LU500141B1 - Chromatographieverfahren und -vorrichtung, insbesondere Verfahren und Vorrichtung zur superkritischen Flüssigkeitschromatographie - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Chromatographieverfahren, insbesondere Verfahren zur superkritischen Flüssigkeitschromatographie, bei dem ein zu trennender Ausgangsstoff mittels der Chromatographie in Fraktionen getrennt wird und zumindest eine der Fraktionen, die zumindest einen vorgegebenen Zielgehalt mindestens einer Zielkomponente des Ausgangsstoffs aufweisen, als Zielproduktfraktion abgeleitet wird. Erfindungsgemäß bilden die Fraktionen, die den vorgegebenen Zielgehalt nicht aufweisen, Restfraktionen und zumindest ein Teil zumindest einer der Restfraktionen zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff gegeben wird. Zweckmäßigerweise wird zumindest ein Teil zumindest einer der Restfraktionen, deren Gehalt an der Zieikomponente weniger von dem vorgegebenen Zielgehalt abweicht als der Zielkomponentengehalt des Ausgangsstoffs, zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff gegeben. In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Restfraktionen, deren Zielkomponentengehalt mehr von dem vorgegebenen Zieigehalt abweicht als derjenige des Ausgangsstoffs, zur weiteren Handhabung, insbesondere Weiterverarbeitung oder/und Entsorgung, abgeleitet.
Description
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Beschreibung: K.D.
Pharma Bexbach GmbH, D-66450 Bexbach (Deutschland) Chromatographieverfahren und -vorrichtung, insbesondere Verfahren und
| Vorrichtung zur superkritischen Flüssigkeitschromatographie
: Die Erfindung betrifft ein Chromatographieverfahren, insbesondere Verfahren zur
| superkritischen Flüssigkeitschromatographie, bei dem ein zu trennender Ausgangs-
| stoff mittels der superkritischen Flüssigkeitschromatographie in Fraktionen gefrennt
| wird und zumindest eine der Fraktionen, die zumindest einen vorgegebenen Ziel-
| gehalt mindestens einer Zielkomponente des Ausgangsstoffs aufweisen, als Ziel- produktfraktion abgeleitet wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur superkritischen Flüssigkeitschromato- graphie.
Chromatographieverfahren der obengenannten Art sind durch Benutzung bekannt, Eine zu trennende Stoffmischung wird durch die Chromatographiesäule geleitet, die eine stationäre Phase aufweist, welche z.B. eine sog.
Packung aus porôsem Material umfasst.
Die verschiedenen Stoffe der Stoffmischung unterliegen beim Durchfluss durch die stationäre Phase unterschiedlichen Retentionen, d.h. sie durchstrômen die stationäre Phase aufgrund unterschiedlich starker Wechselwirkungen in der stationären Phase unterschiedlich schnell.
Dies macht die Trennung möglich.
Verfahren zur Durchführung von superkritischer Flüssigkeitschromatographie (SFC) werden u.a. dazu verwendet, um aus Fettsäuremischungen mehrfach ungesättigte Fettsäuren zu trennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen höheren Ertrag liefert.
-9- LU500141 | Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fraktionen, die den | vorgegebenen Zielgehalt nicht aufweisen, Restfraktionen bilden und zumindest ein Teil zumindest einer der Restfraktionen zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff gegeben wird.
Vorteilhaft werden die Restfraktionen oder zumindest Teile davon in dem Trennver- fahren recycelt. Es wird die Möglichkeit geschaffen in einer einzigen Chromato- | graphievorrichtung einen Stoff dem Trennverfahren mehrfach zu unterziehen.
| Vorteilhaft kann der Ertrag on einem Zielprodukt vergrößert werden.
| in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest ein Teil zumindest einer der Restfraktionen, deren Gehalt an der Zielkomponente weniger | von dem vorgegebenen Zielgehalt abweicht als der Zielkomponentengehalt des Ausgangsstoffs, zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff gegeben. Es versteht sich, dass die Restfraktionen mit dem letztgenannten Zielkomponentengehait ggf, vollständig zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff gegeben werden können. IweckmäBigerweise werden lediglich solche Restfraktionen, deren Gehalt an der Zielkkomponente weniger von dem vorgegebenen Zielgehait abweicht als der Ziel- komponentengehalt des Ausgangsstoffs, oder zumindest Teile davon zu dem noch ZU trennenden Ausgangsstoff gegeben. Der Teil der Restfraktionen, deren Zielkomponentengehalt weniger von dem vorge- gebenen Zielgehalt abweicht als der Zielkomponentengehalt des Ausgangsstoffs, wird innerhalb des erfindungsgemäfen Verfahrens direkt recycelt, Indem er dem Ausgangsstoff, der zur Trennung vorgesehen ist, zugeführt wird. Dadurch wird einer- seits der Gehalt an der Zielkomponente in dem mittels der Chromatographie zu ver- arbeitenden Trennstoffs mehr an den Zielgehalt angenähert, sodass sich ein größerer Ertrag an dem Zielprodukt erzielen lässt, Zum anderen kann die Zielkomponente, die sich in der zu recycelnden Restfraktion findet, der Zielprodulktfraktion zugeführt werden. iweckmôBfigerweise werden die Restfraktionen, deren Zieikomponentengehaii mehr von dem vorgegebenen Zielgehalt abweicht als derjenige des Ausgangsstoffs, zur weiteren Handhabung, insbesondere Weiterverarbeitung oder/und Entsorgung, ab- geleitet.
-3. LU500141 : In einer Ausführungsform der Erfindung ist der vorgegebene Zielgehalt ein Mindest- | gehalt oder/und ein Hôchsigehalt. Der vorgegebene Zielgehalt ist typischerweise ein | Mindestgehalt, wenn der Gehalt der jeweiligen Komponente im Zielprodukt im Ver- | gleich zum Ausgangssioif vergrößert werden soil. Der vorgegebene Zielgehait ist typischerweise ein Hochstgehalt, wenn der Gehalt der jeweiligen Komponente im | Zielprodukt im Vergleich zum Ausgangssioff verringert werden soll.
| IweckmdaBigerweise werden in dem Fall, dass der Zielgehalt ein Mindestgehait ist, : lediglich die Restfraktionen dem noch zu trennenden Ausgangsstoff zugeführt, deren | Zielkomponentengehalt größer ist als derjenige des Ausgangsstoffs.
Vorzugsweise werden die Restfraktionen, deren Zielkomponentengehait kleiner ist als | derjenige des Ausgangsstoffs, zur weiteren Handhabung, insbesondere zur Weiterver- arbeitung oder/und Entsorgung, abgeleitet.
Umgekehrt werden zweckmäßigerweise in dem Fall, dass der Zielgehalt ein Hôchst- gehalt ist, dem noch zu frennenden Ausgangsstoff zugeführt lediglich die Rest- fraktionen, deren Zielkomponentengehalt kleiner ist als derjenige des Ausgangsstoffs. Bevorzugt werden dann die Restfraktionen, deren Ziekomponentengehalt größer ist als derjenige des Ausgangsstoffs, zur weiteren Handhabung, insbesondere zur Weiter- verarbeitung oder/und Entsorgung, abgeleitet, in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden ein Gehalt zumindest zweier, ggf. mehrerer, verschiedener Zieikomponenten im Ausgangsstoff und in den Fraktionen bestimmt wird und vorzugsweise die verschiedenen Zielkomponenten- gehalte der Restfraktionen mit denjenigen des Ausgangsstoffs verglichen, Vorteilhaft können die Gehalte mehrerer Komponenten berücksichtigt werden. Insbesondere können für Zielkomponenten einzelner der Komponenten Mindestgehalte und für andere Hôchsigehalie vorgesehen werden. in einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Gehalte an der Zielkomponente im Ausgangsstoff sowie in den Fraktionen, vorzugsweise mittels einer geeigneten Mess- einrichtung, bestimmt, wobei die Zielkompenentengehaltsbestimmung vorzugsweise kontinuierlich erfolgt.
Zweckmäßigerweise wird der Zielkomponentengehalt der Restfraktionen mit dem- jenigen des Ausgangsstoffs verglichen. Anhand von Ergebnissen der Vergleiche wird entschieden, ob die Fraktionen als Zielproduktfraktionen oder Restfraktionen
4. LU500141 behandelt werden und insbesondere ob die Restfraktionen zu dem Ausgangsstoff gegeben werden oder zur weiteren Handhabung abgeleitet werden.
Vorgesehen sein kann, zumindest einzelne der Restfraktionen oder sämtliche Rest- fraktionen miteinander zu mischen und den Zielkomponentengehait der Rest- | fraktionenmischung zu bestimmen.
Anhand des Zielkomponentengehalts der Rest- : fraktionenmischung wird entschieden, ob die Restfraktionenmischung zu dem Aus- | gangsstoff gegeben wird oder zur weiteren Handhabung abgeleitet wird.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zumindest die Bestimmung und die Vergleiche der 7ielkomponentengehaite sowie eine Zuführung | der Restfraktion zu dem zu trennenden Ausgangssioff automatisch durchgeführt.
Anhand der Zielkomponentengehaltsbestimmung wird erkannt, wie die jeweiligen | Fraktionen zu handhaben sind.
Ergibt die Ziekomponentengehaltsbestimmung, dass die jeweilige Fraktion einen derartigen Zielkomponentengehalt aufweist, dass sie als Zielprodukifraktion verwendet werden kann, wird die jeweilige Fraktion zweck- | maBigerweise automatisch als Zielprodukt abgeleitet.
Weist die Fraktion einen abweichenden Zielkomponentengehalt auf, wird die jeweilige Fraktion dem Aus- gangsstoff vorzugsweise automatisch zugeführt oder entsorgt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Restfraktion dem noch zu trennenden Ausgangssioff vor dessen Trennung mittels der Chromatographie zuge- führt.
Vorzugsweise Ist dafür ein Behälter vorgesehen, in dem die Restfraktion zu dem Ausgangsstoff gegeben wird.
ZweckmdéBigerweise werden der Ausgangsstoff und die Restfraktion vor der Trennung gemischt. in einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Fluss der Restfraktion, die dem noch zu trennenden Ausgangsstoff vor dessen Trennung zugeführt wird, In Abhängigkeit vom Gehalt der Zielkomponente im Ausgangsstoff und/oder in der Zielproduktfraktion ein- gestellt, vorzugsweise geregelt.
Das erfindungsgemäße Chromatographieverfahren erweist sich als besonders vorteil- haft zur Durchführung von Verfahren zur superkritischen Flüssigkeitschromatographie.
Es lässt sich ferner vorteilhaft anwenden für Flüssigchromatographie, insbesondere für Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie, insbesondere Nieder- druckflüssigkeitschromatographie,
-5- LU500141 HochleistungsflUssigkeitschromatographie {HPLC}, Gel-Permeations-Chromato- graphie (GPC) oder lonenaustauschchromatographie {IC}, oder Feld-Fluss- | Fraktionierung {FFF}.
| Das erfindungsgemäße Chromatographieverfahren kann im sog. Batch-Verfahren | durchgeführt werden. Die Trennung erfolgt dann zweckmäBigerweise schriiiweise.
| Insbesondere wird in einem ersten Trennschritt eine Trennung in mehrere Fraktionen ; durchgeführt und die Fraktionen wie oben beschrieben gehandhabt. Ein nächster Schritt erfolgt ggf. unter Trennung des Ausgangsstoffs gemeinsam mit einer Rest- fraktion oder einem Teil davon.
| Allerdings lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei kontinuierlich durch- | geführt Chromatographieverfahren anwenden. Solche Chromatographieverfahren, bei denen mehrere der Chromatographiesäulen miteinander verbunden sind, sind | beispielsweise die True Moving Bed Chromatographie {TMB} und die Simulated Moving Bed Chromatographie {SMB}.
Bei der SMB-Chromatographie sind mehrere der Chromatographiesäulen in Reihe | miteinander verbunden, An unterschiediichen Verbindungsstellen zwischen den Chromatographiesdulen werden das Stoffgemisch und ein Elutionsmittel einge- | geben. Ebenfalls an anderen Verbindungsstelien werden ein Raffinat und ein Extrakt entnommen, wobei als Raffinat der Stoff oder ggf. die Stoffe entnommen werden, | die bei der Chromatographie einer geringeren Retention unterliegen, und als Extrakt | der Stoff bzw. die Stoffe entnommen werden, die bei der Chromatographie einer größeren Retention unterliegen. Folglich lassen sich die Stoffgemische mittels der be- kannten Chromatographieverfahren je nach Handhabung der Chromatographie in zwei unterschiedliche Stoffuntergemische trennen, wobei ein erstes Stoffunterge- misch Stoffe enthält, die einer geringeren Retention unterliegen, und ein zweites Stoffuntergemisch Stoffe enthält, die einer größeren Retention unterliegen. IweckmäBigerweise wird das Verfahren kontinulerich durchgeführt, Als besonders geeignet für eine kontinuierliche Durchführung des Verfahrens hat sich das Simulated moving bed (SMB}-Verfahren erwiesen. Zur Verarbeitung mittels des erfindungsgemdéBen Verfahrens eignen sich Ausgangs- stoffe, die in einem Eluenten für Chromatographieverfahren lösbar sind. insbesondere für die superkritische FiUssigkeitschromatographie kann der Ausgangs- stoff zumindest eine Substanz oder eine Mischung aus Substanzen sein, die in yr LU500141 superkritischem CO; oder in einer Mischung aus superkritischen CO», und zumindest einem zusätzlichen Lösungsmittel, z.B. Methanol oder/und Ethanol, 18sbar sind.
Das Verfahren hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Ausgangsstoff eine Mischung von Fettsäuren und/oder Derivaten davon, vorzugsweise eine | Mischung von ungesättigten, insbesondere mehrfach ungesättigten, Fettsäuren oder/und Derivaten davon ist. Die Zielkomponente kann dann eine der mehrfach ; ungesattigten Fettsäuren und/oder Derivaten davon sein. Besonders bevorzugt ist die Zielkomponente Eicosapentaensäure (EPA) und/oder Docasahexaensäure (DHA). Zweckmäßigerweise ist der Zielkomponentemindestgehalt an EPA 900 mg/g, vorzugs- | weise 970 mg/g.
| Der Zielkomponentenmindestgehalt an DHA ist zweckmäfigerweise 850 mg/g. vor- zugsweise 900 mg/g.
Der Ausgangsstoff kann ferner eine Mischung von Carbonsäuren und/oder Derivaten davon, vorzugsweise eine Mischung von Cannabinoiden und/oder | Cannabinoidderivaten, sein. Der Zielkomponente ist vorzugsweise Cannabidiol, vorzugsweise CBD, oder Tetrahydrocannibinol (THC} oder Derivate, insbesondere [ Säuren, davon, vorzugsweise CBD/A, THC/A, CBG/A, CBN/A oder/und CBC/A. Als Eluent für die superkritische Flüssigkeitschromatographie (SFC) wird vorzugsweise superkritisches Kohlendioxid, Propan, N-Pentan, Trifluormethanomaxenon, Wasser oder Ammoniak verwendet, Der Eluent kann als Co-Soiventen ein Lösungsmittel, vor- zugsweise Ethanol, Methanol, Isopropanol, Acetonitril, Tetrahydrofuran, Dichlormethan, Chloroform, Ethylacetate und/oder xTrifluoressigsäure aufweisen. IweckmäBigerweise wird ein Eluent der Chromatographie nach Durchführen der Trennung erneut für die Durchführung der Chromatographie, so wie dies an sich z.B. für die superkritische Flüssigkeitschromatographie {SFC} aus dem Stand der Technik bekannt ist, verwendet. Er wird dazu vorzugsweise nach Abtrennung nach Durch- führung der Flüssigkeitschromatographie in ein Eluentenreservoir, aus dem der Eluent zur Durchführung der Flüssigkeitschromatographie gespeist wird, geleitet, Die eingangs genannte Vorrichtung umfasst einen an sich bekannten typischen Auf- bau einer Chromatorgraphievorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung zur super- kritischen FlUssigkeitschromatographie. Insbesondere umfasst die Vorrichtung eine
7. LU500141 | Trennsdule, ein Trennstoffreservoir, ein Eluentenreservoir sowie eine Einrichiung zur Ent- | nahme der genannten Fraktionen. Das Trennstoffreservoir und das Eluentenreservoir sind derart mit der Trennsdule verbunden, dass der jeweilige Trennstoff und der Eluent der Trennsôule kontrolliert, vorzugsweise gesteuert und/oder geregelt, zugeführt werden können. Die Fraktionenentnahmeeinrichtung ist derart mit der Trennsäule | verbunden, dass die jeweiligen Fraktionen, insbesondere geregelt und/oder | gesteuert, aus der Trennsäule entnommen werden können. Ferner ist die Fraktionen- entnahmeeinrichtung derart mit der Trennsäule verbunden, dass der Eluent oder das Eluentengemisch nach Durchführung der Trennung wieder in das Eluentenreservoir eingespeist werden kann. Zur Entnahme der verschiedenen Fraktionen ist sie vorzugs- weise mit mehreren Fraktioniersäulen versehen, in welche die jeweiligen Fraktionen geleitet werden können.
Vorzugsweise ist das Trennstoffreservoir mit einem Ausgangsstoffreservoir verbunden : und wird, vorzugsweise, kontinuierlich mit dem Ausgangsstoff gespeist, Zweck- maBigerweise ist das Trennstoffreservoir ferner zur Zuführung der Reststofffraktionen, deren Zielkomponentengehalt größer ist als derjenige des Ausgangsstoffs, einge- richtet. Dazu kann eine Leitung zwischen der Fraktionenentnahmeeinrichiung und dem Trennstoffreservoir vorgesehen sein, über die sich die jeweilige Reststofffraktion dem Trennstoffreservoir zuführen lässt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fraktionen- entnahmeeinrichtung dazu eingerichtet, die Zielproduktfraktion sowie die Rest- fraktionen, insbesondere abhängig von jewelligen Zielkomoonentengehalt, unter- schiedlich weiterzuleiten. Zweckmäßigerweise weist die Fraktionsenentnahme- einrichtung dazu mehrere, mit Ventilen versehene Leitungen auf, über die sich die Fraktionen wahlweise weiterleiten lassen. Die Zieloroduktfraktionen werden vorzugsweise in einen dazu vorgesehen Zielproduktbehdlter geleitet. Die geeigneten Restfraktionen werden in den Trennstoffbehälter geleitet. Die anderen Reststoff- fraktionen werden in einen Behälter zur weiteren Handhabung geleitet, Die Vorrichtung umfasst zweckmdéBigerweise eine Einrichtung zur Messung des Ziel- komponentengehaits im Ausgangsstoff und eine Einrichtung zur Messung des Ziel komponentengehaits in den Fraktionen. Ferner kann eine Einrichtung zur Messung des Ziglkomponentengehaits im Trennstoff, der sich im Trennbehälter befindet, in welchem die Restfraktion zu dem Ausgongsstoff gegeben wird, vorgesehen sein.
Be LU500141 In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung derart vorgesehen, dass die Fraktionenentnahmeeinrichtung In Abhängigkeit von Messergebnissen mittels der Messeinrichtungen die Fraktionen entsprechend weiterleitet, Dazu kann die Vorrich- tung mit einer Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung versehen sein, die die Messwerte ausliest, auswertet und entsprechend der jeweiligen Auswerteergebnisse die Fraktionenentnahmeneinrichtung, insbesondere unter Handhabung der Ventile, ; derart einstellt, dass die beabsichtigte Stoffweiterleitung erfolgt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den bei- gefügten Zeichnungen, die sich auf die Ausführungsbeispiele beziehen, näher | erläutert, Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, | Fig. 2 schematisch einen Teil einer erfindungsgemdaBen Vorrichtung nach | Fig. 1, und Fig. 3 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichiung A. Vorrichtung nach Fig. 1 und 2: | Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur superkritischen Hüssigkeitschromatographie. Die Vorrichtung | weist die an sich bekannten Bauteile | einer SFC-Vorrichtung auf, wie sie bspw. in der DE 199 34 168 Al beschrieben ist. Ins- besondere umfasst sie eine Trennséule 5, welche mit einem Ausgangsstoff aus einem Ausgangsstoffreservoir 2 und einem Eluenten aus einem Eluentenreservoir 4 beschickt wird. Bei der Trennung mittels der Trennsdule 5 erzeugte Fraktionen werden Über eine Fraktioniereinrichtung é in Fraktioniersäulen 7,8,9 geleitet. Jede der Fraktioniersäulen
7.8.9 ist Uber Leitungen jeweilig mit einem Zielproduktbehälter 13, einem Reststoffbe- hâlter 14 und einem Trennstoffbehälter 3 verbunden. Ferner weist jede der Fraktioniersäulen 7,8,9 jeweils eine schaltbare Ventileinrichtung 10,11,12 auf, mittels welcher sich einstellen lässt, in welchen Behälter die Fraktionen, die jeweilig in den Fraktioniersäulen 7,8,9 gewonnen worden sind geleitet werden. Folglich können mittels der schaltbaren Ventileinrichtungen 10,11,12 die jeweiligen Fraktionen aus den Fraktioniersäulen 7,8,9 wahlweise in jeden der Behälter 3,13,14 geleitet werden. Der Trennstoffbehälter 3 wird mit dem Ausgangsstoff aus dem Ausgangsstoffreservoir 2 gespeist. Das in der Trennsäule 4 zu trennende Material wird aus dem Trennstoff
9. LU500141 : behditer 3 gespeist.
| Das Ausgangsstoffreservelr 2 und die Fraktioniersäulen 7.8.9 sowie optional der Trenn- | stoffbehäiter 3 sind mit jeweils einer Messeinrichtung 15,16,17,18,19 versehen, die | dazu vorgesehen ist, den Gehalt zumindest einer Komponente eines Stoffs in dem jeweiligen Behältnis zu bestimmen.
| Die Vorrichtung 1 umfasst eine Regelung 20, die, wie Fig. 2 schematisch zeigt, dazu eingerichtet ist, Messdaten von den Messeinrichtung}5,16,17,18,19 zu empfangen | und anhand der Messdaten die schaltbaren Ventileinrichtungen 10,11,12 einzu- | stellen.
Bei Durchführung einer superkritischen Flüssigkeitschromatographie wird der Trenn- | behditer 3 mit Ausgangsstoff aus dem Ausgangsstoffreservoir 2 gespeist und der Stoff aus dem Trennbehdlter unter Zuführung des Eluenten 4 in der Trennsäule 5 getrennt, Die verschiedenen erzeugte Fraktionen werden Über die Fraktioniereinrichtung 6 in [ die Fraktioniersdulen 7,8,9 getrennt und der Gehalt an einem Zielprodukt in den | Fraktionen in den jeweiligen Fraktioniersäulen 7,8,9 mittels der Messeinrichtungen 15,16,17 gemessen. Ferner wird der Gehalt an dem Zielprodukt in dem Ausgangsstoff- reservoir 2 und ggf. in dem Trennbehälter 3 mittels der Messeinrichtungen 18,19 gemessen. In der Regelung 20 sind Bedingungen hinterlegt, anhand derer Ventile der Ventil- einrichtungen 10,11,12 eingestellt werden. Eine erste Bedingung ist eine Zielproduktmindestgehalt, Bei Fraktionen, die vorge- gebene Zielprodukimindestgehalt gemäß der jeweiligen Messung aufweisen, werden die Ventile derart geschaltet, dass diese Fraktionen in den Zielproduktbe- halter 13 geleitet werden. Eine weitere Bedingung ist, dass der Zielprodukigehalt kleiner ist als der Zielprodukt- mindestgehalt aber größer als der Zielbroduktgehalt des Ausgangsstoffs, der mittels der Messeinrichtung 18 gemessen wird. Erfült eine Fraktion aus einer der Fraktionier- säulen 7.8,9 diese Bedingung, wird die Fraktion in den Trennbehälter 3 gespeist und gemeinsam mit dem noch nicht bearbeiteten Ausgangsstoff in der Trennsäule 5 ge- trennt. Erfült eine der Fraktionen aus einer der Fraktioniersäulen 7,8,9 keine der letzt- ; genannten Bedingungen, wird sie in den Reststoffbehälter 14 geleitet, Beispiel 1: In der oben beschriebenen Vorrichtung 1 wird als Ausgangsstoff ein Öl verarbeitet, das 20 Gew.-% EPA und 70 Gew.-% DHA aufweist, Es kann sich dabei um ein Öl
- 10 - LU500141 handeln, das aus Fischöl oder Algendl hergestellt worden ist.
Ziel der Verarbeitung mittels der Vorrichtung 1 ist, ein Öl zu gewinnen, das einen DHA- ; Gehalt von mindestens 90 Gew.-% aufweist, ; Das zu verarbeitende Öl befindet sich in dem Ausgangsstoffreservoir 2. | Als Eluent, der im Eluentenreservoir 4 vorgesehen ist, wird eine Mischung aus CO» mit Ethanol ais Co-Solventen verwendet.
Nach Durchführung der superkritischen Flüssig- keitschromatographie wird in der Fraktionierséule 7 eine Fraktion gebildet, die | 68 Gew.-% DHA aufweist, in der Fraktioniersäule 8 eine Fraktion gebildet, die 83 Gew.-% DHA aufweist und in Fraktioniersäule 9 eine Fraktion gebildet, die | 93 Gew.-% DHA enthält.
Entsprechend der Messergebnisse werden die Ventileinrichtungen 10,11,12 derart | geschaltet, dass Fraktion aus der Fraktioniersäule 7, die einen kleineren Gehalt an DHA aufweist als der Ausgangssioff, in den Reststoffoehälter 14 geleitet wird.
Die Ventileinrichtung 11 wird so geschaltet, dass die Fraktion aus der Fraktioniersäule 8, | die mit 83 Gew.-% DHA einen kleineren Gehalt als dem Zielproduktgehait, aber einen | größeren Gehalt als den Gehalt des Ausgangsstoffs aufweist, in den Trennstoff- behditer geleitet wird.
Die Fraktion aus der FraktioniersGule 9 weist mit 93 Gew.-% DHA einen DHA-Gehalt auf, der größer ist als der Zielproduktmindestgehalt von 90 Gew.-% DHA und wird deshaib in den Zielproduktbehälter 3 geleitet.
Beispiel 2: Ausgangsdaten wie oben für Beispiel 1 beschrieben.
Allerdings werden die Fraktionen aus den Fraktionsiersäulen, die den Zielprodukt- mindestgehalt von 90 Gew.-% DHA nicht erfüllen, miteinander zu einem Reststoff- gemisch vermischt und der DHA-Gehalt der Mischung gemessen, Weist das Reststoff- gemisch einen DHA-Gehalt auf, der größer als der des Ausgangsstoffs, wird es in den Trennstoffbehälter 3 gegeben und dort mit dem Ausgangsstoff gemischt.
Ist der DHA- Gehalt des Resistoffgemischs kleiner als derjenige des Ausgangsstoffs, wird es in den Reststoffbehälter 14 geleitet.
Beispiel 3: Der oben beschriebenen Vorrichtung 1 wird als Ausgangsstoff ein Öl verarbeitet, das Gew.-% EPA, 70 Gew.-% DHA und 4 Gew.-% Arachidonsäure (ARA} aufweist.
Es kann sich dabei um ein Öl handeln, das aus Fischôl oder Algenël hergestellt worden ist.
-11- LU500141 Ziel der Verarbeitung mittels der Vorrichtung 1 ist, ein Ol zu gewinnen, das einen DHA- Gehalt von mindestens 90 Gew.-% und einen ARA-Gehalt < 0,5 % aufweist. : Das zu verarbeitende Öl befindet sich in dem Ausganasstoffreservoir 2. | Als Eluent, der im Eluentenreservoir 4 vorgesehen ist, wird eine Mischung aus CO» mit : Ethanol ais Co-Solventen verwendet.
Nach Durchführung der superkritischen Flüssig- keiischromatographie wird in der Fraktioniersdule 7 eine Fraktion gebildet, die 66 Gew.-% DHA und 3,8 Gew.-% ARA aufweist, in der Fraktioniersäule 8 eine Fraktion | gebildet, die 83 Gew.-% DHA und 1,7 Gew.-% ARA aufweist und in Fraktioniersäule 9 eine Fraktion gebildet, die 93 Gew.-% DHA und 0,3 Gew.-% ARA enthäh. : Entsprechend der Messergebnisse werden die Ventileinrichtungen 10,11,12 derart geschaltet, dass Fraktion aus der Fraktioniersäule 7, die einen kleineren Gehalt an | DHA und einen größeren Gehalt an ARA aufweist als der Ausgangsstoff, in den Rest- stoffoehdlier 14 geleitet wird.
Die Ventileinrichtung 11 wird so geschaltet, dass die Fraktion aus der Fraktioniersäule 8, die mit 83 Gew.-% DHA für DHA einen kleineren | Gehalt als dem Zielorodukigehalt, aber einen größeren Gehalt als den Gehalt des Ausgangssioffs aufweist, und mit und 1,7 Gew.-% ARA, für ARA einen größeren | Gehalt als dem Zielproduktgehalt, aber einen kleineren Gehalt als den Gehalt des Ausgangsstoffs aufweist, in den Trennstoffoehdlter geleitet wird.
Die Fraktion aus der Fraktioniersâule 9 weist mit 93 Gew.-% DHA einen DHA-Gehalt auf, der größer ist als der DHA-Zielprodukimindestgehalt von 90 Gew.-% DHA, und mit 0,3 Gew.-% ARA einen ARA-Gehalt auf, der kleiner ist als der ARA-Zielproduktmaximalgehalt, und wird deshalb in den Zielprodukibehälter 3 geleitet, Beispiel 4: In der oben beschriebenen Vorrichtung 1 wird im Ausgangsstoffreservoir als Aus- gangsstoff ein Öl vorgesehen, das 72 Gew.-% EPA, 12 Gew.-% DHA und 16 Gew.-% SDA aufweist.
Es kann sich dabei um ein Öl handeln, das aus Fischôl oder Algenöl hergestellt worden ist.
Als Eluent, der im Eluentenreservoir 4 vorgesehen ist, wird eine Mischung aus CO: mit Ethanol als Co-Solventen verwendet.
Gehalte an EPA, DHA und SDA werden mittels der Messeinrichtung 15,16,17,18,19 bestimmt und dementsprechend wie oben erläutert geschaltet.
Ziel der Verarbeitung mittels der Vorrichtung 1 ist, ein Ol zu gewinnen, das einen EPA- Gehalt von mindestens 96 Gew.-% aufweist, Eine Fraktion mit einem derartigen EPA- ; Gehalt wird in Zielproduktbehälter 13 gegeben.
-17- LU500141 Ferner werden Fraktionen, die £96 Gew.-% EPA aufweisen, aber 275 Gew.-% EPA, < 3 Gew.- % DHA und < 6 Gew.- % SDA enthalten, in den Trennstoffbehälter 3 geleitet. | Fraktionen die keine der vorgenannten Gehalte aufweisen, werden in den Reststoff- | behditer 14 gegeben.
Beispiel! 5: Der oben beschriebenen Vorrichtung 1 wird als Ausganasstoff ein Öl verarbeitet, das 70 Gew.-% CBD aufweist, Es kann sich dabei um ein Extrakt handeln, das aus Hanf hergestellt worden ist.
Ziel der Verarbeitung mittels der Vorrichtung 1 ist, ein Öl zu gewinnen, das einen CBD- | Gehalt von mindestens 90 Gew.-% aufweist, | Das zu verarbeitende Öl befindet sich in dem Ausgangsstoffreservoir 2. Als Eluent, der im Eluentenreservoir 4 vorgesehen ist, wird eine Mischung aus CO» mit | Ethanol als Co-Solventen verwendet.
Nach Durchführung der superkritischen Flüssig- keitschromatographie wird in der Fraktioniersäule 7 eine Fraktion gebildet, die | 63 Gew.-% CBD aufweist, in der Fraktioniersäule 8 eine Fraktion gebildet, die : 87 Gew.-% CBD aufweist und in Fraktioniersdule 9 eine Fraktion gebildet, die | 95 Gew.-% CBD enthält.
Entsprechend der Messergebnisse werden die Ventileinrichtungen 10,11,12 derart geschaltet, dass Fraktion aus der Fraktioniersdule 7, die einen kleineren Gehalt an CBD aufweist als der Ausgangsstoff, in den Resistoffoehdlter 14 geleitet wird.
Die Ventileinrichtung 11 wird so geschaltet, dass die Fraktion aus der Fraktionierséiule 8, die mit 87 Gew.-% CBD einen kleineren Gehalt als dem Zielprodukigehalt, aber einen größeren Gehalt als den Gehalt des Ausgangsstoffs aufweist, in den Trennstoff- behdlter geleitet wird.
Die Fraktion aus der Fraktioniersäule § weist mit 25 Gew.-% CBD einen CBD-Gehalt auf, der größer ist als der Zieiproduktmindesigenhali von 90 Gew.-% CBD und wird deshalb in den Zielproduktbehditer 3 geleitet, B.
Vorrichtung nach Fig. 3: In Fig. 3 ist schematisch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 1a gezeigt.
Zum Trennen einer Stoffmischung weist die Vorrichtung 1a eine Chromatographieeinrich- tung 5a auf, die zur Durchführung einer simulated moving bed chromatography [SMB] geeignet ist.
Die Chromatographieeinrichtung 5a weist mehrere miteinander verbundene Trennsâuien auf, die gemeinsam Zonen |, il, lil, IV bilden, Wie an sich für SMB-Verfahren bekannt, wird der Chromatographieeinrichtung 5a an wechselnden
| -13- LU500141 | Stellen das zu trennende Sioffgemisch und ein Eluent zugeführt sowie ebenfalls an | sich wechselnden Stellen ein Raffinat und ein Extrakt entnommen. Dazu ist eine Leitungseinrichtung 27 vorgesehen, die geeignete Leitungen und Ventile und ggf. Anschlüsse sowie eine Einrichtung zur Einstellung der Ventile umfasst.
{ Die Leitungseinrichtung 27 kann ferner zumindest eine Pumpe, vorzugsweise mehrere { Pumpen, aufweisen, um die Möglichkeit zu schaffen, auf Stoffflüsse in den Leitungen einwirken zu kônnen.
| Die Vorrichtung 1a weist zur Speisung der Chromatographieeinrichtung 5a mit dem zu trennenden Stoffgemisch einen Trennstoffbehâlter 3a auf, der einem Ausgangs- | stoffreservoir 2a verbunden ist, in weichem der zu trennende Ausgangsstoff ange- | ordnet ist. Mittels der Chromatographieeinrichtung 5a entnommenes Raffinat wird in einen Raffinatbehälter 21 und entnommenes Extrakt in einen Extraktbehälter 22 geleitet. Vor Leitung des Raffinats und des Extrakts in die jeweiligen Behälter 21,22 können in Separationseinrichtungen 23,24 der Eluent, insbesondere durch Ver- dampfung, jeweilig vom Raffinat bzw. vom Extrakt getrennt werden. Die Separations- einrichtungen 23,24 können z.B. durch einen Fallfimverdampfer gebildet sein. Der Fluent aus den Sepatrationseinrichtungen 23,24 kann in einen Eluentenreservoir rück- geführt werden, Je nach Zielprodukigehalt bzw. Zielproduktgehalten wird das Raffinat in einen Ziel- produktbehälter 130 oder zum Zwecke des Recyclings in den Trennstoffoshälter 30 geleitet, Der Extrakt wird, ebenfalls in Abhängigkeit vom Zielproduktgehait, in den Trennstoffoehdlter 3a oder in einen Reststoffbehälter 14a gegeben. Die Stoffmischung aus dem Trennstoffbehälter 3a, die aus dem Ausgangssioff, der über das Ausgangsstoffreservoir 2a zugeführt wird, und ggf. aus Raffinat und/oder Extrakt gemischt wird, wird nun die Chromatographieeinrichtung 5a gegeben. Dort erfolgt eine kontinuierliche Stofffrennung. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Chromatographieeinrichtung 5a Über die Leitungseinrichtung 27 mit dem Raffinatbehälter 21, dem Extrakibehälter 22, dem Reststoffoshälter 14a sowie dem Trennstoffbehditer 3a verbunden. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, ist für den Trennstoffoehäiter 3a eine Messeinrichtung 19a. für den Raffinatbehälter 21 eine Messeinrichtung 25 und für den Extraktbehälter eine Messeinrichtung 26 vorgesehen, mittels derer sich der Zielproduktgehalt bzw. die Zielproduktgehalte der jeweilig dort angeordneten Stoffe gemessen werden können. Ferner kann das Ausgangsstoffreservoir 20 mit einer Messeinrichtung 18a zur Bestimmung des Produktgehalts bzw. der Zielbroduktgehalte versehen sein.
-j4- LU500141 in analoger Weise wie oben anhand der Fig. 1 und 2 erläutert ist, kann die Vorrich- tung Ta eine Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 20a aufweisen, die unter Berücksichtigung der durch die Messeinrichtungen 19a,25,26 und ggf. 18a ermittelten | Messwerte einstellt, wie die Stoffmischung im Trennstoffbehälter 3a aus dem Aus- gangsstoff, dem Raffinat und dem Extrakt gemischt wird und/oder wieviel der Stoff- | mischung der Chromatographieeinrichiung 5a zugeführt wird. Es versteht sich, dass : die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 20a dazu derart eingerichtet ist, dass | sie die Leitungseinrichtung 27, insbesondere deren Ventile und gof. Pumpen, ein- | stellen kann.
| Beispiel 6: | in der oben beschriebenen Vorrichtung 1 wird als Ausgangsstoff ein Öl verarbeitet, dos 60 Gew.-% EPA, 15 Gew.-% DHA und 10 Gew.-% ARA aufweist. Es kann sich dabei | um ein Öl handeln, das aus Fischöl oder Algenöl hergestellt worden ist.
Ziel der Verarbeitung mittels der Vorrichtung 1 ist, ein Of zu gewinnen, das einen DHA- Gehalt von mindestens 90 Gew.-% aufweist.
Das zu verarbeitende Öl befindet sich in dem Ausgangsstoffreservoir 2.
Als Eluent, der im Eluentenreservoir 4 vorgesehen ist, wird Ethanol verwendet. Im Zuge der kontinuierlichen Stofftrennung mittels der Chromatographieeinrichtung 5a im SMB-Verfahren wird als Raffinat ein Stoffgemisch entnommen, dessen EPA- Gehalt zwischen 86 Gew.-% und 97,5 Gew.-% variiert. Die Regelungs- und/oder Steuereinrichtung 20a ist derart programmiert, dass das Raffinat in den Zielproduktbehditer 13a geleitet wird, wenn der EPA-Gehalt > 90 Gew.-% ist, und in den Trennstoffbehälier geleitet wird, wenn der EPA-Gehalt < 90 Gew.-% ist. Ferner ist die Regelungs- und/oder Steuereinrichtung 20a ist derart programmiert, dass das Extrakt in den Trennstoffbehälter geleitet wird, wenn der EPA-Gehailt > 70 Gew.-% ist und der ARA-Gehalt < 10 Gew.-% ist, und sonst in den Reststoffbehälter 140 geleitet wird. Die Regelungs- und/oder Steuereinrichtung 20a kann ferner vorgesehen sein derart, dass die Menge an jeweilig aus dem Ausgangsstoffreservoir 20, dem Raffinatbehälter 21 und dem Extrakibehäiter in den Trennstoffoehditer 3a gegebenen Stoffmengen so eingestellt werden, dass die jeweiligen Gehalte an EPA, DHA und ARA in einem gewissen, vorgegebenen Bereich liegen.
Claims (15)
- | -15- LU500141 | i. Chromatographieverfahren, insbesondere Verfahren zur superkritischen Füssigke!tschromatographie, bei dem ein zu trennender Ausgangsstoff mittels : der Chromatographie in Fraktionen getrennt wird und zumindest eine der | Fraktionen, die zumindest einen vorgegebenen Zielgehait mindestens einer | Zielkomponente des Ausgangsstoffs aufweisen, als Zielproduktfraktion abge- leitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionen, die den vorgegebenen Zielgehalt nicht aufweisen, Rest- fraktionen bilden und zumindest ein Teil zumindest einer der Restfraktionen zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff gegeben wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil zumindest einer der Restfraktionen, deren Gehalt an | der Zielkomponente weniger von dem vorgegebenen Zielgehalt abweicht als der Zielkomponentengehalt des Ausgangsstoffs, zu dem nach zu trennenden | Ausgangsstoff gegeben wird. |
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, | dass die Restfraktionen, deren Zielkomponentengehalt mehr von dem vor- gegebenen Zielgehalt abweicht als derjenige des Ausgangsstoffs, zur weiteren | Handhabung, insbesondere Weiterverarbeitung oder/und Entsorgung, abge- | leitet werden, wobei der vorgegebene Zielgehalt vorzugsweise ein Minimal- | gehalt oder/und ein Maximalgehalt ist.
- 4, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehalt der Zielkomponente im Ausgangsstoff und in den Fraktionen bestimmt wird und vorzugsweise die Zielkomponentengehalte der Rest- fraktionen mit derjenigen des Ausgangsstoffs verglichen werden.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- [ -16- LU500141 | dass ein Gehalt zumindest zweier, ggf. mehrerer, verschiedener Ziel- | Komponenten im Ausgangsstoff und in den Fraktionen bestimmt wird und vor- ; zugsweise die verschiedenen Zielkomponentengehalte der Restfraktionen mit | denjenigen des Ausgangssioffs verglichen werden. | 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, : dadurch gekennzeichnet, | dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird,
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Bestimmung und die Vergleiche der Zielkomponenten- gehalte sowie eine Zuführung der Restfraktion zu dem zu trennenden Aus- gangsstoff automatisch durchgeführt werden.
- 8, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Restfraktion dem noch zu trennenden Ausgangsstoff vor dessen Trennung mittels der Chromatographie zugeführt wird, wobei das Ausgangs- | stoff und die Restfraktion vorzugsweise vor der Trennung gemischt werden.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, | dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss der Restfraktion, die dem noch zu trennenden Ausgangsstoff vor | dessen Trennung zugeführt wird, in Abhängigkeit vom Gehalt der Ziel- komponente im Ausgangsstoff und/oder in der Zielproduktfraktion geregelt wird.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsstoff eine Mischung von Fettsäuren und/oder Derivaten davon, vorzugsweise eine Mischung von ungesâttigten, Insbesondere mehr- fach ungesättigten, Fettsäuren und/oder Derivaten davon, und/oder eine Mischung, vorzugsweise eine Mischung von Carbonsäuren und/oder Derivaten davon, vorzugsweise eine Mischung von von Cannabinoiden und/oder Derivaten davon, Ist.„17 - LU500141
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ; dadurch gekennzeichnet, | dass der Zielkomponente eine mehrfach ungesättigte Fettsäure, vorzugsweise | Ficosapentaensôure (EPA) und/oder Docosahexaensäure (DHA), ist oder | Cannabidiol [CBD] oder Tetrahyarocannabinoi (THC) ist.
- | 12. Chromatographievorrichtung, insbesondere Vorrichtung zur superkritischen | Füssigkeitschromatographie, die zumindest eine Trennsäule {5) zum Trennen | eines Ausgangsstoffs in Fraktionen, eine Einrichtung zur Entnahme der i Fraktionen und eine Einrichtung zur Ableitung zumindest einer der Fraktionen, die einen vorgegebenen Zielgehalt mindestens einer Zielkomponente des Aus- gangsstoffs aufweisen, aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Leitung zumindest eines Teils der Fraktionen, die den vorgegebenen Zielgehalt nicht aufweisen, zu dem noch : zu trennenden Ausgangsstoff.
- | 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, | dass die Leitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teils der Fraktionen, deren Gehalt an der Zielkomponente weniger von dem vorge- gebenen Zielgehalt abweicht als der Zielkomponentengehalt des Ausgangs- stoffs, zu dem noch zu trennenden Ausgangsstoff zu leiten.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Ableitung zumindest der Fraktionen, deren Zielkomponentengehalt mehr von dem vorgegebenen Ziel- gehalt abweicht als derjenige des Ausgangsstoffs, vorzugsweise zur weiteren Handhabung, insbesondere Weiterverarbeitung oder/und Entsorgung.
- 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15,16,17) zum Messen des Gehalts an der Zielkomponente in den Fraktionen und vorzugsweise durch eine Einrich- tung zum Regeln und/oder Steuern der Fraktionenentnahmeneinrichtung, die dazu vorgesehen ist, durch die Messeinrichtungen ermittelte Messwerte zum Regeln und/oder Steuern als Regel- und/oder Stellgröße zu verwenden.
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| PCT/EP2022/058552 WO2022238046A1 (de) | 2021-05-10 | 2022-03-31 | Chromatographieverfahren und -vorrichtung, insbesondere verfahren und vorrichtung zur superkritischen flüssigkeitschromatographie |
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2021
- 2021-05-10 LU LU500141A patent/LU500141B1/de active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20221110 |