WO1999063339A1 - Procede de chromatographie - Google Patents

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WO1999063339A1
WO1999063339A1 PCT/JP1999/002796 JP9902796W WO9963339A1 WO 1999063339 A1 WO1999063339 A1 WO 1999063339A1 JP 9902796 W JP9902796 W JP 9902796W WO 9963339 A1 WO9963339 A1 WO 9963339A1
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fraction
component
fluid
unit packed
packed bed
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PCT/JP1999/002796
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English (en)
French (fr)
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Takayuki Masuda
Kikuzo Kaneko
Kohei Sato
Fumihiko Matsuda
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Original Assignee
Organo Corp
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Priority to EP99922518A priority patent/EP1003036B1/en
Priority to CA002298554A priority patent/CA2298554C/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814—Recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821—Simulated moving beds
    • B01D15/1828—Simulated moving beds characterised by process features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814—Recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821—Simulated moving beds

Definitions

  • the present invention relates to a method for chromatographically separating each component from a raw material fluid containing three or more components.
  • Method (1) is a batch method that scales up high-performance liquid chromatography for analysis, and is called “preparative chromatography”. However, this is not a method of performing the operation of the pseudo moving bed method.
  • the method (2) is a method in which a two-component separation simulated moving bed apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-124895 is used twice. That is, for the three components with a partition coefficient of A ⁇ B ⁇ C for the kerato maturing agent, component A was first separated from the mixture of components B and C in the first step, and then the mixed components B and C recovered. In the second step. In the first step, instead of separating component B having an intermediate distribution coefficient with component C as a mixture with component A, component B is separated from component C as a mixture with component A in the first step. The recovered mixed components A and B can also be separated.
  • a normal simulated moving bed apparatus can only perform two-component separation, so two systems of simulated moving bed chromatographs for two-component separation are prepared, or three-component separation is performed by using one-separator twice. Do it.
  • a simulated moving bed chromatographic separation apparatus for two-component separation used in this method known various types of separation apparatuses can be used.
  • the c method (3) is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-227804. This is the method disclosed in the official gazette (Japanese Patent Publication No. 7-244724).
  • the affinity with the filler (hereinafter sometimes simply referred to as “affinity”) are different for three or more components
  • three or more fractions are continuously separated by a series of operations.
  • the method (4) is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-158105, which utilizes a fixed-bed type chromatographic separation apparatus.
  • the method (5) is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-232003, which comprises supplying an eluent and a raw material liquid to a simulated moving bed apparatus comprising four unit packed beds.
  • it is a method of separating into three or more fractions by repeating the process of extracting component C, which has a strong affinity.
  • the method (6) is a method disclosed in JP-A-64-80409.
  • a separation column packed with a first packing material whose distribution coefficient for each component is an A component, a B component, and a C component, and a second packing whose distribution coefficient is A component ⁇ C component ⁇ B component
  • This is a method in which separation towers filled with an agent are alternately arranged and used as a plurality of endlessly connected separation towers.
  • Method (1) is a batch type and has poor separation performance. Therefore, it requires a large amount of high-performance and high-priced separation packing material, and is not suitable for industrial separation due to the large amount of eluent used. It is.
  • Method (2) requires the preparation of two simulated moving bed chromatographs or the use of the same separator twice. If the separation device is used twice, there is a problem that continuous separation of three or more components is not possible and productivity is poor.
  • the method (4) there is a step of circulating the fluid in the packed bed without supplying the fluid to the packed bed and extracting the fluid from the packed bed.
  • the simulated moving bed chromatographic separation method in which the component A with low affinity and the component C with high affinity are extracted. Therefore, the circulating flow velocity in the packed bed is always constant, and the component A with low affinity tends to move too fast to catch up with the component C with high affinity.
  • the separation performance is likely to be insufficient because the number of unit packed beds is as small as four, and the extraction of the B fraction stops at the extraction of a part of the effluent corresponding to the B component. It is easy to spread over the whole area, the extraction of the A fraction and the extraction of the C fraction are the total amount of the effluent from each unit packed bed, so the concentration tends to be low, and the packed bed not used for separation There is a problem that there is.
  • Method (6) has a problem that it is extremely difficult to select and combine a filler, and it is difficult to implement it on an industrial scale.
  • conventional chromatographic separation methods for separating three or more components include various methods such as a fixed bed method, a simulated moving bed method for separating two components, and a simulated moving bed method for separating three components.
  • unresolved issues such as improving the separation efficiency to achieve high-purity and high-recovery-rate separation, and simplifying and miniaturizing the equipment to reduce the cost. There is.
  • one of the objectives of the present invention is to perform high-performance separation of each component from a raw material fluid containing three or more components while using the same number of unit packed beds as in the conventional method. It is possible to perform a simulated moving bed type operation that can be used, thereby reducing the amount of desorbing agents such as eluents, recovering the target substance with high purity, and achieving a high target substance recovery rate
  • An object of the present invention is to provide a chromatographic separation method which can be performed.
  • Another object of the present invention is to enable the operation of a simulated moving bed system capable of exhibiting high separation performance, thereby achieving the same component purity as that of a conventional simulated moving bed apparatus that separates three or more components.
  • An object of the present invention is to provide a chromatographic separation method which can use a simulated moving bed apparatus having a small number of unit packed beds while obtaining a recovery rate.
  • the present inventors have conducted various studies on the above-mentioned conventional methods, and as a result, have solved the problems of the conventional chromatographic separation method, and have reached the present invention.
  • the present invention has an affinity for chromatographic separation in a chromatographic separation apparatus including a circulation system of a fluid channel formed by connecting a plurality of unit packed beds filled with a packing agent in an endless series.
  • Feed fluid f containing at least three components, which are classified into weak A component, medium-affinity B component, and strong affinity C component, is supplied to the circulation system from a predetermined position.
  • the fluid extraction operation of each of the fluid fraction, the fluid fraction enriched in the B component, and the fluid fraction enriched in the C component is extracted from the predetermined fluid extraction position to the outside of the circulation system.
  • the position of supply and withdrawal of fluid at the end of each step of the following step (1) and the step (2) that is repeated including multiple steps (1) and step (2), as in (1) and step (2), is a unit downstream of the circulation system.
  • a chromatographic separation method characterized by switching one by one to a packed bed;
  • Step (1) a step including at least the operation of ⁇ 1> and also including the operation of ⁇ 2> and / or ⁇ 3>, and optionally including the operation of ⁇ 4> below;
  • Step (2) A step including at least the following operations ⁇ 2> and ⁇ 3>, and optionally including the following operations ⁇ 4>:
  • Operation 1> Shut off the circulation system of the fluid flow path at a predetermined position, supply raw material fluid f to a unit packed bed adjacent downstream of this cutoff position, and desorb to the unit packed bed at another predetermined position. While supplying the agent D, the fluid fraction rich in the B component is separated from the upstream unit packed bed adjacent to the above-mentioned blocking position or from the second or later (preferably the second or third) unit packed bed.
  • Operation for extracting the entire amount (hereinafter, these operations are referred to as “material supply” when the raw material fluid is liquid, “eluate supply” and “B extraction” when the desorbent is liquid); operation ⁇ 2>: predetermined position An operation of extracting a part of the fraction rich in the A component in the fluid circulating in the circulation system from the unit packed bed at another predetermined position while supplying the desorbent D to the packed bed of unit Similarly, hereafter referred to as "without A”):
  • Operation ⁇ 3> While supplying the desorbent D to the unit packed bed at a predetermined position, the C component in the fluid circulating in the circulation system from the same unit packed bed or another unit packed bed at a predetermined position is rich. Operation of extracting a part of the fraction (similar to the above, hereinafter referred to as "C extraction");
  • Operation ⁇ 4> Operation to circulate fluid in the circulatory system without supplying and extracting fluid into the circulatory system (hereinafter referred to as “complete circulation”).
  • each fluid is a liquid.
  • the method of the present invention can be used for a gas or a supercritical fluid containing three or more components. is there.
  • “extracting the entire amount” in the operation of B extraction performed by the operation ⁇ 1> means that all of the liquid (B fraction) flowing into the unit packed bed at the extraction position is outside the circulation system. Draining a part of the circulating liquid is distinguished from the A and C extraction operations.
  • the extraction of the C component fraction in the above operation 1> is generally performed from a unit packed bed different from the unit packed bed that supplies the eluent D, but the number of unit packed beds is small. In the case of a chromatographic separation apparatus, it can be extracted from the same unit packed bed as the supply of the eluent.
  • each of these fractions is extracted from the circulation system under optimal conditions according to the purpose of separation. And the degree of freedom of operation control for simulated moving bed separation is improved.
  • step (1) may include the above operations ⁇ 1> to ⁇ 4>
  • step (2) may include the above operations ⁇ 2> to ⁇ 4>.
  • the operation of ⁇ 2> and ⁇ 3> can be further shortened by introducing the complete circulation operation ⁇ 4> to move the specified component to a position suitable for extraction, thereby enabling the operation time to be further shortened.
  • each fraction can be appropriately extracted (at a position with a high component purity) even if the number of unit packed beds is reduced.
  • the number of stages in the simulated moving bed chromatographic separation method is set equal to the number of unit packed beds.
  • one cycle of chromatographic separation is constituted by a combination of one step (1) and a plurality of steps (2), and this is repeated industrially over a plurality of cycles. It is convenient. In this case, each fraction can be obtained industrially continuously with good productivity.
  • the number of unit packed beds and the number of stages in one cycle composed of a combination of steps (1) and (2) are not necessarily limited to the same case.
  • the separation device can be operated with one cycle of 12 or more rounds of unit packed beds installed.
  • the number of stages in one cycle which is a combination of the single stage process (1) and the multiple stage processes (2), can be the same as the number of unit packed beds constituting the circulation system.
  • the simulated moving bed chromatographic separation operation is performed by repeating one cycle that goes around a number of unit packed beds, so that the circulatory system can be shut off at one point.
  • a shutoff valve when used, There is an advantage that only one installation is required.
  • the operations ⁇ 2>, ⁇ 1>, and ⁇ 3> are performed in this order or in the reverse order (that is, ⁇ 3> ⁇ ⁇ 1> ⁇ ⁇ 2>), and Accordingly, before the respective operations, the complete circulation operation of the above ⁇ 4> is further performed to perform the step (1), and the operations of the 2> and ⁇ 3> are performed in this order or the reverse order (ie, ⁇ 3> ⁇ ⁇ 2>), and if necessary, the step (2) can be performed by performing the complete circulation operation of the above ⁇ 4> before each operation.
  • steps (1) and (2) if extraction is performed in the order that A extraction is performed first and C extraction is performed later, the concentration distribution of the A component is expanded toward the leading end of the movement, and the concentration of the C component is extracted.
  • the effect is that the volume distribution involved in the substantial separation can be increased, and the amount of packing material and eluent used can be reduced. Is played.
  • step (1) it is also possible to perform the operation of 4> for performing a complete circulation operation between the operations of each of the steps (1) and (2) [that is, in the step (1), ⁇ 2> ⁇ ⁇ 4> ⁇ ⁇ 1> ⁇ ⁇ 4> ⁇ ⁇ 3> order or reverse order.
  • step (2) 2> ⁇ ⁇ 4> ⁇ ⁇ 3> order or reverse order). It can be further improved.
  • the extraction position of each fraction can be adjusted more finely. It can be extracted under optimal conditions.
  • the above operations 4>, 1>, 2>, 3> may be performed in this order or in the reverse of 2>, ⁇ 3> (i.e., ⁇ 4> ⁇ ⁇ 1 > ⁇ ⁇ 3> ⁇ ⁇ 2>), and if necessary, perform the step (1) by performing the complete circulation operation of the above ⁇ 4> before each operation.
  • Perform each operation of ⁇ 3> in this order or in the order of ⁇ 2> and ⁇ 3> in reverse order that is, in the order of ⁇ 4> ⁇ ⁇ 3> ⁇ ⁇ 2>).
  • Step (2) can also be performed by performing the complete circulation operation of ⁇ 4>.
  • the operation of 4> can be appropriately performed between each operation of each of the steps (1) and (2) [for example, in the step (1), ⁇ 4> ⁇ ⁇ 1 > ⁇ ⁇ 4> ⁇ ⁇ 2> ⁇ ⁇ 3> or 4> ⁇ ⁇ 1> ⁇ ⁇ 4> ⁇ ⁇ 3> ⁇ ⁇ 2>).
  • Both can be further slowed down, and for the A component, the amount of the packed bed that concentrates and recovers the A component is increased, and it is more powerful that the A component travels too fast in the packed bed to catch up with the C component.
  • B and C components can be further increased in the amount of packed bed involved in the separation.
  • the above operations 2>, 3>, 1>, and ⁇ 4> are performed in this order or in the order that 2>, 3> is reversed (that is, 3> —2).
  • ⁇ ⁇ 1> ⁇ ⁇ 4> performs the step (1) by performing the complete circulation operation of the above ⁇ 4> before each operation.
  • Step (2) can also be performed by performing the complete circulation operation of ⁇ 4>.
  • both A and C removal in each stage can be performed more quickly. Therefore, for the components A and B, the amount of the bed involved in the separation can be further increased, and for the component C, the amount of the bed for concentrating and recovering the C component can be increased. It is possible to more strongly prevent the C component from being overtaken by the next A component because the C component travels too slowly in the packed bed.
  • the operations of ⁇ 2> and ⁇ 3> performed in one stage are performed independently of each other in terms of time, partially overlapped in time, or coincident in time. A method can be adopted in which the user can select whether to perform the operation at the same time.
  • the operations of ⁇ 2> and ⁇ 3> are performed “independently in time” because the operations of ⁇ 2> and ⁇ 3> are performed consecutively without overlapping.
  • the order of the operations of 2>, especially 3> (especially 4>) does not matter, including the case where the operation of complete circulation ⁇ 4> is interposed between them.
  • the operations of 2> and ⁇ 3> overlap partially in time means that if the operations of ⁇ 2> and ⁇ 3> partially overlap each other, one operation Including the case where the operation overlaps and one of the operations is performed for a longer time than the other operation. This means that these operations start and end at the same time.
  • the reasons for adopting such a method are as follows.
  • the concentration distribution moves downstream while being separated in the packed bed, so it is necessary to secure the optimal amount of each substance to be removed for A and C removal. It is desirable that both operations ( ⁇ 2> and ⁇ 3>) be within a certain period of time.
  • the time for performing steps 2> and ⁇ 3> is affected by the flow rate at which the fraction of each component (A component and C component) can be extracted and the flow rate of the liquid flowing through the circulation system. Change.
  • the flow velocity is determined by factors such as pumps, flow meters, and piping.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of the configuration of a simulated moving bed type chromatographic apparatus capable of performing the method of the present invention for separating three components according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of an example of a configuration of a simulated moving bed type chromatographic separation apparatus capable of performing the method of the present invention for separating three components according to Embodiment 2.
  • FIG. 3 shows each component A, B, and C in the circulation system in the step (2) of performing each operation of the embodiment of the present invention corresponding to Example 1 in the order of ⁇ 2> ⁇ ⁇ 4> ⁇ ⁇ 3>.
  • Fig. 3 (a) is a diagram schematically showing the concentration distribution of each component at the start of A extraction in the second stage
  • Fig. 3 (b) is each component during complete circulation in the second stage.
  • Concentration distribution Fig. 3 (c) is the concentration distribution of each component at the start of C removal in the second stage
  • Fig. 3 (d) is the concentration of each component at the start of A extraction in the process (2) after shifting to the third stage.
  • FIG. 4 shows distribution in each schematically is a diagram schematically showing the concentration distribution of each component a, B, C in the circulation system in the conventional method corresponding to Comparative example 1
  • FIG. 4 (a) schematically shows the concentration distribution of each component at the start of the second stage
  • FIG. 4 (b) schematically shows the concentration distribution of each component at the start of the third stage.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of the configuration of a simulated moving bed type chromatographic separation apparatus that can be used in the present embodiment.
  • 1 to 8 are unit packed beds
  • 1 a to 8 a are A fraction extraction valves
  • 3 b and 4 b are B fraction extraction valves
  • 1 c to 8 c are C fraction extraction valves
  • ! ⁇ 8d is the eluent supply valve
  • 5f is the raw material liquid supply valve
  • A is the fraction A of the component A
  • B is the fraction B of the component B
  • C is the component C
  • D is eluent
  • ⁇ raw material liquid
  • 1 2a is ⁇ fraction extraction pipe
  • 1 2b is B fraction extraction pipe
  • 1 2c is C fraction extraction pipe
  • 10 is a circulation pump
  • 11 is a connection pipe
  • 12 f is a raw material liquid supply pipe
  • 12 d is an eluent supply pipe.
  • each of the unit packed beds 1 to 8 is connected endlessly to the top of the next unit packed bed by a connecting pipe 11 and the A fraction is extracted from the connecting pipe on the downstream side of each unit packed bed.
  • a branch pipe having valves 1a to 8a and a branch pipe having C fraction extraction valves 1c to 8c are respectively connected, and a branch pipe having B fraction extraction valves 3b and 4b is unit-filled. ⁇ Connected to the connection pipe on the downstream side of layers 3 and 4.
  • a branch pipe with an eluent supply valve 1 d to 8 d branched from the eluent supply pipe 12 d is connected to the connection pipe on the upstream side of each unit packed bed.
  • the raw material supply pipe 12 f with the raw material supply valve 5 f is connected to a connection pipe on the upstream side of the unit packed bed 5.
  • a circulation pump 10 is connected in the middle of the connection pipe from the end of the unit packed bed 8 to the top of the unit packed bed 1.
  • Branch pipes with B fraction extraction valves 3b and 4b are connected to B fraction extraction pipes 12b, and branch pipes with each A fraction extraction valves 1a to 8a extract A fractions.
  • a branch pipe connected to the pipe 12a and having each of the C fraction extraction valves 1c to 8c is connected to the C fraction extraction pipe 12c.
  • a shutoff valve 9 is provided in the connecting pipe between the unit packed beds 4 and 5.
  • the chromatographic separation apparatus that performs the simulated moving bed type operation of the present embodiment is configured. It is.
  • the branch pipe having the B fraction extraction valve 4 b is connected to the connection pipe downstream of the unit packed tower 4 without passing through the unit packed bed upstream of the shut-off valve 9.
  • the B fraction extraction pipe 1 2 b Connected and connected to the B fraction extraction pipe 1 2 b, and connected to the connection pipe between the unit packed beds 3 and 4 with a branch pipe having a B fraction extraction valve 3 b and connected it to the B fraction
  • both valves can be used depending on the operation method, or one of the valves can be used and the other valve can be used. This is to make it possible not to use.
  • the number of the B fraction extraction valves is also related to the number of unit packed beds. For example, when the number of unit packed beds is 16, this can be set to 3.
  • the circulating pump 10 in the separation device of Fig. 1 is installed in the middle of the connecting pipe between the unit packed bed 8 and the unit packed bed 1, and continuously operates, while controlling the flow rate by the control unit (not shown).
  • the set value can be controlled according to the sequence program.
  • This circulating pump 10 may be installed anywhere between adjacent unit filling layers, and any number of such circulating pumps may be provided as necessary.
  • Each supply valve and withdrawal valve are also controlled by a controller (not shown) to open and close according to a predetermined valve opening and closing sequence program, and a shut-off valve 9 is provided in the connection pipe between the unit packed bed 4 and the unit packed bed 5. Opening and closing are controlled by a control device (not shown) according to a predetermined valve opening and closing sequence program. Note that the number of unit packed beds in the separation device in FIG. 1 is 8, but the present invention is not limited to this.
  • the step (1) is performed as the first step, and the operations of the step (2) are repeated in the second to eighth steps, and the process returns to the first step (1) as one cycle. Will be driven like so.
  • a extraction ( ⁇ 2>) complete circulation ( ⁇ 4>) one raw material liquid supply, eluent supply, B extraction ( ⁇ 1>) one complete circulation ( ⁇ 4>) —
  • Each operation of C ( ⁇ 3>) is performed in this order. That is, first, while supplying the eluent D through the eluent supply valve 1 d, a part of the effluent from the unit packed bed 6 is subjected to the A fraction extraction valve 6 a on the downstream side of the unit packed bed 6. The operation to extract as A fraction is performed via (A in operation ⁇ 2>).
  • step (1) After completion of this step (1), the liquid supply position and the liquid withdrawal position are moved downstream by one unit packed bed, and the process proceeds to the second step (2).
  • step (2) the operation of the above step (2) is performed.
  • each operation of A extraction ( ⁇ 2>)-complete circulation ( ⁇ 4>) — C extraction ( ⁇ 3>) is performed. Perform in this order.
  • the same process (2) is performed as in the second stage, except that the liquid supply position and the liquid withdrawal position are moved downstream by one unit packed bed. . That is, first, while supplying the eluent D via the eluent supply valve 3 d, a part of the effluent from the unit packed bed 8 is subjected to the A fraction extraction valve 8 on the downstream side of the unit packed bed 8. Extract as A fraction via a (Extract A in operation ⁇ 3>). Next, the supply of the eluent D is stopped, all the supply valves and the withdrawal valves are closed, and a fixed amount of the liquid in all the unit packed beds is circulated by the circulation pump 10 (complete circulation of the operation ⁇ 4>). .
  • step (2) is performed up to the eighth stage.
  • the liquid supply position and the liquid withdrawal position are similarly moved to the downstream side of the circulation system by one unit of packed bed, and the process moves to the first step (1), which is the beginning of one cycle.
  • the concentration of the A component is increased by maximizing the extraction of A and decreasing the extraction of C to the maximum in each stage.
  • the amount of packed bed involved in substantial separation can be further increased.
  • the circulation operation ⁇ 4> it is possible to secure the optimum amount of transfer of each substance in all stages, and it is possible to obtain the effect of obtaining a higher purity and a higher recovery of the components as compared with the conventional method.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of an example of a configuration of a simulated moving bed type chromatographic separation apparatus that can be used in the present embodiment.
  • 1 to 4 are unit packed beds, 1 a to 4 a are A fraction extraction valves, 213 is 8 fraction extraction valves, 1; to 4 c are C fraction extraction valves, and 1 c! ⁇ 4 d is the eluent supply valve, 3 f is the raw material liquid supply valve, A is the fraction of component A, B is the fraction of component B, B is the fraction of component B Fraction liquid, C is the fraction of component C Fraction C, D is the eluent, f is the raw material liquid, 12a is the A fraction extraction pipe, 12b is the B fraction extraction pipe, 1 2 c denotes a C fraction extraction pipe, 10 denotes a circulation pump, 11 denotes a connection pipe, 12 f denotes a raw material liquid supply pipe, and 12 d denotes an eluent supply pipe.
  • the configuration of the separation apparatus of this example is basically the same as that of the first embodiment except that the number of unit packed layers 1 to 4 is half that of the first embodiment.
  • the end of each of the layers 1 to 4 is connected endlessly to the top of each of the following unit packed beds by connecting pipes 11 and the connecting pipe on the downstream side of each unit packed bed is an A fraction extraction valve 1
  • the branch pipe having a to 4a and the branch pipe having the C fraction extraction valves 1c to 4c are connected respectively, and the B fraction extraction valve 2b is connected to the downstream side of the unit packed bed 2. Connection Connected to piping.
  • a branch pipe with an eluent supply valve 1 d to 4 d branched from the eluent supply pipe 12 d is connected to the connection pipe on the upstream side of each unit packed bed.
  • a raw liquid supply pipe 12 f with a raw liquid supply valve f is connected to the upstream connection pipe.
  • a circulation pump 10 is connected in the middle of the connecting pipe from the end of the unit packed bed 4 to the top of the unit packed bed 1, and the connecting pipe at the end of the unit packed bed 2 has a B fraction. Extraction valve
  • B side extraction pipe with 2 b is connected to 1 b.
  • a branch pipe having each A fraction extraction valve 1 a to 4 a is an A fraction extraction pipe 1.
  • Branch pipe connected to 2a and having each C fraction extraction valve 1c to 4c is connected to C fraction extraction pipe 12c, and furthermore, connection between unit packed beds 2 and 3
  • a shut-off valve 9 is installed in the piping.
  • the simulated moving bed type chromatographic separation apparatus of this example is configured.
  • the circulation pump 10 is installed in the middle of the connection pipe between the unit packed beds 4 and 1 so that the control device (not shown) can control the flow rate to the set value according to the flow sequence program. It has become.
  • each supply valve and withdrawal valve are also controlled to open and close by a control device (not shown) according to a predetermined valve opening / closing sequence program, and a control device (not shown) provided in the connection pipe between the unit packed beds 2 and 3
  • opening and closing are controlled according to a predetermined valve opening and closing sequence program.
  • the three components (A component, B component, and C component) were separated using the separation device configured as shown in Fig. 2.
  • An example of a simulated moving bed chromatographic separation method for separating a raw material liquid into three fractions enriched in each component will be described below. Note that, in the present embodiment, the strength of the affinity of each component for the filler is the same as in the first embodiment, in the order of C component> B component> A component.
  • the step (1) is performed as the first step
  • the step (2) is repeated from the second step to the fourth step
  • the process is returned to the first step (1) as one cycle. Be driven.
  • One operation without C ( ⁇ 3>) is performed in this order.
  • the shutoff valve 9 is closed, the raw material liquid f is supplied from the raw material liquid supply valve 3 f, and the eluent D is supplied from the eluent liquid supply valve 1 d. (Supply the raw material solution f and eluent solution * B in operation ⁇ 1>).
  • step (1) After the completion of this step (1), the liquid supply position and the liquid withdrawal position are moved downstream by one unit packed bed, and the process proceeds to the second step (2).
  • each operation of A extraction ( ⁇ 2>), one complete circulation ( ⁇ 4>), and C removal ( ⁇ 3>) is performed. Are done in this order It is.
  • the liquid supply position and the liquid discharge position are moved downstream by one unit packed bed, and the process proceeds to the third stage.
  • the same operation (2) as in the second stage is performed, except that the liquid supply position and the liquid withdrawal position are moved downstream by one unit packed bed. That is, first, while supplying the eluent D via the eluent supply valve 3 d, a part of the effluent from the unit packed bed 1 is partially discharged from the A fraction extraction valve 1 on the downstream side of the unit packed bed 1. Extract as A fraction via a (A extraction in operation ⁇ 2>). Next, the supply of the eluent D is stopped, all the supply valves and the withdrawal valves are closed, and a fixed amount of the liquid in all the unit packed beds is circulated by the circulation pump 10 (complete circulation of the operation ⁇ 4>). .
  • the liquid supply position and the liquid extraction position are moved downstream by one unit packed bed, and the process proceeds to the fourth stage.
  • the operation is performed. That is, first, while supplying the eluent D through the eluent supply valve 4 d, a part of the effluent from the unit packed bed 2 is subjected to the A fraction extraction valve 2 a on the downstream side of the unit packed bed 2 a. Extracted as A fraction via (extract eight in operation ⁇ 2>). Next, supply of eluent D was stopped. Stop and close all the supply and withdrawal valves, and circulate a fixed amount of liquid in all unit packed beds with the circulation pump 10 (complete circulation in operation ⁇ 4>).
  • the liquid supply position and the liquid withdrawal position are similarly moved to the downstream side of the circulation system by one unit packed bed, and the first stage of the first cycle (1) Move to.
  • the concentration of the A component is increased by maximizing the extraction of A and decreasing the extraction of C to the maximum in each stage.
  • the amount of packed bed involved in substantial separation can be further increased.
  • the number of unit packed beds (columns) more than four was required in the conventional method. The same degree of separation performance can be secured by using a unit packed bed. That is, it is possible to reduce the number of packed beds per unit while maintaining the same separation performance, and it is possible to use a simple separation device.
  • FIG. 3 schematically shows the concentration distribution of each component in step (2) of the embodiment of the present invention corresponding to Example 1, and FIG. 3 is a graph for easy understanding of the features of the present invention. Some explanation is added with reference.
  • FIG. 3 (a) is a diagram schematically showing the concentration distribution of each component at the start of the extraction of A in the second stage. That is, when the peak of the fast moving component A reaches the extraction position, A extraction is started. Until the extraction of the part indicated as “A extraction” is completed, continue the A extraction, extract only the optimal A component concentration distribution area, and end the operation (in this figure, the width of 14 in the second row).
  • FIG. 3 (b) is a diagram schematically showing the concentration distribution of each component at the time of complete circulation in the second stage. The liquid circulation is continued until the optimum extraction part of the peak of the slow moving component C reaches the C component extraction position (1/2 the width of the second stage in this figure).
  • Figure 3 (c) schematically shows the concentration distribution of each component at the start of C removal in the second stage. Extraction of the fraction of component C is started when the optimum extraction of the peak of component C with slow moving speed reaches the C component extraction position. Continue to remove C until the removal of the portion indicated as “C removal” is completed (in this figure, the width of the 1st-4th row in the second row).
  • FIG. 3 (d) is a diagram showing the concentration distribution of each component at the start of A extraction in step (2) after shifting to the third stage. After completion of C removal in Fig. 3 (c), the condition suitable for the next A removal is obtained. Therefore, the same operation as in the second stage is repeated in the third stage.
  • FIG. 4 schematically shows the concentration distribution of each component A, B, and C in the circulatory system in the conventional method corresponding to Comparative Example 1.
  • the operation in the step (2) of the conventional method corresponding to Comparative Example 2 is a normal operation of the pseudo-moving layer, and the fraction of the component A having a high moving speed and the image of the component C having a slow moving speed throughout this process. In order to continue extracting the fractions, the portion containing impurities is also extracted as each fraction.
  • FIG. 4 (a) is a diagram schematically showing the concentration distribution of each component at the start of the second stage.
  • the peak of component A which has a high moving speed
  • the component B which has an intermediate moving speed
  • the fraction of the fast moving component A and the fraction of the slow moving component C is continued.
  • component B and component C will reach the portion where fraction A is extracted, depending on conditions, but must be extracted.
  • FIG. 4 (b) is a diagram schematically showing the concentration distribution of each component at the start of the third stage.
  • the third stage starts because the tip of component A reaches the next extraction position. Also, at this start point, component B still remains at the extraction position of fraction C, but extraction of fraction A and extraction of fraction C start simultaneously.
  • composition per solid refers to a high-performance liquid chromatography using a sodium ion exchange column and a differential refractometer. This is indicated by the area percentage of the matrix, and "L" indicates the liter.
  • aqueous solution prepared by mixing equal amounts of purified glucose and purified maltose using the three-component separation device shown in Fig. 2 (solids concentration: 59.5 wt.%, Composition per solid: oligosaccharides with more than trisaccharides 2. 6%, maltose 49.7%, and glucose 47.7%) were used as raw material liquids, and three components were separated using demineralized water as an eluent.
  • the operating conditions were as follows.
  • Amberlite CR-132 manufactured by Rohm and Haas Co., Ltd.
  • sodium gel type strongly acidic cation exchange resin for chromatographic separation was used as the filler, and the amount of the filler was 4 unit packed beds. The total amount was 2261 m1.
  • Separation force ram Inner diameter 20 mm, bed height 1800 mm. Number of columns 4
  • a fraction B fraction C fraction Solids concentration 5.7 g / L 1 29.2 g / L 94.3 g / L Trisaccharide or more 6 0.1% 1.7% 0.2% Mal Toose 13.1% 95.2% 2.3% Glucose 26.8% 3.1% 97.5%
  • the recovery of oligosaccharides of trisaccharide or higher in the A fraction was 63.0 %
  • the maltose recovery of the B fraction was 97.1%
  • the glucose recovery of the C fraction was 95.2%. From the above results, it can be seen that the component B is hardly extracted from the fractions A and C, the recovery of the component B is good, and the purity of the components A and C is high.
  • the operating conditions were as follows.
  • the valves opened in each step were as follows.
  • a fraction B fraction C fraction Solids concentration 7.1 g / L 1 2 8.0 g / L 9 4.1 g / L 3 sugars or more 52.0% 1.7% 0.0% Malt 1 25.7% 95.2% 2.3% Glucose 22.3% 3.1% 97.7% The recovery of maltose in the B fraction was 96.2%, and the recovery of glucose in the C fraction was 95.2%.
  • Example 3
  • the operating conditions were as follows.
  • the valves opened in each step were as follows.
  • a fraction B fraction C fraction Solids concentration 4.9 g / L 1 26.8 g / L 1 28.6 g / L Trisaccharide or more 69.4% 1.7% 0.2% Maltose 15.1% 95.0% 4.3% Glucose 15.5% 3.2% 95.6%
  • the recovery rate of trisaccharide or higher oligosaccharides in fraction A is 63.0 %
  • the maltose recovery rate of the B fraction was 95.2%
  • the glucose recovery rate of the C fraction was 95.9%. Comparative Example 1
  • the operating conditions were as follows.
  • volume ratio of eluent and raw material liquid in one cycle total 9.85
  • Example 1 As shown in Fig. 1, an apparatus having eight unit packing layers was used, and the same raw material liquid and packing material as in Example 1 were used. Separation experiment was performed by the method described above.
  • the operating conditions were as follows.
  • the valves opened at each stage were as follows.
  • a fraction B fraction C fraction Solids concentration 5.9 g / L 1 28.3 g / L 96.1 g / L Trisaccharide or more 6 1.7% 1.5% 0.1% Toast 1 3.3% 95.4% 2.5% Glucose 25.0% 3.1% 97.4%
  • the recovery rate of oligosaccharides of 3 or more saccharides in fraction A was 61.7%, the recovery rate of maltose in fraction B was 96.9%, and the recovery rate of glucose in fraction C was 95.2%.
  • the comparison between Example 1 in which the method of the present invention was performed and Comparative Example 1 is as follows.
  • Example 1 since one cycle time was short, the supply amount of the raw material liquid per unit time was large, and although the amount of the eluent used for the raw material solution was 4.6% smaller than that in Comparative Example 1, each fraction was separated.
  • the purity of the main components was 1.9 to 5.0% higher than that of Comparative Example 1, and the B fraction was able to be separated at a maltose recovery rate of 6,6% higher than that of Comparative Example 1. And improved separation performance. That is, the method of the present invention is superior to the conventional method as long as the number of divisions of the same packed bed (the number of packed beds) is the same.
  • Example 1 When Example 1 is compared with Comparative Example 2, Example 1 has a shorter one-cycle time, and although the supply amount of the raw material liquid per unit time is large, the main fractions of the respective fractions substantially equal to Comparative Example 2 are obtained. The component purity and the recovery were able to be secured. That is, according to the present invention, the number of packed layers (the number of packed units) of the chromatographic separation apparatus can be reduced to half that of the conventional method without lowering the separation performance.
  • Example 2 The comparison between Example 2 and Example 1 is as follows.
  • Example 2 since the time of one cycle is shorter than that in Example 1, the supply amount of the raw material liquid per unit time is larger than in Example 1, and the amount of the eluent used for the raw material liquid is 1 compared to Example 1.
  • the content of oligosaccharides of trisaccharide or higher in the C fraction could be reduced to less than 0.1%.
  • Example 3 since the time of one cycle was shorter than that in Example 1, the supply amount of the raw material liquid per unit time was larger than that in Example 1, and the amount of eluent used for the raw material liquid was 1 Despite being 0.9% less, while maintaining the purity of the main component of the B fraction at the level of Example 1, glucose, which is the C component; The purity of the trisaccharide or higher oligosaccharides in the A fraction could be increased.
  • a conventional method is used. Separation performance can be improved more than that. That is, according to the present invention, there is obtained an advantage that the amount of eluted water used can be reduced and the target substance can be recovered with high purity and a high recovery rate.
  • the method of the present invention can be applied typically as a method for separating three or more components contained in a liquid, and is an industrial method for treating a large amount of liquid.
  • an industrial sugar refining facility for separating and purifying various sugars or a mixture of sugar alcohols using a strong acidic cation exchange resin in the form of an alkaline metal or alkaline earth metal as a filler
  • the utility of the method of the present invention is extremely large.
  • Specific examples of such a sugar refinement include separation of sucrose and other useful substances from molasses, separation of glucose, fructose, and oligosaccharide from isomerized sugar, and a mixture containing lactose, lactulose, and galactose.
  • Separation of components separation of components from a mixture containing glucose, sucrose, fructooligosaccharides, separation of components from a mixture containing glucose, isomaltose, isomaltdextrin, glucose, maltose, maltodexto Separation of each component from a mixed solution containing phosphorus, separation of each component from a mixed solution containing sugar alcohols such as sorbitol and maltitol, and the like can be mentioned.

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Description

明糸田書
クロマト分離方法
技術分野
本発明は、 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方法に関 するものである。
背景技術
従来、 例えば、 A、 B、 Cとして区別される 3成分を含む原料流体からこれら の各成分をクロマト分離する方法には種々の方法が知られているが、 代表例とし ては次のような六つの方法がある。
方法 （ 1 ) は、 分析用の高速液体クロマトグラフィ一をスケールァップした回 分法であり、 これは 「分取クロマト」 と呼ばれる。 但し、 これは擬似移動層方式 の操作を行う方法ではない。
方法 （ 2 ) は、 特開平 2 - 1 2 4 8 9 5号公報に開示される様な 2成分分離擬 似移動層装置を 2回使う方法である。 即ち、 ク口マト充塡剤に対する分配係数が A < B < Cである 3成分について、 先ず第一工程で成分 Aを成分 Bと Cの混合物 から分離し、 次ぎに回収した混合成分 B、 Cを第二工程で分離する方法である。 また、 第一工程で分配係数が中間の成分 Bを成分 Cと共に混合物として成分 Aと 分離することに代え、 第一工程で成分 Bを成分 Aと共に混合物として成分 Cと分 離し、 第二工程で回収した混合成分 A、 Bを分離することもできる。 つまり通常 の擬似移動層装置は 2成分分離しかできないため、 2成分分離用の擬似移動層ク ロマト分離装置を 2系列用意するか、 あるいは 1系列の分離装置を 2回使うこと で 3成分分離を行うのである。 なお、 この方法に用いる 2成分分離の擬似移動層 クロマト分離装置としては、 周知の種々の方式の分離装置を用いることができる c 方法 （ 3 ) は、 特開平 4 — 2 2 7 8 0 4号公報 （特公平 7 _ 2 4 7 2 4号公 報） に開示の方法である。 これは、 1系列の改良された擬似移動層クロマト分離 装置で、 溶離液等の脱着剤と原料流体を供給しながら充塡剤との親和力が中間の 成分 Bを抜き出す工程と、 脱着剤を供給しながら充塡剤との親和力が弱い成分 A と充塡剤との親和力が強い成分 Cの抜き出しを行う工程を繰り返すことによって、 充塡剤との親和力 （以下、 時に単に 「親和力」 と言う） が異なる 3以上の成分の 3以上の各画分を一連の操作で連続的に分離する方法である。
方法 （ 4 ) は、 特開昭 6 3 - 1 5 8 1 0 5号公報に開示の方法であり、 これは、 固定床式のクロマト分離装置を利用した方法である。
方法 （ 5 ) は、 特開平 7 - 2 3 2 0 0 3号公報に開示の方法であり、 これは、 4つの単位充塡層からなる擬似移動層装置に、 溶離液と原料液を供耠しながら親 和力が弱い成分 Aと親和力が中間の成分 Bを抜き出す工程と、 液の供給と抜き出 しを行うことな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 ら親和力が強い成分 Cの抜き出しを行う工程を繰り返すことにより 3以上の画分 に分離する方法である。
方法 （ 6 ) は、 特開昭 6 4 - 8 0 4 0 9号公報に開示の方法である。 この方法 は、 各成分に対する分配係数が A成分ぐ B成分ぐ C成分である第 1充塡剤を充塡 した分離塔と、 分配係数が A成分 < C成分 < B成分である第 2充塡剤を充塡した 分離塔を交互に並べてなる無端に連結された複数の分離塔として使用する方式の ものである。
方法 （ 1 ) は、 回分式であるため分離性能が悪いので、 高性能で高価格の分離 用充塡剤を大量に必要とし、 また溶離剤の使用量が多くなるため工業的分離には 不向きである。
方法 （ 2 ) は、 擬似移動層クロマト分離装置を 2系列用意するか同じ分離装置 を 2度使う必要があるため、 擬似移動層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り、 同じ分離装置を 2度使う場合は連続的な 3成分以上の 分離ができず生産性に劣るという問題がある。
方法 （ 3 ) は、 分離性の良くない成分の場合には、 十分な分離を得るために単 位充塡層の数を増やす必要があり、 これは装置コストの上昇を招く。 即ち、 可及 的に少ない単位充塡層数で十分な分離性能を得る工夫が課題となっている。
方法 （4 ) は、 充塡床への流体の供給および充塡床からの流体の抜き出しを行 わずに充塡床内の流体を循環させる工程はあるが、 常に循環流を維持して親和力 が弱い成分 Aと親和力が強い成分 Cを抜き出すという擬似移動層クロマト分離方 式の運転がない。 そのため、 常に充塡床内の循環流速が一定であり、 親和力が弱 い成分 Aが速く移動しすぎて親和力が強い成分 Cに追いついてしまい易く、 制御 性が悪いという問題があり、 また高純度の成分回収が難しい。
方法 （ 5 ) は、 単位充塡層の数が 4と少ないために分離性能が不足し易いこと、 B画分の抜き出しが相当する流出液の一部の抜き出しで止まるために B成分が系 内全体に広がり易いこと、 A画分の抜き出しと C画分の抜き出しが各単位充塡層 からの流出液の全量であるために濃度が薄くなり易いこと、 分離に使われていな ぃ充塡層があることなどの問題がある。
方法 （ 6 ) は、 充塡剤の選定と組み合わせが極めて難しく、 工業的な規模で実 施することは困難という問題がある。
以上の様に、 3以上の成分を分離するための従来のクロマト分離方法としては、 固定床式、 2成分分離用の擬似移動層式、 3成分分離用の擬似移動層式等の種々 の方法が知られているが、 分離効率を向上させて高純度、 高回収率の分離を実現 したり、 装置を簡易化したり小型化して低コストなものとするなどの改善のため の未解決の課題がある。
従って、 本発明の目的の一"" 3は、 3以上の成分を含む原料流体から各成分をク 口マト分離するに当たり、 従来法と同じ数の単位充塡層を用いながら、 高い分離 性能を発揮することができる擬似移動層式の運転を行うことを可能とし、 これに よって、 溶離液等の脱着剤の使用量の低減、 目的物質の高純度の回収、 及び高い 目的物質回収率を実現できるクロマト分離方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、 高い分離性能を発揮できる擬似移動層式の運転を可能と することで、 3以上の成分の分離をする従来の擬似移動層装置に比べて、 同等の 成分純度と回収率を得ながら単位充塡層の数の少ない擬似移動層装置を用いるこ とができるクロマト分離方法を提供することにある。
発明の開示
本発明者等は、 以上の様な従来技術の方法について種々検討した結果、 従来の クロマト分離法の問題点を解決し、 本発明に至ったものである。
即ち、 本発明は、 充塡剤が充塡された複数の単位充塡層を無端直列に連結して 形成した流体流路の循環系を包含するクロマト分離装置でのクロマト分離におい て、 親和力が弱い A成分、 親和力が中位の B成分及び親和力が強い C成分に分類 される少なく とも 3成分を含む原料流体 f を所定の位置から上記循環系に供給す る原料流体供給操作、 脱着剤流体を所定の位置から上記循環系に供給する脱着剤 流体供給操作、 上記循環系内の流体の流れで親和力の差により流体流れ方向に分 かれた A成分に富む流体画分、 B成分に富む流体画分及び C成分に富む流体画分 を各所定の流体抜出位置から該循環系外に抜き出す各画分の流体抜出操作、 の各 単位操作を下記工程 （ 1 ) 及び工程 （ 2 ) のように含み、 且つ、 下記工程 （ 1 ) 及び複数段繰返される工程 （ 2 ) の各段終了毎に流体の供給と抜き出しの位置を 循環系の下流側の単位充塡層に一つずつ切り換えることを特徴とするクロマト分 離方法；
工程 （ 1 ) ：少なく とも下記く 1 >の操作を含むと共に下記く 2 >及び/又は < 3 >の操作を含み、 且つ必要に応じて下記 < 4 >の操作を含む工程；
工程 （ 2 ) ：少なく とも下記 < 2〉及び < 3 >の操作を含み、 必要に応じて下 記 < 4〉の操作を含む工程：
操作ぐ 1 > ：流体流路の循環系を所定位置で遮断すると共に、 この遮断位置の 下流に隣接した単位充塡層に原料流体 f を供給し且つ他の所定位置の単位充塡層 に脱着剤 Dを供給しながら、 上記遮断位置に隣接した上流の単位充塡層又は 2番 目以降 （好ましくは、 2番目又は 3番目） の上流の単位充塡層から B成分に富む 流体画分を全量抜き出す操作 （これらの各操作を、 以下、 原料流体が液の場合 「原料液供給」 、 脱着剤が液体の場合 「溶離液供給」 、 「B抜き」 という） ； 操作 < 2 > ：所定位置の単位充塡層に脱着剤 Dを供給しながら、 他の所定位置 の単位充塡層から循環系内で循環する流体中の A成分に富む画分の一部を抜き出 す操作 （上記と同様に、 以下 「A抜き」 という） ：
操作 < 3 > ：所定位置の単位充塡層に脱着剤 Dを供給しながら、 同じ単位充塡 層又は他の所定位置の単位充塡層から循環系内で循環する流体中の C成分に富む 画分の一部を抜き出す操作 （上記と同様に、 以下 「C抜き」 という） ；
操作 < 4 > ：循環系に对して流体の供給と抜き出しを行うことなく、 循環系内 で流体を循環させる操作 （以下 「完全循環」 という） 。
なお、 説明を簡易化するために各流体が液体である場合を中心に説明するが、 3成分以上を含む気体や超臨界流体を対象として本発明の方法を利用することも できるのは勿論である。 上記の方法において、 < 1 〉の操作で行う B抜きの操作において 「全量抜き出 し」 というのは、 抜出し位置の単位充塡層に流れてくる液体 （B画分） の全部を 循環系外に抜出すことをいい、 循環する液体の一部を抜出す A抜きや C抜きの操 作とは区別される。 上記く 1 >の操作における C成分の画分の抜出しは、 一般的 には溶離液 Dを供給する単位充塡層とは異なる単位充塡層から行われるが、 単位 充塡層の数が少ないクロマト分離装置の場合にあっては、 溶離液の供給と同じ単 位充塡層から抜出すこともできる。
本発明によれば、 A抜きの操作と C抜きの操作を各工程内の任意の時間に行う ことにより、 これらの各画分の分離目的に応じた最適条件での循環系からの抜出 しを可能とし、 このために擬似移動層ク πマト分離の運転制御の自由度が向上す る o
本発明の方法において、 工程 （ 1 ) が上記 < 1 >〜< 4〉の操作を含み、 工程 ( 2 ) が上記 < 2 >〜< 4 >の操作を含むことができる。 この場合、 完全循環の 操作 < 4 >を取り入れることで所定成分を抜出しに適した位置に移動させるよう にして、 操作く 2 >、 < 3 >の操作時間を更に短くすることを可能とし、 これに よって単位充塡層数を少なく しても各画分を適切に （成分純度の高い位置で） 抜 出すことができる。 一般に、 擬似移動層クロマト分離方法の段数は単位充塡層の 数に等しく設定される。 従って、 各成分の分離を良好に行わせて成分純度、 回収 率を高く得るには単位充塡層数を多くするのが普通である。 これに対し、 上記の 場合は、 各工程の各段内の操作をより細分化することによって十分分離された画 分部分だけを幅狭く取ることを可能とし、 これによつて、 単位充塡層数を増やす のと同等の効果が得られるという利点がある。
本発明の方法においては、 1段の工程 （ 1 ) と複数段の工程 （ 2 ) との組合せ で一サイクルのクロマト分離を構成し、 これを複数サイクルに渡り連続して繰り 返すのが工業的に好都合である。 こうすれば、 連続的に生産性良く、 工業的に各 画分を得ることができる。 この場合、 単位充塡層の数と、 工程 （ 1 ) と （2 ) の 組み合わせからなる一サイクルの段数は必ずしも同じ場合に限定されるものでは ない。 例えば、 多数設置された単位充塡層の 1 2周を一サイクルとして分離装 置を運転することもできる。 また、 1段の工程 （ 1 ) と複数段の工程 （ 2 ) の組合せからなる一サイクルの 段数を、 循環系を構成する単位充塡層の設置数と同じとすることもできる。 この 場合は、 多数の単位充塡層を一周する一サイクルを繰り返して擬似移動層クロマ ト分離の運転を行うので循環系の遮断を一力所とでき、 例えば、 遮断弁を用いる 場合にはその設置数を一つだけとすることができる利点がある。
本発明の方法において、 上記 < 2〉、 く 1 〉、 < 3 >の各操作をこの順又はこ の逆の順 （即ち、 < 3 >→< 1 〉→< 2 >) に行い、 必要に応じて該各操作の前 に更に上記 < 4 >の完全循環操作を行って工程 （ 1 ) を実施し、 く 2 >、 < 3 > の各操作をこの順又はこの逆の順 （即ち、 < 3 >→< 2 >) に行い、 必要に応じ て該各操作の前に上記 < 4 >の完全循環操作を行って工程 （ 2) を実施すること もできる。 この場合、 工程 （ 1 ) 、 （ 2) の中で A抜きを先にし、 C抜きを後に した順で抜出す場合には、 A成分の濃度分布を移動の先端側に広げ、 C成分の濃 度分布を移動の後端側に広げたことになり、 実質的な分離に関与する充塡層の量 を増やすことができ、 充塡剤の使用量、 溶離液の使用量を削減できるという効果 が奏される。 また、 この場合、 各工程 （ 1 ) 、 （ 2) の各操作の間に完全循環操 作く 4 >の操作を行うこともでき 〔即ち、 工程 （ 1 ) では、 < 2〉→< 4 >→< 1 >→< 4 >→< 3 >の順又は逆の順、 工程 （ 2 ) では、 く 2 >→< 4 >→< 3 >の順又は逆の順〕 、 そうすれば上記効果をより一層向上させることができる。 特に、 工程 （ 1 ) 、 （2) の各操作の間において完全循環の操作 < 4 >を行う場 合には、 各画分の抜出し位置を更に細かく調整でき、 これによつて各画分を最適 な条件下で抜出すことができる。 即ち、 各工程中で A抜きを最大限まで速く しじ 抜きを最大限まで遅くすることにより、 A成分の濃度分布を移動の最先端まで広 げ、 C成分の濃度分布を移動の最後端まで広げたことになり、 実質的な分離に関 与する充塡層の量をより一層増やすことができる。 一方、 上記の場合とは逆に、 C抜きを先にし A抜きを後にして各画分の抜き出しを行う場合には、 充塡層内で の A成分の濃度分布の広がりを抑え、 また C成分の濃度分布の広がりも抑えるこ とができ、 実質的な A成分、 C成分を濃縮 ·回収する充塡層の量をより一層増す ことができるという利点が得られ、 また、 溶離液の使用量を低減できるという効 果が奏される。 この場合も、 上述と同様に、 各工程 （ 1 ) 、 （ 2) の各操作の間 に完全循環操作 < 4 >の操作を行うこともでき、 そうすれば上記効果をより一層 向上させることができる。 なお、 A抜き—C抜きの順の代わりに C抜き→A抜き の逆の順にした場合の作用は、 以下の場合においても実質的に同様である。
本発明の方法において、 上記く 4 >、 く 1 >、 く 2 >、 く 3 >の各操作をこの 順又はく 2 >、 < 3 >を逆にした順に （即ち、 < 4 >→< 1 >→< 3 >→< 2 >) 行い、 必要に応じて該各操作の前に更に上記 < 4 >の完全循環操作を行って 工程 （ 1 ) を実施し、 く 4 >、 く 2 >、 < 3 >の各操作をこの順又はく 2 〉、 < 3 >を逆にした順に （即ち、 く 4 >→< 3 >→< 2 >) 行い、 必要に応じて該各 操作の前に上記 < 4 >の完全循環操作を行って工程 （ 2 ) を実施することもでき る。 この場合、 各工程 （ 1 ) 、 （ 2 ) 中において A抜き、 C抜きの操作の両方を 遅く行うことにより、 A成分については該 A成分を濃縮 ·回収する充塡層の量を 増し、 且つ A成分が C成分に追いつくことを防止できるという利点と、 B、 C成 分については分離に関与する充塡層の量を増やすことができるという利点とが得 られる。 また、 この場合、 各工程 （ 1 ) 、 （2 ) の各操作の間に適宜に完全循環 操作く 4 >の操作を行うこともでき 〔例えば、 工程 （ 1 ) では、 < 4 >→< 1 > →< 4 >→< 2 >→< 3 >の順又はく 4 >→< 1 >→< 4 >→< 3 >→< 2 >の 順〕 、 そうすることによって、 A抜き、 C抜きの両方を更に遅くすることができ、 A成分については該 A成分を濃縮 ·回収する充塡層の量を増し、 且つ A成分が充 塡層内を速く進みすぎて C成分に追いつく ことをより強力に防止でき、 B、 C成 分については分離に関与する充塡層の量を一層増すことができる。
本発明の方法において、 上記く 2〉、 く 3 >、 く 1 >、 < 4 >の各操作をこの 順又はく 2 >、 く 3 >を逆にした順に （即ち、 く 3〉—く 2〉→< 1 >→< 4 >) 行い、 必要に応じて該各操作の前に更に上記 < 4 >の完全循環操作を行って 工程 （ 1 ) を実施し、 く 2〉、 < 3 >、 < 4 〉の各操作をこの順又はく 2 >、 < 3 >を逆にした順に （即ち、 く 3 >→< 2 >→< 4 >) 行い、 必要に応じて該各 操作の前に上記 < 4 >の完全循環操作を行って工程 （ 2 ) を実施することもでき る。 この場合、 各工程 （ 1 ) 、 （2 ) 中において A抜きと C抜きの両方を速く行 うことにより、 A、 B成分については分離に関与する充塡層の量を増やすことが でき、 C成分については該 C成分を濃縮 ·回収する充塡層の量を増すことができ、 C成分が充塡層内を進むのが遅過ぎて C成分が次の A成分に追い越されることを 防止できる。 また、 この場合、 く 2 >、 く 3〉、 く 4〉、 く 1 >、 < 4 >の各操 作をこの順又はく 2〉、 く 3 >を逆にした順に （即ち、 < 3 >—く 2 >→< 4 > →< 1 >→< 4 > ) 行い、 工程 （ 1 ) を実施することもでき、 そうすることによ つて、 各段における A抜き、 C抜きの両方を更に速くするので、 A、 B成分につ いては分離に関与する充塡層の量を一層増やすことができ、 C成分については該 C成分を濃縮 ·回収する充塡層の量を増すことができ、 C成分が充塡層内を進む のが遅すぎて C成分が次の A成分に追い越されることをより強力に防止できる。 本発明の方法において、 一段内で行う < 2〉と < 3 >の操作を、 時間的に互い に独立して行う力、、 時間的に一部重複して行うか、 あるいは時間的に一致して同 時に行うかを選択することができる方式を採ることができる。
上記の方式において、 く 2 >と< 3〉の操作を 「時間的に互いに独立して行 う」 と言うのは、 < 2 >の操作と < 3 >の操作を重複することなく連続して行う 場合、 間に完全循環の操作 < 4 >を挟んで行う場合のいずれをも含み、 要するに く 2 >とく 3 > (とく 4 > ) の操作の順序は問わないと言うことである。 く 2 > と < 3 >の操作を 「時間的に一部重複して行う」 と言うのは、 < 2〉と< 3 >の 操作が互いに部分的に重複する場合、 一方の操作が他方の操作に重なり且ついず れか一方の操作が他方の操作よりも時間的に長く行われる場合のいずれをも含む く 2〉とく 3 >の操作を 「時間的に一致して同時に行う」 と言うのは、 これらの 操作が同時に開始されて同時に終了する場合をいう。 この様な方式を採用する理 由は次の通りである。 即ち、 擬似移動層式のクロマト分離において良好な分離を 達成するためには、 循環系内での各物質の移動量を各工程毎に最適にすることが 好ましく、 また上記の操作く 2〉、 < 3 >を行っている間も充塡層内では濃度分 布が分離されつつ下流方向に移動しているから、 A抜きと C抜きのための各物質 の最適な移動量を確保するためには両方 （く 2 >及びく 3 > ) の操作はある一定 時間内に納まることが望まれる。 一方、 操作く 2 >と< 3〉を行う時間は、 それ ぞれの成分 （ A成分及び C成分） の画分を抜出すことができる流速や循環系を流 れる液体の流速により影響されて変化する。 また、 流速は、 ポンプ、 流量計、 配 管などの要因により決定される。 一方、 工業的な分離装置において低流量域で用 いられ得る安価な機器を使用することが望まれる。 安価な機器を使用する場合、 画分抜出し流速や循環系を流れる液体の流速による上記操作時間への影響は無視 できない。 従って、 単純にこれらの操作く 2 >と < 3〉の時間を按分するとその 合計時間は、 上述した種々の条件から決まる一工程での最適時間を越えることも 考えられる。 そこで、 上記方式の様に、 これらの操作をそれぞれ独立して行わせ る状態だけでなく、 これらを同時行う状態やこれらを一部重複して行う状態を適 宜選択できるように各操作時間を設定すれば、 連転制御の自由度が増し、 安価な 機器を使用しながら最適な分離条件を満足することを可能とする利点が得られる c また、 操作く 2 >あるいは操作 < 3 >を各工程の各段の最初あるいは最後に行 うことで、 分離回収目的の物質に応じた分離を好ましく実現する条件を得ること が可能となるが、 かかる条件を得るためにも、 これらの操作く 2 >、 < 3〉を各 工程の各段の最初あるいは最後に同時又は重複して行うことが選択できることで それぞれの回収目的の物質の分離に適したそれぞれの操作の目的を同時に満足で きるという利点も得られる。
図面の簡単な説明
図 1は、 実施形態 1による 3成分を分離する本発明の方法を行うことができる 擬似移動層式クロマト分能装置の構成の一例の概要を示した図である。
図 2は、 実施形態 2による 3成分を分離する本発明の方法を行うことができる 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。
図 3は、 実施例 1に相当する本発明の実施態様の各操作を < 2 >→< 4 >→< 3 >の順で行う工程 （ 2 ) における循環系内の各成分 A、 B、 Cの濃度分布を模 式的に示した図であり、 図 3 ( a ) は第二段における A抜き開始時の各成分濃度 分布、 図 3 ( b ) は第二段における完全循環時の各成分濃度分布、 図 3 ( c ) は 第二段における C抜き開始時の各成分濃度分布、 図 3 ( d ) は第三段に移行した 後の工程 （ 2 ) の A抜き開始時の各成分濃度分布をそれぞれ模式的に示している c 図 4は、 比較例 1に相当する従来法における循環系内の各成分 A、 B、 Cの濃 度分布を模式的に示した図であり、 図 4 ( a ) は第二段の開始時における各成分 濃度分布、 図 4 ( b ) は第三段の開始時における各成分濃度分布をそれぞれ模式 的に示している。 発明の実施の形態
以下、 本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ説明するが、 その要旨を逸脱 しない限り、 本発明を限定するものと解すべきでない。
実施形態 1
図 1は、 本実施形態に用いること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〜 8は単位充塡層、 1 a〜 8 aは A画分抜出し弁、 3 bと 4 bは B画分抜出し弁， 1 c ~ 8 cは C画分抜出し弁、 1 ！〜 8 dは溶離液供給弁、 5 f は原料液供給弁、 Aは成分 Aの画分である A画分液、 Bは成分 Bの画分であ る B画分液、 Cは成分 Cの画分である C画分液、 Dは溶離液、 ίは原料液、 1 2 aは Α画分抜出し配管、 1 2 bは B画分抜出し配管、 1 2 cは C画分抜出し配管、 1 0は循環ポンプ、 1 1は連結配管、 1 2 f は原料液供給配管、 1 2 dは溶離液 供給配管を表す。
単位充塡層 1〜 8はそれぞれその末端が次の単位充塡層のそれぞれの頂部に連 結配管 1 1で無端連結され、 各単位充塡層の下流側の連結配管には A画分抜出し 弁 1 a〜 8 aを有する分岐配管及び C画分抜出し弁 1 c ~ 8 cを有する分岐配管 がそれぞれ連結されると共に、 B画分抜出し弁 3 bと 4 bを有する分岐配管が単 位充塡層 3と 4の下流側の連結配管に連結される。 各単位充塡層の上流側の連結 配管には、 溶離液供給配管 1 2 dから分岐した溶離液供給弁 1 d〜8 d付きの分 岐配管が連結される。
原料液供給弁 5 f 付きの原料液供給配管 1 2 f は、 単位充塡層 5の上流側の連 結配管に連結される。 単位充塡層 8の末端から単位充塡層 1の頂部への連結配管 の途中には循環ポンプ 1 0が連結される。
B画分抜出し弁 3 bと 4 bを有する分岐配管は、 B画分抜出し配管 1 2 bに接 続され、 各 A画分抜出し弁 1 a〜 8 aを有する分岐配管は、 A画分抜出し配管 1 2 aに接続され、 各 C画分抜出し弁 1 c〜 8 cを有する分岐配管は、 C画分抜出 し配管 1 2 cに接続される。 更に、 単位充塡層 4と 5の間の連結配管には、 遮断 弁 9が介設される。
この様に、 本実施形態の擬似移動層式の運転を行うクロマト分離装置が構成さ れる。 なお、 図 1の分離装置の例では、 遮断弁 9の上流で単位充塡層を介するこ となく B画分抜出し弁 4 bを有する分岐配管を単位充¾塔 4の下流側の連結配管 に連結し且つ B画分抜出し配管 1 2 bに接続し、 また単位充塡層 3、 4の間の連 結配管に B画分抜出し弁 3 bを有する分岐配管を連結してこれを B画分抜出し配 管 1 2 bに接続する構成としているが、 これは運転方法により両方の弁 （弁 4 b と 3 b ) を使用することもできるし、 いずれか一方の弁を使用して他方の弁は使 用しないことも可能とするためである。 なお、 このような B画分抜出し弁の数は、 単位充塡層の数とも関係し、 例えば単位充塡層数が 1 6の場合は、 これを 3とす ることもできる。
図 1の分離装置における循環ポンプ 1 0は、 単位充塡層 8と単位充塡層 1の間 の連結配管の途中に設置されて、 常に連続作動しながら、 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つ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 1 0は隣接する単位充塡層間の何処に設置してもよいし、 かかる循環ポンプは必要に応じ何台設けてもよい。 また、 各供給弁及び抜出し弁 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、 単位充塡層 4 と単位充塡層 5の間の連結配管に介設された遮断弁 9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。 なお、 図 1の分離装置における単位充塡層の数は 8であるが、 本発明 がこれに限定されるものではない。
次に、 図 1の構成の分離装置を用いて、 3成分 （A成分、 B成分、 C成分） を 含む原料液を、 各成分が富化された 3画分に分離する場合の本実施形態のクロマ ト分離方式の一例を以下に説明する。 なお、 この場合の充塡剤に対する各成分の 親和力の強さは、 C成分〉 B成分 > A成分の順であるとする。
本実施形態においては、 第一段として工程 （ 1 ) を行い、 第二段〜第八段はェ 程 （ 2 ) の操作を繰り返し、 これを一サイクルとして第一段の工程 （ 1 ) に戻る ように運転される。
本実施形態の第一段の工程 （ 1 ) においては、 A抜き （く 2 > ) —完全循環 ( < 4 > ) 一原料液供給 ·溶離液供給 · B抜き （< 1 > ) 一完全循環 （< 4 > ) — C抜き （く 3 > ) の各操作がこの順で行われる。 即ち、 まず溶離液供給弁 1 dを介して溶離液 Dを供給しながら単位充塡層 6か らの流出液の一部を該単位充塡層 6の下流側の A画分抜出し弁 6 aを介して A画 分として抜出す操作が行われる （操作 < 2 >の A抜き） 。
次に、 溶離液 D供給を停止し、 全ての供給弁と抜出し弁を閉じて、 循環ポンプ 1 0により循環系を構成する全単位充塡層内の液体を一定量循環させる （操作ぐ 4 〉の完全循環） 。
次に、 遮断弁 9を閉じ、 原料液供給弁 5 f から原料液 ίを供給し、 溶離液供給 弁 1 dから溶離液 Dを供給しながら、 B画分抜出し弁 4 bより B画分を抜出す (操作く 1 >の原料液 f 供給 ·溶離液供給 · B抜き） 。
次に、 再び原料液供給と溶離液供給を停止し、 全ての供給弁と抜出し弁を閉じ て、 循環ポンプ 1 0により循環系を構成する全単位充填層内の液体を一定量循環 させる （操作 < 4 〉の完全循環） 。
最後に、 溶離液供給弁 1 dを介して溶離液 Dを供給しながら、 単位充塡層 2か らの流出液の一部を該単位充塡層 2の下流側の C画分抜出し弁 2 cを介して C画 分として抜出す （操作 < 3 >のじ抜き） 。
この工程 （ 1 ) 終了後に液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ 下流に移動させて、 第二段の工程 （ 2 ) に移行する。
この第二段では、 上記工程 （ 2 ) の操作を行うものであり、 本実施形態では A 抜き （< 2 > ) -完全循環 （< 4 > ) — C抜き （く 3 > ) の各操作がこの順で行 ゎ しる。
即ち、 始めに溶離液供給弁 2 dを介して溶離液 Dを供給しながら、 単位充塡層 7からの流出液の一部を該単位充塡層 Ίの下流側の A画分抜出し弁 7 aを介して A画分として抜出す （操作く 2 >の八抜き） 。
次に、 溶離液 Dの供給を停止し、 全ての供給弁と抜出し弁を閉として、 循環ボ ンプ 1 0により循環系の全単位充塡層内の液体を一定量循環させる （操作 < 4 > の完全循環） 。
最後に、 溶離液供給弁 2 dを介して溶離液 Dを供給しながら、 単位充塡層 3か らの流出液の一部を該単位充塡層 3の下流側の C画分抜出し弁 3 cを介して C画 分として抜出す （操作く 3 >のじ抜き） 。 第二段の終了後、 液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ下流に 移動させて、 第三段に移行する。
この第三段では、 液の供耠位置と液の抜出し位置が一単位充塡層分だけ下流側 に移動している点を除いて、 第二段と同じ工程 （ 2 ) の操作が行われる。 即ち、 始めに溶離液供給弁 3 dを介して溶離液 Dを供給しながら単位充塡層 8からの流 出液の一部を該単位充塡層 8の下流側の A画分抜出し弁 8 aを介して A画分とし て抜出す （操作 < 3 >の A抜き） 。 次いで、 溶離液 Dの供給を停止し、 全ての供 給弁と抜出し弁を閉じて、 循環ポンプ 1 0により全単位充塡層内の液体を一定量 循環させる （操作 < 4 >の完全循環） 。 そして最後に、 溶離液供給弁 3 dを介し て溶離液 Dを供給しながら単位充塡層 4からの流出液の一部を該単位充塡塔 4の 下流側の C画分抜出し弁 4 cを介して C画分として抜出す （操作 < 3 >のじ抜 さ） 。
以後、 各段終了毎に液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ循環 系の下流側に移動させ、 工程 （2 ) の操作を第八段まで行い、 この第八段終了後、 同様に液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ循環系の下流側に移 動させて一サイクルの初めである第一段の工程 （ 1 ) に移行する。
図 1の分離装置を用いた本実施形態の擬似移動層式のクロマト分離によれば、 各段中で A抜きを最大限まで速く し C抜きを最大限まで遅くすることにより、 A 成分の濃度分布を移動の最先端まで広げ、 C成分の濃度分布を移動の最後端まで 広げたことになり、 実質的な分離に関与する充塡層の量をより一層増やすことが できる。 また循環操作 < 4 >を含むことによって全段において各物質の最適な移 動量を確保でき、 従来法に比べて成分の高純度と高回収率が得られるという効果 が奏される。
実施形態
図 2は、 本実施形態に用い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 2において、 1〜4は単位充塡層、 1 a〜4 aは A画分抜出し弁、 2 13は8 画分抜出し弁、 1 ；〜 4 cは C画分抜出し弁、 1 c！〜 4 dは溶離液供給弁、 3 f は原料液供給弁、 Aは成分 Aの画分である A画分液、 Bは成分 Bの画分である B 画分液、 Cは成分 Cの画分である C画分液、 Dは溶離液、 f は原料液、 1 2 aは A画分抜出し配管、 1 2 bは B画分抜出し配管、 1 2 cは C画分抜出し配管、 1 0は循環ポンプ、 1 1は連結配管、 1 2 f は原料液供耠配管、 1 2 dは溶離液供 給配管を表す。
この例の分離装置の構成は、 単位充填層 1 ~ 4の数が実施形態 1に比べて半数 になっていることを除けば、 基本的に実施形態 1 と同じ構成の装置であり、 単位 充塡層 1〜 4のそれぞれの末端は、 次の単位充塡層のそれぞれの頂部に連結配管 1 1で無端連結され、 各単位充塡層の下流側の連結配管には A画分抜出し弁 1 a 〜4 aを有する分岐配管及び C画分抜出し弁 1 c〜4 cを有する分岐配管がそれ ぞれ連結されていると共に、 B画分抜出し弁 2 bは単位充塡層 2の下流側の連結 配管に連結されている。 また、 各単位充塡層の上流側の連結配管には溶離液供給 配管 1 2 dから分岐した溶離液供耠弁 1 d ~ 4 d付きの分岐配管が連結され、 単 位充塡層 3の上流側の連結配管には、 原料液供給弁 f 付き原料液供給配管 1 2 f が連結されている。
また、 単位充塡層 4の末端から単位充塡層 1の頂部への連結配管の途中に、 循 璟ポンプ 1 0が連結され、 単位充塡層 2の末端の連結配管には、 B画分抜出し弁
2 bを有する B面分抜出し配管 1 2 bが接続されている。
更に、 各 A画分抜出し弁 1 a〜4 aを有する分岐配管が、 A画分抜出し配管 1
2 aに接続され、 各 C画分抜出し弁 1 c ~ 4 cを有する分岐配管が、 C画分抜出 し配管 1 2 cに接続され、 更に、 単位充塡層 2と 3の間の連結配管に、 遮断弁 9 が介設される。
この様に、 本例の擬似移動層式クロマト分離装置が構成される。 なお、 循環ポ ンプ 1 0は、 単位充塡層 4 と 1の間の連結配管の途中に設置されていて、 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つて設定値に制御でき るようになっている。 また、 各供給弁及び抜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、 単位充塡層 2と 3 の間の連結配管に設けられた遮断弁 9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。
次に、 図 2の構成の分離装置を用いて、 3成分 （A成分、 B成分、 C成分） を 含む原料液を、 各成分が富化された 3画分に分離する場合の擬似移動層クロマト 分離方式の一例を以下説明する。 なお、 本実施形態における充塡剤に対する各成 分の親和力の強さは、 上記実施形態 1 と同じく C成分 > B成分 > A成分の順であ o
本実施形態では、 第一段として工程 （ 1 ) を行い、 第二段から第四段まではェ 程 （ 2) を繰り返し、 これを一サイクルとして第一段の工程 （ 1 ) に戻るように 運転される。
本実施形態の第一段の工程 （ 1 ) においては、 A抜き （< 2 >) -完全循環 (< 4 >) 一原料液供給 ·溶離液供給 · B抜き （< 1 >) 一完全循環 （く 4 >) 一 C抜き （く 3〉） の各操作がこの順で行われる。
即ち、 第一段の工程 （ 1 ) では、 溶離液供給弁 1 dを介して溶離液 Dを供給し ながら単位充塡層 3からの流出液の一部を該単位充塡層 3の下流側の A画分抜出 し弁 3 aを介して A画分として抜出す （操作く 2 >の八抜き） 。
次に、 溶離液 Dの供給を停止し、 全ての供給弁と抜出し弁を閉じて、 循環ボン プ 1 0により循環系の全単位充塡層内の液体を一定量循環させる （操作 < 4 >の 完全循環） 。
次に、 遮断弁 9を閉じ、 原料液供給弁 3 f から原料液 f を供給し、 溶離液供給 弁 1 dから溶離液 Dを供給することにより、 B画分抜出し弁 2 bから B画分を抜 出す （操作 < 1 >の原料液 f 供給 ·溶離液供給 * B抜き） 。
次に、 再び原料液 f の供給と溶離液 Dの供給を停止し、 全ての供給弁と抜出し 弁を閉じて、 循環ポンプ 1 0により循環系の全単位充塡層内の液体を一定量循環 させる （操作 < 4 >の完全循環） 。
最後に、 溶離液供給弁 1 dを介して溶離液 Dを供給しながら、 単位充塡層 1か らの流出液の一部を該単位充塡層 1の下流側の C画分抜出し弁 1 cを介して C画 分として抜出す （操作 < 3 >の C抜き） 。
この工程 （ 1 ) 終了後に液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ 下流に移動させて、 第二段の工程 （ 2) に移行する。
この第二段は、 上記工程 （ 2) の操作を行うものであり、 本実施形態では A抜 き （く 2〉） 一完全循環 （く 4 >) 一 C抜き （< 3 >) の各操作がこの順で行わ れる。
即ち、 始めに溶離液供給弁 2 dを介して溶離液 Dを供給しながら、 単位充塡層 4からの流出液の一部を該単位充塡層 4の下流側の A画分抜出し弁 4 aを介して A画分として抜出す （操作 < 2 >の八抜き） 。
次に、 溶離液 Dの供給を停止し、 全ての供給弁と抜出し弁を閉じて、 循環ボン プ 1 0により循環系の全単位充塡層内の液体を一定量循環させる （繰作 < 4 >の 完全循環） 。
最後に、 溶離液供給弁 2 dを介して溶離液 Dを供給しながら、 単位充塡層 2か らの流出液の一部を該単位充塡層 2の下流側の C画分抜出し弁 2 cを介して C画 分として抜出す （操作 < 3 >の C抜き） 。
第二段の終了後、 液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ下流に 移動させて、 第三段に移行する。
この第三段では、 液の供給位置と液の抜出し位置が一単位充填層分だけ下流側 に移動している点を除いて、 第二段と同じ工程 （2 ) の操作が行われる。 即ち、 始めに溶離液供給弁 3 dを介して溶離液 Dを供給しながら単位充塡層 1からの流 出液の一部を該単位充塡層 1の下流側の A画分抜出し弁 1 aを介して A画分とし て抜出す （操作 < 2 >の A抜き） 。 次いで、 溶離液 Dの供給を停止し、 全ての供 給弁と抜出し弁を閉じて、 循環ポンプ 1 0により全単位充塡層内の液体を一定量 循環させる （操作 < 4 >の完全循環） 。 そして最後に、 溶離液供給弁 3 dを介し て溶離液 Dを供給しながら単位充塡層 3からの流出液の一部を該単位充塡塔 3の 下流側の C画分抜出し弁 3 cを介して C画分として抜出す （操作 < 3〉の C抜 さ） 。
第三段の終了後、 液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分だけ下流に 移動させて、 第四段に移行する。
この第四段では、 液の供給位置及び液の抜出し位置が更に一単位充塡層分だけ 下流側に移動している点を除いて、 第二段、 第三段と同じ工程 （ 2 ) の操作が行 われる。 即ち、 始めに溶離液供給弁 4 dを介して溶離液 Dを供給しながら単位充 塡層 2からの流出液の一部を該単位充塡層 2の下流側の A画分抜出し弁 2 aを介 して A画分として抜出す （操作 < 2 >の八抜き） 。 次いで、 溶離液 Dの供給を停 止し、 全ての供給弁と抜出し弁を閉じて、 循環ポンプ 1 0により全単位充塡層内 の液体を一定量循環させる （操作 < 4 >の完全循環） 。 そして最後に、 溶離液供 給弁 4 dを介して溶離液 Dを供給しながら単位充塡層 4からの流出液の一部を該 単位充塡塔 4の下流側の C画分抜出し弁 4 cを介して C画分として抜出す （操作 < 3 >の 抜き） 。
この第四段の終了後、 同様に液の供給位置と液の抜出し位置を一単位充塡層分 だけ循環系の下流側に移動させて一サイクルの初めである第一段の工程 （ 1 ) に 移行する。
図 2の分離装置を用いた本実施形態の擬似移動層式のクロマト分離によれば、 各段中で A抜きを最大限まで速く し C抜きを最大限まで遅くすることにより、 A 成分の濃度分布を移動の最先端まで広げ、 C成分の濃度分布を移動の最後端まで 広げたことになり、 実質的な分離に関与する充填層の量をより一層増やすことが できる。 また、 従来法では 4本より多い数の単位充塡層 （カラム） 数が必要であ つた原料液の分離も、 本実施形態の方式によれば、 4本という従来法よりも少な い数の単位充塡層を用いて同等程度の分離性能を確保できる。 即ち、 同等の分離 性能を確保しつつ、 単位充塡層数を減らすことができ、 分離装置として簡易なも のを用いることができるという効果が奏される。
図 3は、 実施例 1に相当する本発明の実施態様の工程 （2 ) における各成分濃 度分布を模式的に表すもので、 本発明の特徴の理解を容易にするために、 この図 を参照して若干の説明を加える。
図 3 ( a ) は、 第二段における A抜き開始時の各成分濃度分布を模式的に示す 図である。 即ち、 移動速度の速い成分 Aのピークが抜出位置に到達した時点で、 A抜きを開始する。 「A抜き」 と示した部分の抜出しが完了するまで A抜きを継 続し、 最適な A成分濃度分布域だけを抜き出して操作を終了する （この図では第 二段の 1 4の幅） 。
図 3 ( b ) は、 第二段における完全循環時の各成分濃度分布を模式的に示す図 である。 移動速度の遅い成分 Cのピークの抜出し最適部分が C成分抜出し位置に 到達するまで液体の循環を継続する （この図では第二段の 1 / 2の幅） 。
図 3 ( c ) は、 第二段における C抜き開始時の各成分濃度分布を模式的に示す c 移動速度の遅い成分 Cのピークの抜出し最適部分が C成分抜出し位置に到達した ら、 成分 Cの画分の抜き出しを開始する。 「C抜き」 と示した部分の抜出しが完 了するまで C抜きを継続する （この図では第二段の 1ノ 4の幅） 。
図 3 ( d ) は、 第三段に移行した後の工程 （2 ) の A抜き開始時の各成分濃度 分布を示す図である。 図 3 ( c ) の C抜きが終了したら、 次の A抜きに適した状 態になるので、 第三段で上記の第二段と同様の操作を繰り返す。
図 4は、 比較例 1に相当する従来法おける循環系内の各成分 A、 B、 Cの濃度 分布を模式的に表すものである。 図 4を参照しつつ若干の説明を行うが、 この説 明と図 3についての前述の説明と対比すると本発明の特徴の理解が更に容易にな るであろう。
比較例 2に相当する従来法の工程 （ 2 ) の操作は、 通常の擬似移動層の操作で あり、 この工程の間中移動速度の速い成分 Aの画分と移動速度の遅い成分 Cの画 分の抜き出しを行い続けるため、 不純物が混入している部分も各画分として抜き 出すことになる。
図 4 ( a ) は、 第二段の開始時における各成分濃度分布を模式的に示す図であ る。 工程 （ 2 ) の間中 2画分を抜出すために、 移動速度の速い成分 Aのピークは まだ充分 A画分抜出し位置に到達せず、 移動速度の中間の成分 Bがまだ C画分抜 出し位置に残存するが、 A画分抜出しと C画分抜出しを同時に開始する。 第二段 の間中、 移動速度の速い成分 Aの画分と移動速度の遅い成分 Cの画分の抜き出し を継続する。 この工程の後半では A画分抜出し部分に成分 Bと条件により更に成 分 Cとが到達してしまうが抜出さざるを得ない。
図 4 ( b ) は、 第三段の開始時における各成分濃度分布を模式的に示す図であ る。 第二段が終了すると、 成分 Aの先端は次の抜出し位置に到達するので第三段 が開始される。 また、 この開始時点では成分 Bがまだ C画分抜出し位置に残存す るが、 A画分抜出しと C画分抜出しを同時に開始する。
実施例
以下、 実施例により本発明を具体的に説明するが、 本発明を限定するものと解 すべきではない。 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、 ナトリウム形の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 マトグラフィ一の面積百分率によって示したものであり、 また、 「L」 はリ ッ ト ルを表す。
実施例 1
図 2の 3成分分離装置により、 精製葡萄糖と精製マルトースを等量混合して調 製した水溶液 （固形分濃度 5 9. 5 w t . %、 固形分当たりの組成 ： 3糖類以上 のオリゴ糖類 2. 6 %、 マルト一ス 4 9. 7 %、 グルコース 4 7. 7 %) を原料 液とし、 脱塩水を溶離液として 3成分分離を行った。
運転条件は次の通りとした。
充塡剤としてロームアン ドハ一ス社製ァンバーライ ト C R— 1 3 2 0 (クロマ ト分離用ゲル型強酸性カチオン交換樹脂ナト リウム形） を用い、 充塡剤量は 4本 の単位充塡層の全量で 2 2 6 1 m 1であった。
分離力ラム ： 内径 2 0 mm, 層高 1 8 0 0 mm. カラム本数 4本
操作温度： 6 5 °C
一サイクル時間 ： 4 0. 3 m i n
第一段 〔工程 （ 1 ) 〕
時間
工程時間合計： 1 1 2 m 1 n
A抜き ： 2 9 m i n
完全循環： 1 0 m i n
B抜き ： 5 4 m i n
完全循環： 0 4 m i n
C抜き ： 1 5 m i n
流速
A抜き ： 2 2. 0 m l / i n
A抜き及び C抜き時の Aと C抜出し口間での充塡層内流速
2 6. 0 m l /m i n
完全循環流速 ： 3 9. 0 m 1 /m i n
原料液供給 ： 1 3. 0 m 1 /m i n
B抜き ： 3 9. 0 m l /m i n C抜き ： 2 6. 0 m 1 Zm i n 第二段〜第四段 〔工程 （ 2 ) 〕
時間
工程時間合計： 9 7 m i n
A抜き ： 2 9 m i n
完全循環 3 9 m i n
C抜き ： 2 9 m i n
流速
A抜き ： 2 2 0 m 1 Zm i n
A抜き及び C抜き時の Aと C抜出し口間での充塡層内流速：
2 6. 0 m l /m i n
完全循環流速： 3 9. 0 m 1 /m i n
C抜き ： 2 6. 0 m l /m i n
一サイクル合計での溶離液 原料液の容量比： 9. 4 0 各段で開となる弁は次の通りとした。
第一段 A抜き 9、 1 d、 3 a
完全循環 9
B抜き 3 ί、 1 d、 2 b
完全循環 9
C抜き 9 1 d 1 c
第二段 A抜き 9 2 d 4 a
完全循環 9
C抜き 9 2 d 2 c
第三段 A抜き 9 3 d 1 a
完全循環 9
C抜き 9 3 d 3 c
第四段 A抜き 9 4 d 2 a
完全循環 9
C抜き 9 4 d、 4 c 運転の結果、 次の表 1に示す固形分濃度と固形分当たりの組成の A画分、 B画 分及び C画分とが得られた。
表 1
A画分 B画分 C画分 固形分濃度 5. 7 g/L 1 2 9. 2 g/L 9 4. 3 g/L 3糖類以上 6 0. 1 % 1. 7 % 0. 2 % マル トース 1 3. 1 % 9 5. 2 % 2. 3 % グルコース 2 6. 8 % 3. 1 % 9 7. 5 % なお、 A画分の 3糖類以上のオリゴ糖の回収率は 6 3. 0 %、 B画分のマルト ース回収率は 9 7. 1 %、 C画分のグルコース回収率は 9 5. 2 %であった。 以上の結果から、 B成分が A画分及び C画分から殆ど抜出されず、 B成分の回 収率がよく、 また A、 C成分の純度が高く得られることが分かる。
実施例 2
実施例 1で用いたのと同じ装置、 同じ原料液、 同じ充塡剤を用いて A、 C抜出 しを各工程の各段の後半にまとめて行う分離実験を行った。
運転条件は次の通りとした。
一サイクル時間： 3 6. 8 m i n
第一段 〔工程 （ 1 ) 〕
時間
工程時間合計： 1 0. 7 m 1 n
完全循環： 2. 0 m i n
B抜き ： 5. 4 m i n
完全循環： 0. 4 m i n
A抜き ： 1. 4 m i n
A · C抜き ： 1. 5 m i n
流速
完全循環流速： 3 9. 0 m 1 /m i n
原料液供給： 1 3. 0 m 1 /m i n B抜き ： 3 9. 0 m l /m i n
A抜き ： 2 1. 2 m l /m i n
A抜き及び A · C抜き時の Aと C抜出し口間での充塡層內流速：
2 6. 0 m l /m i n
C抜き ： 2 6. 0 m l / i n
第二段〜第四段 〔工程 （ 2 ) 〕
時間
工程時間合計： 8. 7 m i n
完全循環： 5. 8 m i n
A · C抜き ： 2. 9 m i n
流速
完全循環流速： 3 9 0 m 1 / m 1 n
A抜き ： 2 1 2 m 1 /m i n
C抜き ： 2 6 0 m 1 / i n
A · C抜き時の Aと C抜出し口間での充塡層内流速：
2 6. 0 m l / i n
一サイクル合計での溶離液/原料液の容量比： 9. 2 7
各工程で開となる弁は次の通りとした。
第一段 完全循環 9
B抜き 3 f 、 1 d 2 b
完全循環 9
A抜き 9 1 d、 3 a
A · C抜き 9 1 d、 3 a 1 c 第二段 完全循環 9
A · C抜き 9 2 d、 4 a、 2 c 第三段 完全循環 9
A · C抜き 9 3 d、 1 a、 3 c 第四段 完全循環 9
A · C抜き 9 4 d、 2 a、 4 c 運転の結果、 次の表 2に示す固形分濃度と固形分当たりの組成の A画分、 B画 分及び C画分とが得られた。
表 2
A画分 B画分 C画分 固形分濃度 7. 1 g/L 1 2 8. 0 g/L 9 4. 1 g/L 3糖類以上 5 2. 0 % 1. 7 % 0. 0 % マルト一ス 2 5. 7 % 9 5. 2 % 2. 3 % グルコース 2 2. 3 % 3. 1 % 9 7. 7 % なお、 A画分の 3糖類以上のオリゴ糖の回収率は 6 5. 6 %、 B画分のマルト ース回収率は 9 6. 2 %、 C画分のグルコース回収率は 9 5. 2 %であった。 実施例 3
実施例 1で用いたのと同じ装置、 同じ原料液、 同じ充塡剤を用いて A · Cの抜 出しを工程の前半に行う分離実験を行った.
運転条件は次の通りとした。
一サイクル時間； 3 6. 8 m i n
第一段 〔工程 （ 1 ) 〕
時間
工程時間合計： 1 0 / m l n
A抜き ： 1 4 m i n
A · C抜き ： 1 5 m i n
完全循環： 1 0 m i n
B抜き ： 5 4 m i n
兀全循 ¾： 1 4 m i n
流速
A抜き ： 2 2 0 m 1 / m i n
A抜き及び A · C抜き時の Aと C抜出し口間での充塡層内流速：
2 6. 0 m l /m i n
C抜き ： 1 9. 6 m l /m i n 原料液供給： 1 3. 0 m 1 m l n
B抜き ： 3 9. 0 m 1 m i n
完全循環流速： 3 9. 0 m 1 m i n
第二段〜第四段 〔工程 （2 ) 〕
時間
工程時間合計： 8. 7 m i n
A · C抜き ： 2. 9 m i n
完全循環： 5. 8 m i n
流速
A抜き ： 2 2 0 m 1 Zm i n
C抜き ： 1 9 6 m 1 /m i n
A · C抜き時の Aと C抜出し口間での充塡層内流速：
2 6. 0 m l Zm i n
完全循環流速： 3 9. 0 m 1 /m i n
一サイクル合計での溶離剤 原料液の容量比： 9. 2 7
各工程で開となる弁は次の通りとした。
第一段 A抜き 1 d、 3 a
A · C抜き 1 d、 3 a、 1 c
完全循環
B抜き 3 f 、 1 d、 2 b
完全循環 9
第二段 A · C抜き 9 2 d、 4 a、 2 c
完全循環 9
第三段 A · C抜き 9 3 d、 1 a、 3 c
完全循環 9
第四段 A · C抜き 9 4 d、 2 a、 4 c
完全循環 9
運転の結果、 次の表 3に示す固形分濃度と固形分当たりの組成の A画分、 B画 分及び C画分とが得られた。 表 3
A画分 B画分 C画分 固形分濃度 4. 9 g/L 1 2 6. 8 g/L 1 2 8. 6 g/L 3糖類以上 6 9. 4 % 1. 7 % 0. 2 % マルトース 1 5. 1 % 9 5. 0 % 4. 3 % グルコース 1 5. 5 % 3. 2 % 9 5. 6 % なお、 A画分の 3糖類以上のオリゴ糖の回収率は 6 3. 0 %、 B画分のマルト ース回収率は 9 5. 2 %、 C画分のグルコース回収率は 9 5. 9 %であった。 比較例 1
実施例 1で用いたのと同じ装置、 同じ原料液、 同じ充塡剤を用いて従来法 （特 公平 7 - 2 4 7 2 4号公報に記載された方法） による分離実験を行った。
運転条件は次の通りとした。
一サイクル時間： 4 6. 8 m i n
第一段 〔従来法の工程 （ 1 ) 〕
工程時間： 5. 4 m 1 n
流速
原料液供給： 1 3. 0 m l /m i n
A画分抜出し 5. 6 m 1 / m i n
B画分抜出し 3 9. 0 m l / i n
第二段〜第四段 〔従来法の工程 （2 ) 〕
工程時間： 1 3. 8 m i n
流速
A画分抜出し ： 5. 6 m 1 /m i n
C画分抜出し ： 7. 0 m 1 /m i n
A画分抜出し口と C画分抜出し口間にある充塡層内流速
2 6. 0 m l /m i n
一サイクル合計での溶離液ノ原料液の容量比： 9. 8 5
各段で開となる弁は次の通りとした。 第一段 3 f 、 1 d、 3 a、 2 b
第二段 9、 2 d、 4 a、 2 c
第三段 9、 3 d、 1 a、 3 c
第四段 9、 4 d、 2 a、 4 c
運転の結果、 次の表 4に示す固形分濃度と固形分当たりの組成の A画分、 B画 分及び C画分とが得られた。
表 4
A画分 B画分 C画分
固形分濃度 5. 8 g/L 1 2 2. 5 g/L 9 0. 6 g/L 3糖類以上 5 6. 4 % 2. 0 % 0. 1 % マルト一ス 3 9. 1 % 9 3. 3 % 7. 4 % グルコース 4. 5 % 4. 7 % 9 2. 5 % なお、 A画分の 3糖類以上のオリゴ糖の回収率は 6 1. 3 B画分のマルト ース回収率は 9 0. 5 %、 C画分のグルコース回収率は 9 5. 0 %であった。 以上の結果から分かるように、 この比較例 1の方法では、 本発明の実施例に比 ベて B成分が A画分及び C画分からかなり抜出され、 B成分の回収率が悪くなり、 A、 C成分の純度が低くなる。 また単位充塡層の数が少ないために、 充塡層内に おける A成分と C成分の分離も余り良くない。
比較例 2
図 1に例示される単位充塡層が 8個の装置を用い、 原料液と充塡剤は実施例 1 と同じものを用いて従来法 （特公平 7— 2 4 7 2 4号公報に記載された方法） に よる分離実験を行った。
運転条件は次の通りとした。
分離カラム ： 内径 2 0 mm、 層高 9 0 0 mm、 カラム本数 8本
—サイクル時間： 4 6. 7 m i n
第一段 〔従来法の工程 （ 1 ) 〕
工程時間： 5. 4 m i n
流速 原料液供給： 1 3. 0 m l /m i n
A画分抜出し ： 5. 6 m 1 / m i n
B画分抜出し ： 3 9. 0 m l /m i n
第二段〜第 /\段 〔従来法の工程 （2) 〕
工程時間： 5. 9 m i n
流速
A画分抜出し ： 5. 6 m 1 /m i n
C画分抜出し ： 6. 3 m 1 /m i n
A画分抜出し口と C画分抜出し口間にある充塡層内流速：
2 6. 0 m l /m i n
一サイクル合計での溶離液ノ原料液の容量比： 9. 4 3
各段で開となる弁は次の通りとした。
第一段 5 f 、 1 d、 6 a、 4 b
第二段 9、 2 d、 7 a、 3 c
第三段 9、 3 d、 8 a、 4 c
第四段 9、 4 d、 1 a、 5 c
第五段 9、 5 d、 2 a、 6 c
第六段 9、 6 d、 3 a、 7 c
第七段 9、 7 d、 4 a、 8 c
第八段 9、 8 d、 5 a、 1 c
運転の結果、 次の表 5に示す固形分濃度と固形分当たりの組成の A画分、 B画 分及び C画分とが得られた。
表 5
A画分 B画分 C画分 固形分濃度 5. 9 g/L 1 2 8. 3 g/L 9 6. 1 g/L 3糖類以上 6 1. 7 % 1. 5 % 0. 1 % マル トース 1 3. 3 % 9 5. 4 % 2. 5 % グルコース 2 5. 0 % 3. 1 % 9 7. 4 % なお、 A画分の 3糖類以上のオリゴ糖の回収率は 6 1 . 7 %、 B画分のマルト ース回収率は 9 6 . 9 %、 C画分のグルコース回収率は 9 5 . 2 %であった. 本発明の方法を行った実施例 1を比較例 1 と比べると、 次の通りである。 実施 例 1では、 1サイクルの時間が短いので単位時間当たりの原料液供給量が多く、 原料液に対する溶離液の使用量が比較例 1 より 4 . 6 %少ないにも拘わらず、 各 画分をそれらの主成分の純度として比較例 1 より 1 . 9〜5 . 0 %も高純度で分 離でき、 また、 B画分を比較例 1 より 6 , 6 %高いマルトース回収率で分離でき、 大幅な分離性能の向上を達成できた。 即ち、 同じ充塡層の分割数 （単位充塡層 数） であれば、 本発明の方法が従来法より優れている。
実施例 1を比較例 2と比べると、 実施例 1では 1サイクルの時間が短いので単 位時間当たりの原料液供給量が多いにも拘わらず、 比較例 2とほぼ同等の各画分 の主成分純度と回収率を確保できた。 即ち、 本発明では、 分離性能を下げること なく クロマト分離装置の充塡層の分割数 （単位充塡層数） を従来法の半分にする ことができた。
実施例 2を実施例 1 と比べると、 次の通りである。 実施例 2では、 1サイクル の時間が実施例 1より更に短いために単位時間当たりの原料液供給量が実施例 1 より更に多く、 且つ、 原料液に対する溶離液の使用量が実施例 1 より 1 . 4 %少 ないにも拘わらず、 B画分と C画分の主成分純度を実施例 1の水準に保ちながら、 A成分である 3糖類以上のォリゴ糖が C画分に追いつくことを防止でき、 C画分 の 3糖類以上のオリゴ糖含有率を 0 . 1 %未満にすることができた。
実施例 3を実施例 1 と比べると、 次の通りである。 実施例 3では、 1サイクル の時間が実施例 1より更に短いために単位時間当たりの原料液供給量が実施例 1 より更に多く、 かつ、 原料液に対する溶離液の使用量が実施例 1より 1 0 . 9 % 少ないにも拘わらず、 B画分の主成分純度を実施例 1の水準に保ちながら、 C成 分であるグルコース；^遅れて A画分に入り込む量を大幅に減らすことができ、 A 画分の 3糖類以上のォリゴ糖の純度を上げることができた。
産業上の利用可能性
本発明によれば、 3成分以上を含む原料液の 3つ以上の画分へのクロマト分離 において、 同じ単位充塡層数の 3成分分離擬似移動層装置を用いた場合に従来法 よりも分離性能を向上させることができる。 即ち、 本発明によれば、 溶離水の使 用量を低減して目的物質を高純度に且つ高回収率で回収できるという利点が得ら れる。
また、 本発明によれば、 従来の擬似移動層クロマト分離装置の運転方法に比べ て、 同程度の分離性能を得るのに必要な単位充塡層の数を低減することができる という利点が得られる。
本発明の方法は、 代表的には液体中に含まれる 3以上の成分を分離する方法と して適用することができ、 特に大量の液体を処理する工業的な方法である。 特に, 充塡剤としてアル力 リ金属形又はアル力 リ土類金属形の強酸性カチオン交換樹脂 を使用して種々の糖類あるいは糖アルコール類の混合物の分離精製を行なう工業 的糖精製設備において、 本発明の方法の有用性は極めて大きい。 このような糖精 製の具体例としては、 糖蜜から蔗糖とその他の有用物質の分離、 異性化糖からの 葡萄糖、 果糖、 オリゴ糖の分離、 乳糖、 ラクッロース、 ガラク ト一スを含む混合 液から各成分の分離、 葡萄糖、 蔗糖、 フラク トオリゴ糖を含む混合液からの各成 分の分離、 葡萄糖、 イソマルトース、 イソマルトデキストリ ンを含む混合液から の各成分の分離、 葡萄糖、 マルトース、 マルトデキスト リ ンを含む混合液からの 各成分の分離、 ソルビトール， マルチ トールなどの糖アルコール類を含む混合液 からの各成分の分離などを挙げることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 充塡剤が充塡された複数の単位充塡層を無端直列に連結して形成した流体 流路の循環系を包含するクロマト分離装置でのクロマト分離において、 充填剤と の親和力が弱い A成分、 充填剤との親和力が中位の B成分及び充塡剤との親和力 が強い C成分に分類される少なく とも 3成分を含む原料流体 f を所定の位置から 該循環系に供給する原料流体供給操作、 脱着剤流体を所定の位置から該循環系に 供給する脱着剤流体供給操作、 該循環系内の流体の流れで親和力の差により流体 流れ方向に分かれた A成分に富む流体画分、 B成分に富む流体画分及び C成分に 富む流体画分を各所定の流体抜出位置から該循環系外に抜き出す各画分の流体抜 出操作、 の各単位操作を下記工程 （ 1 ) 及び工程 （ 2 ) のように含み、 且つ、 下 記工程 （ 1 ) 及び複数段繰返される工程 （ 2 ) の各段終了毎に流体の供給と抜き 出しの位置を循環系の下流側の単位充塡層に一^ 3ずつ切り換えることを特徴とす るクロマト分離方法；
工程 （ 1 ) ：少なく とも下記 < 1 >の操作を含むと共に下記 < 2 >及び Z又は < 3 >の操作を含み、 且つ随意に下記 < 4 >の操作を含む工程；
工程 （2 ) ：少なく とも下記く 2 >及びく 3 >の操作を含み、 随意に下記く 4 >の操作を含む工程；
操作 < 1 > ：流体流路の循環系を所定位置で遮断すると共に、 この遮断位置の 下流に隣接した単位充塡層に原料流体 f を供給し且つ他の所定位置の単位充填層 に脱着剤 Dを供給しながら、 該遮断位置に隣接した上流の単位充塡層又は 2番目 以降の上流の単位充塡層から B成分に富む流体画分を全量抜き出す操作； 操作 < 2 > ：所定位置の単位充塡層に脱着剤 Dを供給しながら、 他の所定位置 の単位充塡層から循環系内で循環する流体中の A成分に富む画分の一部を抜き出 す操作；
操作 < 3 > ：所定位置の単位充塡層に脱着剤 Dを供給しながら、 同じ単位充塡 層又は他の所定位置の単位充塡層から循環系内で循環する流体中の C成分に富む 画分の一部を抜き出す操作；
操作 < 4 > ：循環系に対して流体の供給と抜き出しを行うことなく、 循環系内 で流体を循環させる操作。
2. 工程 （ 1 ) が < 1 >〜く 4 >の操作を含み、 工程 （ 2 ) が < 2 >〜< 4 > の操作を含むことを特徴とする請求項 1 に記載のクロマト分離方法。
3. 1段の工程 （ 1 ) と複数段の工程 （ 2 ) との組合せで一サイクルのクロマ ト分離を構成し、 これを複数サイクルに渡り連続して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。
4. 1段の工程 （ 1 ) と複数段の工程 （ 2 ) の組合せからなる一サイクルの段 数を、 循環系を構成する単位充塡層の設置数と同じとすることを特徴とする請求 項 3に記載のクロマト分離方法。
5. < 2 >、 く 1 >、 < 3 >の各操作をこの順又はこの逆の順に行い、 随意に 該各操作の前に更に < 4〉の操作を行って工程 （ 1 ) を実施し、 < 2 >、 < 3 > の各操作をこの順又はこの逆の順に行い、 随意に該各操作の前に < 4 >の操作を 行って工程 （2 ) を実施することを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載 のクロマト分離方法。
6. く 2 >、 く 4 >、 く 1 >、 く 4〉、 く 3 >の各操作をこの順又は逆の順に 行って工程 （ 1 ) を実施し、 く 2〉、 < 4 >、 < 3 >の各操作をこの順又は逆の 順に行って工程 （2 ) を実施することを特徴とする請求項 5に記載のクロマト分 離方法。
7. く 4 >、 く 1 >、 く 2 >、 く 3 >の各操作をこの順又はく 2 >、 く 3 >を 逆にした順に行い、 随意に該各操作の前に更に < 4 >の操作を行って工程 （ 1 ) を実施し、 く 4 >、 く 2 >、 < 3 >の各操作をこの順又はく 2 >、 < 3 >を逆に した順に行い、 随意に該各操作の前に < 4 >の操作を行って工程 （2 ) を実施す ることを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載のクロマト分離方法。
8. く 4 >、 く 1 >、 く 4 >、 く 2〉、 く 3 >の各操作をこの順又はく 2 >、 < 3 >を逆にした順に行って工程 （ 1 ) を実施することを特徴とする請求項 7に 記載のクロマト分離方法。
9. く 2 >、 く 3 >、 く 1 〉、 < 4 >の各操作をこの順又はく 2 〉、 く 3 >を 逆にした順に行い、 随意に該各操作の前に更に < 4 >の操作を行って工程 （ 1 ) を実施し、 く 2 >、 く 3 >、 く 4 >の各操作をこの順又はく 2 >、 く 3 >を逆に した順に行い、 随意に該各操作の前に < 4 >の操作を行って工程 （ 2 ) を実施す ることを特徴とする請求項 1カヽら 4のいずれかに記載のクロマト分離方法。
1 0. く 2 >、 く 3 >、 く 4 >、 く 1 〉、 < 4 〉の各操作をこの順又はく 2 >、 < 3 >を逆にした順に行い、 工程 （ 1 ) を実施することを特徵とする請求項 9に 記載のクロマト分離方法。
1 1. 一段内で行う < 2 >と < 3 >の操作を、 時間的に互いに独立して行うか、 時間的に一部重複して行うか、 あるいは時間的に一致して同時に行うかを選択す ることができる方式を採ることを特徴とする請求項 1から 1 0のいずれかに記載 のクロマト分離方法。
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