JPH11267404A

JPH11267404A - クロマト分離方法

Info

Publication number: JPH11267404A
Application number: JP10092225A
Authority: JP
Inventors: Kikuzo Kaneko; 菊造金子; Takayuki Masuda; 隆之増田; Fumihiko Matsuda; 文彦松田; Kohei Sato; 康平佐藤; Hiroharu Tanigawa; 弘治谷川
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 1999-10-05
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JP3991434B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】３成分以上を含む流体原料から各成分を効率的
に分離するクロマト分離方法を提供する。【解決手段】親和性（充填剤に対する親和性、以下同
様）が中間の成分を含む流体が接触する充填剤を、２種
以上の充填剤とし且つ少なくとも親和性が中間の成分と
親和性が小さい成分の間の分離度が大きい第１充填剤と
親和性が大きい成分と親和性が中間の成分の間の分離度
が大きい第２充填剤の混在状態として、３成分以上の各
被分離成分の分離度を調整する。第１充填剤と第２充填
剤の２種の充填剤の混在状態を造る方法としては、両者
を混合してから充填する、両者を２層以上の積層状に充
填する、複数の単位充填層を接続することにより充填剤
層を構成し、或る単位充填層には第１充填剤のみを充填
し、別の単位充填層には第２充填剤のみを充填する等が
がある。充填剤としてはイオン交換樹脂を用い、そのイ
オン形を変えて２種以上の充填剤とするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クロマト分離方法
に関し、詳しくは、３成分以上を含む流体原料から３以
上の画分に分けるクロマト分離方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】３成分以上を含む原料流体から各成分を
クロマト分離する従来方法には種々の方法があり、それ
らの代表的な数例としては、次のような方法を挙げるこ
とができる。

【０００３】第１の方法は、分析用の高速液体クロマト
グラフィーをスケールアップした回分法であり、一般に
分取クロマト分離方法と呼ばれる。

【０００４】第２の方法は、特開平２ー１２４８９５号
公報に開示されるような方法であり、２成分だけを分離
する擬似移動層式クロマト分離装置を２系列又は２回使
う方法である。即ち、先ず原料をＡ成分とＢ＋Ｃ成分混
合物とに分離し、次いで上記Ｂ＋Ｃ成分混合物をＢ成分
とＣ成分とに分離するか、あるいは、先ずＡ＋Ｂ成分混
合物とＣ成分とに分離し、次いで上記Ａ＋Ｂ成分混合物
をＡ成分とＢ成分とに分離する。これは、通常の擬似移
動層式クロマト分離装置は２成分の分離しかできないた
めであり、実際に３成分を分離するには擬似移動層式ク
ロマト分離装置を２系列用意するか、１系列の装置を２
回使うということで、後者の場合は、分離途中の液（混
合物の画分）は一旦保存し条件を変えて同じ装置を再度
使うということをしなければならない。

【０００５】第３の方法は、特開平４ー２２７８０４号
公報に開示される方法であり、１系列の改良された擬似
移動層式クロマト分離装置に１種の充填剤を充填して、
脱着剤と原料流体を供給しながら充填剤に対する親和性
が中間の成分が富化した画分を抜き出す工程と、脱着剤
を供給しながら充填剤に対する親和性の小さい成分と大
きい成分がそれぞれ富化した各画分を抜き出す工程を繰
り返すことにより、３以上の成分を含む原料流体から、
各成分が富化した画分を効率良く且つ連続的に分離する
ものである。ここで、「成分が富化」とは、被分離成分
（分離しようとする成分）が流体の流れ方向に分かれた
各画分中に集まることを言い、富化の程度が純度や回収
率に相関する。

【０００６】第４の方法は、特開平７−２３２００３号
公報に開示される方法であり、４つの単位充填層からな
る擬似移動層装置に１種類の充填剤を充填して、溶離液
と原料液を供給しながら充填剤に対する親和性が小さい
成分と親和性が中間の成分がそれぞれ富化した各画分を
抜き出す工程と、液の供給も抜き出しも行うこと無く擬
似移動層内の液を循環させる工程、及び溶離液を供給し
ながら充填剤に対する親和性が大きい成分が富化した画
分を抜き出す工程を繰り返すことにより３つ以上の画分
に分離する方法である。

【０００７】第５の方法は、特開昭６４ー８０４０９号
公報に開示される方法であり、各成分に対する分配係数
がＡ成分＜Ｂ成分＜Ｃ成分である第１充填剤を充填した
分離塔（単位充填層を有する単位充填塔）と分配係数が
Ａ成分＜Ｃ成分＜Ｂ成分である第２充填剤を充填した分
離塔を交互に並べて使用するものである。

【０００８】上記の第２〜５の方法は、基本的には、充
填剤（吸着剤等の収着剤）を充填した複数の単位充填塔
を無端に連結した無端循環系に対して、複数の被分離成
分を含む流体原料及び脱着剤（液体の場合は、溶離剤と
も言う）をそれぞれの所定位置から供給すると共に無端
循環系の一方向に流通させることで、複数の被分離成分
の充填剤に対する親和力（親和性）の違いにより各々の
成分が富化した帯域に分離するという現象を利用して、
各成分が富化した帯域の画分を無端循環系から抜き出す
操作と、流体原料及び脱着剤の供給位置と各画分の抜き
出し位置を流体の流れの方向に間欠的に移動させること
により、充填剤を見掛け上は該流体流れとは反対の方向
に移動させるかの如き操作とを行って、流体原料から各
成分が各別に富化した２画分を連続的に得る基礎的擬似
移動層方式を応用した方法や擬似移動層方式の改良又は
改変方法（本発明では、基礎的擬似移動層方式の改良又
は改変方式をも含めて、「擬似移動層方式」と考えるこ
ととする）である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の各方
法は、いずれも３成分以上を含む流体原料を３画分以上
にクロマト分離するという点では同様の技術であるが、
かかる分離技術を工業的な規模で実施する装置において
採用する場合には、それぞれ下記のような欠点がある。

【００１０】上記の第１の方法では、回分式であるため
分離が悪く、また溶離剤の使用量が多くなるため、大量
の原料液を処理する工業的分離には不向きである場合が
多いという問題がある。

【００１１】上記の第２の方法では、擬似移動層式クロ
マト分離装置を２系列設置するか同じ装置を２度使う必
要がある。擬似移動層式クロマト分離装置を２系列設置
する場合は、装置コストが高くなるという問題点があ
る。また、同じ装置を２度使う場合は、その都度充填剤
を交換するのは操作が煩雑になるため同一充填剤を使わ
ざるを得ず、充填剤が１種類であるため３成分の全てを
効率的に分離できない場合があるという問題点がある。
例えば、Ａ成分とＢ成分とは分離しすぎるほど良く分離
するが、Ｂ成分とＣ成分との分離は悪く、各画分の成分
純度が上がらないという場合が生じる。

【００１２】上記の第３と第４の方法でも、充填剤が１
種類であるため３成分の全てを効率的に分離できない場
合が生じるという問題点がある。例えば、Ａ成分とＢ成
分とは分離しすぎるほど良く分離するが、Ｂ成分とＣ成
分との分離は悪く、各画分の成分純度が上がらないとい
う場合が生じる。

【００１３】上記の第５の方法では、分離に供する原液
に対して、適切な２種の充填剤の組み合わせが難しいと
いう問題点がある。

【００１４】従って、上記の第２〜５の方法は、単位充
填塔に充填された充填剤により、各成分の分離性〔これ
は、流体原料の負荷（供給）量に関係する〕、回収画分
に含まれる回収目的成分の純度や回収率、回収画分を濃
縮する際の濃縮エネルギーに関係する脱着剤の使用量
（回収画分の目的成分濃度に関係する）等が影響を受
け、しかも、これらの影響の一つを改善する対策が他の
影響を悪くする傾向を招く問題がある。

【００１５】このような問題を解決するためには、上述
した種々の影響を都合良く調整できる最適の充填剤を選
択して使用すれば良いと言えるかも知れないが、実際に
は、そのような最適の充填剤の選択は容易では無い。例
えば、回収目的成分の純度や回収率を高めるために流体
原料に含まれる複数成分に対する充填剤の分離度をでき
るだけ良くするようにすると、無端循環系内におけるそ
れぞれの成分に富む複数帯域の間が広がり過ぎることに
なって、脱着剤の使用量が多くなり（各成分の充填剤に
対する親和性が互いに大きく異なるため、特に、親和性
の強い成分を脱着するのに脱着剤の使用量が多くな
る）、回収される各画分に含まれる各成分の濃度が希薄
になるという問題を招き、反対に、脱着剤の使用量を少
なくするために分離度の悪い充填剤を用いれば、各成分
の純度や回収率が低下してしまうという問題を招くから
である。このように、複数の被分離成分との関係で適度
の分離度を有する既存の充填剤が存在する場合は稀であ
り、また、そのような充填剤を新たに創り出すことも容
易では無い。なお、「分離度」とは、２成分の分離の度
合を示す指標であり、二つの相隣る富化画分（バンド）
１、２の中心間の距離を平均のバンド幅で割った値に等
しいとして定義される（１９７６年、株式会社東京化学
同人発行「高速液体クロマトグラフィー」参照）。

【００１６】本発明は、上述のような従来技術の方法の
各問題点に鑑みて成されたもので、３成分以上を含む流
体原料から各成分をクロマト分離するに当たり、各成分
を効率的に分離する方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、以上のよ
うな従来技術の方法について種々検討した結果、従来の
クロマト分離方法の問題点を解決し、本発明に至ったも
のである。本発明によれば、回分式又は擬似移動層式の
クロマト分離において、例えば、分離回収目的の成分を
高い純度と高い回収率で得ながら、該成分を可及的に高
濃度に得るという二律背反的な要求を同時に満足するこ
とも可能とする。

【００１８】上記した目的を達成する本発明のクロマト
分離方法は、３成分以上を含む流体原料を充填剤層に通
し、少なくとも３画分に分けるクロマト分離方法におい
て、少なくとも充填剤層に流体原料を供給する位置から
親和性が中間の成分を充填剤層から抜き出す位置の間で
「充填剤に対する親和性」（以下、単に「親和性」と言
うことがある）が中間の成分を含む流体が接触する充填
剤を、少なくとも親和性が中間の成分と親和性が小さい
成分の間の分離度が大きい第１の充填剤と親和性が大き
い成分と親和性が中間の成分の間の分離度が大きい第２
の充填剤の組み合わせとして混在状態とし、各成分の分
離度を調整することを特徴とする。

【００１９】即ち、本発明は、３成分以上を含む流体原
料を充填剤層に通し、前記流体原料に含まれ且つ充填剤
に対する親和性が大きい成分から親和性が小さい成分に
渡る親和性の異なる３成分以上を少なくとも３画分に分
けるクロマト分離方法であって、少なくとも充填剤層に
流体原料を供給する位置から充填剤に対する親和性が中
間の成分を充填剤層から抜き出す位置の間で、親和性が
中間の成分を含む流体が接触する充填剤を、前記各成分
に対する分離度の異なる２種以上の充填剤とし、且つ、
前記の２種以上の充填剤からなる前記両位置間の充填剤
を、少なくとも充填剤に対する親和性が中間の成分と充
填剤に対する親和性が小さい成分の間の分離度が大きい
第１の充填剤と充填剤に対する親和性が大きい成分と充
填剤に対する親和性が中間の成分の間の分離度が大きい
第２の充填剤との組み合わせた混在状態とし、各成分の
分離度を調整することを特徴するクロマト分離方法を提
供するものである。

【００２０】本発明の方法によれば、少なくとも充填剤
層に流体原料を供給する位置から親和性が中間の成分を
充填剤層から抜き出す位置の間でのクロマト分離装置全
体としての充填剤の分離度を調整することができ、目的
成分を必要且つ充分に分離することができる。この理解
を容易にするために、３成分分離で２種の充填剤を用い
る最も簡単な場合を代表例として説明する。例えば、３
成分Ａ、Ｂ、Ｃ（Ａ：親和性小、Ｂ：親和性中、Ｃ：親
和性大）があって、ＡとＢとの分離は良いがＢとＣとの
分離が悪い第１充填剤の分離状況を「Ａ−ＢＣ」と表現
し、ＡとＢとの分離は悪いがＢとＣとの分離が良い第２
充填剤の分離状況を「ＡＢ−Ｃ」と表現する時に、これ
らの充填剤を適度な比率で組み合わせ、これらの混在状
態とすれば、「Ａ−Ｂ−Ｃ」の分離状況となる様にする
ことができ、３成分Ａ、Ｂ、Ｃを必要且つ充分に分離で
きることを発見したものである。また、成分Ｂと成分Ａ
及び成分Ｂと成分Ｃとの分離が問題なのであるから、少
なくとも充填剤層に流体原料を供給する位置から親和性
が中間の成分を充填剤層から抜き出す位置の間でこの様
な混在状態とすれば良い。

【００２１】このような充填剤としては、例えば、流体
原料中に含まれている３成分Ａ、Ｂ、Ｃのうち、例え
ば、成分Ａと成分Ｂとの分離により効果的な充填剤と成
分Ｂと成分Ｃとの分離により効果的な充填剤の２種以上
の充填剤の組み合わせであって、それらを混在させた結
果、各成分の分離を必要且つ充分に成すことができる充
填剤であれば如何なる充填剤であっても良い。本発明に
用いることができる充填剤としては、例えば、イオン交
換樹脂、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、他の天然又
は合成収着剤（吸着剤等）などを挙げることができる。
また、イオン交換樹脂やゼオライト等のイオン交換体の
場合は、そのイオン形組成が２種以上のイオンの混合イ
オン形でもよい。これらの充填剤からクロマト分離の目
的に応じた素材が異なる２種以上の充填剤、または、素
材は同じでもイオン形（イオン交換体の場合）や内部の
細孔径が異なる２種以上の充填剤から選定すればよい。
なお、流体原料として水系等の原料液の分離操作に際
し、２種以上の充填剤の少なくとも１種としてイオン交
換体を用いる場合には、原料液とその分離処理液のイオ
ン組成が実質的に変わらない条件下で、クロマト分離を
行うのが、経時的に安定な分離性を確保する上で好まし
い。

【００２２】前述の分離度を調整するために、流体原料
に含まれる被分離成分の分離度が違う充填剤から選択し
た２種以上の異なる充填剤（少なくとも親和性が中間の
成分と親和性が小さい成分の間の分離度が大きい第１の
充填剤と親和性が大きい成分と親和性が中間の成分の間
の分離度が大きい第２の充填剤を含む）の混在状態を造
るには、本出願人が特願平９−２５７０５５号において
提案しているように、２種以上の異なる充填剤の単なる
混合状態及び／又は上記２種以上の異なる充填剤の多層
状の積層状態及び／又は複数の単位充填層を接続して充
填剤層を構成し且つ上記２種以上の異なる充填剤中の少
なくとも１充填剤を少なくとも１単位充填層に単独で使
用し、充填剤層全体（少なくとも充填剤層に流体原料を
供給する位置から親和性が中間の成分を充填剤層から抜
き出す位置の間の充填剤層）から見れば上記２種以上の
異なる充填剤の混在状態となせば良い。この様に２種以
上の分離度が違う充填剤を混在状態で用いる場合は、両
者の比や種類等は、被分離成分の種類や目的等に応じ
て、種々の実験結果を基にして選定することができる。

【００２３】ここで、「分離度が違う」とは、例えば、
２種の充填剤を基準の充填層高（例えば、単位充填塔の
実際の層高の０．３〜１倍）で同一形状のそれぞれの試
験用カラムに充填して、実際に分離する時の条件（温度
や流速等）で２被分離成分について分離度を測定した
時、２種の充填剤の分離度の差が有ることを言う。どの
程度の分離度の差が有れば良いかは、被分離成分や充填
剤の素材等によって異なってくるので一概に言えない
が、一般的には０．１以上、好ましくは０．２以上の分
離度の差があればよい。

【００２４】本発明においては、回分式分取クロマト分
離方法でも、擬似移動層式クロマト分離方法でもよく、
従って、クロマト分離装置としては、上述した従来の方
法で用いられるような回分式分取クロマト装置、３成分
以上分離擬似移動層式クロマト分離装置等の種々のクロ
マト分離装置、並びに、それらの種々の改良又は簡略化
装置をそのまま使用することもできる。

【００２５】回分式分取クロマト装置では、例えば、塔
（カラム）中に被分離成分に対する分離度が違う２種以
上の充填剤（少なくとも親和性が中間の成分と親和性が
小さい成分の間の分離度が大きい第１の充填剤と親和性
が大きい成分と親和性が中間の成分の間の分離度が大き
い第２の充填剤を含む）を、１混合充填剤層、複数の充
填剤積層構造又はそれらの組み合わせ（即ち、少なくと
も１層を混合充填剤で充填し且つ積層構造とする）とし
て充填剤の分離度を調整すれば良い。また、複数の単位
充填層を接続することにより充填剤層を構成し、且つ、
２種以上の充填剤の少なくとも一つの充填剤を少なくと
も１つの単位充填層に単独で充填する方式でも良く、こ
の場合は、その少なくとも一つの充填剤を少なくとも１
つの単位充填層に充填する充填操作、再生や交換等の操
作が簡単になるので好ましい。この様に２種以上の充填
剤を混在状態にすることにより、３以上の被分離成分の
分離度が適度に調整される結果、溶離剤等の脱着剤が少
なく、短時間の分離処理が実現でき、また、目的成分を
高純度且つ高回収率で得ることができる。

【００２６】なお、積層構造の回分式分取クロマト装置
の場合、例えば、２層として積層充填し、先ず流体原料
を第１層の上流端から流し、次いで脱着剤の供給により
第１層から最初に流出するＡ＋Ｂ混合物の画分をそのま
ま第２層に通し、Ａ画分とＢ画分とに分離して該第２層
の下流端から順次抜き出し、Ｃ画分は第１層と第２層の
境界部から抜き出す様に構成することもできる。この場
合、脱着剤の供給口を第１層と第２層の境界部にも設け
たり、上記境界部の抜き出し口を複数設けて、第１層と
第２層との境界部の位置を変更できる様にしたりして、
種々の運転条件や種々の流体原料に対応できる様にする
ことも好ましい。

【００２７】３成分以上分離擬似移動層式クロマト分離
装置としては、例えば、特開平９−１３２５８６号公
報、特開昭６４−８０４０９号公報、特開平４−２２７
８０４号公報、特開平４−３６７７０１号公報等に開示
されている各装置、更には、特願平９−３６６２５６号
において本出願人が提案した装置などを挙げることがで
きる。なお、このような擬似移動層式クロマト分離装置
において、カラムに充填剤を充填して成る各単位充填塔
は、それぞれ１単位充填層を有するのが通常であるが、
各１単位充填塔が仕切られた２以上の単位充填層を有
し、必要に応じて各単位充填層に原料供給手段、脱着剤
供給手段、複数の流体画分抜き出し手段が設けられてい
る構成であっても良い。

【００２８】３成分以上分離擬似移動層式クロマト分離
装置に、親和性が中間の成分と親和性が小さい成分の間
の分離度が大きい第１の充填剤と親和性が大きい成分と
親和性が中間の成分の間の分離度が大きい第２の充填剤
を少なくとも含む２種以上の充填剤を混在させる方法と
しては、単位充填層に両者を混合してから充填しても良
いし、単位充填層に最初に第１充填剤を充填しその上に
層状に第２充填剤を充填するか、その逆に最初に第２充
填剤を充填しその上に層状に第１充填剤を充填しても良
いし、２種以上の充填剤を３層以上に充填してもよいし
（２種の充填剤の場合、例えば、交互に３層以上に充填
する）、また、或る単位充填層には第１充填剤のみを充
填し別の単位充填層には第２充填剤のみを充填する様な
方式で少なくとも充填剤層に流体原料を供給する位置か
ら親和性が中間の成分を充填剤層から抜き出す位置の間
の部分の装置全体として２種以上の充填剤を混在させる
形としても良い。実際の操作の簡便性の観点からは、２
種以上の充填剤の少なくとも一つの充填剤を少なくとも
１つの単位充填層に単独で充填する方式が好ましく、こ
の場合は、その少なくとも一つの充填剤を少なくとも１
つの単位充填層に充填する充填操作、再生や交換等の操
作が簡単になる。同様の理由から、或る単位充填層には
第１充填剤のみを充填し別の単位充填層には第２充填剤
のみを充填する様な方式が更に好ましいのは勿論のこと
である。この様に２種以上の充填剤を混在状態にするこ
とにより、３以上の被分離成分の分離度が適度に調整さ
れる結果、溶離剤等の脱着剤が少なく、短時間の分離処
理が実現でき、また、目的成分を高純度且つ高回収率で
得ることができる。

【００２９】イオン交換体を充填剤として用いる場合に
元来のイオン形を変えて所望のイオン形に調整する薬剤
として、例えば、カチオン交換樹脂について言えば、各
種の酸類（Ｈ形にする）、ナトリウムやカリウム等のア
ルカリ金属やアンモニアの塩類や水酸化物類又はそれら
の混合物は、該イオン形を１価イオン形にすることがで
き、また、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類
金属の塩類や水酸化物等又はそれらの混合物は、該イオ
ン形を２価イオン形にすることができる。その他の薬剤
としては、塩化アルミニウム等の該イオン形を３価イオ
ン形にすることができるもの等も在る。被分離成分との
関係で適正な薬剤を選択すれば良い。このような薬剤の
量は少ない方が費用や時間等の面で有利であるので、必
要最小限の量のイオン交換体のイオン形を変えるか、全
イオン交換体についてイオン形の変更を行うとしても、
必要最小限の割合（イオン交換体のイオン交換容量に対
して、「変更イオン形／全イオン形の比」）でイオン形
を変えるのが好ましい。

【００３０】イオン交換樹脂等のイオン交換体を用いた
３成分以上分離擬似移動層式クロマト分離装置におい
て、該イオン交換体の一部のイオン形を変えて所望の充
填剤の混在状態として分離度を調整する必要が生じた場
合は、少なくとも充填剤層に流体原料を供給する位置か
ら充填剤に対する親和性が中間の成分を充填剤層から抜
き出す位置の間に在る少なくとも１以上であるが全てで
は無い単位充填塔（又は単位充填層）に塩、酸又はアル
カリの水性媒体溶液を流してイオン形を変えることによ
り、その間の全体としての充填剤層の被分離成分に対す
る分離度を容易且つ適切に調整することができる場合が
ある。勿論、別の予備カラムにイオン交換樹脂等のイオ
ン交換体の一部を移送し、そのカラム内でイオン形の変
更をしても良い。実際の操作上の観点からは、装置材質
の耐酸性、耐アルカリ性の問題があるので、例えば、酸
性やアルカリ性の水性媒体溶液よりもほぼ中性の塩の水
性媒体溶液を用いるのが好ましい。

【００３１】強酸性カチオン交換樹脂の１価イオン形と
２価イオン形とでは、各種の被分離成分に対して、両者
の分離度が違ってくることが多く、強酸性カチオン交換
樹脂のイオン形を変えることは容易にできるので、２種
以上の充填剤の１種が強酸性カチオン交換樹脂の１価イ
オン形であり、他の１種が強酸性カチオン交換樹脂の２
価イオン形であることが好ましい。

【００３２】例えば、糖類の分離にはゲル型の強酸性カ
チオン交換樹脂の１価イオン形（カリウム形、ナトリウ
ム形、それらの混合形など）や２価イオン形（カルシウ
ム形、マグネシウム形、それらの混合形など）が使用さ
れており、これらから適当なイオン形を選んで組み合わ
せて２種以上の充填剤の混在状態とすれば良い。なお、
経験則上、単糖類と二糖類や三糖類などとの分子量の違
いによる分離には１価イオン形カチオン交換樹脂が適し
ているので、例えば、塩化ナトリウムなどの塩の水溶液
とカチオン交換樹脂との接触により１価イオン形の量を
増やすのが望ましく、また、同じ分子量同士の糖類の分
離には２価イオン形カチオン交換樹脂が適しているの
で、例えば、塩化カルシウムなどの塩の水溶液とカチオ
ン交換樹脂との接触により２価イオン形の量を増やすの
が望ましい。

【００３３】イオン交換体を、例えば、水系の原料液の
分離に用いる場合には、本発明の方法は、２種以上の充
填剤の混在状態を安定に維持し分離度を一定に保つに
は、イオン交換体のイオン形組成が分離操作の進行に伴
って実質的に変わることが無い様な条件下で実施するの
が好ましい。従って、このような場合は、前述した様
に、原料液とその分離処理液のイオン組成が実質的に変
わらない条件下で、クロマト分離を行うのが好ましい。
なお、イオン交換樹脂を用いる糖類の分離では、イオン
形は運転が進むにつれて原料液中に含まれる各種イオン
と平衡な混合イオン形組成に到達する方向に進んだり、
イオン交換樹脂の一部のイオンが次の充填層（例えば、
単位充填塔）に移動することもあり得るが、少なくとも
充填剤層に原料液を供給する位置から親和性が中間の成
分を充填剤層から抜き出す位置の間での全充填剤層の全
イオン交換樹脂量に対して、分離に必要な量の少なくと
も２種のイオン形のイオン交換樹脂が混在状態で存在す
る限り何ら問題は無く、本発明の方法を実施することに
なる。

【００３４】本明細書では、説明を簡易化するために、
流体原料として３成分以上を含む液体を扱う場合につい
て本発明の方法を主に説明しているが、３成分以上を含
む気体にも本発明の方法が応用できることは言うまでも
無い。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明するが、本発明はその要旨を逸脱しな
い限り、下記の実施の形態に限定されないことは当然で
ある。

【００３６】図１は、本発明の方法を実施する際に使用
することができる擬似移動層式クロマト分離装置の構成
の一例の概要を示す図である。図１において、１〜１０
は単位充填塔（単位充填層）、１Ａ〜１０ＡはＡ画分の
抜き出し弁、５ＢはＢ画分抜き出し弁、１Ｃ〜１０Ｃは
Ｃ画分の抜き出し弁、１Ｄ〜１０Ｄは溶離剤等の脱着剤
供給弁、ｆは流体原料供給弁、Ａは成分Ａの画分である
Ａ画分流体、Ｂは成分Ｂの画分であるＢ画分流体、Ｃは
成分Ｃの画分であるＣ画分流体、Ｄは溶離剤等の脱着
剤、Ｆは流体原料、１２はＡ画分抜き出し配管、１３は
Ｂ画分抜き出し配管、１４はＣ画分抜き出し配管、１５
は流体原料供給ポンプ、１６は脱着剤供給ポンプ、１９
は循環ポンプ、２０と２１は連結配管、３０は流体原料
供給配管、３１は脱着剤供給配管を表す。

【００３７】単位充填塔１〜１０のそれぞれの末端を、
次の単位充填塔の頂部に連結配管２０、２１で無端連結
し、各単位充填塔の下流側の連結配管にＡ画分抜き出し
弁１Ａ〜１０Ａ及びＣ画分抜き出し弁１Ｃ〜１０Ｃを連
結すると共に、Ｂ画分抜き出し弁５Ｂを単位充填塔５の
下流側の連結配管に連結し、各単位充填塔の上流側の連
結配管に脱着剤供給ポンプ１６によって供給される脱着
剤用の脱着剤供給配管３１から分岐した脱着剤供給弁１
Ｄ〜１０Ｄ付き分岐配管を連結し、流体原料供給ポンプ
１５によって供給される流体原料用の流体原料供給弁ｆ
付き流体原料供給配管３０を単位充填塔６の上流側の連
結配管に連結し、単位充填塔１０の末端から単位充填塔
１の頂部への配管２１の途中に循環ポンプ１９を連結
し、Ｂ画分抜き出し弁５ＢをＢ画分抜き出し配管１３に
接続し、各Ａ画分抜き出し弁１Ａ〜１０ＡをＡ画分抜き
出し配管１２に接続し、各Ｃ画分抜き出し弁１Ｃ〜１０
ＣをＣ画分抜き出し配管１４に接続し、更に、単位充填
塔５と単位充填塔６の間の連結配管に遮断弁Ｚを設けて
擬似移動層式クロマト分離装置を構成する。

【００３８】図１の例では、遮断弁Ｚの上流で単位充填
塔を介すること無くＢ画分抜き出し弁５Ｂを単位充填塔
５の下流側の連結配管２０に連結し且つＢ画分抜き出し
配管１３に接続しているが、遮断弁Ｚの上流で１単位充
填塔５を介して、Ｂ画分抜き出し弁を単位充填塔４の下
流側の連結配管２０に連結し且つＢ画分抜き出し配管１
３に接続してもよい。後者の場合は、「少なくとも充填
剤層に流体原料を供給する位置から充填剤に対する親和
性が中間の成分を充填剤層から抜き出す位置の間」は、
単位充填塔５を除いた単位充填塔６、７、８、９、１
０、１、２、３、４に渡る範囲となる。

【００３９】循環ポンプ１９は、配管２１の途中に設置
されており、図示しない制御装置により流量を流量シー
ケンスプログラムに従って設定値に制御できるようにな
っている。この循環ポンプ１９は、隣接する単位充填塔
間の何処に設置してもよいし、また、必要に応じ何台設
けてもよい。また、各供給弁及び各抜き出し弁も図示し
ない制御装置により所定の弁開閉シーケンスプログラム
に従って開閉が制御されるようになっている。また、図
１では単位充填塔の数は１０本であるが、これに限定さ
れるものでは無い。

【００４０】単位充填塔５と６の間の連結配管に設けら
れた遮断弁Ｚは、図示しない制御装置によってその開閉
が制御される。かかる遮断弁は１個に限定されるもので
は無く、その数は２以上でもよく、目的に応じて、循環
流路の異なる位置に設ければよい。

【００４１】次に、遮断弁Ｚを有効利用し、図１の構成
の装置を用いて、少なくとも３成分（Ａ成分、Ｂ成分、
Ｃ成分）を含む流体原料をそれぞれの成分が富化された
３画分に２工程で分離する場合の１例を説明する。この
場合、充填剤に対する親和性の強さは、Ｃ成分＞Ｂ成分
＞Ａ成分の順であるとする。

【００４２】第１工程（実施例と比較例では、「第１
段」に相当）では、遮断弁Ｚを閉じた状態且つ流体原料
供給弁ｆを開とした状態で、Ａ画分が富化された収着帯
域の形成されている単位充填塔６の塔頂から流体原料供
給弁ｆを介して流体原料Ｆを供給しつつ、この流体原料
供給位置よりも下流側の単位充填塔８の塔末からＡ画分
抜き出し弁８Ａを開とした状態でＡ画分を抜き出すと同
時に、脱着剤供給弁１Ｄを開とした状態でＢ成分が富化
された収着帯域の形成されている単位充填塔５よりも上
流側の単位充填塔１の塔頂から脱着剤Ｄを供給しつつ、
Ｂ画分抜き出し弁５Ｂを開とした状態で単位充填塔５の
塔末からＢ画分を抜き出す。

【００４３】なお、Ａ画分は下記の第２工程（実施例と
比較例では、「第２〜１０段」に相当）で抜き出すの
で、充填剤に対するＡ成分の親和性によっては、この第
１工程ではＡ画分の抜き出し無しで実施する態様を採る
こともあり得る。また、この第１工程で、必要に応じて
逆にＣ画分の抜き出しや、Ａ画分とＣ画分の抜き出しを
行う態様を採ることもあり得る。また、充填剤に対する
親和性の強さが中間のＢ成分がＢ₁成分とＢ₂成分とか
ら成っている場合（親和性：Ｂ₁成分＜Ｂ₂成分）、Ｂ
画分抜き出し弁５Ｂを開とした状態で単位充填塔５の塔
末からＢ₁成分の富化したＢ₁画分とＢ₂成分の富化し
たＢ₂画分を順次抜き出す態様もあり、この態様では、
実際には４成分の分離を行うことになる。勿論、Ｂ成分
の画分を１画分として抜き出し、この画分だけを、例え
ば、下記の第２工程とほぼ同様の工程又は一般的な２成
分分離擬似移動層式クロマト分離方法でＢ₁成分の富化
したＢ₁画分とＢ₂成分の富化したＢ₂画分とに分ける
態様を採ることもできる。

【００４４】第２工程（実施例と比較例では、「第２〜
１０段」に相当）では、流体原料供給弁ｆを閉じて流体
原料の供給を停止し、遮断弁Ｚを開いて単位充填塔を無
端直列に連結した系内で流体を循環させながら、該系内
に脱着剤を供給すると共に上記第１工程で残留した成分
が富化された収着帯域の形成されている単位充填塔の塔
末から各残留成分の画分（Ａ画分とＣ画分）を抜き出
し、且つ、収着帯域の移動に合わせて脱着剤の供給位置
及び各画分の抜き出し位置を該系の下流側の単位充填塔
に移行させる操作を行う。このような操作の具体的な１
例としては、後述の実施例１の第２〜１０段で「開とな
る弁」を参照すれば、どの様に上記の移行操作を行うか
を理解することができる。工業的規模の装置運転では、
この第１工程と第２工程を１サイクルとして繰り返すの
が通常である。

【００４５】上記第１工程は、流体原料を供給しながら
次のサイクルにおいて抜き出す各成分の収着帯域の分布
を形成させると共に、既に収着帯域が形成されている成
分の画分のうちの、充填剤に対する親和性が中間的とし
て分類される成分の画分（Ｂ画分）を系外に抜き出す工
程であり、短時間に大量のＢ画分を押し出すことができ
る。なお、この際に流体原料供給位置にその上流から系
内流体が流れないようにすることが好ましいため、この
流体の流通の遮断を機械的に保証する手段として遮断弁
Ｚを設けている訳であるが、遮断弁を設けなくとも、流
体原料供給量とＢ画分抜き出し量を制御することで、操
作的に流体流通遮断を行うこともできる。

【００４６】上記第２工程は、流体原料の供給を行わず
に系内で流体の循環を行わせながら、一般的な擬似移動
層式クロマト分離方法に従った操作で、Ｂ成分以外の成
分の富化画分を系外に抜き出し、且つ、上記第１工程で
新しく系中に供給された流体原料の各成分を充填剤（収
着剤）に対する親和性の弱い成分（Ａ成分）から強い成
分（Ｃ成分）に順次に分かれた収着帯域を形成させるた
めの工程である。従って、この第２工程は、流体原料の
供給を行わ無い点を除けば、一般的な２成分分離の擬似
移動層式クロマト分離方法に類似している。

【００４７】一般的な２成分分離の擬似移動層式クロマ
ト分離方法では、上記のように無端に連結された単位充
填塔群を脱着剤供給位置から見て下流側に向かって第１
区画、第２区画、第３区画、第４区画に区画して考え、
第１区画の最前列に位置する単位充填塔の入口の循環流
に対して溶離剤等の脱着剤を供給弁を介して供給すると
共に、第１区画の最後列に位置する単位充填塔の出口の
循環流から被収着成分の含有量の多いＣ画分流体を抜き
出し弁を介して抜き出し、第３区画の最前列に位置する
単位充填塔の入口の循環流に対して流体原料を供給弁を
介して供給すると共に、第３区画の最後列に位置する単
位充填塔の出口の循環流から被収着成分の少ないＡ画分
流体を抜き出し、これらの脱着剤の供給位置、Ｃ画分流
体の抜き出し位置、流体原料の供給位置、Ａ画分流体の
抜き出し位置を、上記流体原料中の成分の収着剤に対す
る収着領域の移行に伴って下流側に繰り下げるように操
作するのであるが、この第２工程では、流体原料の供給
を行わず新たに各成分が系内に流入しないようにするの
が特徴である。

【００４８】この第２工程、即ち、脱着剤を供給しなが
ら２画分を抜き出す擬似移動層方式の操作を行う方法
は、特に限定されるものでは無く、流体原料の供給を行
わない点を除外すれば、従来公知の例、例えば、特開昭
６２−９１２０５号公報の特に第２頁右上欄第２行〜左
下欄末行及び第３図で説明される方法において原液の供
給を行わないようにして実施する場合を１例として挙げ
ることもできる。具体的には、ポンプ等により系内で流
体を循環させながら、親和性の大きい成分が富化されて
いる帯域の上流側塔頂から脱着剤を供給すると共に、親
和性の大きい成分が富化されている帯域及び親和性の小
さい成分が富化されている帯域の各下流側塔末から該成
分の富化された画分を抜き出し、これらを各帯域の移動
に合わせて順次に循環流の下流に移行させる操作を、充
填剤（収着剤）に対する親和性の中間的な成分以外の複
数の成分に対して行うことで実施される。

【００４９】上述した第１工程と第２工程を繰り返して
行う操作は、装置が連続的に運転されている状態につい
て述べたが、装置立ち上げのためには上記第１工程に先
立って、流体原料を系内に供給して、充填剤（収着剤）
に対する親和性の弱い成分から強い成分に順次に分かれ
た収着帯域を形成させる操作のみを単独に行う前工程を
行ってもよい。

【００５０】このような第１工程と第２工程を１サイク
ルとして繰り返すのが基本であるが、様々に変更した態
様で実施することができるのは言うまでも無い。

【００５１】例えば、第１工程において、系内に流体原
料を供給するのみで、脱着剤を供給しないこともでき
る。しかし、上述したように流体原料と脱着剤の供給を
同時に行うことによって、流体原料の供給量とＢ画分抜
き出し量の調整（マスバランスの調整）ができる。ま
た、この脱着剤の供給によって、その下流の流体流速を
大きくすることで、所定の成分の収着帯域での移動速度
を任意に選ぶことができる。

【００５２】

【実施例】以下、比較例と対比しつつ実施例により本発
明の方法を具体的に説明するが、本発明の方法がこれら
の実施例に限定されるもので無いことは言うまでも無
い。なお、以下の実施例と比較例において、固形分当た
りの組成は、ナトリウム形イオン交換カラムと示差屈折
率計を用いた高速液体クロマトグラフィーの面積百分率
によって示したものであり、また、「１サイクル時間」
とは、第１段から第１０段までの全段を終了するに要す
る時間を表す。一般的に言えば、必要に応じ１サイクル
で終了せずに、複数のサイクルに渡って連続して各工程
を行うことができる。

【００５３】実施例１甜菜糖蜜を蔗糖分解酵素インベルターゼで分解しイオン
排除法で脱塩した液（固形分濃度６０重量％、固形分当
たりの組成：２糖類以上の多糖類とその他の不明成分と
の合計１１．４％、グルコース３９．７％、フラクトー
ス４０．６％、ベタイン８．３％）を原液として、グル
コースとフラクトースの混合糖液を得る目的で、装置全
体としてはカルシウム形３０％、カリウム形４９％、ナ
トリウム形２１％のカチオン交換樹脂が充填剤として充
填された図１の３成分以上分離擬似移動層式クロマト分
離装置で分離した。但し、下記の様に、カリウム形４９
％とナトリウム形２１％は、カチオン交換樹脂の各粒内
で混合イオン形として存在する形態であった。

【００５４】充填剤としては、ローム・アンド・ハース
社製アンバーライトＣＧ−６０００（クロマト分離用ゲ
ル型強酸性カチオン交換樹脂）を用いた。単位充填塔
１、２、７内の第２充填剤としてのカチオン交換樹脂を
カルシウム形とし、残りの単位充填塔３、４、５、６、
８、９、１０内の第１充填剤としてのカチオン交換樹脂
をカリウム形７０％とナトリウム形３０％の混合イオン
形とした。なお、このカリウム形とナトリウム形との混
合イオン形のカチオン交換樹脂は、植物（甜菜）由来の
糖類水溶液の軟化液から糖類のクロマト分離を行った時
に、原料液（軟化液）のイオン形組成と平衡になったカ
リウム形７０％とナトリウム形３０％の混合イオン形の
カチオン交換樹脂として得られたものである。単位充填
塔１、２、７内のカチオン交換樹脂のカルシウム形は、
かかる混合イオン形のカチオン交換樹脂に濃度１規定の
塩化カルシウム水溶液を単位充填塔１本当たり４４Ｌず
つ流してカルシウム形としたものである。充填剤の充填
量は１０本の単位充填塔内の全量で１４７Ｌであった。

【００５５】２糖類とグルコースに関する分離度は、第
１充填剤の１価イオンの混合イオン形カチオン交換樹脂
（カリウム形７０％：ナトリウム形３０％）で０．３
０、第２充填剤のカルシウム形カチオン交換樹脂で０．
２７であった。第１充填剤の上記分離度を見れば分かる
ように、２糖類とグルコース等の単糖類とは、１価イオ
ン形の強酸性カチオン交換樹脂を用いれば、元々良好に
分離し、両者だけの分離であれば第１充填剤と第２充填
剤との混在状態としないでも良い。また、フラクトース
（単糖類ではグルコースより遅く流出し、親和性が高い
成分）とベタインに関する分離度は、第１充填剤の１価
イオン混合形カチオン交換樹脂で０．０３、第２充填剤
のカルシウム形カチオン交換樹脂で０．７６であった。
従って、本実施例では、第１充填剤ではフラクトース等
の単糖類とベタインとの分離が良くないので、これを改
善することと、単糖類、２糖類及びその他、ベタインを
３成分と考えてこれらをできるだけ少ない量の溶離水で
且つバランス良く分離することを狙ったものである。な
お、各分離度は、温度６０℃、充填層高１ｍ、線流速５
ｍ／Ｈｒで測定した。

【００５６】他の運転条件は次の通りとした。単位充填塔：内径１０８ｍｍ、層高１６００ｍｍ、単位
充填塔数１０本操作温度：６０℃ １サイクル時間：２．２５Ｈｒ第１段（第１工程）において、第１段所要時間：０．４５Ｈｒ原液供給量：１６．５４Ｌ／Ｈｒ（充填剤当たり且つ１サイクル時間当たり、平均０．０
２２３Ｌ／Ｌ−充填剤／Ｈｒ）溶離水供給量：５７．１５Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：９．９１Ｌ／ＨｒＢ画分液抜き出し量：６４．５０Ｌ／Ｈｒ第２〜１０段（第２工程）において、Ａ画分液抜き出し
口とＣ画分液抜き出し口間の単位充填塔における線流
速：５．００ｍ／Ｈｒ溶離水供給量：４６．３１Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：１６．５４Ｌ／ＨｒＣ画分液抜き出し量：２９．７７Ｌ／Ｈｒ溶離水／原液（容量比）：９．７

【００５７】各段で開となる弁は次の通りとした。第１段ｆ、１Ｄ、８Ａ、５Ｂ（原液供給、溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｂ画分抜き出し）第２段２Ｄ、９Ａ、３Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第３段３Ｄ、１０Ａ、４Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第４段４Ｄ、１Ａ、５Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第５段５Ｄ、２Ａ、６Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第６段６Ｄ、３Ａ、７Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第７段７Ｄ、４Ａ、８Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第８段８Ｄ、５Ａ、９Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第９段９Ｄ、６Ａ、１０Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）第１０段１０Ｄ、７Ａ、１Ｃ、Ｚ（溶離水供給、Ａ画分抜き出し、Ｃ画分抜き出し）

【００５８】この第１段（第１工程）では、閉じた遮断
弁Ｚの下流側に在る原液供給弁ｆを介して原液Ｆを単位
充填塔６に供給すると同時に溶離水Ｄを溶離水供給弁１
Ｄを介して供給することにより、遮断弁Ｚの上流側の抜
き出し弁５Ｂを介してＢ画分液を抜き出すと共に抜き出
し弁８Ａを介してＡ画分液を抜き出している。一方、第
２〜１０段（第２工程）では、遮断弁Ｚを開き、原液の
供給を停止し、溶離水の供給位置及びＡ画分とＣ画分の
抜き出し位置を順次に下流側へ移動させつつ溶離水の供
給とＡ画分とＣ画分の抜き出しを行っている。

【００５９】運転の結果、次の固形分濃度と固形分当た
りの組成のＡ画分液とＢ画分液とＣ画分液とが得られ
た。Ａ画分液Ｂ画分液Ｃ画分液濃度３１ｇ／Ｌ１６０ｇ／Ｌ１７ｇ／Ｌ２糖類、その他９８．８％０．６％０．１％グルコース０．５％４９．３％０．１％フラクトース０．０％４９．５％１０．７％ベタイン０．７％０．６％８９．１％

【００６０】なお、Ｂ画分液のグルコース回収率は９
９．８％、フラクトース回収率は９７．６％で、Ｃ画分
液のベタインの回収率は９３．８％であった。

【００６１】比較例１実施例１と同じ原液を、全単位充填塔の充填剤をカリウ
ム形とナトリウム形の混合イオン形カチオン交換樹脂の
ままで、同じ装置、同じ温度で分離した。運転条件は、
カチオン交換樹脂の混合イオン形組成に合わせて次の通
りとした。特にベタインの流出が速いため、溶離水を実
施例１と同じ量使うと無駄になるので溶離水の使用量を
減らした。

【００６２】充填剤としては、ローム・アンド・ハース
社製アンバーライトＣＧ−６０００（クロマト分離用ゲ
ル型強酸性カチオン交換樹脂）を用いた。全単位充填塔
で該カチオン交換樹脂をカリウム形７０％とナトリウム
形３０％の混合イオン形とした。なお、このカリウム形
とナトリウム形との混合イオン形カチオン交換樹脂は、
植物（甜菜）由来の糖類水溶液の軟化液から糖類のクロ
マト分離を行った時に、原料液（軟化液）のイオン形組
成と平衡になったイオン形組成の混合イオン形カチオン
交換樹脂として得られたものをそのまま使ったものであ
る。充填剤の充填量は１０本の単位充填塔内の全量で１
４７Ｌであった。

【００６３】他の運転条件は次の通りとした。単位充填塔：内径１０８ｍｍ、層高１６００ｍｍ、単位
充填塔数１０本操作温度：６０℃ １サイクル時間：２．２４Ｈｒ第１段（第１工程）において、第１段所要時間：０．３２Ｈｒ原液供給量：２２．９７／Ｈｒ（充填剤当たり且つ１サ
イクル時間当たり、平均０．０２２３Ｌ／Ｌ−充填剤／
Ｈｒ）溶離水供給量：５５．１３Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：９．１９Ｌ／ＨｒＢ画分液抜き出し量：６８．９１Ｌ／Ｈｒ第２〜１０段（第２工程）において、Ａ画分液抜き出し
口とＣ画分液抜き出し口間の単位充填塔における線流
速：５．００ｍ／Ｈｒ溶離水供給量：２４．６６Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：１７．６１Ｌ／ＨｒＣ画分液抜き出し量：７．０５Ｌ／Ｈｒ溶離水／原液（容量比）：５．８

【００６４】各段で開となる弁及び供給した液と抜き出
した液は実施例１と同様とした。

【００６５】運転の結果、次の固形分濃度と固形分当た
りの組成のＡ画分液とＢ画分液とＣ画分液とが得られ
た。Ａ画分液Ｂ画分液Ｃ画分液濃度３１ｇ／Ｌ２２５ｇ／Ｌ１６ｇ／Ｌ２糖類、その他９８．８％０．５％０．３％グルコース１．０％４５．４％０．２％フラクトース０．１％４５．４％６０．４％ベタイン０．１％８．７％３９．１％

【００６６】なお、Ｂ画分液のグルコース回収率は９
９．７％、フラクトース回収率は９７．０％で、Ｃ画分
液のベタインの回収率は９．３％であった。

【００６７】比較例２実施例１と同じ原液を、全単位充填塔の全充填剤をカル
シウム形カチオン交換樹脂に変えて、同じ装置、同じ温
度で分離した。運転条件はカチオン交換樹脂のイオン形
に合わせて次の通りとした。特にベタインの流出が遅い
ため、溶離水を実施例１と同じ量しか使わないと溶離水
が不足してベタインがＡ画分に混入するので、溶離水の
使用量を増した。

【００６８】充填剤としては、ローム・アンド・ハース
社製アンバーライトＣＧ−６０００（クロマト分離用ゲ
ル型強酸性カチオン交換樹脂）を用いた。全単位充填塔
で全カチオン交換樹脂をカルシウム形とした。なお、こ
のカルシウム形カチオン交換樹脂は、植物（甜菜）由来
の糖類水溶液の軟化液から糖類のクロマト分離を行った
時に、原料液のイオン形組成と平衡になったイオン形組
成の混合イオン形カチオン交換樹脂として得られたカチ
オン交換樹脂に濃度１規定の塩化カルシウム水溶液を単
位充填塔１本当たり４４Ｌずつ流して、カルシウム形と
したものである。充填剤の充填量は１０本の単位充填塔
内の全量で１４７Ｌであった。

【００６９】他の運転条件は次の通りとした。単位充填塔：内径１０８ｍｍ、層高１６００ｍｍ、単位
充填塔数１０本操作温度：６０℃ １サイクル時間：２．３６Ｈｒ第１段（第１工程）において、第１段所要時間：０．５６Ｈｒ原液供給量：１３．７８Ｌ／Ｈｒ（充填剤当たり且つ１
サイクル時間当たり、平均０．０２２３Ｌ／Ｌ−充填剤
／Ｈｒ）溶離水供給量：５１．４５Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：１０．１１Ｌ／ＨｒＢ画分液抜き出し量：５５．１２Ｌ／Ｈｒ第２〜１０段（第２工程）において、Ａ画分液抜き出し
口とＣ画分液抜き出し口間の単位充填塔における線流
速：５．００ｍ／Ｈｒ溶離水供給量：８９．３０Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：１８．１９Ｌ／ＨｒＣ画分液抜き出し量：７１．１１Ｌ／Ｈｒ溶離水／原液（容量比）：１５．３

【００７０】各段で開となる弁及び供給した液と抜き出
した液は実施例１と同様とした。

【００７１】運転の結果、次の固形分濃度と固形分当た
りの組成のＡ画分液とＢ画分液とＣ画分液とが得られ
た。Ａ画分液Ｂ画分液Ｃ画分液濃度２７ｇ／Ｌ１５７ｇ／Ｌ７ｇ／Ｌ２糖類、その他９８．０％１．１％０．０％グルコース０．８％４８．７％０．１％フラクトース０．０％４９．９％１．３％ベタイン１．２％０．３％９８．６％

【００７２】なお、Ｂ画分液のグルコース回収率は９
９．８％、フラクトース回収率は９９．７％で、Ｃ画分
液のベタインの回収率は９５．７％であった。

【００７３】実施例１を比較例１と比べると、実施例１
では、溶離水の使用量は比較例１よりも６９％増えた
が、Ｂ画分液中のベタイン濃度が比較例１よりも８．１
％だけ低いと共にグルコースとフラクトースの合計純度
は比較例１よりも８．０％高くなり、また、Ｃ画分液の
ベタイン純度は比較例１では３９．１％と低いのに対し
て実施例１では８９．１％と高く、高純度のベタインを
回収できた。即ち、カチオン交換樹脂のイオン形の３０
％をカルシウム形に変えたことにより、溶離水の使用量
が多くなったが、単糖類（グルコース＋フラクトース）
とベタインの分離が大幅に改善され、全体として分離度
が必要充分に調整されたため、目的のグルコースとフラ
クトースの混合糖液を高純度且つ高回収率で回収でき
た。

【００７４】実施例１を比較例２と比べると、実施例１
では、比較例２よりもＣ画分液のベタイン純度が９．５
％だけ低く、ベタイン回収率が１．９％だけ低くなった
が、ベタインを得るためには晶析工程が必要なことを考
慮するとこれらの差は大きな問題ではない。また、実施
例１では、比較例２よりも溶離水の使用量は３６％も減
少し、Ｂ画分液中のグルコースとフラクトースの合計純
度は０．２％だけ高くなった。即ち、カチオン交換樹脂
の３０％のみをイオン形をカルシウム形に変えたことに
より、単糖類（グルコース＋フラクトース）とベタイン
の分離度が必要充分に調整されたため、溶離水の使用量
を極端に増やすことも無く、目的のグルコースとフラク
トースの混合糖液を高純度で回収できた。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、３成分以上を含む流体
原料をそれぞれの成分が富化した３つ以上の画分に分け
るクロマト分離方法において、少なくとも充填剤層に流
体原料を供給する位置から充填剤に対する親和性が中間
の成分を充填剤層から抜き出す位置の間で２種以上の分
離度の違う充填剤を使用することにより全体としての分
離度を調整することができ、溶離水の使用量を減らすこ
と、目的物質の純度を上げること、目的物質の回収率を
上げることなどを可能とするという効果がある。前述し
た各従来のクロマト分離方法では、脱着剤（溶離剤）の
使用量を減らすために、溶離剤を、例えば、エタノール
と水の適切な組成の混合液とすることも考えられるが、
この手段では水等の単一溶媒の溶離剤しか脱着剤として
使えないケースには適用できないという問題を伴うのに
比べて、本発明の方法では、単一純物質の脱着剤を用い
ても、その使用量を減少させることができるという利点
がある。

【００７６】また、本発明の方法は、特に３成分クロマ
ト分離装置で３成分分離を行う場合に、分離しすぎる成
分同士の分離と分離しない成分同士の分離とを両方とも
適度に分離するように調整できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法を実施することができる
擬似移動層装置式クロマト分離装置の構成の一例の概要
を示した図である。

【符号の説明】

１〜１０：単位充填塔１Ａ〜１０Ａ：Ａ画分の抜き出し弁５Ｂ：Ｂ画分の抜き出し弁Ｚ：遮断弁１Ｃ〜１０Ｃ：Ｃ画分の抜き出し弁１Ｄ〜１０Ｄ：脱着剤供給弁ｆ：流体原料供給弁Ａ：Ａ画分流体（親和性が小さい成分の含有率が高い流
体）Ｂ：Ｂ画分流体（親和性が中間の成分の含有率が高い流
体）Ｃ：Ｃ画分流体（親和性が大きい成分の含有率が高い流
体）Ｄ：脱着剤（例えば、溶離水）Ｆ：流体原料（例えば、糖液）１２：Ａ画分抜き出し配管１３：Ｂ画分抜き出し配管１４：Ｃ画分抜き出し配管１５：流体原料供給ポンプ１６：脱着剤供給ポンプ１９：循環ポンプ２０、２１：配管３０：流体原料供給配管３１：脱着剤供給配管

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】第１工程（実施例と比較例では、「第１
段」に相当）では、遮断弁Ｚを閉じた状態且つ流体原料
供給弁ｆを開とした状態で、Ａ成分が富化された収着帯
域の形成されている単位充填塔６の塔頂から流体原料供
給弁ｆを介して流体原料Ｆを供給しつつ、この流体原料
供給位置よりも下流側の単位充填塔８の塔末からＡ画分
抜き出し弁８Ａを開とした状態でＡ画分を抜き出すと同
時に、脱着剤供給弁１Ｄを開とした状態でＢ成分が富化
された収着帯域の形成されている単位充填塔５よりも上
流側の単位充填塔１の塔頂から脱着剤Ｄを供給しつつ、
Ｂ画分抜き出し弁５Ｂを開とした状態で単位充填塔５の
塔末からＢ画分を抜き出す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】他の運転条件は次の通りとした。単位充填塔：内径１０８ｍｍ、層高１６００ｍｍ、単位
充填塔数１０本操作温度：６０℃ １サイクル時間：２．２４Ｈｒ第１段（第１工程）において、第１段所要時間：０．３２Ｈｒ原液供給量：２２．９５Ｌ／Ｈｒ（充填剤当たり且つ１
サイクル時間当たり、平均０．０２２３Ｌ／Ｌ−充填剤
／Ｈｒ）溶離水供給量：５５．１３Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：９．１９Ｌ／ＨｒＢ画分液抜き出し量：６８．９１Ｌ／Ｈｒ第２〜１０段（第２工程）において、Ａ画分液抜き出し
口とＣ画分液抜き出し口間の単位充填塔における線流
速：５．００ｍ／Ｈｒ溶離水供給量：２４．６６Ｌ／ＨｒＡ画分液抜き出し量：１７．６１Ｌ／ＨｒＣ画分液抜き出し量：７．０５Ｌ／Ｈｒ溶離水／原液（容量比）：５．８

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】図１は、本発明の方法を実施することができる
擬似移動層式クロマト分離装置の構成の一例の概要を示
した図である。

フロントページの続き (72)発明者佐藤康平埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号オルガノ株式会社総合研究所内 (72)発明者谷川弘治埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号オルガノ株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３成分以上を含む流体原料を充填剤層に
通し、前記流体原料に含まれ且つ充填剤に対する親和性
が大きい成分から親和性が小さい成分に渡る親和性の異
なる３成分以上を少なくとも３画分に分けるクロマト分
離方法であって、少なくとも充填剤層に流体原料を供給する位置から充填
剤に対する親和性が中間の成分を充填剤層から抜き出す
位置の間で、親和性が中間の成分を含む流体が接触する
充填剤を、前記各成分に対する分離度の異なる２種以上
の充填剤とし、且つ、前記の２種以上の充填剤からなる
前記両位置間の充填剤を、少なくとも充填剤に対する親
和性が中間の成分と充填剤に対する親和性が小さい成分
の間の分離度が大きい第１の充填剤と充填剤に対する親
和性が大きい成分と充填剤に対する親和性が中間の成分
の間の分離度が大きい第２の充填剤との組み合わせた混
在状態とし、各成分の分離度を調整することを特徴する
クロマト分離方法。
【請求項２】前記充填剤層が複数の単位充填層を接続
することにより構成され、且つ、前記の２種以上の充填
剤の少なくとも一つは少なくとも１つの単位充填層に単
独で充填されていることを特徴とする請求項１に記載の
クロマト分離方法。
【請求項３】前記流体原料が原料液であり、前記の２
種以上の充填剤の少なくとも１種がイオン交換体であ
り、且つ、前記原料液とその分離処理液とのイオン組成
が実質的に変わらない条件下で分離操作を行うことを特
徴とする請求項１又は２に記載のクロマト分離方法。
【請求項４】前記の２種以上の充填剤の１種が強酸性
カチオン交換樹脂の１価イオン形であり、他の１種が強
酸性カチオン交換樹脂の２価イオン形であることを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載のクロマト分離
方法。