JPH0321303A - 擬似移動層による分離方法 - Google Patents

擬似移動層による分離方法

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JPH0321303A
JPH0321303A JP15525689A JP15525689A JPH0321303A JP H0321303 A JPH0321303 A JP H0321303A JP 15525689 A JP15525689 A JP 15525689A JP 15525689 A JP15525689 A JP 15525689A JP H0321303 A JPH0321303 A JP H0321303A
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健治 橋本
Yoshito Shirai
義人 白井
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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) 本発明は擬似移動層による分離・濃縮方法に関する。
(従来の技術) ガスおよび液体クロマトグラフィーは有力な分離、分析
手段として広く利用されている。しかしながら、一般に
実験室等で用いられている固定式のものは、回分操作方
式であり、大量の物質の分離・精製に適用するには連続
化する必要がある。
連続化する方式の理想的な方式は移動層を用いるもので
ある。
移動層による吸着分離は第2図に模式的に示すように、
固体の吸着剤と溶離液とが向流で移動しているカラムの
中央からA成分とB成分とを含む原液を供給する。この
場合、A成分が吸着剤に対し吸着性が高く、B成分が低
いと仮定すると、A成分は吸着剤の流れと共に第2図の
右の方向へ移動し、B成分は溶離液の流れと共に左の方
向へ移動する。Alffl分は右測の取り出し口から取
り出し、BIiil2分は左側の取り出し口から取り出
すと分離ができる。
しかしながら、移動層方式では固体の吸着剤を移動させ
なければならず、現実的には克服すべき問題点が多い。
そこで、吸着剤を動かさずに原液供給口、溶離液供給口
と取り出し口の方を所定の周期で移動させる方式をとっ
たのが擬似移動層(ジャーナル・オプ・ケミカル・エン
ジニアリング・オブ・ジャパン,16,p 400−4
06.1983)である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者等はこの擬似移動層を用いる分離方法を検討し
、単なる分離に留まらず、濃縮も可能にする操作方法を
提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 即ち、本発明は特定成分とその他の成分を含む混合物よ
り特定威分を分離するにあたり、該特定成分を選択的に
吸着する吸着剤を充填した複数の充填塔を液体通路で直
列に連結すると共に、最前の充填塔と最後の充填塔も液
体通路で結合して無端状とし、液体が一方向に流れる充
填塔群において、 溶離液供給口(a )、特定戊分の取り出し口(b )
、原液供給口(c )およびその他の戊分取り出し口(
d )を液体の流れの方向に沿って、所定間隔でこの順
序で配置し、(a)、(b)、Cc )および(d )
を下流側に間欠的に逐次移動させ、かつ 原液供給流量
より特定成分取り出し流量およびその他の成分の取り出
し流量の少なくとも一方を小さくするとともに、原液の
溶媒組成中での特定成分またはその他の成分の吸着剤に
対する吸着性より溶離液中でのそれを小さくすることを
特徴とする擬似移動層による分離方法を提供する。
分離と濃縮の方法として第l溶離液、第2溶離液の2種
類の溶離液を用いる方法(特開昭6485106号公報
)が提案されている。この方法は溶離液を2種類必要と
すると同時に第1区画の最後列の塔の出口と第2区画の
最前列の塔の入り口との間の液体通路を遮断し、溶離液
供給口を第1区画及び第2区画各々の最前列の塔の入り
口の2ケ所設ける必要があること、またその他の成分の
取り出し口より得られるその他の成分の濃度は通常の擬
似移動層型吸着分離操作同様希釈されるという問題を有
している。
本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第1図は本発明の方法で使用される擬似移動層装置の1
例を示したものである。ある時間における溶離液供給口
、特定成分の取り出し口、原液供給口およびその他の成
分の取り出し口は各々(a).(b).(c)および(
d)である。この他に溶離液取り出し口(e)を必要に
応じて設けてもよい。溶離液取り出し口(e)を設ける
場合、(e)と(a)の間は、例えば電磁弁Sをもって
遮断する必要がある。これら(a)、(b)、(c)、
(d)および(e)は電磁弁(D+〜+2、F1〜,,
、E1〜,,、R1〜1,、Ef.〜1,およびS1〜
,2)および弁開閉制御装置等、あるいはロータリーバ
ルブ方式等の公知の手段により、液体の流れの方向に間
欠的に逐次移動する。
充填塔Cl〜1,には特定成分を選択的に吸着する吸着
剤が充填されている。
本発明の方法では原液中の溶媒組成における特定成分及
びその他の成分の吸着剤に対する吸着性より、溶離液中
の特定成分およびその他の成分の吸着剤に対する吸着性
が小さくなるようにする。
原液中の特定成分およびその他の戊分の吸着剤に対する
吸着性をQpとし、溶離液中のそれをq,とした場合、
qp/ QD> 1、好ましくは1<qp/qO<to
,ooo、より好ましくは1 <qp/qo< 1 o
 oを満足するように原液の溶媒および溶離液を選択す
る。この条件を満足する液を原液供給口及び溶離液供給
口より供給することで装置内に溶媒組成の分布を形成す
る。
本発明を達成するには、更にもう一つ重要な条件が必要
である。つまり原液供給流量より各取り出し口の流量を
小さくしなければならない。この条件を特定成分とその
他の成分の分離の条件下で達成できれば各々の成分の高
濃度での回収が可能となる。
本発明は擬似移動層型吸着分離操作において、原液濃度
より高濃度で戚分を分離回収できるという従来の技術よ
り画期的な操作方法を示すものであり、本発明に使用で
きる吸着剤と溶媒組戊の組合せについては特に限定する
ものではないが、通常の固定層回分式のクロマトグラフ
ィーにより分離されるもので、なおかつ溶離液の溶媒組
成を替えることにより成分の溶出時間が変化する組合せ
であればよい。例えばイオン交換樹脂を吸着剤として用
い、水素イオン濃度等溶媒中の各種イオン濃度を替える
イオン交換クロマトグラフィー、或はODS及びスチレ
ンジビニルベンゼン共重合物で代表される疎水性吸着剤
と親水性の溶離夜の組合せによる逆相クロマ,トグラフ
ィーで、この場合溶離液の疎水性を増加すれば成分の吸
着性は減少する。従って本発明の方法においては、原液
中の溶媒より溶INの溶媒の疎水性を増加させればよい
。その他順相クロマトグラフィー、アフィニティーク口
マトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、吸着クロ
マトグラフィー等に本発明は用いることができる。また
本発明の方法を用いて分離される成分についても、特に
限定するものではなく、特定或分或はその他の成分とは
少なくとも1成分以上の成分を含有する。
(作用) 本発明の擬似移動層の作用について、第2図に基づいて
説明する。第2図は移動層を示すものであるが、擬似移
動層は理論的には移動層と同じと考えられるのでこれを
用いる。第2図において、溶離演の流量をV 原液供給
流量をV,、A成分Dゝ 取り出し口流量をV6、B成分取り出し口流量をvRと
すると、第1区画の流量はVo、第2区画の流量はv,
−v,、第3区画の流量はVD  VE+ V p1第
4区画の流量はVD  VE+VF  VR T:ある
。流量と移動速度は次の式が成り立つ。
移動速度(V)・流fl(V)/q(但し、qは吸着性
を示す。)また、吸着剤の移動速度は充填塔の長さ(し
)/切換時間(T)となる。今、q,、q,の吸着性を
示す液を原液供給口、容離液供給口より供給すると装置
内において、第1区画、第2区画ではqDの吸着性を示
す溶媒組成となり第3区画、第4区画ではq,とqFを
示す液が混合し、qFDの吸着性を示す溶媒組成となる
。そこで、A成分をA成分取り出し口から流出させる条
件は 第1区画におけるA成分の移動速度 =VD/qD>L/T      ・・・・・・(1)
第2区画におけるA成分の移動速度 = (v D− v E)/q,< L /T    
・・・・・・(2)第3区画におけるA成分の移動速度 一(VD−VE十vF)/qFDくL/T ・・・(3
)第4区画におけるA成分の移動速度 一( v o  V E + V p  V R) /
 qFD < r− / T・・・(4)(但し、q,
は第1および2区画での溶媒に特定の係数であり、qF
Dは第.3および第4区画での溶媒に特定の係数である
。) ここマ、qP一qD−qFD〉0とすると、(1)と(
3)の式から (  VE+VP)/QD<L/T   VD/QD<
0故に V F< V Eとなる。
またB成分をB成分取り出し口から流出させる条件は. 第1区画におけるB成分の移動速度 = v o/ qO > L/ T       ・・
・(5)第2区画におけるB成分の移動速度 一(V,−V2)/(1,>L/T    ・(6)第
3区画におけるB成分の移動速度 =(VD−VE+VF)/qFD>L/T  ・・・(
7)第4区画におけるB威分の移動速度 =(VD−VE十VF−VR)/qFDくL/T・・・
(8)ここで、qF−qD−qFD〉0では、(6)と
(8)の式より (VF−V,)/q,<L/T−(V,−V,)/q,
< 0故に V p < V Rとなる。
これは各区画の溶媒組成が同じであれば、A成分、B成
分は原液よりも流量が多いので、希釈された状態で出て
くることを意味する。即ち、通常分離とともに濃縮する
ことは不可能であることか解る。
ところが、v p > V E(原液供給流量〉A成分
取り出し口流量)、v F> V R (原液供給流f
fi>B成分取り出し口流量)でQp > QFD >
 QD(原夜中の吸着性より溶離液中の吸着性が低い)
の条件を選定して、擬似移動層による分離ができれば、
濃縮が可能となることが解った。
通常の擬似移動層型吸着分離操作では各区画の吸着性は
同一の吸着平衡関係で表現されるが、本発明においては
、原液中の溶媒組成と溶離液の溶媒組成が異なるため、
擬似移動層装置内に溶媒組戊の分布が形成され、その結
果第1区画、第2区画と第3区画、第4区画の吸着性は
異なる吸着平衡関係で表現される。従って特定成分とそ
の他の成分の分離を達戊せしめる条件はそのまま各区画
の液流量の条件とはならない。つまり本発明においては
、第1区画、第2区画に形成せしめた溶媒組成は吸着剤
に対する各成分の吸着性を低くするため各成分の移動速
度がより大きく、第1区画及び第2区画においては肢流
量を大きくせずとも特定成分およびその他の成分の移動
速度を大きくすることが可能であり、従って特定成分と
その他の成分の分離条件下で第l区画の液流量を第3区
画より小さく、また第2区画の液流量を第4区画より小
さくすることができる。このことから原液供給流量より
各取り出し流量を小さくでき、本発明の方法を用いれば
特定成分及びその他の成分を連続的に分離しかつ原液中
の濃度より高濃度で回収することが可能となる。当然の
ことながら、特定成分或はその他の成分どちらか一方の
濃縮分離も可能である。
(発明の効果) 本発明によれば、擬似移動層型吸着分離操作の後の濃縮
工程でのエネルギーが低減可能であり、分離精製工程全
体の変動費及び設備費を従来に比べ低減することができ
る。
(実施例) 以下に本発明の効果をより明確にするために実施例によ
り本発明を具体的に説明する。しかし本発明はこれに限
定されるものではない。
実施例 本実施例ではオレイン酸とγ−リノレン酸の分離につい
て示す。内径1.25cx,長さ12ciの充填塔12
本のそれぞれの末端を次の充填塔の頂部と電磁弁S1〜
Sltを介して配管で無端状に連結し、各電磁弁の上流
に電磁弁を有する液流出管(E,R.Ef)を3本分岐
して連結し、下流には電磁弁を有する液流入管(D,F
)を2本分岐して連結した実験装置を用い、吸着剤とし
てはODS−H(オルガノ製)を用い各充填塔に14x
(l充填した。
溶離液は液流入管Dより、原液は肢流入管Fより供給し
、吸着性の強いオレイン酸は液流出管Eより、吸着性の
弱いγ−リノレン酸は液流出管Rより取り出す。従って
本実施例の場合、特定成分はオレイン酸であり、その他
の成分はγ−リノレン酸である。各肢人出口の一定時間
毎の切り替えは、D.P,E,R,Erの71!磁弁の
開閉の位置を肢流れ下流に1塔づつ移動させることで行
った。本実施例では(e)と(a)の間は遮断し、溶離
液取り出し口を設けた。従ってこの位置も一定時間毎に
液流れ下流に移動した。
本実施例においては、溶離液としてメタノール水溶液を
用いた。原液と溶離岐の溶媒組成は水分含量を変えた。
本吸着剤では溶離液の親水性が増加する程、つまり水分
含量が増加するほど吸着性が大きくなる。本実施例で用
いた原液は才レイン酸109/Q、γ−リノレン酸19
/Qを含む水分含量12,3重量%のメタノール溶液で
あり、溶離液としては水分含量6.2重量%のメタノー
ル溶液を用いた。以下本実施例の操作条件を記す。
原液供給流量        0.2181Q/ mi
n溶離液供給流量       1.279112/ 
minオレイン酸取り出し口流量  0.232ml2
/ minγ−リノレン酸取り出し口流量0.2141
Il2/win溶離液取り出し口流量    1.11
1x+2/ min液人出口切り替え時間    20
min本実施例の操作条件は、原液供給流量よりオレイ
ン酸及びγ−リノレン酸の取り出し口流量を小さく設定
した。つまり両成分を連続分離しかつ原液より高濃度で
得る条件に設定した。
本実施例の結果を第3図、第4図に示す。第3図はオレ
イン酸取り出し口の演濃度の経時変化を示したものであ
り、99.9%以上の純度のオレイン酸が得られ、また
定常状態での濃度は原液の1.2倍であった。第4図は
γ−リノレン酸取り出し口の液濃度の経時変化を示した
ものである。
取り出し液中にオレイン酸は検出されなかった。
定常状態でのγ−リノレン酸流出濃度は原液の125倍
であった。また第5図には定常状態における水分含量の
分布を示す。これより第11第2区画と第3、第4区画
の水分含量は異なり第1、第2区画の方が低い。
以上より、本発明の方法に基づいて実施した結果、オレ
イン酸とγ−リノレン酸を連続的に分離しかつ両成分を
原液濃度より高濃度で得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法で使用する擬似移動層の1例の模
式図を示す。 第2図は本移動層の原理を示す図である。 第3図及び第4図はそれぞれオレイン酸、γ一リノレン
酸取り出し口の液濃度の経時変化を示したグラフである
。 第5図は定常状態における装置内の水分含量の分布を示
したグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、特定成分とその他の成分を含む混合物より特定成分
    を分離するにあたり、該特定成分を選択的に吸着する吸
    着剤を充填した複数の充填塔を液体通路で直列に連結す
    ると共に、最前の充填塔と最後の充填塔も液体通路で結
    合して無端状とし、液体が一方向に流れる充填塔群にお
    いて、 溶離液供給口(a)、特定成分の取り出し口(b)、原
    液供給口(c)およびその他の成分取り出し口(d)を
    液体の流れの方向に沿って、所定間隔でこの順序で配置
    し、(a)、(b)、(c)および(d)を下流側に間
    欠的に逐次移動させ、かつ 原液供給流量より特定成分取り出し流量およびその他の
    成分の取り出し流量の少なくとも一方を小さくするとと
    もに、原液の溶媒組成中での特定成分またはその他の成
    分の吸着剤に対する吸着性より溶離液中でのそれを小さ
    くすることを特徴とする擬似移動層による分離方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007064944A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Japan Organo Co Ltd クロマト分離方法
WO2015015716A1 (ja) * 2013-07-31 2015-02-05 備前化成株式会社 疑似移動床クロマトグラフィーによる脂溶性物質の分離法およびそのための装置
JP2015030685A (ja) * 2013-07-31 2015-02-16 備前化成株式会社 逆相カラムを用いる擬似移動層クロマトグラフィーによる脂溶性物質の分離法およびそのための装置

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