BE620121A - - Google Patents

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BE620121A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
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    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
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  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Procédé   et   appareillage   permettant   d'augmenter     l'efficacité   des colonnes de chromatographie pré[partive en phase gazeuse. 



   La présente invention, qui résulte des recherche  de Messieurs Claude GUILLEMIN et forgea WETROFF, a pour objet un procédé permettant d'augmenter   l'efficacité   des colonne* de chromatographie préparative en phase gazeuse,   ainsi   qu'un appareillage mettant en oeuvre ce   procède,   
On   sait   que, en chromatographie   préparative,   l'effi-   cacité   des colonnes,   mesurée   pour des quantité.

   injectée* et des débits proportionnels à l'unité de section et   expri-     mée   en nombre de plateaux théoriques,décroît rapidement lorsqu'on augmente le diamètre des colonnes au-delà de trois centimètres* Deux   paramètres   sont   responsables   de   ce   phéno- mené   8 la   profil de distribution   des   vitesses de gaz à travers la   colonne,     plus   accentué au centre de la colonne que sur les borde, et la diffusion radiale t la perte en 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 efficacité sera moindre si la diffusion radiale est grand*, c'est-à-dire si le soluté injecté est réparti   d'un*   manière homogène dans la colonne. 



   L'objet de la présente invention est un procédé qui permet d'obvier a oes inconvénients   1 en   entraînant l'aug- mentation du nombre des plateaux théoriques, il permet une meilleure   séparation   des constituants d'un mélange pour un volume injecté donné ou une quantité injectée accrue pour une même séparation.

   De plus, l'efficacité est augmentée quelle que soit la densité du remplissage à l'intérieur de la colonne,   d'ou   un gain de temps important lors de la miae en route d'un   ohromatographe   préparatifs 
Le procédé, objet de   l'invention,   consiste à perta-   gel',   en tête de colonne, le flux de la phase mobile en un certain nombre de flux élémentaires sans communication sensible entre eux   1 on   peut ainsi obtenir une   vite asti   du gaz vecteur sensiblement constante en tous les points du soumet de la colonne,   d'où   une modification de la courbe du profil de débit de gaz qui tend à devenir moins concave et une meilleure répartition du soluté en tête de colonne, ce qu:' supplée à la diffusion radiale. 



   Le dispositif objet de l'invention est une tête de colonne qui peut être distincte de la colonne proprement dite ou y être intégrée, et qui est constituée par un bloc de matière quelconque muni de canaux capillaires de section régulière ou irrégulière, rectiligne   ou..de   profil quelconque, répartie de façon régulière ou irrégulière dans la tête de colonne, et présentant   à   la phase mobile la même perte de charge ou des pertes de   chargea     différente }   ces canaux ne présentent entre eux que des communications nul- les ou négligeables, et ile sont constituée et répartis de façon que la perte de charge soit   à   peu près uniformément répartie dans la section de la tête de colonne. 



   Dans une réalisation particulière de l'invention, la tête de colonne est constituée par un bloc cylindrique 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 percé de capillaires identiques, rectilignes,   parallèles   à l'axe du bloc cylindrique et répartis de façon   sensiblement   homogène. 



   Les figures jointes représentent un exemple de réali- sation du dispositif objet de l'invention   elles   ont pour unique objet de faciliter la compréhension des   explications   qui suivent et ne sauraient en rien limiter la porte de l'in- vention. 



   La figure 2 est une élévation d'une tête de colonne selon l'invention, supposée vue du   côte   de la colonne: la figure 1 est une coupe selon aa de la figure 2. La   figure 3   représente un tube capillaire. 



   La tête de colonne comprend un corps 1, pourvu d'un système de fixation sur la colonne 2 - ici une simple colle-   rette -   et   perde   de canaux   répartis   de façon quelconque, mais régulièrement disposés, comme   représenté,     dans:   la réa- lisation préférentielle de la demanderessa. Chacun de cet canaux est muni, à sa partie supérieure, d'un filetage 4 dans lequel   vient   se visser un capillaire 5. 



     L'exemple   suivant, qui ne saurait être limitatif,a pour simple but de mettre en évidence les résultats obtenues; 
La tête de colonne estime pièce cylindrique de 6 centimètres de diamètre   et 7   centimètres de hauteur,   percée   de 16 trous répartis réguièrement à raison de quatre à une distance de 12,5 millimètres du centre, et douze à une distance de 25 millimètres de ce même centre. 



   La colonne a un diamètre intérieur de 6 centimètres et une   longueur   de un mètre, elle est remplie de briques dite  "Silocel C 22" de granulomatrie   "Afnor"   29/27, le poids du   remplissage   est de   1513     grammes,   la phase station- naire est constituée par 20% de dinonylphtahate. La   densité:   du remplissage est de 0,535 grammes par centimètre cube. 



  Les   conditions   de fonctionnement sont les   suivantes   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 
<tb> - <SEP> Débit <SEP> de <SEP> gaz <SEP> vecteur <SEP> (azote) <SEP> 250 <SEP> 1/h
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Pression <SEP> absolue <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> de <SEP> la <SEP> colonne <SEP> 1,60 <SEP> kg/cm2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> colonne <SEP> 30 C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Température <SEP> du <SEP> détecteur <SEP> 3000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Température <SEP> du <SEP> vaporisateur <SEP> 14000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Volume <SEP> injecté <SEP> (pentane)' <SEP> 0,

  6 <SEP> car
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> plateaux <SEP> théoriques <SEP> sans <SEP> tête <SEP> de
<tb> 
<tb> 
<tb> colonne <SEP> 220
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> plateaux <SEP> théoriques <SEP> avec <SEP> tête <SEP> de
<tb> 
<tb> 
<tb> colonne <SEP> 290
<tb> 
 
L'augmentation d'efficacité est donc de plus de 30%. 



   Le nombre de plateaux théoriques a été calculé d'a- près la formule suivante, 'appliquée à la courbe de distri- bution : 
N = 16 (x/y) 2 où : l' = nombre de plateaux théoriques x = distance entre le point d'injection et le point d'intersection de la perpendiculaire abaissée du sommet du pic avec la ligne de base y = largeur du pic déterminée, sur la ligne de   base,   par les intersections des tangentes aux points d'inflexion. 



   Toute autre forme de réalisation qui utiliserait les caractéristiques du procédé et/ou de l'appareillage   ci    dessus décrits, devrait être considérée comme un objet de la présente invention. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



    Method and apparatus for increasing the efficiency of pre-part gas chromatography columns.



   The present invention, which results from the research of Messrs Claude GUILLEMIN and forea WETROFF, relates to a process making it possible to increase the efficiency of preparative gas chromatography columns *, as well as an apparatus implementing this process,
It is known that, in preparative chromatography, the efficiency of columns, measured for quantities.

   injected * and flow rates proportional to the unit of section and expressed in the number of theoretical plates, decreases rapidly when the diameter of the columns is increased beyond three centimeters * Two parameters are responsible for this phenomenon 8 la gas velocity distribution profile through the column, more accentuated in the center of the column than on the edges, and the radial diffusion t loss in

 <Desc / Clms Page number 2>

 efficiency will be lower if the radial diffusion is large *, that is to say if the injected solute is distributed in a * homogeneous manner in the column.



   The object of the present invention is a process which makes it possible to obviate these drawbacks 1 by leading to an increase in the number of theoretical plates, it allows better separation of the constituents of a mixture for a given injected volume or a increased quantity injected for the same separation.

   In addition, the efficiency is increased regardless of the density of the filling inside the column, hence a significant saving of time when starting an ohromatograph on the way.
The process which is the subject of the invention consists in disturbing, at the head of the column, the flow of the mobile phase into a certain number of elementary flows without significant communication between them. It is thus possible to obtain a rapid asti of the carrier gas. substantially constant at all points of the column, hence a modification of the curve of the gas flow profile which tends to become less concave and a better distribution of the solute at the column head, which makes up for the radial diffusion.



   The device which is the subject of the invention is a column head which may be separate from the column proper or be integrated therein, and which is constituted by any block of material provided with capillary channels of regular or irregular, rectilinear or .. of any profile, distributed in a regular or irregular manner in the head of the column, and presenting to the mobile phase the same pressure drop or different charge losses a} these channels only present between them zero or negligible communications, and ile are formed and distributed so that the pressure drop is more or less uniformly distributed in the section of the column head.



   In a particular embodiment of the invention, the column head is constituted by a cylindrical block

 <Desc / Clms Page number 3>

 pierced with identical, rectilinear capillaries, parallel to the axis of the cylindrical block and distributed in a substantially homogeneous manner.



   The appended figures represent an exemplary embodiment of the device which is the subject of the invention; their sole purpose is to facilitate understanding of the explanations which follow and in no way limit the scope of the invention.



   FIG. 2 is an elevation of a column head according to the invention, assumed to be seen from the side of the column: FIG. 1 is a section along aa of FIG. 2. FIG. 3 represents a capillary tube.



   The column head comprises a body 1, provided with a system for fixing to the column 2 - here a simple collar - and loses channels distributed in any way, but regularly arranged, as shown, in: the embodiment preferential to ask for it. Each of this channels is provided, at its upper part, with a thread 4 into which a capillary 5 is screwed.



     The following example, which cannot be limiting, is simply intended to demonstrate the results obtained;
The head of the column considers a cylindrical piece of 6 centimeters in diameter and 7 centimeters in height, pierced with 16 holes distributed regularly at the rate of four at a distance of 12.5 millimeters from the center, and twelve at a distance of 25 millimeters from the same center.



   The column has an internal diameter of 6 centimeters and a length of one meter, it is filled with so-called "Silocel C 22" bricks of "Afnor" 29/27 granulomatry, the filling weight is 1513 grams, the stationary phase consists of 20% dinonylphtahate. The density: of the filling is 0.535 grams per cubic centimeter.



  The operating conditions are as follows

 <Desc / Clms Page number 4>

 
 EMI4.1
 
<tb> - <SEP> Flow <SEP> of <SEP> gas <SEP> vector <SEP> (nitrogen) <SEP> 250 <SEP> 1 / h
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Pressure <SEP> absolute <SEP> at <SEP> input <SEP> from <SEP> the <SEP> column <SEP> 1.60 <SEP> kg / cm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Temperature <SEP> of <SEP> the <SEP> column <SEP> 30 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Temperature <SEP> of the <SEP> detector <SEP> 3000
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Temperature <SEP> of the <SEP> vaporizer <SEP> 14000
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Volume <SEP> injected <SEP> (pentane) '<SEP> 0,

  6 <SEP> because
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Number <SEP> of <SEP> theoretical <SEP> trays <SEP> without <SEP> head <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> column <SEP> 220
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> Number <SEP> of <SEP> theoretical <SEP> trays <SEP> with <SEP> head <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> column <SEP> 290
<tb>
 
The increase in efficiency is therefore more than 30%.



   The number of theoretical plates was calculated according to the following formula, 'applied to the distribution curve:
N = 16 (x / y) 2 where: l '= number of theoretical plateaus x = distance between the point of injection and the point of intersection of the lowered perpendicular of the apex of the peak with the base line y = width of the peak determined, on the baseline, by the intersections of the tangents at the inflection points.



   Any other embodiment which would use the characteristics of the method and / or of the apparatus described above, should be considered as an object of the present invention.

** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS 1/ Procédé permettant d'augmenter l'efficacité des colonnes de chromatographie préparative en phase gazeuse, caractérisé en ce qu'on partage en tête de colonne, le flux de la phase mobile en un certain nombre de flux élémentai- res sensiblement indépendants, ce qui permet d'obtenir une vitesse du g# vecteur sensiblement constante en tous les points du sommet de la colonne, Il' où un aplatissement de <Desc/Clms Page number 5> la courbe du profil de débit de gaz et une mailleure réparti- tion du soluté eu téta de colonne , ce qui supplée à la dit- fusion radiale. CLAIMS 1 / A method for increasing the efficiency of preparative gas chromatography columns, characterized in that the flow of the mobile phase is divided at the top of the column into a number of substantially independent elementary flows, this which makes it possible to obtain a speed of the g # vector approximately constant at all the points of the top of the column, Il 'where a flattening of <Desc / Clms Page number 5> the curve of the gas flow profile and a better distribution of the solute at the head of the column, which compensates for the radial said fusion. 2/ Dispositif permettant d*augmenter l'efficacité des colonnes de chromatographie préparatoire en phase galeuse, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une tête de colonne intégrée ou non dans la colonne propre.. 2 / Device for * increasing the efficiency of preparatory scab phase chromatography columns, according to claim 1, characterized in that it comprises a column head integrated or not in the clean column. ment dite et constituée par un bloc de matière quelconque muni de canaux capillaires de section régulière ou irrégu- lière, rectilignes ou de profil quelconque, répartie de façon. régulière ou non dans la tête de colonne et présentant à la phase mobile des pertes de chargea identiques ou différentes et en ce que ces canaux capillaires ne présentent que des communications latérales nulles ou négligeables et sont constitués et répartis de façon que la perte de charge soit à peu près uniformément répartie dans la section de la tête de colonne. said and constituted by any block of any material provided with capillary channels of regular or irregular cross-section, rectilinear or of any profile, distributed in such a manner. regular or not in the head of the column and presenting to the mobile phase the same or different pressure drops a and in that these capillary channels have only zero or negligible lateral communications and are formed and distributed so that the pressure drop is roughly evenly distributed across the section of the column head. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de colonne est constituée par un bloc oy- lindrique (1) percé de capillaires identiques, rectilignes, parallèles à l'axe du bloc cylindrique et répartis de façon sensiblement homogène. 3 / Device according to claim 2, characterized in that the column head is constituted by an oylindrical block (1) pierced with identical capillaries, rectilinear, parallel to the axis of the cylindrical block and distributed substantially homogeneously. 4/ Dispositif selon les revendications 2 et 3, carac- térisé en ce que la tête de colonne est percée de canaux (3) munis, à leur partie supérieure, d'un filetage (4) dans le- quel vient se visser un capillaire (5). 4 / Device according to claims 2 and 3, charac- terized in that the column head is pierced with channels (3) provided, at their upper part, with a thread (4) in which is screwed a capillary (5).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7209170A (en) * 1971-10-01 1973-04-03

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7209170A (en) * 1971-10-01 1973-04-03

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