dans de

tels appareillages, les dispositions de l'unité chauffante, des plaques

porteuses, des couches sorbantes peuvent être remplacées par des équiva-

lents de ceux décrits ci-dessus-et les unités de contrile et de commande de température pour la régulation programmée peuvent étre différents avec des dispositions de circuit équivalents à ceux montrés ci-dessus, les appareillages selon de telles variantes de construction restant dans le cadre de l'invention revendiquée. De tels appareillages dépendront

des circonstances données et de la composition des mélanges à séparer.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1.- Appareillage pour technique chromatographique en couche mince et en surpression, comprenant au moins une plaque porteuse (3) disposée de façon adjacente à un espace clos ou enceinte (1), une couche sorbante (2) disposée à la surface de ladite plaque porteuse (3), des moyens pour recouvrir la surface de ladite couche sorbante (2) sous l'effet de la surpression engendrée dans ledit espace clos (1), une première entrée (16) pour l'admission du solvant vers ladite couche

sorbante (2), une seconde entree (15) pour l'admission du milieu sur-

pressé dans ledit espace clos (1), caractérise par le fait qu'il comprend, de plus, une unité chauffante pour modifier la température de ladite couche sorbante (2) et une unité de contrôle et de commande de température (24) pour alimenter ladite unité chauffante, la sortie de commande de ladite unité de contrôle et de commande de température (24)

étant couplée à ladite unité chauffante.

2.- Appareillage selon la revendication 1, caractérise par le fait que ladite unité chauffante comprend un élément chauffant en forme de

plaque (4) disposé parallèlement à ladite couche sorbante (2) et adja-

cent à la plaque porteuse (3).

3.- Appareillage selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté-

risé par le fait qu'il comprend un élément d'isolation thermique disposé de façon adjacente à ladite plaque porteuse (3) du côté opposé à ladite

unité chauffante.

4.- Appareillage selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que ladite unité chauffante comprend au moins

deux éléments chauffants en forme de plaque (4) et une plaque porteu-

se (3) entre elles et disposés parallèlement.

5.- Appareillage selon l'une des revendications précédentes,

comprenant au moins deux plaques porteuses (3) et un élément chauf-

fant (4) entre elles, ledit élément chauffant (4) formant une partie de

ladite unité chauffante.

6.- Appareillage selon l'une des revendications précédentes,

comprenant, disposés parallèlement, au moins deux éléments chauffants (4) formant partie de ladite unité chauffante et au moins deux plaques

porteuses (3).

7.- Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une plaque porteuse métallique (25) coopérant avec une

unité de chauffage par Induction pour chauffer ladite couche sorban-

te (2).

8.- Appareillage pour technique chromatographique en couche mince et en surpression, comprenant au moins une plaque porteuse (3) disposée de façon adjacente a un espace clos ou enceinte (1), une couche sorbante (2) disposée à la surface de ladite plaque porteuse (3), des moyens pour recouvrir la surface de ladite couche sorbante (2) sous l'effet de la surpression créée dans ledit espace clos (1), une première entrée (16) pour l'admission du solvant vers ladite couche sorbante (2), une seconde entrée (15) pour l'admission du milieu surpressé dans ledit espace clos (1), une unité chauffante pour modifier la température de ladite couche sorbante et une unité de contrôle et de commande de température pour alimenter ladite unité chauffante, caractérisé par le fait que ladite unité de contrôle et de commande de température (24) comprend une unité micro-calculatrice centrale (35) reliée, par ses diverses entrées et sorties, à ladite unité chauffante divisée en parties pour modifier la température de ladite couche sorbante (2) selon

des séquences programmées dans l'espace et dans le temps.

9.- Appareillage selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite unité de contrôle et de commande de température (24) comprend un capteur de température (31) pour détecter la température de ladite couche sorbante (2) relié, par l'intermédiaire d'un amplificateur

différentiel (32), à la première entrée d'un amplificateur compara-

teur (39) puis à l'entrée d'un comparateur (40), la seconde entrée dudit amplificateur comparateur (39) étant reliée à la sortie d'un organe en série comprenant un clavier de commande (34) pour la programmation de ladite unité micro-calculatrice centrale (35) et un Integrateur (37), ledit amplificateur comparateur (39) donnant des signaux de niveau positif élevés si le signal sur sa première entrée (Ua) est de niveau supérieur à celui du signal sur sa seconde entrée (Ub) des signaux de niveau positif bas quand le signal sur sa première entrée (Ua) est approximativement de même niveau que le signal sur sa seconde entrée (Ub) et un signal de niveau négatif quand le signal sur sa première entrée (Ua) est de niveau inférieur à celui du signal sur sa seconde entrée (Ub), une autre entrée dudit comparateur (40) étant reliée par une unité de décalage de niveau (42) à une sortie d'un oscillateur à relaxation (41), la sortie dudit comparateur (40) étant couplée avec un interrupteur de puissance (43) dont la sortie forme ladite sortie de

commande de température de l'unité de contrôle et de commande de tempé-

rature (24).

10.- Appareillage selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit interrupteur de puissance (43) est relié par son entrée à un relais (46) relié par son entrée à un comparateur à hystérésis (45) couplé avec ladite première entrée dudit amplificateur comparateur (39)

et par une autre entrée à l'unité d'alimentation en haute puissan-

ce (47).

11.- Appareillage selon l'une des revendications 9 ou 10, caracté-

risé par le fait que ledit organe en série comprend un interrupteur optique (36) entre ladite unité micro-calculatrice centrale (35) et

ledit intégrateur (37).

12.- Un appareillage pour technique chromatographique en couche mince et en surpression comprenant au moins une plaque porteuse (3) disposée adjacente à un espace clos ou enceinte (1), au moins une couche sorbante (2) disposée à la surface de ladite plaque porteuse (3), des moyens pour recouvrir la surface d'au moins ladite couche sorbante (2) placée sous l'effet de la surpression engendrée dans ledit espace clos (1), une première entrée (16) pour l'admission de solvant à chacune des couches sorbantes (2), une seconde entrée (15) pour l'admission du milieu en surpression dans ledit espace clos (1), des éléments chauffants (4) disposés parallèlement auxdites plaques porteuses (3) et une unité de contrôle et de commande de température (24) pour alimenter lesdits éléments chauffants (4), caractérisé par le fait que ladite unité de

contrôle et de commande de température (24) comprend une unité micro-

calculatrice (35) reliée par ses entrées et sorties respectives auxdits éléments chauffants (4) divisés en parties pour modifier la température de ladite couche sorbante (2) selon des séquences dans le temps et dans l'espace déterminées par un programme mis en mémoire dans ladite unité

micro-calculatrice centrale (35).

13.- Un appareillage selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ladite unité de contrôle et de commande de température (24) comprend un capteur de température (31) pour détecter la température de ladite couche sorbante (2) reliée, via un amplificateur différentiel (32) à une première entrée d'un amplificateur comparateur (39) puis à l'entrée d'un comparateur (40), la seconde entrée dudit amplificateur

comparateur (39) étant reliée à la sortie d'un organe en série compre-

nant un clavier de commande (34) pour la programmation de ladite unité calculatrice centrale (35) et un intégrateur (37), ledit amplificateur comparateur (39) donnant des signaux de niveau positif élevés si le signal, à sa première entrée (Ua) est de niveau plus élevé que le signal à sa seconde entrée (Ub) des signaux de niveau positif bas quand le signal à la première entrée (Ua) est approximativement de même niveau que le signal à la seconde entrée (Ub) et un signal de niveau négatif quand le signal à la première entrée (Ua) est de niveau inférieur à a

celui du signal à la seconde entrée (Ub), une autre entrée dudit compa-

rateur (40) étant reliée par une unité de décalage de niveau (42) à une

sortie d'un oscillateur à relaxation (41), la sortie dudit compara-

teur (40) étant reliée à un interrupteur de puissance (43) dont la sortie constitue la sortie de commande de l'unité de contrôle et de

commande de température (24).

14.- Appareillage selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ledit interrupteur de puissance (43) est relié par sa sortie à un relais (46) relié, via son entrée, à un comparateur à hystérésis (45) couplé avec ladite première entrée dudit amplificateur comparateur (39)

et via une autre entrée à une unité d'alimentation en haute puissan-

ce (47).

15.- Un appareillage selon la revendication 13, caractérisé par le

fait que lesdits organes en série comprennent un interrupteur opti-

que (36) entre ladite unité micro-calculatrice centrale (35) et ledit

intégrateur (37).