KR100372962B1 - 용액의분별방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 액체 유동이 상이한 이온 형태의 2개 이상의 부분 패킹 물질을 함유하는 시스템에서 수행행되는 크로마토그래피적 모의 이동 층 방법으로 용액을 분별하는 방법에 관한 것이다. 상이한 성분들이 풍부한 분획들은 다음 공정들을 포함하는 다단계 순서 동안 회수된다; 즉, 공급 상, 용리 상 및 재순환 상, 무수 고체 동도 프로파일을 갖는 부분 패킹 물질 층에 존재하는 액체는 재순환 상 동안 하나 이상의 부분 패킹 물질 층을 포함하는 루프 중에서 재순환된다. 이 방법은, 예를 들면, 아황산염 쿠킹 액, 당밀 및 비나쎄를 분별하는데 사용할 수 있다.

Description

용액의 분별 방법
미국 특허 제4 631 129호에는 상이한 이온 형태의 이온 교환 수지를 사용한 2개의 크로마토그래피적 처리를 포함하는 방법에 의해 아황산염 소비 액으로부터 당 및 리그노설포네이트를 분리하는 방법이 기재되어 있다. 제1 처리에서, 아황산염 소비 액을 금속염 형태로 칼럼 패킹 물질로서 사용된 강산 수지를 함유하는 크로마토그래피적 칼럼으로 도입시키는데, 여기서 금속 이온은 바람직하게는 소비된 액의 금속 이온, 대개 칼슘 또는 나트륨이다. 리그노설포네이트에 풍부한 사실상 무당 분획 및 당에 풍부한 분획은 용리시킴으로써 이러한 칼럼으로부터 수득된다.후자의 분획은 연화 처리하고 이의 pH를 5.5 내지 6.5의 범위로 조정한 다음 1가 형태의 제2 크로마토그래피적 칼럼 함유 수지 속에 도입시킨 다음, 당이 풍부한 제 2 분획 및 리그노설포네이트가 풍부한 제2 분획 및 염을 용출시킴으로써 이로부터 수득한다. 본 특허 문헌에는 공정이 당, 즉 경질 목재 아황산염 소비 액 중에 함유된 크실로스를 고순도 및 고수율로 회수할 수 있는 것으로 기재되어 있다. 그러나, 이 방법의 단점은 제1 크로마토그래피적 처리에서 형성되고 성분들이 이미 부분적으로 분리된 무수 고체 프로파일이 연화 처리 및 pH 조정시에 분해되고 이에따라 제2 크로마토그래피적 처리에 사용할 수 없다는 점이다. 이 방법은 또한 용액이 적용되는 농축 및 추가의 펌핑 단계가 복잡하다. 이러한 모든 인자들는 조사비용에 추가된다. 또한, 상이한 이온 형태의 이온 교환 수지가 사용되는 이 방법 및 모든 선행기술의 크로마토그래적 분리 방법은, 전형적으로 뱃치식 방법이고 공업적인 규모의 용액 분별에는 적합하지 않은 단점이 있다.
연속적으로 작동되는 크로마토그래피적 분리 방법은 현재 일반적으로 모의된 이동 층 방법을 이용하는데, 이는 각종의 상이한 적용에서 개발된 변형으로 공지되어 있다.
모의된 이동 층 방법은 뱃치식 방법에 비하여 수 배 이상 높은 분리 성능을 수득할 수 있게 하며 또한 생성물의 희석이 상당히 낮게 한다(용리제 소비).
모의된 이동 층 방법은, 계류중인 핀랜드 특허 제930321호 및 제932108호(각각 계류 중인 국제특허원 WO 제94/17213호 및 WO 제94/26380호에 상응함)에 기술된 바와 같이 연속적이거나 순차적일 수 있다. 연속된 모의 이동 층 방법에서, 전형적으로 모든 유동이 연속적이다. 이러한 유동은 원료 용액 및 용리제의 공급, 액체 혼합물의 재순환, 및 생성물의 회수이다. 이러한 유동에 대한 유동율은 별도의 목적(수율, 순도, 용량)에 따라 조정할 수 있다. 일반적으로, 8 내지 20개의 부분 패킹 물질을 단일 루프 속에 조합한다. 공급물 및 생성물 회수점을 패킹 물질 상중에 하부 스트림 방향으로 주기적으로 변환시킨다. 용리제 및 공급 용액의 공급으로 인하여, 생성물의 회수, 및 패킹 물질 층을 통한 유동으로 인하여, 무수 고체농도 프로파일이 패킹 물질 층에 형성된다. 패킹 층 내에서의 이동율이 낮은 성분은 무수 고체 농도 프로파일의 이면 경사에서 농축되고, 이동율이 높은 각각의 성분들은 전면 경사에서 농축된다. 공급 용액 및 용리제의 도입점 및 생성물 또는 생성물들의 회수점은 무수 고체 농도 프로파일이 패킹 물질 층에서 이동하는 사실상 동일한 속도로 점차적으로 변환된다.
공급 및 회수 점은 전형적으로 각각의 부분 패킹 물질 층의 상부 스트림 및 하부 스트림에서 패킹 물질 층을 따라 위치한 공급물 밸브와 생성물 밸브를 사용하여 주기적으로 변환시킨다. 매우 고순도의 생성물 분획을 목적하는 경우, 짧은 사이클 시간 및 다수의 부분 패킹 물질 층을 이용하여야 한다(장치는 필요한 밸브 및 공급 및 회수 장치를 갖는다).
순차 모의된 이동 층 방법에서, 모든 유동이 연속적인 것은 아니다. 순차 모의된 이동 층 방법에서, 유동은 공급 용액 및 용리제의 공급, 액체 혼합물의 재순환, 및 생성물의 회수이다(용출 상: 2 내지 4 또는 그 이상의 생성물). 상이한 공급물 및 생성물 분획의 유량 및 용적을 분리 목적(수율, 순도 또는 용량)에 따라조정할 수 있다. 이 방법은 3개의 기본 상인 공급, 용리 및 재순환을 포함한다. 공급 상 동안, 공급 용액, 및 가능하게는 또한 동시 용리 상 동안의 용리제를 소정의 부분 패킹 물질 층 속에 도입시키고 동시에 생성물 분획 또는 분획들을 회수한다. 용리 상 동안, 용리제를 소정의 부분 패킹 물질 층 또는 소정의 부분 패킹 물질 층들 속에 도입시키고, 이들 상 동안, 2, 3 또는 4개의 생성물 분획을 회수한다. 재순환 상 동안, 부분 패킹 물질 층에 아무런 공급 용액 또는 용리제도 공급하지 않으며 아무런 생성물도 회수하지 않는다.
순차적 모의 이동 층 방법은, 예를 들면, 영국 특허원 제2 240 053호 및 미합중국 특허 제4 970 002호에 기재되어 있다. 비트 당밀로부터 베타인 및 슈크로즈를 회수하는 데 적용된 순차적 모의 이동 층 방법은 핀랜드 특허 제86 416호(미국 특허 제5 127 957호에 상응함)에 기재되어 있다. 또한, 상기한 계류중인 핀랜드 특허원 제930321호(출원일:1993. 1. 26.) 및 제932108호(출원일:1993. 5.19.)는 순차적 모의 이동 층 방법에 관한 것이며, 첫 번째 것은 당밀의 분별에 관한 것이고 두 번째 것은 아황산염 쿠킹 액의 분별에 관한 것이다. 이러한 적용에 기술된 바와 같이, 모의 이동 층 방법은 다단계 방법일 수 있다.
본 발명은 용액을 상이한 성분들이 풍부한 2개 이상의 분획으로 분별하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액체 유동이 상이한 이온 형태의 2개 이상의 크로마토그래피적 부분 패킹 물질을 포함하는 시스템에서 수행되는 크로마토그래피적 모의 이동 층 방법에 의해 용액을 분별하는 방법에 관한 것인데, 여기서 용액내에 존재하는 용해된 물질은 서로 분리되며, 처리되는 용액이 다량의 이온을 함유하는 경우, 시스템은 또한 용액의 이온 평형이 변하는 단위를 포함한다.
다수의 용해된 물질을 함유하는 용액을 상이한 성분들이 풍부한 분획으로 분별하는 공정은 종종 필요한 만큼 순수한 목적하는 성분들을 회수하는데 필요하다. 본 발명의 방법을 사용하여 이러한 분별을 수행할 수 있다. 예를 들면, 아황산염 쿠킹 액(cooking liquor)은 이러한 방법으로 분별하여 단당류 중에 풍부한 분획 및/또는 리그노설포네이트 내에 풍부한 분획을 제공하도록 할 수 있다. 또한, 이러한 방법으로 당밀 또는 비나세를 분별하여 슈크로즈와 같은 당 및/또는 베타인이 풍부한 분획을 수득할 수 있다.
본 발명의 방법은, 경우에 따라, 역시 리그노설포네이트가 풍부한 분획이 회수될 수 있는 연속 공정으로, 아황산염 쿠킹 액, 특히 경질 목재 아황산염 쿠킹 액으로부터 크실로즈를 회수하는데 특히 적합하다.
본 발명에서 아황산염 쿠킹 액은 아황산염 셀룰로즈 쿠킹에 사용된 액, 이러한 쿠킹 후에 수득한 액 또는 이의 성분을 나타낸다.
상이한 이온 형태의 이온 교환 수지를 크로마토그래피적 분리 방법에 사용하는 것은 그 자체로 공지되어 있다. 핀랜드 특허 제59 388호에는 상이한 이온 형태의 양이온 교환 수지(디비닐벤젠과 가교결합되고 설폰산 그룹에 의해 활성화되는 폴리스티렌 골격을 갖는 수지)로 패킹된 칼럼을 사용하는, 폴리올의 크로마토그래피적 분리 방법이 기재되어 있다. 핀랜드 특허 제69 296호에는 특히 순수한 크실리톨을 수득하기 위한, 폴리올을 분별하는 크로마토그래피 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 또한 평행한 칼럼에 패킹된, 디비닐벤젠으로 가교결합되고 설폰산 그룹에 의해 활성화된 폴리스티렌 골격을 갖는 수지를 사용하며, 일부 칼럼의 경우에는, 수지는 알칼리 토금속 형태이고 기타 칼럼에서는 Al3+또는 Fe3+형태이다.
도 1은 칼럼 1의 분리 곡선을 나타내며,
도 2는 칼럼 2의 분리 곡선을 나타내고,
도 3은 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼 3의 분리 곡선이며,
도 4는 이러한 분별을 위한 칼럼 4의 분리 곡선이다.
리그노설포네이트 함량은 UV 흡광도 측정법(흡광계수 14.25L· g-1, cm-1)을 사용하여 측정했다.
[표 3]
[실시예 3]
아황산염 쿠킹 액의 2상 분리 방법
분별은 4개의 칼럼을 포함하는 크로마토그래피적 분리 장치를 사용하여 수행했다. 제1 루프는 칼럼 1 및 2(Ca2+형태의 패킹 물질)로 구성되고, 칼럼 3은 용액중의 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼이며, pH 조정단위는 칼럼 3과 칼럼 4 사이에 연결했다. 칼럼 4는 후자의 루프를 구성하며, 이의 패킹 물질은 Na+형태이다. 공급 용액 및 칼럼에 대한 부분 패킹 물질은 실시예 2에서와 동일했다.
분별은 5 단계 순서로 수행했다. 순서는 길이가 100분이고 다음과 같은 순서들로 구성된다.
단계 1: 공급 용액 20L를 22L/h의 용용유량으로 칼럼 1 속으로 도입(공급상)시키고, 잔사 분획(잔사 1) 20L를 동일한 칼럼의 하부 스트림 말단으로부터 용리시켰다. 동시에, 물 34L를 40L/h의 용융유량으로 칼럼 2로 공급(용리 상)하고, 잔사(잔사 4)를 칼럼 4(34L, 40L/h)로부터 용리시켰다.
단계 2: 칼럼 1 및 2(11L; 35L/h)에 의해 형성된 루프 속에서 재순환(재순환상)시켰다. 칼럼 4에 의해 형성된 루프에서 40L/h의 용융유량으로 3L를 동시 재순환시켰다.
단계 3: 물 16L를 45L/h의 용융유량으로 칼럼 1로 도입시키고 잔사를 칼럼2(잔사 2, 16L ; 45L/h)로부터 용리시켰다. 동시에, 물 4L를 40L/h의 용융유량으로 칼럼 4로 공급하면서 칼럼 4(4L; 40L/h)의 하부로부터 재순환 분획을 용리시켰다.
단계 4: 칼럼 1 및 2(3.5L ; 50L/h)에 의해 형성된 루프에서 재순환시킨다. 물 18L를 40L/h의 용융유량으로 칼럼 4로 공급하고, 크실로스 분획 18L를 40L/h의 용융유량으로 칼럼 4로부터 용리시켰다.
단계 5: 칼럼 1 및 2(3.5L; 50L/h)에 의해 형성된 루프에서 추가로 재순환시킨다(재순환 상이 계속됨). 칼럼 4(4L; 30L/h)에 의해 형성된 루프에서 동시 재순환시킨다(재순환 상). 이러한 단계 동안, 2개의 재순환 상을 동시에 목적하는 대로 일치시켰다.
이러한 순서를 6 내지 8회 반복한 후에, 시스템을 평형시키고, 이 방법을 평형 상태에서 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼이 재생될 필요가 있을 때까지 진행시켰다.
평형 상태에서 하나의 순서 동안에 이러한 분별에서 수득한 생성물 분획 및재순환 분획을 분석하여 표 4에 나타내었다. 여기서 성분들의 비율은 무수 고체를 기준으로 하는 중량%로 계산된다.
이러한 분획으로부터의 크실로스 수율은 92.7%이다.
[표 4]
위에서 기술한 분별에는 또한 변수가 있으며, 여기서 2가 이온은 이온 교환시키는 대신, 하기한 바와 같이 튜브 반응기 속에서 칼슘을 침전시킴으로써 제거할수 있다.
A. 아황산칼슘으로서 칼슘의 침전
칼럼 2로부터 수득하고 칼럼 3으로 도입된 용액의 pH를 수산화나트륨을 사용하여 약 60℃의 온도에서 약 7로 조정했다. 다량의 아황산나트륨 수용액(약 1 M)을 가하여 가해진 아황산염 이온의 양이 침전되는 칼슘의 몰량의 약 1.3배로 되도록 했다. 케나이트 300 규조토를 여과 조제로서 사용했다. 따라서, 용액 중에 존재하는 칼슘의 약 90%를 제거할 수 있었다. 이와 같이 수행된 칼슘 제거시의 크실로스 손실은 무시할만하다.
B. 황산칼슘으로서의 칼슘의 침전
과정은 상기 변수 A와 유사하지만, 침전은 다량의 황산(여기서, 황산 당량의 수는 칼슘 당량의 수의 약 1.5배이다)을 가함으로써 수행하고, 용액의 pH는 수산화나트륨을 사용하여 5.5 내지 6의 범위로 조정했다. 이러한 방식으로, 칼슘의 약 70%를 제거할 수 있었다.
[실시예 4]
비나쎄의 3단계 분리 방법
시험 공장 규모의 크로마토그래피적 시험 장치를 사용했다. 이 장치는 일렬로 연결된 3개의 크로마토그래피적 분리 칼럼, pH 조정 단위, 여과 단위, 공급 펌프, 재순환 펌프, 용리제 물 펌프, 유동 및 압력 조절기, 및 공정 스트림용 입구 및 생성물 밸브로 구성된다. 3개의 칼럼 각각을 강산 이온 교환 수지(피넥스C13STM)로 패킹시켰다. 수지는 디비닐벤젠으로 가교결합되고 설폰산 그룹으로 활성화된 폴리스티렌 골격을 갖고, 평균 비이드 크기(Na+형태)가 0.36mm이었다. 수지의 DVB 함량은 8%이었다. 칼럼 1 및 2의 패킹 물질은 K+형태이고 칼럼 3은 Ca2+형태이다. pH 조정 단위 및 여과 단위를 칼럼 2와 칼럼 3 사이에 연결시켰다. pH는 Ca(OH)2를 사용하여 조정했다. 패킹 물질 층의 전체 높이는 2개의 제1 칼럼에서는 10m이고, 제 3 칼럼에서의 패킹 물질의 높이는 5m이었다.
공급 용액은 비나쎄이며, 이의 조성은 표 5에 나타나 있다. 상이한 성분들의 비율은 무수 고체를 기준으로 한 중량 %로 주어진다.
[표 5]
용리제로서 물을 사용했다.
분별은 8 단계 순서로 수행한다. 순서는 길이가 93분이고 다음과 같은 단계들로 구성되었다.
단계 1: 공급 용액 7L를 90L/h의 용융유량으로 칼럼 1 속으로 도입(공급 상)시키고, 베타인이 풍부한 분획(7L ; 90L/h)을 칼럼 2로부터 용리시켰다. 칼럼 3(6L ; 75L/h)에 의해 형성된 루프에서 동시 재순환시켰다.
단계 2: 칼럼 1(5L ; 90L/h) 속으로 계속 공급한 다음, 잔사를 동일한 칼럼(5L ; 90L/h)의 하부로부터 용리시켰다. 동시에, 용리제를 칼럼 2(6L ; 120L/h)에 공급(용리 상)하고, 베타인이 풍부한 분획을 이러한 칼럼(6L ; 120L/h)의 하부로부터 용리시킨다. 재순환 상은 칼럼 3(재순환 4L ; 75L/h)에 의해 형성된 루프에서 계속했다.
단계 3: 칼럼 1(28L ; 90L/h)속으로 계속 공급하고, 잔사 28L를 동일한 용융 유량으로 동일한 칼럼의 하부로부터 용리시켰다. pH 조정 및 침전 단위가 연결된 칼럼 2 및 3은 개방 용리 루프를 형성하며, 용리액 40L를 130L/h의 용융유량으로 칼럼 2에 공급하고, 베타인이 풍부한 분획은 칼럼 3(40L ; 130L/h)으로부터 회수했다.
단계 4: 칼럼 1 및 2(55L : 120L/h)에 의해 형성된 루프에서 재순환시키고 동시에 칼럼 3(12L ; 75L/h)에 의해 형성된 루프에서 재순환시켰다.
단계 5: 용리제 35L를 120L/h의 용융유량으로 칼럼 1로 도입시킨 후 잔사 35L를 동일한 용융유량으로 칼럼 2로부터 용리시켰다. 동시에 용리제 36L를 칼럼 3으로 공급(75L/h)하고 잔사 36L를 동일한 용융유량으로 동일한 칼럼의 하부로부터 용리시켰다.
단계 6: 칼럼 1 및 2(48L ; 130L/h)에 의해 형성된 루프에서 재순환시켰다.동시에 용리제 9L를 75L/h의 용융유량으로 칼럼 3으로 공급하고, 이노지톨이 풍부한 분획 9L를 칼럼 3(75L/h)의 하부로부터 용리시켰다.
단계 7: 칼럼 1 및 2에 의해 형성된 루프에서 재순환을 계속했다. 동시에 용리제 28L를 75L/h의 용융유량으로 칼럼 3으로 공급하고 글리세롤이 풍부한 분획28L를 칼럼 3(75L/h)의 하부로부터 용리시켰다.
단계 8: 칼럼 1 및 2에서 형성된 루프에서 재순환을 계속했다. 칼럼 3(8L ; 75L/h)에 의해 형성된 루프에서 동시 재순환시켰다.
이러한 순서를 6 내지 8회 반복한 후에, 시스템을 평형화시키고, 이 방법을 평형 상태에서 진행시켰다.
이 방법으로 다음 생성물 분획들을 분별했다: 칼럼 2 및 3으로부터의 베타인분획, 칼럼 3으로부터의 이노지톨 분획, 칼럼 3으로부터의 글리세롤 분획, 칼럼 1로부터의 2개의 분획, 칼럼 2로부터의 하나의 잔사 및 칼럼 3으로부터의 하나의 잔사, 한 순서 동안 평형상태에서 수득한 생성물 분획(조합된 잔사 분획을 지님)을 분석하여 표 6에 나타내었다. 여기서, 성분들의 비율은 무수 고체를 기준으로 하는 중량%로 주어진다.
[표 6]
[실시예 5]
락툴로스의 이상 농축
5개의 크로마토그래피적 분리 칼럼을 포함하는 2 루프 장치를 사용하여 다음과 같이 락토오스로부터 제조한 용액을 분리했다: 락토오스를 알칼리를 사용하여 통상적인 방법으로 락툴로스 함유 시럽으로 이성화했다. 생성된 시럽을 이온 교환수지를 사용하는 이온 교환에 의해 통상적인 방법으로 정제했다. 생성된 시럽의 락툴로스 함량은 무수 고체를 기준으로 하여 22%이었다.
락툴로스는 이온 교환 시럽으로부터 2회 결정화하여 수득된 모 용액의 락툴 로스 함량이 무수 고체를 기준으로 하여 50%이고 락토오스 및 기타 성분들(예: 갈락토오스)의 함량이 각각 30%및 20%이다.
칼럼을 실시예 1에서와 동일한 이온교환 수지로 패킹시켰다. 3개의 제1 칼럼의 패킹 물질은 Ca+형태이고 마지막 2개의 칼럼의 패킹 물질은 Na+형태이었다.
락토오스 및 기타 성분(예: 갈락토오스)이 풍부한 분획을 Ca2+형태의 패킹물질을 갖는 모든 3개의 칼럼으로부터 회수했다. 회수되는 제 1분획은 락토오스 분획이고 마지막 분획은 기타 성분(갈락토오스)이 풍부한 분획이다. 평균 보유율을 갖는 락툴로스 함유 농축물을 Na+형태를 갖는 패킹 물질로 도입시켰다.
락토오스 분획은 Na+형태의 패킹 물질을 갖는 두 개의 칼럼으로부터 회수되고, 기타의 성분(갈락토오스)이 풍부한 분획은 최종 칼럼(시스템에서 제5 칼럼)으로부터 회수되었다.
수득된 락툴로오스 분획은 무수 고체를 기준으로 한 락툴로오스 함량이 85%이고 락토오스 함량은 무수 고체 함량을 기준으로 10%이었다. 혼합된 락토오스 분획은 무수 고체 함량을 기준으로 락툴로오스 15%를 함유하고 무수 고체 함량을 기준으로 74.7%의 락토오스를 함유했다. 합한 부산물 분획(주로 갈락토오스를 함유함)의 락툴로오스 및 락토오스 함량은 무수 고체 함량을 기준으로 각각 22% 및 18.8%이었다.
[실시예 6]
말토오스, 글루코오스 및 프럭토오스의 2 상 분리
5개의 크로마토그래피적 분리 칼럼을 포함하는 2 루프 장치를 사용하여 글루코오스 및 프럭토오스를 또한 함유하는 말토오스 함유 시럽을 분리하였다. 용액은 모두 무수 고체 함량을 기준으로 하여, 말토오스 20%, 글루코오스 40% 및 프럭토오스 40%를 함유했다.
칼럼을 실시예 1에서와 동일한 이온교환 수지로 패킹시켰다. 제1 칼럼의 패킹 물질은 Na+형태이고 다음 4개의 칼럼의 패킹 물질은 Ca2+형태이다. 말토오스분획은 제1 칼럼로부터 회수하고 글루코오스-프럭토오스 함유 농축물은 Ca2+형태를 갖는 패킹 물질로 도입시켰다.
글루코오스 분획 및 프럭토오스 분획은 Ca2+형태의 패킹 물질을 갖는 제3 및 제5 칼럼으로부터 회수했다(프럭토오스 분획은 더욱 서서히 용리시켰다).
회수된 말토오스 분획은 무수 고체를 기준으로 하여, 말토오스 90% 및 글루코오스 10%를 함유했다.
합한 글루코오스 분획은 말토오스 3% 및 글루코오스 95%를 함유하고, 합한 프럭토오스 분획은 말토오스 1% 및 프럭토오스 99%를 함유했다(모두 건조 고체 함량을 기준).
[실시예 7]
케인 당밀의 2상 분리
케인 당밀을 인산염화 처리시키고 원심분리하여 생성된 고체를 제거함으로써 통상적인 방법으로 연화시키고 명확히 했다. 원심분리한 후에, 용액을 조제로서 규조토를 사용하여 여과시켰다.
7개의 칼럼을 포함하는 2 루프 장치를 사용하여 예비 처리된 케인 당밀을 분리시키는데, 이는 비-슈가 30%, 슈크로스 40%, 글루코오스 15% 및 프럭토오스 15%를 함유했다.
3개의 제1 칼럼의 패킹 물질은 Na+, K+형태(당밀 중의 양이온을 사용하여 평형시킴)이고, 장치의 기타 4개의 칼럼의 패킹 물질은 Ca2+형태이었다.
비-슈가 분획을 3개의 칼럼 모두로부터 회수하고, 평균 보유율을 갖는 슈크로오즈 분획은 Na+, K+형태를 갖는, 제3 칼럼으로부터 회수했다. 용리가 가장 느린 글루코오스-프럭토모스 함유 농축물은 Ca+형태를 갖는 패킹 물질로 도입시켰다.
글루코오스 분획 및 프럭토오스 분획은 Ca2+형태의 패킹 물질을 갖는 제5 및 제7 칼럼으로부터 회수했다.
회수된 합한 비-슈가 분획은 비-슈가 85% 및 슈크로오스 15%를 함유하고, 수득된 슈크로오즈 분획은 비-슈가 10% 및 슈크로오즈 85%를 함유했다(모두 무수 고체를 기준으로 함). 수득된 글루코오스 분획은, 무수 고체를 기준으로 하여, 글루코오스 96% 및 프럭토오스 2%를 함유하며, 프럭토오스 분획은 프럭토오스 95.6% 및 글루코오스 2%를 함유했다.
본 발명의 목적은 2개 이상의 상이한 이온 형태의 이온 교환 수지를 사용하여 용액을 연속 분별하여 제1 이온 형태를 갖는 크로마토그래피적 패킹 물질을 통한 용액의 통과에서 형성된 무수 고체 농도 프로파일이 부분적으로 분리된 성분들을 재혼합하지 않고 제2 이온 형태를 갖는 크로마토그래피적 패킹 물질로 통과시키고/시키거나 용액을 2개 이상의 상이한 이온 형태의 패킹 물질로 분별하는 선행기술의 방법에 포함된 용액의 농축 및 펌핑 단계가 회피될 수 있도록 하는, 용액을 연속 분별하는 크로마토그래피적 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법을 사용함으로써, 산업에서 부산물로써 생성된 용액의 가치있는 성분[예:제지 산업에서 아황산염 쿠킹 액 및 당(예:슈크로즈)으로부터의 단당류 및 리그노설포네이트, 및/또는 당 산업에서 생성된 당밀로부터의 베타인 또는 발효산업에서 생성된 비나쎄]을 유리하게 회수할 수 있다. 본 발명의 방법은 경질 목재 아황산염 쿠킹 액으로부터 크실로스를 회수한는데 특히 적합하다.
본 발명은 액체 유동이 상이한 이온 형태의 2개 이상의 부분 패킹 물질 층을 포함하는 시스템에서 수행되는 모의 이동 층 방법에 관한 것이다. 상이한 이온형태의 패킹 물질 속에서 수행되는 분별 공정들 사이에서, 용액은 추가의 처리 단계에 적용할 수 있다. 예를 들면, 용액이 이온을 함유하는 경우, 용액의 이온 평형은 또다른 이온 형태를 갖는 패킹 물질내에서 분별하는데 적합하도록 변화시킨다. pH의 변화는 또한 이온 평형의 변화이다.
본 발명의 바람직한 양태는 생성물이 다단계 순서 동안 회수되는 순차적 모의 이동 층이다.
부분 패킹 물질 층은 하나의 칼럼을 포함할 수 있으며, 더구나 칼럼의 구조에 따라 단일 칼럼에 수 개의 연속적인 부분 패킹 물질 층을 패킹할 수 있다. 한편, 수 개의 연속적인 칼럼들은 연결되어 하나 이상의 루프를 형성할 수 있다.
또 다른 이온 형태의 패킹 물질을 사용하여 분별하는데 적합하도록 용액의평형을 변화시키는 방법은 예를 들면, 이온 교환 또는 침전, pH 조정, 및/또는 여과시킴으로써 용액으로부터 특수한 이온을 제거시킴을 포함한다. 공급 용액이 염기로서 칼슘을 갖는 아황산염 쿠킹 액인 경우, 이는 이온 교환시킴으로서 나트륨으로 교환시킬 수 있거나, 칼슘은 예를 들면, 아황산염 나트륨 용액 또는 황산을 갖는 아황산칼슘 또는 황산칼슘으로서 침전될 수 있다. 무수 고체 프로파일은 본질적으로 예를 들면, 튜브 반응기에서 침전이 수행되는 경우 접촉 상태로 유지시킬 수 있다. 이러한 처리를 수행하는 장치는 상이한 이온 형태의 부분 패킹 물질 층을 사이에 일렬로 연결시킬 수 있다.
본 발명에서 패킹 물질의 이온 형태는 이온 평형을 의미하며, 예를 들면 하나의 패킹 물질 층은 주로 칼슘 형태로 존재할 수 있고, 부분적으로는 마그네슘 및/또는 나트륨 형태로 존재할 수 있다. 패킹 물질의 이온 형태는 사용된 공급 용액의 이온 형태에 따라 평형되고/되거나 각각의 경우 처리되는 용액에 적합하도록 별도로 조정한다.
부분 패킹 물질 층의 이온 형태는 분별되는 용액에 따라 선택한다. 공급 용액이 아황산염 쿠킹 액인 경우, 예를 들면, 제1 분별 처리용 패킹 물질은 바람직하게는 쿠킹 액(종종, 칼슘 또는 마그네슘)의 염기 형태이고, 제2 분별 처리용 패킹물질 층은 1가 금속 이온 형태, 예를 들면, Na+및/또는 K+형태이다. 비나쎄의 분별에 있어서, 바람직하게는 1가 형태(예:Na+또는 K+)가 먼저 사용된 다음, 2가 형태(예:Ca2+또는 Mg2+)가 사용된다.
본 발명의 방법을 사용하여 당 용액을 분별할 수도 있다. 예를 들면, 알칼리 이성화시킴으로써 락토스로부터 수득되고 락토스,락툴로스 및 갈락토스를 함유하는 용액으로부터, 갈락토스가 풍부한 분획을 Na+형태로 패킹 물질을 사용하여 분리할 수 있으며, 락툴로스 및 락토스가 풍부한 분획은 Ca2+형태로 패킹 물질을 사용하여 서로 분리시킬 수 있다. 마찬가지로, 염은 당밀로부터 서로 제거할 수 있거나, 당밀은 K+/Na+형태의 패킹 물질을 사용하여 시럽으로부터 제거할 수 있으며, 중간 단계로서 수행되는 슈크로스의 후속적인 전화 후에, 글루코스 및 프럭토스가 풍부한 분획은 Ca2+형태로 패킹 물질을 사용하여 서로 분리할 수 있다.
본 발명의 바람직한 순차적 모의 이동 층 방법에서, 생성물 또는 생성물들은 다음과 같은 공정을 포함하는 다단계 순서를 이용함으로써 회수할 수 있다: 분별되는 용액의 공급 상, 용출 상 및 재순환 상.
공급 상 동안, 분별되는 용액(공급 용액)은 부분 패킹 물질 층에 공급하며, 생성물 분획의 상응하는 양은 유동 방향으로 하부 스트림의 점에서 회수되는데, 이는 공급점으로서의 동일한 부분 패킹 물질 층(이 경우, 시스템 중의 기타의 부분 패킹 물질 층은, 예를 들면, 용리 상 또는 재순환 상일 수 있다) 또는 공급점과는 상이한 부분 패킹 물질 층일 수 있으며, 공급 용액이 공급되는 부분 패킹 물질을 사용하여 일렬로(가능하게는 기타의 부분 패킹 물질 층 및/또는 이온 평형을 변화시키는 단위를 통함) 연결시킬 수 있다.
재순환 상 동안에, 무수 고체 프로파일과 함께 부분 패킹 물질 층에 존재하는 액체는 하나, 둘 또는 그 이상의 부분 패킹 물질을 함유하는 루프로 재순환시킨다.
용리 상에서, 용리제를 부분 패킹 물질 층 속으로 도입시키고 상응하는 양의 생성물 분획 또는 분획들을 동일한 것으로부터 또는 하부 스트림 부분 패킹 물질층으로부터, 패킹 물질 층의 하부 스트림 점에서 회수한다.
제조 단계는 상기한 동시의 동일하거나 상이한 상들 중의 하나 이상을 포함한다. 이 단계는, 예를 들면, 공급 상, 재순환 상 또는 용리 상 단독, 공급 상 및 동시 재순환 상 및/또는 용리 상 또는 상들, 용리 상 및 동시 재순환 상 또는 상들, 재순환 상 및 동시 용리 상 또는 상들 등등으로 구성될 수 있다. 이러한 단계들은 순서 동안 1회 또는 수 회 반복된다.
이러한 상들을 사용하여 수개의 연속적인 공정 단계를 포함하는 순서를 형성할 수 있다. 본 발명에 따라, 순서는 4 내지 20, 바람직하게는 4 내지 10 단계를 포함한다.
상기한 단계를 포함하는 순서를 약 6 내지 8회 반복하여 시스템을 평형시킨 다음, 공정을 평형 상태에서 계속한다.
하나 이상의 루프 속에 그룹화된, 전형적으로 2 내지 12, 바람직하게는 2 내지 7개의 크로마토그래피적 부분 패킹 물질 층들을 본 발명의 방법에 사용한다. 루프는 하나 이상의 칼럼에 패킹된 하나, 둘 또는 그 이상의 부분 패킹 물질 층들을 포함할 수 있다.
본 발명의 방법에서, 재순환은 하나, 둘, 셋 또는 그 이상의 이산 연속적인 루프가 재순환 사이클링 상에 형성되도록 사용한다. 예를 들면, 부분 패킹 물질층의 수가 3인 경우, 이들은 하나의 루프, 바람직하게는 2개의 루프(이 경우의 방법은 2상 방법이라고 함)를 형성할 수 있는데, 이러한 루프 중의 하나는 하나의 부분 패킹 물질 층을 포함하고 다른 하나는 2개의 부분 패킹 물질 층을 포함한다. 시스템이 각각 개방되거나 폐쇄될 수 있는 수 개의 연속 이산 루프를 포함하는 경우, 즉 액체가 하나의 루프에서 재순환되는 경우, 용리제를 기타의 루프 속에 도입시킬 수 있으며, 생성물 분획을 이로부터 회수할 수 있다. 공급 및 용출 동안,패킹 물질 층을 통한 유동은 연속 루프들 사이에서 수행될 수 있는데, 이러한 유동은 물질을 하나의 루프에서 다른 루프로 운반한다. 재순환 상 동안, 루프는 폐쇄되고 기타의 루프로부터 분리된다. 별도의 무수 고체 프로파일은 각각의 이산 루프에서 재순환된다. 각각의 부분 패킹 물질 층은 하나의 이산 루프를 형성할 수 있다. 한편, 루프는 하나 이상의 부분 패킹 물질 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 양태는 공업적 규모에서 경질 목재 아황산염 쿠킹액으로부터 크실로스 및 리그노설포네이트를 고수율 및 추가의 가공 또는 용도를 위하여 유리한 순도로 동시 회수하기 위한 2가지 상이한 이온 형태의 부분 패킹 물질을 이용하는 모의된 이동 층 방법이다. 또한, 예를 들면, 순수한 결정성 크실로스의 제조시 해로운 아황산염 쿠킹 액에서의 염, 올리고삭카라이드 및 기타 성분은 이러한 방법을 사용하여 크실로스 분획으로부터 유리하게 제거할 수 있다. 연질목재 아황산염 쿠킹 액이 원료 물질로서 사용되는 경우, 우세한 단당류는 만노오즈이고 만노오즈 풍부 분획은 이러한 방법으로 수득된다.
이러한 방법에서, 단당류(예: 크실로스) 분회 및 나머지 분획만이 아황산염쿠킹 액으로부터 분리되는 경우, 리그노설포네이트는 유기 및 무기 염을 사용하여 나머지 분획으로 용리시킨다. 그러나, 본 발명의 방법은 리그노설포네이트가 무수고체 프로파일의 전면 경사에서 염에 관하여 농축되고 이들이 생성물 회수점을 적절하게 선택함으로써 회수될 수 있는 무수 고체 프로파일을 생성한다.
이러한 방법의 보충(예:부분 패킹 물질의 이온 형태; 형성되는 루프의 수)및 공정 파라메터는 예를 들면, 원료 물질로서 사용된 공급 용액의 조성에 따라 선택하여 생성물 순도 및 수율 및 패킹 물질의 분리 용량에 대한 최적 결과를 수득할 수 있도록 한다.
바람직하게는, 강산 겔 형 양이온 교환 수지[예:"피넥스","앰벌라이트" 또는 "다우엑스"]를 원료 물질로서 사용하고 제1 크로마토그래피적 분별 처리시에는 이는 바람직하게는 이온 형태의 공급 용액을 갖는다. 분리시키기 전에, 용액 중에 존재하는 고체를 여과시킴으로써 이로부터 제거한다.
분별되는 용액이 예를 들면, 아황산염 쿠킹 액, 비나쎄 또는 당밀인 경우, 이는 분리 공정에 공급하기 전에 40 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 85℃로 가열된다. 이러한 경우, 사용된 용리제는 40 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 85℃의 온도에서 묽은 분획의 농축물(예:증발성 농축물로부터 수득한 농축물)로부터 수득한 용액 또는 물일 수 있다. 이러한 칼럼의 액체의 선형 유량은 0.5 내지 12 또는 20 m/h, 바람직하게는 2 내지 10 m/h이다.
다음 실시예는 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니며, 오직 본 발명의 구체적인 양태를 설명하려는 것이다.
나타낸 무수 고체 함량은 달리 언급하지 않는 한, 카알 피셔 방법(Karl Fischer method)으로 측정한 것이다.
[실시예 1]
아황산염 쿠킹 액의 2 상 분리 방법
일렬로 연결된 4개의 칼럼을 포함하는 크로마토그래피적 분리 장치를 사용했다. 이들 중 3개는 분리 칼럼이고 한 개는 2가 양이온을 제거하는 칼럼이다. 이 장치는 또한 공급 펌프, 재순환 펌프, 용리제 물 펌프, 유동 및 압력 조절기, 및 공정 스트림용 입구 및 생성물 밸브를 포함한다. 칼럼 1, 2 및 4는 분리 칼럼이며 칼럼 3은 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼이다. 2개의 제 1칼럼은 4개의 부분 패킹 물질 층(8m)으로 구성되어 있고 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼은 하나의 부분 패킹 물질 층(1.5m)으로 구성되어 있으며 제4 칼럼은 2개의 부분 패킹 물질 층(4m)으로 구성되어 있다.
4개의 칼럼 각각은 강산 이온 교환 수지(Finex VO9CTM)로 패킹했다. 수지는 폴리스티렌 골격을 가지며 디비닐벤젠으로 가교결합되며 설폰산 그룹으로 활성화며, 평균 비이드 크기(Na+형태)는 0.39mm이다. 수지의 DVB 함량은 5.5%이다. 제1의 2개의 칼럼의 수지는 시험 전에 Ca2+형태로 재생시키며 칼럼 3 및 4의 부분 패킹 물질은 Na+형태로 재생시켰다.
공급 용액은 경질 목재 아항산염 쿠킹 액이며, 이의 조성은 HPLC로 분석했다. 쿠킹 액은 칼슘 염기 형태였다. 분석 결과를 표 1에 나타내었으며, 여기서, 상이한 성분의 비율은 건조 고체를 기준으로 한 중량%이다.
[표 1]
분별 공정은 4단계 순서로 수행했다. 순서는 사이클 길이가 92분이고 다음과 같은 단계를 포함한다:
단계 1: 공급 용액 17L를 33L/h의 용융유량으로 칼럼 1 속으로 도입(공급상)시키고 잔사(잔사 1) 17L를 동일한 용융유량으로 동일한 칼럼의 하부 스트림 말단으로부터 용리시켰다. 동시에, 용리제 물 25L를 45L/h의 용융유량으로 칼럼 2에 공급(용리 상)하고, 잔사(잔사 4) 25L를 45L/h의 용융유량으로 칼럼 4로부터 회수했다. 이러한 용리 상에서, 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼을 이러한 개방 용리루프로 연결시켰다. 용리 동안 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼에서의 용융유량은 45L/h이고, 이러한 칼럼으로부터의 공급 용적은 25L이었다. 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼 다음에, 용액의 pH를 5.5 내지 6.5의 범위로 조정했다. pH 조정 후에 용액을 여과했다. 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼으로부터의 공급물을 제4칼럼의 상부로 도입했다.
단계 2: 물 4.5L를 35L의 용융유량으로 칼럼 4(용리 상)에 공급하면서 칼럼 1 및 2(13.0L; 50L/h)에 의해 형성된 루프 속에서 재순환시키고, 칼럼 4(4.5L ; 35L/h)로부터 재순환 분획을 용리시켰다.
단계 3: 물 20L를 75L/h의 용융유량으로 칼럼 1의 상부로 도입시키고 잔사를 칼림 2(20L ; 75L/h)의 하부로부터 용리시켰다(잔사 2). 동시에, 물 21.5L를 35L/h의 용융유량으로 칼럼 4의 상부로 공급하고 크실로스 분획을 칼럼 4(21.5L; 35L/h)로부터 용리시켰다.
단계 4: 칼럼 1 및 2(4.8L ; 75L/h)에 의해 형성된 루프 및 칼럼 4(4.2L ; 14L/h)에 의해 형성된 분리 루프에서 재순환시킨다.
순서를 종결한 후에, 공정 조절 프로그램을 계속하고 이를 처음으로 되돌려서, 순서를 단계 1로부터 다시 시작했다. 이러한 순서를 6 내지 8회 반복함으로써 시스템이 평형되었다. 이 방법을 평형 상태에서 진행시키고, 분리 공정을 밀도 측정기, 광학 활성 측정기 및 전도율 측정기를 사용하여 점검하고, 양/용적 측정 장치, 온도 조절기, 밸브 및 펌프를 사용하는, 공급물의 용융유량 및 용적을 정밀하게 조절하는 마이크로프로세서를 사용하여 조절했다.
이러한 방법에서, 4개의 생성물 분획을 분별했다: 칼럼 4로부터의 크실로스분획, 칼럼 1로부터의 하나의 잔사 분획, 칼럼 2로부터의 한 잔사 분획 및 칼럼 4로부터의 하나의 잔사 분획. 평형 상태에서 하나의 순서 동안에 수득한 생성물 분획 및 재순환 분획을 표 2에 나타내었고, 여기서 상이한 성분들의 비율은 무수 고체를 기준으로 하는 중량%로 주어진다.
이러한 분획으로부터의 크실로스 수율은 생성물 분획으로부터 계산하는 경우 90.0%이었다.
[표 2]
평형 상태의 이러한 분별에서의 한 순서 동안의 칼슘 균형량은 다음과 같다:
칼럼 1로의 공급 용액 : 271 g
Ca2+형태(칼럼 1 및 2)의 패킹 물질로부터의 생성물 분획으로의 분리:
잔사 1 60.3 g(3.7% d. s.)
잔사 2 150.3 g(3.4% d. s.)
2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼 속으로(칼럼 3): 60.4g
Na+형태의 패킹 물질 속으로(칼럼 4): 196 mg
Na+형태의 패킹 물질로부터 생성물 분획으로의 분리:
잔사 4 100mg
크실로스 분획 77mg
재순환 19mg
[실시예 2]
아황산염 쿠킹 액의 2상 분리 방법
분별은 2개의 루프로 이루어진 실시예 1에 기술된 크로마토그래피적 분리 장치를 사용하고 2가 양이온을 제거하며 pH를 조정하여 수행했다. 순서는 잔사 분획 및 재순환 분획이 칼럼 4로부터 물로 연속해서 용리된다는 점에서 실시예 1의 과정 단계 2와 차별적으로 수행되었다. 이러한 순서에서, 리그노설포네이트가 풍부한 분획을 추가로 용리시켰다. 공급물 및 회수된 분획의 용적 파라메터 및 용융유량을 변형시켰다. 이러한 변형은 상이한 패킹 물질(렐라이트 C-360)이 2가 양이온을제거하기 위한 칼럼에 사용되고 칼럼 4의 부분 패킹 물질 층의 높이가 더 높다는 사실에 기인한 것이다. 수지 렐라이트 C- 360TM은 디비닐벤젠으로 가교결합된 폴리스티렌 골격을 가지며, 이는 설폰산 그룹에 의해 활성화되고, 비이드 크기는 0.3mm내지 1.2mm이며, DVB 함량은 16%이었다. 기타 칼럼에서의 부분 패킹 물질은 실시예 1에서와 동일하였다. 공급 용액은 상기한 바와 같았다.
리그노설포네이트 풍부 분획을 칼럼 2로부터 용리시켰다.
분별은 4 단계 순서로 수행했다. 순서는 길이가 98분이고 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계 1: 공급 용액 20L를 22L/h의 용융유량으로 칼럼 1 속으로 도입(공급상)시키고 잔사(잔사 1) 20L를 동일한 칼럼의 하부 스트림 말단으로부터 용리시켰다.동시에, 물 33L를 40L/h의 용융유량으로 칼럼 2로 공급(용리 상)하고, 잔사분획(잔사 4/1, 33L ; 40L/h)을 칼럼 4로부터 용리시켰다.
단계 2: 칼럼 1 및 2(11L; 35L/h)에 의해 형성된 루프 속에서 재순환시킨다(재순환 상). 동시에 물 8L를 칼럼 4로 공급하고, 잔사 분획(잔사 4/2) 4L를 먼저 35L/h의 용융유량으로 칼럼 4(용리 상)로부터 용리시킨 다음, 재순환 분획 4L를 동일한 용융유량으로 칼럼 4로부터 용리시킨다.
단계 3: 물 16L를 45L/h의 용융유량으로 칼럼 1의 상부로 도입시키고 리그노설포네이트 풍부 분획을 칼럼 2(16L ; 45L/h)의 하부로부터 용리시켰다. 동시에, 물 22L를 40L/h의 용융유량으로 칼럼 4의 상부로 공급하고 크실로스 분획을 칼럼 4(22L ; 40L/h)로부터 용리시켰다.
단계 4: 실시예 1의 단계 4와 유사함[칼럼 1 및 2(4.8L ; 75L/h)에 의해 형성된 루프 및 칼럼 4(OL ; OL/h)에 의해 형성된 루프에서 재순환시킨다].
이러한 순서를 6 내지 8회 반복한 후에, 시스템을 평형시키고, 이 방법을 평형 상태에서 2가 양이온을 제거하기 위한 칼럼이 재생될 필요가 있을 때까지 평형 상태까지 진행시켰다.
평형 상태에서 한 순서 동안에 이러한 분별에서 수득한 생성물 분획 및 재순환 분획을 분석하여 표 3에 나타내었다. 여기서 성분들의 비율은 무수 고체를 기준으로 하는 중량%이다.
이러한 분획으로부터의 크실로스 수율은 94.7%이다.

Claims (35)

  1. 시스템이 상이한 이온 형태의 부분 패킹 물질 층을 2개 이상 포함하고, 분별이 모의된 이동 층 방법에 의해 수행되며, 용액이, 용액에 존재하는 무수고체 농도 프로파일이 사실상 접촉되지 않은 상태로 유지되도록 한 부분 패킹물질 층으로부터 상이한 이온 형태를 갖는 그 다음의 부분 패킹 물질 층으로 통과함을 특징으로 하는, 액체 유동이 크로마토그래피적 부분 패킹 물질 층을 2개이상 포함하는 시스템에서 수행되는 크로마토그래피적 분리 방법에 의한 용액의 분별방법.
  2. 제1항에 있어서, 상이한 성분들이 풍부한 분획들이 공급 상, 용리 상 및 재순환 상으로 이루어진 공정[여기서, 무수 고체 농도 프로파일을 갖는 부분 패킹 물질 층에 존재하는 액체는 하나 이상의 부분 패킹 물질 층을 포함하는 루프에서 재순환 상 동안 재순환된다]을 포함하는 다단계 순서 동안 회수됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 시스템 중의 부분 패킹 물질 층이, 하나 이상의 부분패킹 물질 층을 각각 포함하는 2개 이상의 별도의 루프[여기서, 하나의 루프 중의 부분 패킹 물질 층 모두는 동일한 이온 형태를 갖고 2개 이상의 루프의 부분패킹 물질 층은 상이한 이온 형태를 갖는다]를 형성함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 시스템이, 용액의 이온 평형이 변화되고 상이한 이온 형태를 갖는 부분 패킹 물질층 들 사이에 연결될 수 있는 단위를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 이온 평형이 이온 교환 물질에 의해 변화됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 이온 평형이 침전에 의해 변화됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 이온 평형의 변화가 pH 조정을 포함함을 특정으로 하는 방법.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서, 단계가 하나 이상의 재순환 상 및 용리 상 및 생성물 분획의 회수를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 단계가 2개 이상의 재순환 상을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서, 단계가 공급 상 및 하나 이상의 용리 상 및 생성물 분획 또는 생성물 분획들의 회수를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 분별되는 용액이 아황산염 쿠킹 액임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 아황산염 쿠킹 액이 경질 목재 아황산염 쿠킹 액, 이러한 쿠킹 후에 수득한 쿠킹 액 또는 이의 부분임을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 생성물 분획이 크실로스 분획, 리그노설포네이트 풍부 분획 및 잔사 분획중에서 선택된 하나 이상의 분획임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 올리고삭카라이드가 잔사 분획 속으로 사실상 분리됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 공정 단계에서 제1 루프 중의 부분 패킹 물질 층이 본질적으로 2가 양이온 형태이고 마지막 루프 중의 부분 패킹 물질 층이 본질적으로 1가 양이온 형태임을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 2가 양이온이 Ca2+이고 1가 양이온이 Na+임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 분별되는 용액이 비나쎄(vinasse)임을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 생성물 분획이 슈가 분획, 베타인 분획, 이노지톨 분획, 글리세롤 분획 및 잔사 분획중에서 선택된 하나 이상의 분획임을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 공정 단계에서 제1 루프 중의 부분 패킹물질 층이 본질적으로 1가 양이온 형태이고 마지막 루프 중의 부분 패킹 물질 층이 본질적으로 2가 양이온 형태임을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 1가 양이온이 K+이고 2가 양이온이 Ca2+임을 특징으로 하는 방법.
  21. 제2항 또는 제3항에 있어서, 순서가 4 내지 10단계로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 언급한 단계들을 포함하는 순서가 6 내지 8회 반복되어 시스템을 평형시키고, 공정이 수득된 평형 상태에서 계속됨을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 2 내지 12개의 크로마토그래피적 부분 패킹 물질 층을 포함하는 시스템이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  24. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 부분 패킹 물질 층이 하나의 칼럼을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  25. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 칼럼이 2개 이상의 부분패킹 물질 층을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  26. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 부분 패킹 물질 층을 형성하는 패킹 물질이 강산 양이온 교환 수지임을 특징으로 하는 방법.
  27. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 공급 용액 및 용출제 물의 온도가 40 내지 100℃임을 특징으로 하는 방법.
  28. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 공급 응액의 무수 고체 함량이 35 내지 65중량%임을 특징으로 하는 방법.
  29. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 액체의 선형 유량이 0.5 내지20m/h임을 특징으로 하는 방법.
  30. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 용액이 여과 단위를 통과한 다음, 한 부분 패킹 물질 층으로부터 상이한 이온 형태를 갖는 그 다음의 부분 패킹 물질 층으로 통과함을 특징으로 하는 방법.
  31. 제23항에 있어서, 3 내지 6개의 크로마토그래피적 부분 패킹 물질 층을 포함하는 시스템이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  32. 제27항에 있어서, 공급 용액 및 용출제 물의 온도가 50 내지 85℃임을 특징으로 하는 방법.
  33. 제29항에 있어서, 액체의 선형 유량이 2 내지 10ml/h임을 특징으로 하는 방법.
  34. 제2항 또는 제3항에 있어서, 단계가 하나 이상의 재순환 상 및 생성물 분획의 회수를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  35. 제2항 또는 제3항에 있어서, 단계가 공급 상 및 생성물 분획 또는 생성물 분획들의 회수를 포함함을 특징으로 하는 방법.
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