JPH03100459A - 擬似移動床式クロマト分離法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種化学成分を含む原料中の２以上の成分のう
ちの特定成分を吸着剤を用いて擬似移動床方式によりク
ロマト分離する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、異性体混合物のような原料中に含まれる２以上の
成分を分離する方法としてイオン交換樹脂、ゼオライト
等の吸着剤を用い、これら成分の吸着剤に対する吸着性
能の差を利用して分離するクロマトグラフィーの手法が
広く用いられている。この種のクロマト分離法としては
固定床方式及び移動床方式が古くから知られているが、
分離効率、吸着剤の移動等の問題から近年、擬似移動床
方式（例えば連続式では特公昭４２−１５６８１号公報
、回分式では特公昭６１−４１５５９号公報）が提案さ
れた。また擬似移動床の変形としてＣ０Ｂ、Ｃｈｉｎｇ
らは各塔（床）間に遮断弁を連結したものを提案してい
る（例えば、Ｃｈｅｍ、Ｅｎｇ。

Ｓｃｉ、Ｖｏｌ、４０．　Ｎｏ６．ｐｐ８？？−８８５
，１９８５）。

第１図はこのような遮断弁付擬似移動床装置を用いた分
離方法の説明図で、吸着剤充填塔１〜１２は夫々遮断弁
ａ〜Ｑを有する配管で直列に、且つ無端状に連結され、
無端の充填塔群を形成している。この充填塔群は内部を
流れる流体の流れ（図では時計回り）に沿って塔１〜５
よりなる第一区画、塔６よりなる第二区画、及び塔７〜
１２よりなる第三区画に分割されている。なお充填塔に
充填された吸着剤は原料中に含まれる２以上の成分のう
ち特定成分Ａに対して他の成分Ｂよりも選択的な吸着力
を有するものとする。このような装置において従来は第
一区画と第二区画間の遮断弁ｅ及び第二区画と第三区画
間の遮断弁ｆを閉じて第一区画の前端の塔１から原料を
供給した後、第一区画後端の塔５から吸着され難いＢ成
分を主体とするラフィネート液を回収すると共に、第二
区画前端の塔６から溶離液（Ｉ）を供給した後、第二区
画後端の塔６の出口から、吸着され易いＡ成分を主体と
するエキストラクト液を回収し、更に第三区画の前端か
ら再度、溶離液（２）を供給しながら、一定時間毎に遮
断弁の遮断位置、流体の供給位置及び流体の回収位置を
１塔づつ下流側に移行させて、Ａ、Ｂ両成分の分離を行
なっている。

また溶離液（Ｉ）及び（２）が同じ組成のものであれば
、第２図に示すように溶離液（Ｉ）の流入位置から溶離
液（Ｉ）及び（２）を合わせた量を流入し、第２区画と
第３区画間の遮断弁を開放にして操作することも可能で
ある。

これらの方式は遮断弁のない通常の擬似移動床方式と比
較すると、流出液（回収液）側のポンプの流量制御が不
要となり、塔間ポンプも不要となるか、あっても流量制
御が簡単なものですみ、装置が簡便化される。これらの
作用を第２図の方式で説明する。

第２図の方式では第二区画でエキストラクト液を回収す
る際、吸着され難いＢ成分が含まれていると、エキスト
ラクト液中のＡ成分の純度が低下する。従ってステップ
（遮断弁の遮断位置流体の供給位置及び流体の回収位置
を下流側に一段、移行させる前の一定時間の操作を云う
。

また移行を繰返して最初の位置に戻る迄の操作を１サイ
クルと云う。）が移行（切替）した時点で第二区画には
Ｂ成分が残らないよう塔数を増加させる必要がある。同
様に第二区画のステップ終了時に、吸着され易いＡ成分
が残っていた場合、ステップ移動後にラフィネート液中
にこの残存Ａ成分が不純物として流入する。この場合、
溶離液量を増加させることによりＡ成分をラフィネート
液から、完全に流出させる（追出す）必要がある。一方
、第一区画後端のラフィネート液にはステップ移行後は
吸着され難いＢ成分が流入するが、次第に吸着され易い
Ａ成分も流入し始める。この時のタイミングでステップ
移行時間が決定される。またこうして充填塔数及び操作
条件が決定される。

従って第２図のような遮断弁付擬似移動床方式で分離性
能を向上させるには塔数を増加させるか、溶離液量を増
加させる必要があり、設備費あるいはユーティリティ負
担が増大したり、回収製品が希釈される等の欠点を有し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は従来技術における以上のような欠点を除
去し、分離性能を低下させずに安価で、且つ簡単な設備
あるいは僅かなユーテイリティ負担で、しかも製品を希
釈することなく分離できる擬似移動床式クロマト分離法
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は原料流体中に含まれる２以上の成分のうち特
定成分Ａに対し他の成分Ｂに比べて選択的な吸着力を有
する吸着剤を充填した３個以上の充填塔を遮断弁を有す
る配管で直列に、且つ無端状に連結して無端の充填塔群
を形成し、この充填塔群を、内部を流れる流体の流れに
沿って第一区画、第二区画及び第三区画に分割した上、
（Ｉ）第二区画と第三区画間の遮断弁を閉じて第一区画
前端の塔から原料を供給し、及び／又は第二区画前端の
塔から溶離液を供給した後、第二区画後端の塔からＡ成
分を主体とするエキストラクト液を回収する工程、（Ｉ
Ｉ）第一区画と第二区画間の遮断弁を閉じて第一区画前
端の塔から原料を供給すると共に、第二区画前端の塔か
ら溶離液を供給した後、第一区画後端の塔からＢ成分を
主体とするラフィネート液を回収すると共に、第二区画
後端の塔がらＡ成分を主体とするエキストセクト液を回
収する工程、及び（ｍ）第一区画と第二区画間の遮断弁
を閉じで第一区画前端の塔から原料を供給し、及び／又
は第二区画前端の塔から溶離液を供給した後、第一区画
後端の塔からＢ成分を主体とするラフィネート液を回収
する工程の少くとも２つの工程を任意の順序で行ないな
がら、一定時間毎に遮断弁の遮断位置、液体の供給位置
及び流体の回収位置を１塔づつ下流側に移行させること
を特徴とする擬似移動床式クロマト分離法によって達成
できる。なお（ＩＩ）の工程自体は第２図の方式に相当
するものである。

このように従来の方法では１ステツプの間、流体の供給
又は、回収位置及び遮断弁の遮断位置は固定されている
のに対し、本発明では１ステツプの間に前記複数の工程
を含むことを特徴としている。なお各工程で用いられる
原料及び溶離液の量は夫々同一に設定してもよいし、或
いは個別に異なって設定してもよい。

〔作　　用〕

本発明で塔数を増加させずに分離性能を向上させるには
特に（ＩＩ）の工程をベースに（Ｉ）及び／又は（ｍ）
の工程を加えて操作することが好ましい。これを遮断弁
を有する４塔式擬似移動床装置（第一区画は第１〜２塔
、第二区画は第３塔、第三区画は第４塔）を用いて具体
的に説明する。

本装置を用いて吸着剤に吸着され易いＡ成分と吸着され
難いＢ成分とを分離するために、（Ｉｔ）の工程サイク
ルを繰返すと、第３図〔図中、原料、溶離液、ラフィネ
ート液、エキストラクト液を夫々Ｆ、Ｗ、Ｒ，Ｅと表わ
し、Ａ成分を実線、Ｂ成分を破線で示す。塔を表示する
マスの縦軸は濃度、横軸は位置（上流→下流）を表わす
。又遮断弁の閉じる位置はＸで示す。〕に示すような４
塔の濃度パターンが生じる。この状態から次ステツプに
移行すると、前述のようにラフィネート液にＡ成分が、
又エキストラクト液にＢ成分が流入し、夫々の純度が低
下する。そこでステップ移行前後にこの（ＩＩ）の工程
に（Ｉ）及び／又は（ｍ）の工程を追加する。

この状態の一例を第４図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）に示
す、即ちステップ移行中に第３図のような状態になった
時、第４図（ａ）に示す（ｆｆｌ）の工程に移行し濃度
のうすいエキストラクト液の回収を停止して、第３塔の
Ａ成分を第４塔に流入させる。この時、同時に第４塔の
Ｂ成分も第１塔に流入させることができる。次に第４図
（ｂ）の状態になった時点でステップを移行させると、
第４図（ｃ）に示すようにエキストラクト液及びラフィ
ネート液への不純物成分の流入は防止される。その後は
第３図の状態になった時点で第４図（ａ）の（ｍ）の工
程を繰返す操作を続けてもよいが、ステップ移行直後は
ラフィネート液からＡ成分を含まない溶離液が回収され
るので、ラフィネート液の濃度低下を防止すると共にＡ
成分の移動を早めるために、前記（Ｉ）の工程に移行さ
せてもよい。この場合の状態を第４図（ｄ）及び（ｅ）
に示す。即ち（Ｉ）の工程に移行させることにより、第
４図（ｂ）の状態から第４図（ｄ）の状態になる。

この時ラフィネート液の回収を停止してエキストラクト
液だけを回収する。こうして第４図（ｅ）の状態になっ
た時に（ＩＩ）の工程に移行させることにより、第４図
（Ｃ）の状態に戻る。

従って（ＩＩ）の工程に（Ｉ）及び（ｍ）の工程を追加
すれば夫々純度が向上することが容易に理解できる。

以上は（ＩＩ）及び（ｍ）の工程の繰返し、又は（Ｉ）
、（ＩＩ）及び（ｍ）の工程の繰返しの方法について説
明したが、（Ｉ）及び（ＩＩ）の工程や（Ｉ）及び（ｍ
）の工程の繰返しでも同様の性能向上効果は認められる
。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例によって説明する。

実施例１ 各塔が内径１．５ｃｍ、長さ５０ｃｍの４塔式遮断弁は
擬似移動床装置（第一区画は第１〜２塔、第二区画は第
３塔、第三区画は第４塔）の各塔に吸着剤としてＨＰＩ
ＭＧ（ダイアイオン）を充填し、原料としてカフェイン
（ＣＡＦ）　５　ｗｔ％及びエピガロカテキンガレート
（ＥｇＣｇ）　１５ｗｔ％を含む１５ｗｔ％エタノール
溶液を、また溶離液として１５％エタノールを用いて分
離操作を行なった。この操作は１つのステップの間、（
Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩ［）の工程をこの順に行なっ
てステップを繰返した。

操作条件は表１の通りである。

麦ｌ ＩＯプサイル経過後、定常状態に達した時点でエキスト
ラクト液よりＥｇＣｇｌＱＯ％ラフィネート液よりＣＡ
Ｆ１００％の純度及び回収率が得られた。

比較例１ 実施例１と同じ操作を、１つのステップの間合て（ＩＩ
）工程の状態で実施した。但しステップ移動時間は表■
の（Ｉ）、（ｆｆ）及び（ＩＩＩ）工程の状態保持時間
を合計した１０３分に設定した。　１０サイクル経過後
、エキストラクト液よりＥｇＣｇ純度９０％、回収率９
６％、ラフィネート液よりＣＡＦ純度８５％、回収率６
８％が得られた。

比較例２ 比較例１と同じ操作を６塔式遮断弁付擬似移動床装置（
第一区画は第１〜２塔、第二区画は第３〜４塔、第三区
画は第５〜６塔）を用いて実施した。１０サイクル経過
後、エキストラクト液よりＥｇＣｇ１００％、ラフィネ
ート液よりＣＡＦ１００％の純度及び回収率が得られた
。

比較例１から明らかなようにベース工程（ＩＩ）だけの
操作では純度が低いが、実施例１の本発明方法によれば
、原料処理量は９０％程度に低下するものの、溶離液使
用量は８０％と更に少なくなり、しかも分離性能は向上
することがわかる又、実施例１及び比較例２よりベース
工程（ＩＩ）だけの操作を用いた６塔式の純度と１本発
明方法により４塔式の純度とが同じである。

このこ七は充填量を６６％使用して原料処理量を９０％
に減じたことになり、充填剤の負荷は向上し、しかも設
備費が低減できることから本発明の優位性を示すもので
ある。

〔発明の効果〕

本発明方法は従来の遮断弁付擬似移動床装置を用いて工
程（Ｉ）、　（ＩＩ）及び（ｍ）の少くとも２つを組合
せて操作するだけで分離性能を低下させずに、安価で、
且つ簡単な設備あるいは僅かなユーティリティ負担で、
しかも製品を希釈することなく、従って高純度、高回収
率で原料中から所望成分を分離できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は遮断弁付擬似移動床装置を用いた従来法の説明
図、第２図は第１図の変形図、第３図は４塔式遮断弁付
擬似移動床装置を用いて本発明の（Ｉｔ）の工程サイク
ルを繰返して分離操作を行なった場合の各塔における濃
度パターンを表わし、第４図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）
は前記（ＩＩ）の工程に本発明の（ＩＩＩ）の工程を加
えて本発明方法を行なった場合の各塔における濃度パタ
ーンを表わし、また第４図（ｄ）及び（ｅ）は前記（Ｉ
［）及び（ｍ）の工程に更に本発明の（Ｉ）の工程を加
えて本発明方法を行なった場合の各塔における濃度パタ
ーンを表わす。 １〜１２・・・充填塔　　　　ａｙＱ・・・遮断弁Ｆ・
・・原　料　　　　　　Ｗ・・・溶離液Ｒ・・・ラフィ
ネート液　　Ｅ・・・エキストラクト液実線・・・Ａ成
分　　　　　破線・・・Ｂ成分第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原料流体中に含まれる２以上の成分のうち特定成分
   Ａに対し他の成分Ｂよりも選択的な吸着力を有する吸着
   剤を充填した３個以上の充填塔を遮断弁を有する配管で
   直列に、且つ無端状に連結して無端の充填塔群を形成し
   、この充填塔群を、内部を流れる流体の流れに沿って第
   一区画、第二区画及び第三区画に分割した上、（ I ）
   第二区画と第三区画間の遮断弁を閉じて第一区画前端の
   塔から原料を供給し、及び／又は第二区画前端の塔から
   溶離液を供給した後、第二区画後端の塔から成分Ａを主
   体とするエキストラクト液を回収する工程、（II）第一
   区画と第二区画間の遮断弁を閉じて第一区画前端の塔か
   ら原料を供給すると共に、第二区画前端の塔から溶離液
   を供給した後、第一区画後端の塔からＢ成分を主体とす
   るラフィネート液を回収すると共に、第二区画後端の塔
   からＡ成分を主体とするエキストラクト液を回収する工
   程、及び（III）第一区画と第二区画間の遮断弁を閉じ
   て第一区画前端の塔から原料を供給し、及び／又は第二
   区画前端の塔から溶離液を供給した後、第一区画後端の
   塔からＢ成分を主体とするラティネート液を回収する工
   程の少くとも２つの工程を任意の順序で行ないながら、
   一定時間毎に遮断弁の遮断位置、液体の供給位置及び流
   体の回収位置を１塔づつ下流側に移行させることを特徴
   とする擬似移動床式クロマト分離法。