JPS6219210A - 成分分離方法 - 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） この発明は成分分離方法、特に２以上の成分を含んでい
る液体を、それら官有成分に対して選択的な収着性を示
す収着剤を使用し、擬似移動床方式によって成分分離す
る方法の改良に係るものである。

（従来の技術とその問題点） ２以上の成分を含む液体の成分分間を行う方法として擬
似移動床方式が知られている。この擬似移動床方式の成
分分離法は、通常、選択的収着剤を充填した単位充填床
を多数、直列に連結し、最後端の単位充填床は最前端の
単位充填床に連結されてお夛、各単位充填床には、処理
される原料混合物の供給管、非収着質成分の抜出前、脱
離剤の供給管、収着質成分の抜出管を設けてなる装置を
使用し、これら連結された充填床において、原料供給部
から非収着質成分抜出部、までの吸着帯域、非収着質成
分抜出部から脱着剤供給部までのｆ＃製蛍域、脱着剤供
給部から収着質成分抜出部までの脱着帯域及び収着質成
分抜出部から前記原料供給部までの裏縮帯域の四つの帯
域を流体流れの上流から、その順序で形成させつつ流体
を循環させ、上記各供給部と抜出部との位置を間歇的に
下流方向に移動させ、主に収着質成分を含む画分と、主
に非収層質成分を含む画分とに連続的に分画するクロマ
ト分離法であり、効率的な成分分離法として工業的に極
めて有用なものとされている。そして、この成分分離法
が適用される具体的な例としては、ノルマルヘキサンと
シクロヘキサンの混合物から、各成分の分離、その他、
炭化水素、アルコール、アルデヒド、ケトンにおけるノ
ルマル化合物とその異性体のように沸点が近接している
化合物同志の混合物の成分分離、又は、ブドウ糖及び果
糖含有水溶液から両成分の分離、或いはマルトース水飴
かう、マルト−ストマルトトリオース以上の多糖類との
分離などが知られている。

しかして擬似移動床方式による成分分離は、される。こ
れを以下、マルトース水飴の水溶液カラ、マルトースと
マルトトリオース以上の多糖類とに分別する場合を例に
とってＩｌ！２明する。

マルトース水飴はグルコース（年ｍ類）、マルトースを
主成分とする二ａ１類、マルトトリオースを主成分とす
る三Ｔｈｅ、マルトテトラオース以上の多ａ＋類の混合
物からなっておシ、この中から主要成分であるマルトー
スを擬似移動床式の連続クロマト分離装置で分離すると
き、抽出残画分（ラフィネートフラクション）中には、
マルトトリオース及びマルトテトラオース以上の多糖類
とともに、可成りの童のマルトースが混入してくる。マ
ルトトリオースは吸湿性が高く、甘味度が低く、かつそ
の水溶液の粘度が小さいという物性をもっておシ、その
特性に対応した用途に用いられる。従って、マルトース
水飴を原料とし、擬似移動床式分離法によって高純度マ
ルトースを分離するに際し、抽出残画分中の有用成分で
あるマルトトリオースを主成分とする糖類に混入してく
るマルトースの量を少なくすることができれば好ましい
。しかしながら、このマルトースの混入量を小さくする
ことは笑際面から、困難な問題がある。例えばその方法
として収着剤単位容槓当りの原料処理量を小さくすると
か、または浴Ｎ１剤（脱着剤）としての水の供給量を増
加させることによシ、マルトース混入量を小さくするこ
とが可能であるが、その場合、装置として非常に大きな
分離容積を必要とし、かつ分離された大量の液を龜縮す
るため、凝縮コストの増大をまねき、工業的な実施には
不適である。

（問題点を解決するための手段） 上記のように、従来の擬似移動床式の成分分離法におい
ては、分別さｔて抜出きれてくる収着質成分を主とする
画分及び非収着員成分を主とする画分において、それぞ
れの画分に意図する成分以外の成分が混入してくること
を避けることができない。本発明は、か＼る混入物の址
の少ない分離物を得る方法を提供することを目的とする
ものであって、この目的は、擬似移動床による成分分離
法において、主に収宥質成分を含有する画分及び主に非
収７１４實成分ケ含有する画分と′して抜出されてくる
２柚の両分の少くとも一方を、弁を切ｂｅえることによ
って流出類に複数の両分に、更に分割することＷよって
達成される。

以下、本発明を詳説するが、理解し易いよう、マルトー
ス水飴の成分分離を例にとって説明する、 添付図面について説明するに、第７図は本発明方法で使
用する擬似移動床の７例の模式図であり、第一図は他の
例の模式崗である。

第７図において、擬似移動床の主要部である充填床（１
０θθ）の内部は（／θθ／）〜（１０２４ｔ）のコ４
を個の単位充填床に区別されている。〔なお、図では途
中の（１００６）〜（／（１７／／　）及び（／θ／♂
）〜（／Ｑ２コ〕の単位充填床は図示を省略しである〕
。これら各単位充填床には、マルトトリオース、マルト
テトラオ−ス、マルトペンタオース咎のオリゴ糖よリモ
、マルトースに対する収漕力が大きい、塩型の陽イオン
交換体が元項されている。この陽イオン交換体としては
市販の各抽陽イオン交侠便脂又はゼオライトを用いるこ
とかできる。通常はスチレン−ジビニルベンゼンの架橋
共重合体にスルホ７１１＆−Ｍが結合した強酸性陽イオ
ン文侠樹脂が用いられる。、陽イオン交換有力りはマル
トースに対する収着力と、マルトトリオース以上のオリ
ゴ抛νζ対する収着力との差が大きくなるように、通常
、ナトリウム型、カリウム型又はカルシウム型にして使
用される。

処理されるマルトース水飴としては、通常、全糖一度３
０〜♂Ｏ重量％、全糖中のマルトトリオース以上のオリ
ゴ糖言有；４−ｔ〜６０Ｍ讐チの水溶液が使用される。

単位充填床（／θｏｉ）〜（１ｏｒａ）のそれぞれの間
には、充填剤が充填されていない空間部（／θ−り〜（
１０ダ？）〔図では、途中において（／θ２？）〜（１
０３ダ）及び（７０グ／）〜（１０４１６）の空間部が
図示を省略されている〕が設けられてお夛、各空間ｓＶ
Ｃは単位充填床へのマルトース水飴水溶液の供給管（ｉ
ｏダ９）、及び脱、を剤としての水の供給管（１ｏｔｏ
）、並ひに各空間部からの主として収７！ｉ負成分（マ
ルトース）を含有する液の抜出管（１０３／　）及び非
収着質成分（マルトトリオース以上の多糖類）を含有す
る液の抜出管（１０６２）のダ楯類の管が設けられる。

なお、このダ稽類の！（これは９本の管であっても、又
は７本の管で、これに弁を有する９本の管を分岐して衣
けだものでも　　　「よい）は通常それぞれの空間部Ｋ
ｅけられるが、図面では図示を省略しである。そしてこ
の９本の管のそれぞれの機能が同一の空間部において同
時に行なわれるものでなく、成る時点では、図に示すよ
うに幾つかの単位充填床の間隔をおいて、即ち、（１０
４ｔり〕は原料混合物の供給、（１０ｊ２）は主として
非収着質成分を含有する画分の抜出し、（１０ｒ２）は
脱離剤の供給、（１０ｊｉ）は主として収着質成分を含
有する画分の抜出しを行なっておシ、これらが一定時間
間隔をおいて、ｊ哨次流体下流側の単位充填床に移動さ
せられる。

なお、空間部（１０コ５〜ＩＯ’ｌ♂〕の設置は不可欠
ではないが、単位充填床に尋人されるマルトース水飴を
、この空間部に導入すると、床内な九下している液中に
、速かに拡散させることができるので好ましい。

（１０ｊ４ｔ　）は充填床の最後端を最前端に連結する
管であり、（／θ！３）は液循環用のポンプである。

第１図に示す時点では空間部（ｉｏ４ｔｚ）にマルトー
ス水飴水溶液が供給され、空間部（７０３４）に脱着剤
である水が導入され、一方、空間部（１０，２ｔｒ　）
から主に非収着質成分を含む液が抜出され、空間部（Ｉ
Ｏ’ＩＯ）から主に収着質成分を含む液が抜出される。

従って全充填床（１０００）は、（１００／　）〜（１
０ｏ４ｔ　）のダ個の単位充填床よりなる吸着帯域、（
１００６）〜（／Ｑ／コ）′の２個の単位充填床よシな
る精製帯域、（１０／Ｊ　）〜（／θ／６）のグ個の単
位充填床よりなる脱着帯域及び（１０／７）〜（１０２
４ｔ）の２個の単位充填床よプなるａｍ帯域の四つの帯
域よシなっている。各＠域の作用は、マルトースを収着
成分とし、マルトトリオース以上のオリゴ糖を非収着成
分とする公知の擬似移動床のそれと同じである。充填床
内の温度はぐ！〜り０℃、好ましくはｔｏ−ｒｏ℃に保
持される。

床内温度が？θ℃よシも高くなると、抜出される糖液が
着色することがある。また、り！℃よシも低いと、マル
トース氷詰＃液の粘度が高くな）、床内における圧損失
が増大する。

充填床内の液中には、マルトース及びマルトトリオース
以上のオリゴ抛の一度分布が形成されており、この？ａ
度分布は、その形状を保持しつつ、下流方向に移動する
。この移動に追随するように、充填床へのマルトース水
飴及び水の纒入管、並びに充填床からの収着質成分の画
分及び非収着質成分の画分の抜出管が、順次下流側のそ
れぞれに切替えられる。切替は４を種類の管について同
時に行ってもよく、また各管毎に時間をずらして行って
もよい。同一の管における液供給又は液抜出しの継続時
間は、単位充填床の大きさ、陽イオン交換体の種類、床
内を流下する液のに速などによシ異なるが、通常、数分
乃至土数分である。この切替によシ、上述の４を種類の
帯域は逐次、その充填床に占める位置を移動する。しか
し各帯域の長さは、常に、実質上、はぼ一定である。即
ち、各帯域は、その大きさ及び相対的位置を保持したま
＼移動し、これが間歇的に繰返され、無端状態にある充
填床を循環することとなる。

このような運転状態下にあって、非収着質成分の画分の
糖組成変化を、その抜出管の切替から、次の切替までの
期間について詳細に調べた結果、抜出管切替直後は、抜
出液中のマル）−スの混入量は非常に少なく、マルトト
リオース含量の、より多い流出液が得られ、次の切替時
の直前になると、マルトース混入量が非常に増えてくる
ことがわかった。そこで非収着質成分の画分を単一の両
分として混合集液したのでは、その糖組成が低品位の組
成となり、轡に有用な用途を見出し得ない。しかしなが
ら、上述のような切書見から次の切替えまでの期間にお
ける抜出液の組成変化に対応して、この抜出液を二つ以
上の画分に分ければ、より−ｓ長のある好ましい組成の
一分とすることができる。

このため、本発明では第７図に示すように、非収着質成
分を含有する自分を抜出す抜出管（ＩＯ６，２）におい
て、この抜出管をλつ以上に分枝しく第１図では一つに
分枝した場合を示している）この分枝した管（／θｊコ
Ａ）及び（１０６２Ｂ　）を弁によって随時切替え可能
とし、一つの切替期間内で、同−抜、出位置における糖
組成の変化に合わせて、上記分枝管の弁切替によシ非収
着性成分の自分を二つ以上の部分に分け、これにより、
一層有用な糖組成の自分を得ることができる。

上記分枝管の弁切替は、予め抜出液の経時的組成変化を
調べておき、同一条件で運転し、タイマーにより分枝管
の弁を自動的に作動させれば操作の自動化が可能になる
。

以上、本発明方法をマルトース水飴の成分分離について
説明したが、その他の擬似移動床方式による成分分離に
も同様に、これを適用することができる。それらの場合
、被処理浪合物の８１類、充填床に充填する収層剤の檀
類などによって、抜出されてくる２ａ［類の液即ち主に
収着質成分を含有する画分及び主に非収着質成分を含有
する両分の組成にそれぞれ％異性が出てくる、従って、
それら液の組成、抜出管の切替から次の切替までの期間
における経時的組成変動を調べ、その結果に対応して、
上記２種の液のいずれか一方又は両方を本発明方法によ
ってλつ以上に分画し、−Ｈ有用性のある１１分を得る
ことができる。

（実施例） 次に実施例を説明するが、本発明はこの実施例ｒ（よっ
て限定されるものではない。またこの実施例におりて、
「チ」は「重量％」を意味する。

実施例 グルコース０．７％、マルトース２３．？チ、マルトト
リオ・−ス／６．３％、マルトテトラオース以上の多糖
類９．２％よりなる糖諌度６０係のマルトース水飴を原
料とし、第２図に示す装置を用いてマルトースの分配を
行った。

型の強飯性陽イオン交換樹脂〔ダイヤイオンＦＲＫ−／
／／、三菱化成工業■製、ダイヤイオンは同社登録商標
〕が合計／　０．ｒ　４ｔ　を充填さｔｌている。各単
位充填床は循環ポンプ（／！／）〜（／６？）によって
無端状に連絡されておシ、各単位充填床を連結する流体
通路にはパルプ（／／／）〜（／／♂）を介してマルト
ース水溶液抜出管（／／の、パルプ（／、２／　）〜（
／２Ｆ）を介してマルトトリオース以上のオリゴＳ＜以
下、これを単にオリゴ糖という）水＃液抜出前（／−の
、パルプ（ｔ３ｉ）〜（／ｊ？）を介して水供給管（／
３θ）及びこの装置の床内温度を約７ｊ℃に保持し、マ
ルトース水飴及び水の供給菫を、それぞれ０．２？・　
ｌ／時及び０．２２２７時とし、マルトース画分及びオ
リゴ糖画分の抜出前を、それぞれ０．３２ｔ／時及び０
．４９１１時とし、流意調節升（１０９）によシ、吸着
帯域、精製帯域及び碌縮蛍域のｉＡｔ承が、それぞれ’
ｐｔ、３３１７時、ｊ、４４ｔｔ／時及び４ｔ、０ｊＪ
ｌ１時となるように調頗した。

この場合、例えはマルトース水飴がパルプ（／（ｊ＠）
を通じて供給されてｂる時点では、脱漕剤の水はパルプ
（／３♂）を通じて供給され、主に収層質戚分を含有す
る画分（以下、プロダクトフラクションという）及び主
に非収着質成分を含有する画分（以下、ラフィネートフ
ラクションという）はそれぞれパルプ（／／２）及びパ
ルプ（／Ｊｊ）を通じて抜出され、単位充填床（／θ／
）及び（／θ２）において脱着帯域、単位充填床（／θ
３）及び（／θダ）においてＩＩ＃縮帯域、単位充填床
（１０ｒ）及び（１０６）において吸着帯域、単位充填
床（１０７）及び（／（Ｍ）において精製帯域が形成さ
れて込る。各パルプは？、３分ごとに一つ下流にあるパ
ルプに一斉に切替られ、へ／時間で各帯域が床内な一巡
する。ここで２フイネートフラクシミンを分割すること
なく、従来法に従って抜き出された場合におけるプロダ
クトフラクション及びラフィネートフラクションの糖組
成を示すと、下記表／の通りであった。

表／ ラフィネートフラクションを分画しない上記粂件では、
ラフィネート７ラクシヨンにおいて、マルトース含量が
マルトトリオーヌ含童よりも多く、必ずしもマルトトリ
オースを主成分とするに混合物とい＼離く、そうかとい
ってマルトース金倉は、マルトース水飴としては爾いと
いえない。

次に第一図に示すようにラフィネートフラクションの抜
出管に３本の弁を有する分校管を設ける（図の装置では
抜出管／２０に分枝管／コ（７Ａ、／２ＯＢ、／２００
を設ける）。この分校管を使用し、ラフィネートフラク
ションの抜出しがバルブ切替えによって始められ、下流
側の次のパルプに切替えられるまでの！、３分間に抜出
される抜出液を、時間の経過に応じて流出順位別に２つ
又は３つに分割し、（／２０）、）、（／コＯＢ）、（
／コＯａ）の分枝管から採増した。この分割は次の３通
り行なった。

実験ｌ：バルプ切替の間に出てくるラフィネートフラク
ションの全液量を、前半グ０チ、後半６０チに２分割す
る。

実験λ：同様にして全液菫を顯」牛♂０％と後半、２ｏ
％ｖｃ、２分割ｆる。

実験３：同様に全液量を前半グθチ、中間４ｔｏｔｓ、
後半Ｊｌ１７％に３分ＩＦＩＪす６゜以上のようにして
分割した両分の組成を表λ上記表／に示したように、従
来法に従い、ラフィネートフラクションを分割しない場
合のラフィネートフラクション糖組成は有用な糖であく るマルトトリオースの＠童に比し、フルドース含量の方
が大きく、しかしマルトース水飴として評価するにはフ
ルドース含量が小さすぎ、甘たマルトトリオース混合液
としてみるにも、マルトースの方が多いという難点をも
っている。

しかし、衣−１即ち本発明方法における￥戚／のように
２分割することにより、前半ａＯ％のマルトトリオース
金型はより大きな値となり、かつ後半６０ｑ６について
もマルトースは分割前に比し大幅に大きな埴となり、分
割採取されたλつの画分は、それぞれマルトトリオース
混合液及びマルトース水飴として充分評価し得る糖組成
とすることができる。同様に表コの実験コにおいても、
前半？Ｏ％の両分のマルトトリオース金倉は分割しない
場合に比し高く、後半２０−の−分はマルトース含量を
実験／よす、９！、に高めることができる。実験３はラ
フィネートフラクションを３分割したもので、前半及び
後半の両分として、それぞれ特長をもった画分が得られ
る。

（発明の効果） （１）擬似移動床式成分分離法において、収着質成分及
び非収看負成分の二つに分触して得られる画分が、従来
、それぞれの両分に対して求められる成分以外の成分を
混入して含有しているが、本発明方法によれば、か＼る
希望しな゛い成分の混入を抑制することができる。

（２）本発明方法を実施するに当っては従来の装置に僅
かの改造を加えたものを使用し、かつ、操作としても、
特別繁報とならないですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で使用する装置の一例の模式図、第
２図は同じく使用装置の別の例の模式図である。 図中、（１００／）〜（１０ｏｒ）、（１０／コ）〜（
１０／７　）、（／θ２３）〜（１０コ４ｔ）は、単位
充填床、（１０／）〜（／θ？）は同じく単位充填床で
ある。 第１凪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２以上の成分を含有する原料混合物をクロマト分
   離法により、主に収着質成分を含有する画分と、主に非
   収着質成分を含有する画分とに連続的に分画する方法で
   あつて、内部に選択的収着性を有する収着剤が充填され
   、且つ前端と後端とが流体通路により連結された収着剤
   充填床内において、原料供給部から非収着質成分抜出部
   までの収着帯域、上記非収着質成分抜出部から脱着剤供
   給部までの精製帯域、上記脱着剤供給部から収着質成分
   抜出部までの脱着帯域、及び上記収着質成分抜出部から
   上記原料供給部までの濃縮帯域の四つの帯域を原料混合
   物の流れの上流から上記順序で形成させつつ流体を循環
   させ、上記の原料供給部、非収着質成分抜出部、脱離剤
   供給部及び収着質成分抜出部の位置を間歇的に下流方向
   に移動させることよりなる擬似移動床成分分離法におい
   て、上記抜出部から流出する２種の画分の少くとも一方
   を、弁を切り替えることによつて流出順に複数の画分に
   更に分割することを特徴とする方法