JPH0620489B2 - クロマトグラフイ−による分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は分離用充填剤を内蔵するカラムを用いたクロマ
トグラフィー（以下クロマトグラフィーという。）によ
る分離装置に関するものであり、詳しくは、予め設定さ
れた回収率となるように回収画分と非回収画分との境界
を判定し、この判定結果に基き回収画分と非回収画分と
を分取する手段を制御するよう構成したクロマトグラフ
ィーによる分離装置に関するものである。

［従来の技術］ クロマトグラフィーは、可溶性物質を分離、精製する目
的で用いられ、製薬、食品、精密化学等の分野における
工業的規模での分離、精製に応用されている。

このクロマトグラフィーによる分離装置においては、回
収画分（カラムから流出する液における、目的成分を含
有する回収部分）と非回収画分（目的成分が少ないか又
は実質的に含有しない部分）とを的確に判別し、分取す
ることが重要である。

従来のクロマトグラフィーによる分離装置において、分
離用カラムから排出される液の回収画分と非回収画分と
の境界を検知する方法としては、 予め目的成分の純品を、試料溶液の分離操作と同じ
条件でカラムに流してそのリテンションタイムを知り、
このリテンションタイム付近をタイマにて判断する、 目的成分がその他の成分と完全に分離されているよ
うな条件では、その目的成分のリテンションタイムに基
いて判断する、 分離度が低くとも良い試料については、経験的に認
められたりテンションタイムとなるようタイマ管理す
る、 等の方法が行なわれている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし上記従来の方法では、いずれも、試料を分離カラ
ムに導入してからの経過時間のみを判断しており、ｐ
Ｈ、塩類濃度、温度、流量等の分離条件が分離操作中に
変化した場合であっても、その変化前に設定された条件
でしか運転ができず、変化に対応できない。そのため、
回収画分の回収率を一定に保つことは困難であった。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本発明は、分離用充填剤
を内蔵したカラムに被分離液及び溶離液を供給し、この
カラムを通すことにより回収画分と非回収画分とを分離
するようにした装置において、予め目的成分の目標回収
率を設定する。そして、演算制御器で、カラムに導入さ
れる目的成分の総量とこの目標回収率とから目的成分の
回収目標量を演算する。また、カラムへの液の導入量
と、カラムから排出される液中の目的成分濃度を演算制
御器に入力する。演算制御器では、入力データに基き、
カラムからの目的成分の流出量を演算して、その時点ま
での回収量を演算（積算）すると共に、演算された回収
量を目標回収量と比較し、実際の回収量が回収目標量以
上になった時点で、カラムに後続して設置された回収画
分と非回収画分とを分取する手段の切換えるよう構成し
たものである。

即ち、本発明は、 分離用充填剤を内蔵したカラムと、分離目的成分を含む
被分離液と溶離液とを該カラムに供給する手段と、該カ
ラムから排出される液を分取する手段と、前記カラムの
入口及び出口のうち少なくとも出口に設けられた液中の
目的成分濃度を検出する濃度検出器と、前記カラムへの
液の流入量を検出する流量検出手段と、前記濃度検出器
の濃度検出信号及び流量検出手段の溶離液の流量検出信
号が入力され、これに基いてカラムからの目的成分流出
量を演算すると共に、目的成分のカラムへの総流入量と
予め設定された回収率とから目的成分の回収目標量を演
算し、目的成分流出量が回収目標量以上になったときに
前記分取手段を切替制御する演算制御器と、からなるク
ロマトグラフィーによる分離装置、を要旨とするもので
ある。

本発明において流量検出手段としては、流量計を用いて
も良いが、カラムへの液供給装置として定量ポンプを用
いた場合には、この定量ポンプ吐出量をもって流量デー
タとし、これを演算制御器に入力させるようにしても良
い。

また、本発明においては、濃度検出器はカラムの出口側
にのみ設けても良く、入口側、出口側の両方に設けても
良い。

入口側の濃度検出器を省略する場合には、被分離液中の
目的成分濃度は、予め自動又は手動にて分析しておき、
この分析結果を演算制御器に入力しておく。

本発明において、分離用充填剤としては、従来公知の各
種のもの、例えば、シリカゲル、アルミナ、イオン交換
樹脂、活性体等のいずれをも採用できる。

［作用］ このような本発明によれば、カラムから流出する目的成
分の回収率（｛その時点までの目的成分の流出量｝／
｛カラムに導入された目的成分の総量｝）を検出しなが
ら分離操作を行ない、予め設定された回収率となるよう
に、自動的に分取手段の流路切替が行なわれる。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係るクロマトグラフィーによ
る分離装置の系統図である。

１は溶離液貯槽であって、送液ポンプ３、流量計４及び
入口側の濃度検出器５がこの順に設置された配管２１を
介して分離剤充填カラム６に接続されている。

また２は被分離液貯槽であって、配管２２を介して溶離
液貯槽１とポンプ３との間の部分に接続されている。Ｖ
_１、Ｖ_２は、それぞれ、溶離液貯槽１及び被分離液貯槽
２の液流出側に設けられたバルブである。

分離剤充填カラム６の出口側には、分取手段８に接続す
るための配管２３が設けられており、この配管２３の途
中には出口側の濃度検出器７が設けられている。

分取手段８の構成について説明すると、配管２３の後流
部分配管２４、２５に分岐しており、配管２４には非回
収画分出口バルブＶ_３が設けられ、配管２５には回収画
分出口バルブＶ_４が設けられ、その下流側に回収画分回
収槽９が設けられている。

１０は、この装置の制御を行なう演算制御器であって、
演算制御部１１と、この演算制御部１１に予め設定され
た回収率を入力させるための入力部１２を有している。

演算制御部１１へは、流量計４、濃度検出器５、７及び
入力部１２からそれぞれデータ信号が入力される。演算
制御部１１は、これらの信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、入出力装置、中央処理装置、プログラム
やデータを記憶する記憶装置、これらを接続するデータ
バス等を備えている。また、演算制御部１１は、演算結
果を制御信号として出力するためのＤ／Ａ変換器を有す
る。

なお演算制御部１１はタイマをも内臓している。

次に上記実施例装置の作動について、回収画分の展開速
度が非回収画分の展開速度よりも大きい場合を例にとっ
て説明する。

まず入力器１２によって、目標回収率を演算制御部
１１へ入力する。

付いでバルブＶ_１を開、Ｖ_２を閉とし、ポンプ３を
作動させて分離剤充填カラム６に溶離液を若干流した
後、バルブＶ_１を閉、Ｖ_２を開とし被分離液をカラム６
に流す。このときバルブＶ_３は開、Ｖ_４は閉としてお
く。

演算制御部１１へは流量計４、検出器５から検出信号が
送られてくると共に、演算制御部１１に内蔵されたタイ
マにより被分離液流通開始時からの経過時間が測定され
ている。

所定時間、カラムに被分離液を流した後、バルブＶ
_１を開、Ｖ_２を閉とし、カラム６に溶離液を流す。

次いでバルブＶ_３を閉、Ｖ_４を開とする。

演算制御部１１は、流量計４と検出器５からの出力
及び被分離液を流した時間の積により、カラム６に供給
した目的成分の総量を演算する。

演算制御部１１には、出力側検出器７からも検出信
号出力値が入力されており、演算制御部１１では、流量
計４の出力、溶離液流通開始時からの経過時間及び出口
側濃度の積により、その時点までに分離剤充填カラム６
から流出した目的成分の積算量（回収量）を演算する。

この計算された回収量と、予め設定された回収率か
ら求められる回収目標量とを比較し、計算された回収量
が設定された回収目標量と等しいかもしくは大きくなっ
た時点で、バルブＶ_３を開、Ｖ_４を閉とし、回収画分の
回収槽９への回収を終了する。

なお上記演算例は本発明の一例であるから、本発明がこ
れに限定されるものではない。

例えば、の後で、回収量を目的成分の総流入量で除し
て回収率に換算し、この回収率を目標回収率と比較する
ようにしても良い。

［実験例１］ 第１図の装置において、分離用充填剤として、１０００
ｍｌの東洋曹達工業（株）製ヨパール（商標）ＨＷ−４
０Ｃをパイレックスガラス製のカラム（内径５０ｍｍ、
長さ５００ｍｍ）に充填し、充填剤充填カラム６とし
た。ポンプ３としては日本精密（株）製パーソナルポン
プ（定量ポンプ）を用いた。検出器５、７としては示差
屈折率計を使用した。

被分離液としては、水あめ溶液を糖濃度１０％となるよ
うに調整したものを用い、このうちグルコースの入って
いない糖を回収することとした。溶離剤としては、蒸留
水を用いた。

なお流量計４は、ポンプ３として定量ポンプを採用した
ところから、この定量ポンプをもって代用した。目標回
収率は６０％とした。

まず入力部１２から、目標回収率０．６を入力した。そ
してカラム６内に溶離液を若干流した後、バルブＶ_１を
閉、Ｖ_２を開、Ｖ_４を閉、Ｖ_３を開とし、上記水あめ溶
液を４０ｍｌ／分の流速で１００ｍｌ通液し、次いで、
バルブＶ_１を開、Ｖ_２を閉とすると共に、バルブＶ_４を
開とし、Ｖ_３を閉として、溶離液（蒸留水）を４０ｍｌ
／分で通液した。

演算制御部１１内では、検出器５、７からの検出濃度信
号を０．５秒毎に読込み、検出器５で検出される、グル
コースの入っていない糖濃度に流量と通液時間を乗じて
総流入量を演算する。そして、これを目標回収率０．６
を乗じた値と、出口側検出器７から検出された値に流量
４０ｍｌ／分を乗じた値の積算値（回収量）とを比較
し、前者の値に比べ後者の値が等しいか又は大きくなっ
た時点でバルブＶ_３、Ｖ_４を切換える操作を行なった。
この結果を表１に示す。

また被分離液の糖濃度を７％及び１５％に変えた水あめ
溶液を用いた場合について、上記と同様に試験を行なっ
た。その結果を表１に示す。

表１より、目標値通りの回収率で、十分に分離されたこ
とが明らかである。

［実施例２］ 実験例１で用いたものと同じ装置及び同じ充填剤を用
い、糖濃度７％、１５％の場合について同様の条件で分
離操作を行なった。

ただし回収終了点は、実験例１で回収率を６０％とし糖
濃度を１０％としたときの分離カラム６出口の検出器７
の出力を基準とし、検出器７の出力値がこの値以下にな
った時点で回収、非回収のバルブ切換えを行なうように
した。結果を表２に示す。分離カラム６の出口側検出器
７の値が、設定値よりも小さくなった時点で、回収、非
回収バルブを切換える方式では、表２に示したように回
収率及び回収液のグルコース排除率は大きく変動した。

［実施例３］ 実施例１で用いたものと同じ装置及び充填剤を用い、糖
濃度７、１５％の場合について、同様の条件で分離操作
を行なった。

ただし、回収終了点は、実験例１で回収率を６０％とし
糖濃度を１０％としたときに回収、非回収のバルブ切換
えを行なった時間を基準とし、この時間になったとき
に、バルブの切換えを行なった。結果を表３に示す。

表３に示すように、タイマだけで、回収非回収バルブの
操作を行なった場合、被分離液の濃度変化に伴い、回収
率及び回収液のグルコース排除率が大きく変動すること
が認められた。

［効果］ 以上の通り、本発明の装置は、カラムから流出する目的
成分の回収率を演算し、この回収率が目標回収率以上に
なったときに、回収の終了を行なうように構成したもの
であり、常に所定の回収率となるように自動的に分離操
作が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るクロマトグラフィーによ
る分離装置の系統図である。 １……溶離液貯槽、２……被分離液貯槽、 ３……送液ポンプ、４……流量計、 ５、７……濃度検出器、 ６……分離剤充填カラム、８……分取装置、 ９……回収画分回収槽、 １０……演算制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分離用充填剤を内蔵したカラムと、分離目
   的成分を含む被分離液と溶離液とを該カラムに供給する
   手段と、該カラムから排出される液を分取する手段と、
   前記カラムの入口及び出口のうち少なくとも出口に設け
   られた液中の目的成分濃度を検出する濃度検出器と、前
   記カラムへの液の流入量を検出する流量検出手段と、前
   記濃度検出器の濃度検出信号及び流量検出手段の溶離液
   の流量検出信号が入力され、これに基いてカラムからの
   目的成分流出量を演算すると共に、目的成分のカラムへ
   の総流入量と予め設定された回収率とから目的成分の回
   収目標量を演算し、目的成分流出量が回収目標量以上に
   なったときに前記分取手段を切替制御する演算制御器
   と、からなるクロマトグラフィーによる分離装置。