JPH04138354A - プロセス液体クロマトグラフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は化学工業などのプロセスの現場でプロセス側か
ら試料を採取して分析するプロセス液体クロマトグラフ
に関するものである。

（従来の技術） プロセス液体クロマトグラフを構成するには、プロセス
側から試料を自動的に採取し、分析部としての液体クロ
マトグラフに導入する試料導入部か必要である。

また、試料をプロセス側から採取する際、フィルタを介
して固形分などを濾過した後に採取する必要がある。

濾過装置を備えたプロセス液体クロマトグラフとしては
、第５図に示されるようなデッＩ−フロー式フィルタ１
０２を使用したものか考えられる。

プロセスライン１０４からの試料は試料ポンプ１０６に
よって取り込まれ、テラ１〜フロー式フィルタ１０２を
経てインジェクタ１０８に送られる。

インジェクタ１０８は計量ループ１１０を備え、ｉｔ　
ｉループ１１０て採取された試料はインジェクタ１０８
の流路切換えにより、溶離液ポンプ１１２で送られる溶
離液１１４とともにカラム１１６に注入され、単成分に
分離されて検出器１１８で検出される。１２０はプロセ
スライン１０４から取り込まれたがカラム１１６に注入
されなかった試料を廃棄するトレインである。

（発明が解決しようとする課題） デッドフロー式フィルタは流路をながれる試料を全てフ
ィルタに通す構造であるため、フィルタを交換する頻度
が高くなる。通常は、濾過流星が必要流量より低減して
くると、フィルタに逆方向に洗浄液を流して洗浄する。

フィルタを洗浄している間は試料を流すことはできない
ので、この間は分析を行なうことができない。そのため
、プツトフロー式フィルタを用いたプロセス液体クロマ
トグラフは、バッチ式反応には使用できるが、連続式反
応には適さない。

また、濾過流量も実用上大きくすることかできす、プロ
セスラインを流れる試料と採取される試料との間の時間
差か大きくなって、測定結果がプロセスラインの試料と
忠実に対応する、所謂代表性が損なわれる。そのため、
プロセスラインからあまり距離を離して液体クロマトグ
ラフを設置することもできない。

従来の分析用液体クロマトグラフをオンライン液体クロ
マトグラフとして使用するには、ライン側から試料を取
り込む試料導入部を別に組み合わせる必要がある。液体
クロマトグラフは溶離液槽、７容離液ポンプ、インジェ
クタ、カラム、検出器などの各ユニットを組み合わせて
使用されるので、プロセスの現場で使用できるように小
型にし、かつ防爆構造にして、プロセスラインと一体化
されるインライン液体クロマ１−グラフとするのは困難
である。

また、試料導入部は分析部とは別の機器と考えられ、保
守上問題があり、試料導入部と液体クロマトグラフを含
むシステムとして評価すると問題があり、プロセス液体
クロマトグラフ普及の大きな隘路になっている。

また、プロセスラインと液体クロマトグラフ設置６場所
との距離か長くなれば、そＪしに伴なう検出遅れが大き
くなり、試料の代表性が損なわれる。

本発明はフィルタの連続使用を図り、また試料を大流量
で循環させて試料採取時間の短縮化を図り、さらに試料
の廃部を最少に抑えることができる試料導入部を備えた
液体クロマトグラフを提供することを目的とするもので
ある。

また、本発明はプロセス側に接近してセンサ部を設ける
ことができ、試料の代表性を損なうことの少ないプロセ
ス液体クロマトグラフを提供することを目的とするもの
である。

さらに、本発明は試料導入部において試料を希釈する際
には小型の希釈液ポンプでも大きな希釈倍率を得ること
ができ、高精度な希釈液ポンプを使用する必要性をなく
すとともに、希釈倍率を可変にできる希釈器を備えたプ
ロセス液体クロマトグラフを提供することを１］的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） フィルタの連続使用を図り、試料採取時間の短縮化を図
り、試料の廃部を最少に抑えるために、本発明では、試
料導入部にプロセス側との間にクロスフロー式フィルタ
を含む循環流路と、フィルタで濾過された試料で採取さ
れなかったものをプロセス側に戻す流路を備える。

プロセス側に接近してセンサ部を設けることができ、試
料の代表性を損なわないようにするために、本発明では
、プロセス側との間にタロスフロー式フィルタを含む循
環流路、前記フィルタで濾過された試料で採取されなか
ったものをプロセス側に戻す流路、希釈器、液体クロマ
１−グラフのインシエクタ、カラム及び検出セルを一体
として含むインラインセンサ部をプロセス側に接続し、
前記希釈器へ希釈液を送る希釈液ポンプ、前記インジェ
クタを経てカラムに溶離液を送る溶離液ポンプ及びＵＶ
検出器を含む操作部をインラインセンサ部とは別に構成
して設置し、インラインセンサ部と操作部の間を流路や
光伝搬路なとて接続する。

試料導入部の希釈器で高精度な希釈１ルポンブを使用す
る必要性をなくすとともに、希釈倍率を可変にするため
に、本発明では、希釈器に試料を採取する計量ループと
、Ｊ［量ループの試料を希釈液と混合する容量可変の混
合部をもつミキサーを備える。

（実施例） 第１図は第１の実施例を表わす。

この実施例は、試料導入部に濾過装置を備え、試料導入
部と高速液体クロマトグラフ（Ｉ（Ｐ　Ｌ　Ｃ）が一体
化されたものである。

２はプロセスラインであり、プロセスライン２には試料
ポンプ４とクロスフロー式フィルタ６を含む循環流路が
接続されている。フィルタ６の濾過液流出口には濾過液
ポンプ８を介してインジェクタ１０が接続され、インジ
ェクタ１０の破線の流路を介して濾過液の排出流路には
三方弁の濾過液戻し弁１２が接続されている。濾過液戻
し弁１２の一力の出口につながる流路はプロセスライン
２へ戻る循環流路を形成し、濾過液戻し弁１２の他方の
出Ｌ１は１〜レイン１４へ導かれている。

インジェクタ１０は六方切換え弁式であり、計量ループ
１６を備えている。インジェクタ１０にはさらに溶離液
１８を供給する溶離液ポンプ２０が接続され、さらにカ
ラム２２が接続されている。

２４は検出器、２６は記録計である。

この実施例で、クロスフロー式フィルタ６は例えば３０
ｍＱＺ分以」二の大流量の試料を流すことのできるフィ
ルタである。そのようなフィルタの例としては、第２図
に示されるように、ステンレス製ハウジング６ａ内に濾
過用セラミックフィルタ６ｂが設けられ、フィルタ６ｂ
中を試料液が流れるようになったものがある。フィルタ
６ｂの内側には流速を増加させる棒６Ｃが設けられてい
る。

濾過液はフィルタ６ｂの外側に取り出され、出口６ｄか
ら濾過液ポンプにより取り出される。セラミックフィル
タ６ｂは例えば細孔の平均径０．２μｍのアルミナ非対
称構造のものである。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

プロセスライン２を流れる試料は試料ポンプ４によりク
ロスフロー式フィルタ６を通って常時プロセスライン２
に戻されている。インジェクタ１０と濾過液戻し弁１２
が実線の流路に設定されているとすると、濾過液は濾過
液ポンプ８によりインジェクタ１０の計量ループ１６、
濾過液戻し弁１２を通りプロセスライン２に流れている
。インジェクタ１０を６０度回転させると、破線の流路
に切り換わり、計量ループ１６内の試料は溶離液ポンプ
２０で送液された溶離液１８で押し出されてカラム２２
に注入される。試料はカラム２２を通過しながら単成分
に分離され、検出器２０で各成分の１度に比例した電気
信号に変換され、記録８１２６にクロマトクラムが記録
されていく。

濾過液戻し弁１２はインジェクタ１０が試料注入から計
量（実線の流路）に切り換えられた直後のみ破線の流路
に切り換えられ、重量ループ１６中の溶離液をドレイン
１４に排出してプロセスライン２に溶離液が流れ込まな
いようにする。

第３図は第２の実施例を表わす。

この実施例では、プロセスライン２に直接取りつけられ
るインラインセンサ部３０と、保守点検か容易でインラ
インセンサ部３０になるへく近接して設置される現場操
作部６０とから構成され、それらの間は必要な配管、光
ケーブルや配線で接続されている。

第３図において、インラインセンサ部３Ｑはプロセスラ
イン２との間にクロスフロー式フィルタ３２を含む循環
流路を構成している。その循環流路の濾過液を取り出す
ために濾過液ポンプとしてローラポンプ３４が設けられ
ている。３６はローラポンプ３４の駆動用モータである
。

濾過液ポンプ３４の流路はサンプリングバルブ３８に接
続されている。サンプリングバルブ３８は空気作動弁式
の六方切換え弁である。３８ａはサンプリングバルブ３
８の空気作動弁である。濾過液か供給されるボーＩ−か
ら破線の流路を経て、サンプリングバルブ３８は空気作
動弁式の三方弁の濾過液戻し弁４０に接続され、濾過液
戻し弁４０の一方の出口につながる流路はプロセスライ
ン２に戻る循環流路を構成し、濾過液戻し弁４０の他方
の出口は排出１コとなっている。４０ａは濾過液戻し弁
４０の空気作動弁である。サンプリングバルブ３８には
計量ループ４２とミキサー４４が接続され、さらに溶離
液を供給する流路が接続されている。ミキサー４４は後
で第４図で説明される混合部の容量が可変のミキサーで
ある。

ミキサー４４の出口流路は高速液体クロマトグラフのイ
ンジェクタ４６へ接続されている。インジェクタ４６も
空気作動弁式の六方切換え弁であり、計量ループ４８か
接続されており、さらに高速液体クロマトグラフのカラ
ム５０と溶離液を供給する流路が接続されている。４６
ａはインジェクタ４６の空気作動弁である。カラム５０
の溶出液出口は検出セル５２を経て廃液流路につながっ
ている。

検出セル５２にはυ■検出器からの光を照射し、セル５
２を透過した光を受光するために光ケーブル５４の光照
射端と受光端がセル５２を挾んで対向するように設けら
れている。

サンプリングバルブ３８に接続された計量ループ４２と
ミキサー４４て希釈器を構成している。

ミキサー４４の一例を第４図に示す。

第４図で、混合部４４ａの容量を決定する隔壁４、４　
ｂは○リングシール４４　ｃによりミキサの壁面に沿っ
て移動することができ、混合部４．４　ａの容量を変え
ることができる。混合部４４ａには扱う試料に対して不
活性なメソシュなどが充填されている。

ｌＩ址ループ４２とミキサー４４で構成される希釈器で
は、その希釈倍率はＲ］量ループ４２の容量とミキサー
４４の容量との容量比で決定される。

例えば計量ループ４２の容量を２０μＱ、ミキサー４４
の容量を２００μα〜２Ｑ　ｍ　Ｑの範囲で可変である
とすると、希釈倍率は１０〜１０００倍の範囲で可変と
なる。

現場操作部６０では濾過液戻し弁の空気作動弁４０ａを
昧動する電磁ブｔ６２、サンプリングバルブの空気作動
弁３８ａを原動する電磁弁６４、インジェクタの空気作
動弁４６ａを昧動する電磁弁６６が設けられ、排出液槽
６８、希釈液槽７０、希釈液槽７０の希釈液を送る希釈
液ポンプ７２、溶離液槽７４、溶離液槽７４の溶離液を
送る溶離液ポンプ７６、光ケーブル５４を介して検出セ
ル５２の紫外吸収スペク１−ルを測定するＵＶ検出器７
８、濾過液ポンプ３４や電磁弁６２．６４−．６６やＵ
Ｖ検出器７８を制御するシーケンサ８０、レコーダ８２
などが設けられている。

インラインセンサ部の空気作動弁４−Ｏａ、３８ａ、４
６ａとそれらに対応する現場操作部の電磁弁６２，６４
．６６との間はビニールチューブ６２ａ、６４ａ、６６
ａでそれぞれ接続さ九でいる。

インラインセンサ部の濾過液戻し弁４０の廃液口、イン
ジェクタ４６の廃液口及び検出セル５２の下流の溶出液
出口はステンレスチューブ６８ａにより現場操作部の排
出液槽６８につながっている。

現場操作部の希釈液ポンプ７２と溶離液ポンプ７６はそ
れぞれステンレスチューブ７２ａ、７６ａによりインラ
インセンサ部のサンプリングバルブ３８、インジェクタ
４６にそれぞれつながっている。インラインセンサ部の
濾過液ポンプ３４のモータ３６は現場操作部のシーケン
サ８０と配線で接続されている。

次に、第３図の実施例の動作について説明する。

最初、インラインセンサ部においてはサンプリングバル
ブ３８、濾過液戻し弁４０及びインジェクタ４６はいず
れも実線で示される流路に設定されているものとする。

試料はクロスフローフィルタ３２、濾過液ポンプ３４、
計量ループ４２から濾過液戻し弁４０を経てプロセスラ
イン２に戻される。この状態はサンプリングバルブの計
量ループ４２での計量準備状態である。

シーケンサ８０のタイムプログラムで、電磁弁６４か作
動し、ヒニールチューブ６４ａを介して空気が送られ、
空気作動Ｊｉ３８ａが作動してサンプリングバルブ３８
が６０度回転すると、サンプリングバルブ３８の流路か
破線の流路に切り換えられる。希釈液槽７０から希釈液
ポンプ７２によりステンレスチューブ７２ａを介して希
釈液が送られ、ｌｉＩ量ループ４２で採取された試料か
希釈液とともにミキサー４４へ送られて混合され希釈さ
れながら、インジェクタ４６の計量ループ４８を通り、
ステンレスチューブ６８ａから排出液槽６８へＪ１出さ
れる。この状態はインジェクタの計量ループ４８による
試料の計量準備状態である。

いま、サンプリングバルブの計量ループ４２の容量を例
えば２０μＱ、ミキサー４４の容量を４ｍＱとすると、
希釈倍率は２００倍である。希釈液ポンプ７２の流量を
１　ｍ　Ｑ　７分とすると、サンプリングバルブ３８が
切り換えられた後、４分を経過したところでインジェク
タ４６を破線の流路にリノリ換えると、２００倍に希釈
された試料がａＩ量ループ４８で採取され、溶離液で押
し出されてカラム５ｏへ注入される。インジェクタの計
量ループ４８の容量は例えば２０μＱである。

カラム５０に注入された試料は単成分に分離され、検出
セル５２で光の強さに変換され、その信号は光ケーブル
５４で伝搬され、ＵＶ検出器７８て電気信号に変換され
、クロマ１−グラムがレコーダ８２に記録される。

濾過液戻し弁４０は第１図の実施例と同様に、濾過され
た試料を常時プロセスライン２に戻しているが、希釈直
後に計量ループ４２に取り込まれた希釈液がプロセスラ
イン２に入らないように。

短時間のみ排出側に切り換えられる。

（発明の効果） 本発明ではプロセス側から試料を取り込む試料導入部に
フィルタとしてクロスフロー式フィルタを用いたので、
大皿の試料を流すことができ、試料採取時間を短縮して
試料をプロセスラインに対して時間遅れなく測定できる
ようになり、試料の代表性を維持することができるよう
になる。

プロセス側との間に循環流路を設けることによす、高価
な試料を再利用することができるようになる。

本発明で、保守を必要とする部分を操作部としてセンサ
部とは別に設け、センサ部は小型で保守を殆ど必要とし
ないもので構成してプロセス側に直接接続するようにす
れは、液体クロマトグラフのオンライン化より一段と進
歩してプロセスに液体クロマ１−グラフを直結した、所
謂インライン型液体クロマ１へグラフを実現することか
できる。

インライン化に必要な小型化、防爆化が容易になる。

溶離液の交換なと日常の保守作業が容易になる。

小型化による分析時間の短縮、高分解能化が容易である
。

希釈器として計量ループと容量可変のミキサーを備えた
ものを用いると、希釈倍率が簡単に変更でき、また希釈
倍率を大きくすることができる。

希釈倍率を大きくすれはカラムに流れる試料の絶対星が
少なくなってカラム寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す流路図、第２図はクロスフロー
フィルタを示す一部切欠き斜視図、第３図は他の実施例
を示す流路図、第４図は同実施例におけるミキサーを示
す断面図、第５図は考えられるプロセス液体クロマトグ
ラフを示す流路図である。 ２・・・・・・プロセスライン、６，３２・・・・クロ
スフローフィルタ、８，３４・　・濾過ポンプ、１０゜
４６　・・・・インジェクタ、１２．４０・　・濾過液
戻し弁、１６．４８・・・・・インジェクタのｉｔ　ｆ
ｆループ、２０．７６・・・・溶離液ポンプ、２２．５
０・・・・カラム、２４・・・・・検出器、２６．８２
・・・・・・レコーダ、３０　・・・インラインセンサ
部、３８・・・・サンプリングバルブ、４２・・　計量
ループ、４４・・・・ミキサー、５２・・検出セル、５
４−・・・光ケーブル。 ６０　　現場操作部、６２，６４．６６　・・・・電磁
弁、７２・　希釈液ポンプ、７８・・・・ＵＶ検出器。 特許出願人　株式会社島津製作所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）分析部としての液体クロマトグラフと、プロセス
   側から試料を取り込み、必要に応じて希釈して分析部に
   導入する試料導入部とを備えたプロセス液体クロマトグ
   ラフにおいて、試料導入部はプロセス側との間にクロス
   フロー式フィルタを含む循環流路と、前記フィルタで濾
   過された試料で採取されなかったものをプロセス側に戻
   す流路を備えていることを特徴とするプロセス液体クロ
   マトグラフ。
2. （２）プロセス側との間にクロスフロー式フィルタを含
   む循環流路、前記フィルタで濾過された試料で採取され
   なかったものをプロセス側に戻す流路、希釈器、液体ク
   ロマトグラフのインジェクタ、カラム及び検出セルを一
   体として含むインラインセンサ部がプロセス側に接続さ
   れ、前記希釈器へ希釈液を送る希釈液ポンプ、前記イン
   ジェクタを経てカラムに溶離液を送る溶離液ポンプ及び
   ＵＶ検出器を含む操作部がインラインセンサ部とは別に
   構成されて設置され、インラインセンサ部と操作部の間
   が流路や光伝搬路などで接続されているプロセス液体ク
   ロマトグラフ。
3. （３）前記希釈器は試料を採取する計量ループと、計量
   ループの試料を希釈液と混合する容量可変の混合部をも
   つミキサーを備えている請求項２に記載のプロセス液体
   クロマトグラフ。