JP2740780B2 - 擬似移動層装置 - Google Patents
擬似移動層装置Info
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- JP2740780B2 JP2740780B2 JP62235014A JP23501487A JP2740780B2 JP 2740780 B2 JP2740780 B2 JP 2740780B2 JP 62235014 A JP62235014 A JP 62235014A JP 23501487 A JP23501487 A JP 23501487A JP 2740780 B2 JP2740780 B2 JP 2740780B2
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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
- B01D15/02—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor with moving adsorbents
-
- 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—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns recycling of the fraction to be distributed
- B01D15/1821—Simulated moving beds
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野>
本発明は原液中に存在する3成分に対する分配係数が
それぞれ異なる2種類の充填材を充填した分離塔を交互
に配置することにより、3成分からなる原液から各成分
をそれぞれ分離することができる擬似移動層装置に関す
るものである。 <従来の技術> 従来からたとえば果糖とブドウ糖の混合原液から両者
を分離するために、あるいは蔗糖と塩類の混合原液から
両者を分離するために、クロマトグラフィーやイオン排
除の原理を応用した擬似移動層装置が用いられている。 このような従来の擬似移動層装置は、いずれも原液中
に存在する2成分に対する分配係数が相違する1種類の
充填材を用いるものである。 すなわちあらかじめ選定された前記1種類の充填材を
充填した分離塔を複数塔配置し、当該分離塔間を配管で
直列に連通するとともに、最後部の分離塔と最前部の分
離塔も配管で連通することによって、無端に連結した分
離塔群を形成し、また各分離塔の入口側あるいは出口側
に原液流入管、充填材に対して分配係数の小さい成分を
多く含む分離液(ラフィネート)流出管、溶離液流入
管、充填材に対して分配係数の大きい成分を多く含む分
離液(エクストラクトまたはプロダクト)流出管をそれ
ぞれ連通したもので、操作するにあたっては各分離塔間
に循環液流を形成するとともに、あらかじめ定めた原液
流入管およびその循環液流の下流側にそれぞれ順に位置
するあらかじめ定めたラフィネート流出管、溶離液流入
管、エクストラクト流出管を用いて各液の流入および流
出を行い、かつあらかじめ定めた時間毎に、各流入管お
よび流出管の位置を循環液流の下流側に向かって、1塔
毎に切り換えるものである。 このような従来の擬似移動層装置を用いることによ
り、たとえば果糖、ブドウ糖混合原液から両者を分離し
たり、あるいは蔗糖、塩類混合原液から両者を分離した
りするように、原液中に含まれる2成分の分離を固定層
や充填材そのものを実際に移動させる移動層と比較し
て、効率よくかつ安定して分離することができる。 しかしながら従来の擬似移動層装置は原液中の3成分
を各成分毎に分離することはできない。したがってこの
ような場合は、まず原液中の3成分の内、1成分と残り
の2成分との分離を行い、次いで残りの2成分をあらた
めて成分毎に分離せねばならず、これを擬似移動層装置
で行う場合は、結局2系統の擬似移動層装置を必要と
し、装置の設備費が高価となるとともに、操作も煩雑と
なる。さらに最初の原液に対して2回分離操作を行うの
であるから、すくなくとも3成分の内、2成分の分離液
の濃度は1回の分離操作で得られる分離液の濃度と比較
して希釈されてしまうという欠点を有している。 <発明が解決しようとする問題点> 本発明は従来の擬似移動層装置におけるかかる欠点に
鑑みてなされたものであり、1系統の擬似移動層装置に
よって3成分を含む原液から各成分を分離することがで
きる擬似移動層装置を提供することを目的とするもので
ある。 また本発明の他の目的は3成分を含む原液を1回の分
離操作によって分離することにより、可及的に濃度の濃
い各分離液が得られる擬似移動層装置を提供するもので
ある。 <問題点を解決するための手段> かかる目的を実現するためになされた本発明の擬似移
動層は、A成分、B成分、C成分を含む原液から各成分
を分離する擬似移動層装置であって、各成分に対する分
配係数がA成分<B成分<C成分である第1充填材を充
填した分離塔と、前記分配係数がA成分<C成分<B成
分である第2充填材を充填した分離塔を、それぞれ交互
にすくなくとも4塔以上配置して、各塔を遮断弁を有す
る配管で直列に連結するとともに、最後部の分離塔と最
前部の分離塔も遮断弁を有する配管で連結することによ
って、無端に連結した分離塔群を形成し、各分離塔間に
原液流入管、展開液流入管、溶離液流入管および各成分
の分離液流出管をそれぞれ連通させたことを特徴とする
ものであり、また前記擬似移動層装置において、遮断弁
を有するバイパス管で各分離塔の流入側と流出側とを連
通させたものである。 以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第1図は分離塔を6塔用いる場合の本発明の実施態様
の一例である擬似移動層装置のフローを示す説明図であ
って、1、2、3、4、5、6はそれぞれ分離塔を示
し、分離塔2、4、6には原液に含まれるA成分、B成
分、C成分に対する分配係数が、A成分<B成分<C成
分である第1充填材Iをそれぞれ充填するとともに、分
離塔1、3、5には前記分配係数がA成分<C成分<B
成分である第2充填材IIをそれぞれ充填する。 図中太線は各分離塔1ないし6を直列に無端に連結す
るための配管7であり、当該配管7には各塔の間の位置
にそれぞれ遮断弁8ないし13を付設し、また配管7中に
循環液流を形成させるための循環ポンプ14を設置する。
なお配管7に記載した矢印は循環液流の流れ方向を示し
ている。 15は原液流入管であって、各分岐管15aないし15fによ
って各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通する。 16は展開液流入管であって、各分岐管16aないし16fに
よって各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通す
る。 17は第1溶離液流入管であって、各分岐管17aないし1
7fによって各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通
する。 18は第2溶離液流入管であって、各分岐管18aないし1
8fによって各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通
する。 19はラフィネート流出管であって、各分岐管19aない
し19fによって各分離塔1ないし6の流出側の配管7に
連通する。 20は第1エクストラクト流出管であって、各分岐管20
aないし20fによって各分離塔1ないし6の流出側の配管
7に連通する。 21は第2エクストラクト流出管であって、各分岐管21
aないし21fによって各分離塔1ないし6の流出側の配管
7に連通する。 22、23、24、25、26、27はそれぞれ各分離塔1ないし
6の流入側と流出管を連通させたバイパス管であって、
28ないし33はバイパス管22ないし27に付設した遮断弁で
あり、34ないし75はそれぞれ弁を示す。 <作用> 次に本発明の擬似移動層装置の操作を以下に説明す
る。なお以下にのべる操作は、当該擬似移動層装置が定
常状態にある際の、任意に選定されたある時点からの操
作である。 すなわち遮断弁8および13を閉じるとともに、遮断弁
9、10、11、12を開口し、かつバイパス管22の遮断弁28
を開口し、循環ポンプ14を駆動することにより配管7お
よびバイパス管22を用いて分離塔2、3、4、5、6を
循環液流の内に入れ、分離塔1は循環液流から切り離
す。 このような状態においてA成分、B成分、C成分を含
む原液を分離塔3(2ゾーン)の流入側に弁41を開口し
て原液流入管15から流入するとともに、展開液を分離塔
2(3ゾーン)の流入側に弁37を開口して展開液流入管
16から流入する。 このような操作により第2充填材II(分離塔3)、第
1充填材I(分離塔4)とで形成される2ゾーンにおい
て、第2充填材IIの部分が主に原液中のB成分が吸着さ
れ、A成分およびC成分は展開液とともに分離塔4の第
1充填材Iに移行する。さらに2ゾーン中の第1充填材
Iでは主にC成分が吸着され、A成分および展開液は2
ゾーンを出て一部は弁45を経てA成分を多く含むラフィ
ネートとしてラフィネート流出管19から流出させる。 一方分離塔1である4ゾーンにおいては、第2充填材
IIに主にB成分のみが吸着されているので、他の分離塔
が循環操作されている間に、弁51、53を開口して、第2
溶離液流入管18から第2溶離液を流入することによって
B成分を脱着し、B成分を多く含む第2溶離液(第2エ
クストラクト)を第2エクストラクト流出管21から流出
する。また分離塔5および6で形成される1ゾーンにお
いては前周期および前々周期に4ゾーンに位置していた
ためB成分およびC成分ともに脱着されているので、ど
の成分も吸着されておらず、したがって2ゾーンからの
流出液の一部を通過させることによりA成分が第2充填
材IIおよび第1充填材Iに吸着し濃縮される。 このプロセスを1周期とし、次の周期は、遮断弁9お
よび8を閉じるとともに、遮断弁10、11、12、13を開口
し、かつバイパス管23の遮断弁29を開口して、分離塔
1、3、4、5、6を循環液流の内に入れ、分離塔2を
循環液流から切り離す。そして原液の流入位置、ラフィ
ネートの流出位置および展開液の流入位置をそれぞれ1
塔づつ循環液流の下流側に移動させるとともに、この間
に分離塔2の脱着を行う。すなわち周期が変わることに
より第1図中の点線で示したごとく各ゾーンが1塔づつ
下流側に移り、分離塔2内の第1充填材IにはC成分が
吸着しているので弁56、弁58を開口して、第1溶離液流
入管17から第1溶離液を流入することによってC成分を
脱着し、C成分を多く含む第1溶離液(第1エクストラ
クト)を第1エクストラクト流出管20から流出する。 第1図に示した実施態様においては、各分離塔の流入
側と流出側に遮断弁を有するバイパス管を設け、4ゾー
ンに位置する各分離塔について第1溶離液あるいは第2
溶離液で吸着成分を脱着する際に、当該分離塔を循環液
流から切り離し、該当するバイパス管の遮断弁を開口す
ることにより、4ゾーンに位置する分離塔の前後におけ
る分離塔を当該バイパス管で連結して循環液流を形成し
たが、場合によっては当該バイパス管を省略することも
できる。 なおバイパス管を省略した場合は、1ゾーンの出口か
ら3ゾーンの入口側に流入すべき循環液に相当する液が
全て1ゾーンの出口側から系外に流出してしまうのでこ
の液に相当する液量だけ3ゾーンの入口から多量に展開
液を流入せねばならず、結果としてA成分の濃度が多少
希釈されることとなる。 したがってA成分を濃度の高い液として分離する場合
は、前記バイパス管を設置して1ゾーンの出口から得ら
れる液の一部を3ゾーンの入口側に循環することが望ま
しい。 さらに第1図に示した実施態様においては、各分離塔
への流入液および流出液の切り換えを各分離塔の流入側
および流出側に設けた各弁の切り換えで行っているが、
これに限らず、たとえばロータリー弁で行っても差し支
えない。 このように本発明の擬似移動層装置は原液中に存在す
る3成分に対する分配係数がそれぞれ異なる2種類の充
填材を充填した分離塔をそれぞれ交互に配置し、上述し
た操作を順に繰り返すことによって各成分をそれぞれ分
離するものであるが、上述したごとく分離塔を6塔用い
る場合は、1ゾーンにおいてはA成分の吸着濃縮が、2
ゾーンにおいてはA成分の脱着とB成分およびC成分の
分離が、また3ゾーンにおいてはB成分およびC成分の
濃縮が交互に行われ、さらに4ゾーンにおいてはB成分
あるいはC成分の脱着が交互に行われるものである。 なお本発明において原液中のA成分すなわち第1充填
材Iおよび第2充填材IIに対して、いずれもその分配係
数の小さい成分の濃縮を必要としない場合は、1ゾーン
を削除してよく、したがってこの場合は分離塔を4塔と
することができる。 本発明に用いる充填材としては原液中に存在するA成
分、B成分、C成分に対する分配係数がA成分<B成分
<C成分である第1充填材と、前記分配係数がA成分<
C成分<B成分である第2充填材であるごとく、A成分
に対してはいずれもその分配係数は小さいが、B成分お
よびC成分についてはその分配係数が逆転しているよう
な2種類の充填材を用いる必要があり、原液中に含まれ
ている3成分に対して上述のような関係にある充填材、
たとえばイオン交換樹脂、イオン遅滞樹脂、シリカゲ
ル、ゼオライト系吸着剤、活性炭、他の天然、合成吸着
体などからその目的に応じた2種類の充填剤を選定すれ
ばよく、また充填材の形状は粉末、粒状、繊維状など各
種のものを用いることができる。 また本発明に用いる展開液は通常原液中の各成分を溶
かしている溶媒と同一のものを使用し、たとえば原液が
水溶液であれば水を用いる。 また本発明に用いるそれぞれの溶離液はそれぞれの充
填材に吸着したB成分あるいはC成分を脱着できる液を
用い、水、酸、アルカリ水溶液、塩類水溶液、アルコー
ル等の有機溶媒等から適当なものを選定する。なおB成
分とC成分を脱着する際に両者ともに同一の溶離液を用
いることもでき、あるいは同一の溶離鍵でも温度が異な
る溶離液を用いることもでき、あるいは種類の異なる溶
離液を用いることもできる。このようにB成分あるいは
C成分を脱着するのに最も適した溶離液を用いることが
でき、種類の異なる溶離液を用いることができるところ
も本発明の擬似移動層装置の利点のひとつに挙げられ
る。なお分離しようとする各成分の組成によっては展開
液、第1溶離液、第2溶離液ともに水などの同一の液を
用いることも勿論可能である。 なお原液に含まれるA成分、B成分、C成分として
は、それぞれ単一の各成分に限定されるものでなく、分
配係数が近似している成分同志をひとまとめにして成分
群とし、たとえばA成分群とB成分(単独成分)、C成
分(単独成分)、あるいはA成分群、B成分群、C成分
(単独成分)、あるいはA成分群、B成分群、C成分群
などに分離することも本発明の技術範囲に含まれる。 <効果> 以上説明したごとく本発明の擬似移動層装置によれ
ば、原液中に含まれる3成分を1系統の擬似移動層装置
でそれぞれに分離することができるので、従来のように
2系統の分離装置を用いる必要がなく、したがって装置
の設備費を安価とすることができ、操作を簡略化するこ
とが可能となる。 また1回の分離操作で3成分をそれぞれ分離すること
ができるので、充填材を用いる分離操作で1回行う毎に
必然的に増える希釈を最少限度にすることができ、濃度
の濃い各成分の分離液を得ることができる。 以下に本発明の効果をより明確とするため、本発明の
実施例を説明する。 実施例 デキストリンとグルコースと塩化ナトリウムの3成分
を含む原液を用いて本発明の擬似移動層装置によって各
成分を分離した。 (1)原液組成 デキストリン、グルコース、塩化ナトリウムそれぞれ
1重量%水溶液 (2)使用充填材 第1充填材;強酸性カチオン交換樹脂アンバーライト
(登録商標)HFS−471X 第2充填材;イオン遅滞樹脂ダウエックス(登録商
標)11A−8 (3)両充填材の各成分の分配係数 第1表に示した。 (4)使用した擬似移動層装置 31.4mlの第1充填材を充填した直径15mm、長さ180mm
(充填層高178mm)のカラムと、31.4mlの第2充填材を
充填した直径15mm、長さ180mm(充填層高178mm)のカラ
ムをそれぞれ交互に全体で4本直列に配置し(第1図に
おける1ゾーンを削除したもの)、それぞれのカラムの
流入側および流出側に原液、展開液、溶離液の各液の流
入管および流出管を付設した。 (5)操作 第1図で参照される1ゾーンの部分を削除し、かつ各
分離塔の流入側と流出側とを連通するバイパス管を削除
して4塔式の擬似移動層として操作した。 すなわち第1図における2ゾーンの空塔速度を0.96cm
/min、3ゾーンの空塔速度を0.91cm/min、4ゾーンの空
塔速度を充填材が第1充填材の場合は0.85cm/min、充填
材が第2充填材の場合は1.15cm/minとした。 また原液の流入量を0.09ml/minとし、展開液および両
充填材の溶離液ともに水を用い、展開液の流入量を1.6m
l/min、第1充填材に対する溶離液の流入量を1.5ml/mi
n、第2充填材に対する溶離液の流入量を2.0ml/minと
し、各カラムの切り換え周期を10分とした。 (6)結果 以上の操作を行った結果、4ゾーンから流出されるエ
クストラクトはグルコースに富む流出液と、塩化ナトリ
ウムに富む流出液が交互に流出し、また2ゾーンから流
出されるラフィネートはデキストリンに富む流出液が流
出した。 これらの各流出液の各成分濃度の操作開始から定常状
態に至るまでの変化を第2図および第3図に示した。な
おグルコース濃度はグルコスタット法で、デキストリン
濃度はフェノール硫酸法で、塩化ナトリウム濃度は電気
伝導度からそれぞれ定量した。
それぞれ異なる2種類の充填材を充填した分離塔を交互
に配置することにより、3成分からなる原液から各成分
をそれぞれ分離することができる擬似移動層装置に関す
るものである。 <従来の技術> 従来からたとえば果糖とブドウ糖の混合原液から両者
を分離するために、あるいは蔗糖と塩類の混合原液から
両者を分離するために、クロマトグラフィーやイオン排
除の原理を応用した擬似移動層装置が用いられている。 このような従来の擬似移動層装置は、いずれも原液中
に存在する2成分に対する分配係数が相違する1種類の
充填材を用いるものである。 すなわちあらかじめ選定された前記1種類の充填材を
充填した分離塔を複数塔配置し、当該分離塔間を配管で
直列に連通するとともに、最後部の分離塔と最前部の分
離塔も配管で連通することによって、無端に連結した分
離塔群を形成し、また各分離塔の入口側あるいは出口側
に原液流入管、充填材に対して分配係数の小さい成分を
多く含む分離液(ラフィネート)流出管、溶離液流入
管、充填材に対して分配係数の大きい成分を多く含む分
離液(エクストラクトまたはプロダクト)流出管をそれ
ぞれ連通したもので、操作するにあたっては各分離塔間
に循環液流を形成するとともに、あらかじめ定めた原液
流入管およびその循環液流の下流側にそれぞれ順に位置
するあらかじめ定めたラフィネート流出管、溶離液流入
管、エクストラクト流出管を用いて各液の流入および流
出を行い、かつあらかじめ定めた時間毎に、各流入管お
よび流出管の位置を循環液流の下流側に向かって、1塔
毎に切り換えるものである。 このような従来の擬似移動層装置を用いることによ
り、たとえば果糖、ブドウ糖混合原液から両者を分離し
たり、あるいは蔗糖、塩類混合原液から両者を分離した
りするように、原液中に含まれる2成分の分離を固定層
や充填材そのものを実際に移動させる移動層と比較し
て、効率よくかつ安定して分離することができる。 しかしながら従来の擬似移動層装置は原液中の3成分
を各成分毎に分離することはできない。したがってこの
ような場合は、まず原液中の3成分の内、1成分と残り
の2成分との分離を行い、次いで残りの2成分をあらた
めて成分毎に分離せねばならず、これを擬似移動層装置
で行う場合は、結局2系統の擬似移動層装置を必要と
し、装置の設備費が高価となるとともに、操作も煩雑と
なる。さらに最初の原液に対して2回分離操作を行うの
であるから、すくなくとも3成分の内、2成分の分離液
の濃度は1回の分離操作で得られる分離液の濃度と比較
して希釈されてしまうという欠点を有している。 <発明が解決しようとする問題点> 本発明は従来の擬似移動層装置におけるかかる欠点に
鑑みてなされたものであり、1系統の擬似移動層装置に
よって3成分を含む原液から各成分を分離することがで
きる擬似移動層装置を提供することを目的とするもので
ある。 また本発明の他の目的は3成分を含む原液を1回の分
離操作によって分離することにより、可及的に濃度の濃
い各分離液が得られる擬似移動層装置を提供するもので
ある。 <問題点を解決するための手段> かかる目的を実現するためになされた本発明の擬似移
動層は、A成分、B成分、C成分を含む原液から各成分
を分離する擬似移動層装置であって、各成分に対する分
配係数がA成分<B成分<C成分である第1充填材を充
填した分離塔と、前記分配係数がA成分<C成分<B成
分である第2充填材を充填した分離塔を、それぞれ交互
にすくなくとも4塔以上配置して、各塔を遮断弁を有す
る配管で直列に連結するとともに、最後部の分離塔と最
前部の分離塔も遮断弁を有する配管で連結することによ
って、無端に連結した分離塔群を形成し、各分離塔間に
原液流入管、展開液流入管、溶離液流入管および各成分
の分離液流出管をそれぞれ連通させたことを特徴とする
ものであり、また前記擬似移動層装置において、遮断弁
を有するバイパス管で各分離塔の流入側と流出側とを連
通させたものである。 以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第1図は分離塔を6塔用いる場合の本発明の実施態様
の一例である擬似移動層装置のフローを示す説明図であ
って、1、2、3、4、5、6はそれぞれ分離塔を示
し、分離塔2、4、6には原液に含まれるA成分、B成
分、C成分に対する分配係数が、A成分<B成分<C成
分である第1充填材Iをそれぞれ充填するとともに、分
離塔1、3、5には前記分配係数がA成分<C成分<B
成分である第2充填材IIをそれぞれ充填する。 図中太線は各分離塔1ないし6を直列に無端に連結す
るための配管7であり、当該配管7には各塔の間の位置
にそれぞれ遮断弁8ないし13を付設し、また配管7中に
循環液流を形成させるための循環ポンプ14を設置する。
なお配管7に記載した矢印は循環液流の流れ方向を示し
ている。 15は原液流入管であって、各分岐管15aないし15fによ
って各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通する。 16は展開液流入管であって、各分岐管16aないし16fに
よって各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通す
る。 17は第1溶離液流入管であって、各分岐管17aないし1
7fによって各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通
する。 18は第2溶離液流入管であって、各分岐管18aないし1
8fによって各分離塔1ないし6の流入側の配管7に連通
する。 19はラフィネート流出管であって、各分岐管19aない
し19fによって各分離塔1ないし6の流出側の配管7に
連通する。 20は第1エクストラクト流出管であって、各分岐管20
aないし20fによって各分離塔1ないし6の流出側の配管
7に連通する。 21は第2エクストラクト流出管であって、各分岐管21
aないし21fによって各分離塔1ないし6の流出側の配管
7に連通する。 22、23、24、25、26、27はそれぞれ各分離塔1ないし
6の流入側と流出管を連通させたバイパス管であって、
28ないし33はバイパス管22ないし27に付設した遮断弁で
あり、34ないし75はそれぞれ弁を示す。 <作用> 次に本発明の擬似移動層装置の操作を以下に説明す
る。なお以下にのべる操作は、当該擬似移動層装置が定
常状態にある際の、任意に選定されたある時点からの操
作である。 すなわち遮断弁8および13を閉じるとともに、遮断弁
9、10、11、12を開口し、かつバイパス管22の遮断弁28
を開口し、循環ポンプ14を駆動することにより配管7お
よびバイパス管22を用いて分離塔2、3、4、5、6を
循環液流の内に入れ、分離塔1は循環液流から切り離
す。 このような状態においてA成分、B成分、C成分を含
む原液を分離塔3(2ゾーン)の流入側に弁41を開口し
て原液流入管15から流入するとともに、展開液を分離塔
2(3ゾーン)の流入側に弁37を開口して展開液流入管
16から流入する。 このような操作により第2充填材II(分離塔3)、第
1充填材I(分離塔4)とで形成される2ゾーンにおい
て、第2充填材IIの部分が主に原液中のB成分が吸着さ
れ、A成分およびC成分は展開液とともに分離塔4の第
1充填材Iに移行する。さらに2ゾーン中の第1充填材
Iでは主にC成分が吸着され、A成分および展開液は2
ゾーンを出て一部は弁45を経てA成分を多く含むラフィ
ネートとしてラフィネート流出管19から流出させる。 一方分離塔1である4ゾーンにおいては、第2充填材
IIに主にB成分のみが吸着されているので、他の分離塔
が循環操作されている間に、弁51、53を開口して、第2
溶離液流入管18から第2溶離液を流入することによって
B成分を脱着し、B成分を多く含む第2溶離液(第2エ
クストラクト)を第2エクストラクト流出管21から流出
する。また分離塔5および6で形成される1ゾーンにお
いては前周期および前々周期に4ゾーンに位置していた
ためB成分およびC成分ともに脱着されているので、ど
の成分も吸着されておらず、したがって2ゾーンからの
流出液の一部を通過させることによりA成分が第2充填
材IIおよび第1充填材Iに吸着し濃縮される。 このプロセスを1周期とし、次の周期は、遮断弁9お
よび8を閉じるとともに、遮断弁10、11、12、13を開口
し、かつバイパス管23の遮断弁29を開口して、分離塔
1、3、4、5、6を循環液流の内に入れ、分離塔2を
循環液流から切り離す。そして原液の流入位置、ラフィ
ネートの流出位置および展開液の流入位置をそれぞれ1
塔づつ循環液流の下流側に移動させるとともに、この間
に分離塔2の脱着を行う。すなわち周期が変わることに
より第1図中の点線で示したごとく各ゾーンが1塔づつ
下流側に移り、分離塔2内の第1充填材IにはC成分が
吸着しているので弁56、弁58を開口して、第1溶離液流
入管17から第1溶離液を流入することによってC成分を
脱着し、C成分を多く含む第1溶離液(第1エクストラ
クト)を第1エクストラクト流出管20から流出する。 第1図に示した実施態様においては、各分離塔の流入
側と流出側に遮断弁を有するバイパス管を設け、4ゾー
ンに位置する各分離塔について第1溶離液あるいは第2
溶離液で吸着成分を脱着する際に、当該分離塔を循環液
流から切り離し、該当するバイパス管の遮断弁を開口す
ることにより、4ゾーンに位置する分離塔の前後におけ
る分離塔を当該バイパス管で連結して循環液流を形成し
たが、場合によっては当該バイパス管を省略することも
できる。 なおバイパス管を省略した場合は、1ゾーンの出口か
ら3ゾーンの入口側に流入すべき循環液に相当する液が
全て1ゾーンの出口側から系外に流出してしまうのでこ
の液に相当する液量だけ3ゾーンの入口から多量に展開
液を流入せねばならず、結果としてA成分の濃度が多少
希釈されることとなる。 したがってA成分を濃度の高い液として分離する場合
は、前記バイパス管を設置して1ゾーンの出口から得ら
れる液の一部を3ゾーンの入口側に循環することが望ま
しい。 さらに第1図に示した実施態様においては、各分離塔
への流入液および流出液の切り換えを各分離塔の流入側
および流出側に設けた各弁の切り換えで行っているが、
これに限らず、たとえばロータリー弁で行っても差し支
えない。 このように本発明の擬似移動層装置は原液中に存在す
る3成分に対する分配係数がそれぞれ異なる2種類の充
填材を充填した分離塔をそれぞれ交互に配置し、上述し
た操作を順に繰り返すことによって各成分をそれぞれ分
離するものであるが、上述したごとく分離塔を6塔用い
る場合は、1ゾーンにおいてはA成分の吸着濃縮が、2
ゾーンにおいてはA成分の脱着とB成分およびC成分の
分離が、また3ゾーンにおいてはB成分およびC成分の
濃縮が交互に行われ、さらに4ゾーンにおいてはB成分
あるいはC成分の脱着が交互に行われるものである。 なお本発明において原液中のA成分すなわち第1充填
材Iおよび第2充填材IIに対して、いずれもその分配係
数の小さい成分の濃縮を必要としない場合は、1ゾーン
を削除してよく、したがってこの場合は分離塔を4塔と
することができる。 本発明に用いる充填材としては原液中に存在するA成
分、B成分、C成分に対する分配係数がA成分<B成分
<C成分である第1充填材と、前記分配係数がA成分<
C成分<B成分である第2充填材であるごとく、A成分
に対してはいずれもその分配係数は小さいが、B成分お
よびC成分についてはその分配係数が逆転しているよう
な2種類の充填材を用いる必要があり、原液中に含まれ
ている3成分に対して上述のような関係にある充填材、
たとえばイオン交換樹脂、イオン遅滞樹脂、シリカゲ
ル、ゼオライト系吸着剤、活性炭、他の天然、合成吸着
体などからその目的に応じた2種類の充填剤を選定すれ
ばよく、また充填材の形状は粉末、粒状、繊維状など各
種のものを用いることができる。 また本発明に用いる展開液は通常原液中の各成分を溶
かしている溶媒と同一のものを使用し、たとえば原液が
水溶液であれば水を用いる。 また本発明に用いるそれぞれの溶離液はそれぞれの充
填材に吸着したB成分あるいはC成分を脱着できる液を
用い、水、酸、アルカリ水溶液、塩類水溶液、アルコー
ル等の有機溶媒等から適当なものを選定する。なおB成
分とC成分を脱着する際に両者ともに同一の溶離液を用
いることもでき、あるいは同一の溶離鍵でも温度が異な
る溶離液を用いることもでき、あるいは種類の異なる溶
離液を用いることもできる。このようにB成分あるいは
C成分を脱着するのに最も適した溶離液を用いることが
でき、種類の異なる溶離液を用いることができるところ
も本発明の擬似移動層装置の利点のひとつに挙げられ
る。なお分離しようとする各成分の組成によっては展開
液、第1溶離液、第2溶離液ともに水などの同一の液を
用いることも勿論可能である。 なお原液に含まれるA成分、B成分、C成分として
は、それぞれ単一の各成分に限定されるものでなく、分
配係数が近似している成分同志をひとまとめにして成分
群とし、たとえばA成分群とB成分(単独成分)、C成
分(単独成分)、あるいはA成分群、B成分群、C成分
(単独成分)、あるいはA成分群、B成分群、C成分群
などに分離することも本発明の技術範囲に含まれる。 <効果> 以上説明したごとく本発明の擬似移動層装置によれ
ば、原液中に含まれる3成分を1系統の擬似移動層装置
でそれぞれに分離することができるので、従来のように
2系統の分離装置を用いる必要がなく、したがって装置
の設備費を安価とすることができ、操作を簡略化するこ
とが可能となる。 また1回の分離操作で3成分をそれぞれ分離すること
ができるので、充填材を用いる分離操作で1回行う毎に
必然的に増える希釈を最少限度にすることができ、濃度
の濃い各成分の分離液を得ることができる。 以下に本発明の効果をより明確とするため、本発明の
実施例を説明する。 実施例 デキストリンとグルコースと塩化ナトリウムの3成分
を含む原液を用いて本発明の擬似移動層装置によって各
成分を分離した。 (1)原液組成 デキストリン、グルコース、塩化ナトリウムそれぞれ
1重量%水溶液 (2)使用充填材 第1充填材;強酸性カチオン交換樹脂アンバーライト
(登録商標)HFS−471X 第2充填材;イオン遅滞樹脂ダウエックス(登録商
標)11A−8 (3)両充填材の各成分の分配係数 第1表に示した。 (4)使用した擬似移動層装置 31.4mlの第1充填材を充填した直径15mm、長さ180mm
(充填層高178mm)のカラムと、31.4mlの第2充填材を
充填した直径15mm、長さ180mm(充填層高178mm)のカラ
ムをそれぞれ交互に全体で4本直列に配置し(第1図に
おける1ゾーンを削除したもの)、それぞれのカラムの
流入側および流出側に原液、展開液、溶離液の各液の流
入管および流出管を付設した。 (5)操作 第1図で参照される1ゾーンの部分を削除し、かつ各
分離塔の流入側と流出側とを連通するバイパス管を削除
して4塔式の擬似移動層として操作した。 すなわち第1図における2ゾーンの空塔速度を0.96cm
/min、3ゾーンの空塔速度を0.91cm/min、4ゾーンの空
塔速度を充填材が第1充填材の場合は0.85cm/min、充填
材が第2充填材の場合は1.15cm/minとした。 また原液の流入量を0.09ml/minとし、展開液および両
充填材の溶離液ともに水を用い、展開液の流入量を1.6m
l/min、第1充填材に対する溶離液の流入量を1.5ml/mi
n、第2充填材に対する溶離液の流入量を2.0ml/minと
し、各カラムの切り換え周期を10分とした。 (6)結果 以上の操作を行った結果、4ゾーンから流出されるエ
クストラクトはグルコースに富む流出液と、塩化ナトリ
ウムに富む流出液が交互に流出し、また2ゾーンから流
出されるラフィネートはデキストリンに富む流出液が流
出した。 これらの各流出液の各成分濃度の操作開始から定常状
態に至るまでの変化を第2図および第3図に示した。な
おグルコース濃度はグルコスタット法で、デキストリン
濃度はフェノール硫酸法で、塩化ナトリウム濃度は電気
伝導度からそれぞれ定量した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様の一例である擬似移動層装置
のフローを示す説明図であり、第2図および第3図は実
施例における結果を示すグラフで、第2図はエクストラ
クトにおける各成分の濃度の経時変化を示し、第3図は
ラフィネートにおける各成分の濃度の経時変化を示し、
両グラフともに縦軸に濃度を、横軸に時間を表す。 1、2、3、4、5、6……分離塔 7……配管 8、9、10、11、12、13、28、29、30、31、32、33……
遮断弁 14……循環ポンプ、15……原液流入管 16……展開液流入管、17……第1溶離液流入管 18……第2溶離液流入管 19……ラフィネート流出管 20……第1エクストラクト流出管 21……第2エクストラクト流出管 22、23、24、25、26、27……バイパス管、34ないし75…
…弁 I……第1充填材、II……第2充填材
のフローを示す説明図であり、第2図および第3図は実
施例における結果を示すグラフで、第2図はエクストラ
クトにおける各成分の濃度の経時変化を示し、第3図は
ラフィネートにおける各成分の濃度の経時変化を示し、
両グラフともに縦軸に濃度を、横軸に時間を表す。 1、2、3、4、5、6……分離塔 7……配管 8、9、10、11、12、13、28、29、30、31、32、33……
遮断弁 14……循環ポンプ、15……原液流入管 16……展開液流入管、17……第1溶離液流入管 18……第2溶離液流入管 19……ラフィネート流出管 20……第1エクストラクト流出管 21……第2エクストラクト流出管 22、23、24、25、26、27……バイパス管、34ないし75…
…弁 I……第1充填材、II……第2充填材
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.A成分、B成分、C成分を含む原液から各成分を分
離する擬似移動層装置であって、各成分に対する分配係
数がA成分<B成分<C成分である第1充填材を充填し
た分離塔と、前記分配係数がA成分<C成分<B成分で
ある第2充填材を充填した分離塔を、それぞれ交互にす
くなくとも4塔以上配置して、各塔を遮断弁を有する配
管で直列に連結するとともに、最後部の分離塔と最前部
の分離塔も遮断弁を有する配管で連結することによっ
て、無端に連結した分離塔群を形成し、各分離塔間に原
液流入管、展開液流入管、溶離液流入管および各成分の
分離液流出管をそれぞれ連通したことを特徴とする擬似
移動層装置。 2.遮断弁を有するバイパス管で各分離塔の流入側と流
出側とを連通させた特許請求の範囲第1項記載の擬似移
動層装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62235014A JP2740780B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 擬似移動層装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62235014A JP2740780B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 擬似移動層装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6480409A JPS6480409A (en) | 1989-03-27 |
JP2740780B2 true JP2740780B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=16979793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62235014A Expired - Lifetime JP2740780B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 擬似移動層装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2740780B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6013639B1 (ja) * | 2016-05-20 | 2016-10-25 | フィトファーマ株式会社 | 多成分を3以上の画分に分離するクロマト分離方法および装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5198120A (en) * | 1989-12-26 | 1993-03-30 | Japan Organo Co., Ltd. | Process for fractional separation of multi-component fluid mixture |
US7109005B2 (en) | 1990-01-15 | 2006-09-19 | Danisco Sweeteners Oy | Process for the simultaneous production of xylitol and ethanol |
FI86440C (fi) | 1990-01-15 | 1992-08-25 | Cultor Oy | Foerfarande foer samtidig framstaellning av xylitol och etanol. |
CA2272562A1 (en) * | 1997-09-22 | 1999-04-01 | Organo Corporation | Chromatographic separation process and separator |
JP3478325B2 (ja) * | 1997-12-25 | 2003-12-15 | オルガノ株式会社 | クロマト分離方法 |
FI114553B (fi) * | 2001-12-31 | 2004-11-15 | Danisco Sweeteners Oy | Menetelmä sokereiden ottamiseksi talteen |
-
1987
- 1987-09-21 JP JP62235014A patent/JP2740780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6013639B1 (ja) * | 2016-05-20 | 2016-10-25 | フィトファーマ株式会社 | 多成分を3以上の画分に分離するクロマト分離方法および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6480409A (en) | 1989-03-27 |
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