Verfahren zur Trennung von Stoffen durch Gegenstromwanderung im elektrischen Feld
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Stoffen durch Gegenstromwanderung im elektrischen Feld gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes. Bei einem, solchen bekannten Verfahren handelt es sich meist um zwei verschiedene in der wässrigen Lösung enthaltene LadungstrÏger, Anionen oder Kationen, welche verschiedene Wande rungsgeschwindigkeiten besitzen. Die Lösung strömt in der Apparat entgegengesetzt zur durch das elektrische Feld bedingten Wanderung der Ladungsträger, und ihre Geschwindigkeit wird so bemessen, dass sie zwischen der Wanderungsgeschwindigkeit des schnelleren und der des langsameren Ladungs- trÏgers liegt.
Der schnellere Ladungsträger wandert also gegen den Strom, während der langsamere mit dem Strom zurtickgeschwemmt wird. Das Verfahren wird im allgemeinen verwendet, um Teilchen mit Ladung gleichen Vorzeichens, also entweder Anionen oder Kationen, und zwar anorganische als auch orga- nische, voneinander zu trennen. Es kann aber auch dazu dienen, andere Stoffe zu trennen, z. B. solche, bei denen nur die eine Sorte der zu trennenden Teilchen eine Ladung aufweist.
St¯rend wirkt bei solchen Verfahren eine durch thermische oder sonstige Effekte verursachte Kon vektion, welche der durch die Gegenstromwanderung bewirkten Trennung entgagenwirkt. Es sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um diesen störenden Effekt zu beseitigen. So wird beispielsweise die zur Trennung dienende Säule mit einer porösen Masse, z. B. gesintertes Glas, oder einer Sandsch ttung gef llt, wodurch die Säule in eine gro¯e Anzahl von Kanälen aufgeteilt wird. In diesem Fall wirkt die Tatsache störend, dass infolge der unterschiedlichen Grösse der so gebildeten KanÏle der Abgleich von Gegenstrom-und Wanderungsgeschwindigkeit nur im Mittel, aber nicht f r jeden Kanal erreicht wird.
Darum ist weiterhin vorge- schlagen worden, die gesamte SÏule in einzelne hin- tereinanderliegende TeilsÏulen zu unterteilen, zwischen denen sich Kammern befinden, in welchen ein gewisser Ausgleich der durch die Unregelmässig- keiten der Poren. bewirkten störenden Ungleich- mässigkeiten erfolgen kann.
Alle diese Massnahmen n reichen aber nicht aus, um bei einer Anordnung den Trenneffekt zu errei- chen, der dem theoretisch Möglichen entspricht, beispielsweise die pro Längeneinheit sich ergebende theoretischNe Zahl der B¯den einer Trennsäule. So ergibt sich bei den bekannten Anordnungen f r eine Vergr¯¯erung der wirksamen LÏnge keineswegs eine gleichgro¯e Vergr¯¯erung der Trennwirkung, sondern es nimmt im allgemeinen der Trenneffekt je LÏngeneinheit mit steigender Länge der Trennsäule ab.
Die vorliegende Erfindung verbessert dieses Verfahren, bei welchem zur Trennung von Stoffen durch Gegenstromwanderung im elektrischen Feld eine diesem Feld unterworfene Lösung der zu trennenden Stoffe auf kurze Kammern aufgeteilt ist, welche eine Invention berwiegend nur senkrecht zur Richtung des Gegenstromes zulassen und die einzelnen Kammern durch eine gro¯e Anzahl sowohl für den Gegenstrom als auch die zu trennenden Stoffe durchlässiger und in der Grösse praktisch übereinstimmender KanÏle miteinander verbunden und ist dadurch gekennzeichnet, da¯ durch Zugabe eines geeigneten Hilfsions zwischen der eigentlichen TrennsÏule und mindestens einer Elektrode die zu trennenden Stoffe ina Elektrolytraum festgehalten werden.
Die Erfinzdung betriff, t ferner eine Anordaung zur Durchf hrung des Verfahrens.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie der nachfolgenden Ausf hrungsbeispiele im einzelnen erlÏutert, wobei die
Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens schematisch im Schnitt zeigt.
Fig. 2 zeigt in Ansicht eine der in dar Anord- nung der Fig. 1 verwendeten Trennwände und die
Fig. 3 und 4 zeigen Modifikationen der Anord- nung der Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt eine waagrecht liegende Trenn saule mit einem zentralen Rohr 10, auf welches mit verschiedenen Abständen-Trennwände 11, 12 und
13 aufgezogen sind. Der zwischen der Zuleitungs- stelle 21 eedreservoir) und der Kathode liegende, die Trennwände 11 umfassende Teil wird als recti- fier , der zwischen dem Raum 21 und dem Raum
25 liegende, die TrennwÏnde 12 umfassende Raum als ¸stripper¯ bezeichnet. Am Ende ist die SÏule durch die beiden Endplatten 14 und 16 abgeschlos- sen.
Das Ganze ist mit einer Hülle 18, beispielsweise eine elastische Haut oder ein dicht auf die Trennplatten passendes Rohr, abgeschlossen, so dass das Ganze einen robrfömnigen Trog bildet. Die Trenn- wÏnde 12 sind durch Abstandsst cke genau par allel gehalten und bilden so die einzelnen Kammern.
In den beiden äussersten Kammern, dem Kathoden- raum 20 und dem m Anodenraum 22, befindet sich die Kathode 24 und die Anode 26, welche mit einer Stromqu, elle 28 verbunden sind. Durch die TrennwÏnde wird die gesamte Gegenstromsäule in kurze Kammern aufgeteilt, welche eine Konvektion vorzugs weise nur senkrecht zuz Richtung des Gegenstroms zulassen. Zur Abführung der durch den Stromdurch- gang entstehenden Wärme wird durch das Zentralrohr mittels der Rohrleitungen 30 und 32 ein Kühl- mittel hindurchgeleitet. Desgleichen erfolgt eine Küh- lung an der Oberfläche der. Hiille 18.
Der Gegenstrom wird erzeugt dadurch, da¯ im Kathodenmum 20 aus dem Varratsgefäss 33 durch die Leitng 34 Losungsmittel zugeführt wird, welches im Anoden- raum 22 durch das tlberlaufrohr 36 in den Auf fangbehälter 38 abtropft. Die Zuf hrung der zu tren- nenden Stoffe erfolgt in der Mitte der Trenrnsäule in den Raum 21 (Feedreservoir) durch das Rohr 40.
Die Entnahme der gegen den Lösungsmittelstrom angereicherten schnellen. Ionen aus dem Kathoden- reservoir 23 emfolgt durch das Rohr 42. Die Ent- nahme der durch den Gegenstrom mitgeschwemmten langsamen Ionen aus dem Anodenreservoir 25 er- folgt durch das Rohr 44.
Wird, wie eingangs bereits erwÏhnt, eine schwache SÏure, beispialsweise verdünnte Essigsäure, verwen- det, so. enthÏlt die nach dem Durchlaufen des zwi schen Anodenreservoir 25 und Anodenraum 22 gelegenen Entiönerteile 13 in den Anodenraum 22 gelangenden Säure keine fremden Ionen mehr. Die sich im Behälter 38 sammelnde SÏure kann dann mittels einer Pumpe 46 über die Rohrleitung 48 wieder dem Vorratsbehälter 33 zugefiihrt werden.
DieeinzelnenKammernsindnundurch eine grobe Anzahl sowohl für den Gagenstrom. als auch für die zu trennenden Stoffe durchlässiger und in der Grösse bereinstimmender KanÏle miteinander verbunden. Die Trennwände bestehen also aus fein porigem Material, beispielsweise engmaschigem Sieben.
Die einzelnen Maschen des Siebes bilden Kanäle, deren Länge und Durchmesser soweit als möglich bereinstimmen oder h¯chstens geringf gig von einem Mittelwert abweichen.
Fig. 2 zeigt eine solche Trennwand in der Seiten- ansicht. Sie besteht aus einer undurchlässigen Trag- platte 60 mit einer Bohrung 62 in der Mitte zur Aufnahme des zentralen Rohres. Der grösste Teil der übrigen Fläche der Trennwand ist durchbrochen und die Durchbrüche 64 sind mit feinmaschigem Siebstoff, beispielsweise aus Nylon, überzogen.
Die zu trennenden Stoffe werden, wie bereits erwähnt, dem Feedreservoir 21 durch die Zuführung 40 etwa in der Mitte der Säule zugeführt. Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes wandem nun die schnelleren Ionen entgegen dem Strom und gelangen bis zu der Kammer 23, in der sich die Entnahmeleitung 42 befindet. Die langsameren Ionen werden mit dem Strom mitgeschwemmt und gelangen in den Raum 25, in dem sich die Abnahme- leitung 44 befindet. In den Zwischenräumen zwischen den einzelnen TrennwÏnden entsteht durch die Erwärmung (Strömungswirbel usw.) eine Konvek- tionsbewegung senkrecht zur Rohrachse.
Diese wird dadurch hervorgerufen, dass man durch Kühlung an der Aussenhaut 18 und im Zentralrohr 1Q ein Tem- peraturgefÏlle senkrecht zum Gegenstrom erzeugt.
Diese Konyektion bewirkt nun eine ständige Vermischung der Flüssigkeit in der Kammer und beseitigt all e Unregelmϯigkeiten in der Gegenstromgeschwindigkeit, die nach dem Passieren der benachbarten TrennwÏnde auftreten k¯nnen. Die Fl ssigkeit str¯mt also wieder mit gleichmϯiger Konzentration und Geschwindigkeit in die Kanäle der nächsten Trennwände ein. Der Abstand zwischen n den einzelnen Trennwänden darf nicht zu klein sein, um das Auftreten dieser Konvektion zu fördern. Im allge meinenistder Abstand zwischen den Trennwänden ein Mehrfaches der WandstÏrke ihres por¯sen Teils.
Ausserdem ist die erforderliche Länge der Kammern abhängig vom Durchmesser der Säule. So sind beispielsweise bei Anlagen mit einem Aussendurchmesser von 80 mm Abstände der Trennwände von 1-2 mm erforderlich.
Durch das Hintereinanderschalten von Konvek- tionskammem und Trennwänden aus gleichzeitig für den Gegenstrom und die zu trennenden Stoffe durch lassigem feinporigem Material wird eine sehr grosse Gleichmϯigkeit des Gegenstroms und der Ionenwanderung erzielt, so dass die für die Trennung erforderliche Beziehung zwischen Gegenstrom und lonenigeschwindigkeit praktisch an allen Teilen der SÏule eingehalten wird. Unvermeidliche durch die Herstellungsgenauigkeit der Poren (Maschenfeinheit der-Siebe) gegebene Schwankungen gleichen sich in dem dazwischenliegenden Konvektionskammern wieder aus.
Dadurch werden Unregelmϯigkeiten ver mieden, die bei lÏngeren, nicht unterteilten Säulen dadurch auftreten, dass durch Abweichungen der Porendichten einmal aufgetretene Unterschiede sich weiter potenzieren. Gleichzeitig wird durch die Verwendung von Material, dessen Poren sehr gleich- mϯig sind, das Auftreten solcher störender Effekte grundsätzlich klein. gehalten. Auf diese Weise wird erreicht, dass der erreichbare Trenneffekt sich bei Vergrösserung der LÏnge der Trennsäule proportional vergrössert. Die theoretische Bodenzahl ist sehr hoch und bleibt bei einer Vergrösserung proportional zur Länge der Säule.
Wie die Fig. 1 zeigt, ist die waagrecht liegende SÏule nur bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt und die Trennwände sind oberhalb des Flnissigkeitsspie- gels undurchlässig. In diesem Raum können sich allfällig entstehende Gasblasen sammeln und können nicht mehr störend, beispielsweise durch Verstopfen von Poren usw., auf den Trennvorgang wirken.
Die durch die Trennwände 13 gebildeten Kammern zwischen der Kammer der Entnahmer¯hre 44 und dom Anodenraum 22 bilden den Entionerteil.
Hier tritt, wie bereits erwähnt, im stationären Zustand bei Anwendung einer schwachen Saure (bzw.
Base) eine Erhöhung der Feldstärke ein, was dazu f hrt, dass im Entionerteil die Geschwindigkeit auch der langsameren Ionen gr¯¯er ist als die Geschwin- digkeit des Gegenstromes. Es gelangen also auch die langsamen Ionen nicht in den Anodenraum 22, so dass die durch die Überlaufleitung 36 entweichende Flüssigkeit reines Lösungsmittel ohne Gehalt. an zu trennenden Stoffen ist. Dieses kann jetzt wieder ohne Störung des Trenneffektss im Kathodenraum zxiige- setzt werden. Die Anlage arbeitet also ohne Chemi- kalienverbrauch und mit einer Flüssigkeitsmenge, welche kaum den Inhalt der SÏule bersteigt.
Die Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher im Entionerteil durch eine Zusatzelektrode 80 ein zu sätzlicher Strom erzeugt wird. Die HUfselektrode ist über eine Stromquelle 82 mit der Anode 26 verbun- den. Die Anordnung stimmt ansonst mit der Anord- nung g der Fig. 1 überein, wobei der tbensichtlichkeit halber in der Zeichnung die Einrichtung zur. Riick- führung der Gegenion weggelassen wurde. Diese Ein mohtuing wird bei Verwendung starker Säuiren (bzw.
Basen) als Gegenion benutzt.
Da der Trenneffekt bzw. die Geschwindigkeit des Stofftransportes proportional der Stromstärke und anderseits proportional dem Molenbruch der im Lö sungsmittel enthaltenen Stoffe ist, ergibt sich f r einen bestimmten erwünschten Stofftransport ein um so geringerer erforderlicher Stromvenbmauch, je höher der Molenbruch ist. Man kann also zur Stromerspair- nis die gesamte Anordnung aus mehreren in Kaskade geschalteten Elementen aufbauen.
Es ist aber auch möglich, eine einzige Trennsäule mit konstantem Quersohnitt zu verwenden und mehrere Hilfselektroden nach Art der in der Fig. 3 gezeigten Anordnung anzubringen, durch welche man die Stromstärke gegen die Enden der SÏule hin anwachsen lässt, und die Stromstärke-damit den an den verschiedenen Teilen der SÏule herrschenden Molanbmch anpasst.
Die Geschwindigkeit des Gogenstroms ist in der ganzen Säule konstant, die Gesamtkonzentration sinkt an den Teilen mit geringerer Stromstärke, so dass die Einstellzeit der ganzen Anordnung kleiner wird. Eine solche Anordnung ist erheblich einfacher als die Kaskadenschaltung mehrerer Säulen.
Die Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Kaskadenanord- nung, bei der die Kaskadenwirkung durch Änderung der Stromstärke lÏngs der SÏule in nur einer Stufe er- folgt. Die Anordnung weist im Vergleich zu der An ordnungderFig.leinezweite,mitdenTrennwänden 15 versehene Gegenstromstrecke auf, dievon derStrom- que, le 92 gespeist wird. Die Stromkreise der beiden Stromquellen 28 und 92 besitzen im Raum 91 eine gemeinsame Elektrode. Der Energieverbrauch pro am Kolonnenlänge, sowie die Konzentration in den von der Stromquelle 92 gespeisten Teil der Kaskaden- anordnung ist nur halb. so gro¯ wie in dem von der Stromquelle 28 gespeisten Teil.
Dadurch wird der gesamte Energieverbrauch sowie die Einstellzeit der Anordnung kleiner als die einer einfachen Säule ge- mässBig.l,diedengleichenTrenneNekterzielt.Am günstigsten wäre es nach der Theorie der Kaskade, den Strom kontinuierlich dem sich entlang der Saule ändernden Molenfbiach anzupassen. Dies eongibt aber eine. sehr komplizierte Anordnung, so diass man, sikh meist mit dem Kompromiss nur zweier ader sehr weniger Kaskadenstufen begnügt. In der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird beispielsweise eine Mi schung, welche einen Gehalt von 72% einer Sorte enthÏlt, angereichert.
Im Raum 91'ergibt sich eine Reinheit von 89%, im Kathodenraum 23 dagegen von 96%, wahrend das urspr ngliche Gemisch im Anodenraum 25 auf 64%abgereichert ist.
Es folgen einige Beispiele durchgeführter Trennungen nach dem erfindungsgemϯen Verfahren.
Beispiel 1
Zur Trennung von Stickstoffisotopen wurde eine Tcemikolonne verwendet, die im grundsÏtzlichen Aufbau der Anordnung der Fig. 1 entsprach und die die folgenden charakteristischen Werte aufwies : Durchmesser 4 cm Ktihlrohrdurchmesser 1, 1 cm Gesamtlänge 14, 7 cm Länge des Kathodenraums (20) 3,0 cm Kathodenreservoirs (23) 3, 0, cm ¯ ¯ Trennteils (11+21+12) 5,9 cm ¯ ¯ Anodenreservoirs (25) 2, 5 cni, ¯ ¯ Entioners (13) 1, 5 cm ¯ ¯ Anodenraums (22) 1, 8 cm Plattenzahl des Trennteils 28 pro cm des Trennteils 4, 75 Pl/cm ¯ des Entioners 6 SichtflÏche der Siebe 4, 65 cm2 Die Betriebsbedingungen waren wie folgt :
StromstÏrke 0, 775 A Gegenstrom 5, 82 cms/min Konzentration des Gegenstroms an
Essigsäure 0, 50 Mol/l Konzentration der zu trennenden
Ionen im Apparat 0, 05 Mol/l Mittlere Betr. iebstemperatur 88 C Spannung ohne Entioner 143 V s-am Entioner 98 V Die Dicke der Trennplatten betrug 0, 6-0, 8 mm, die Siebe waren mit Nylonnetz von 50 Á Maschenweite und 38% SichtflÏche berzogen.
Die Trennung von Stickstoffisotopen beruht bei diesem Beispiel auf den verschiedenen Bewegliche keiten der isotopen NH4-Ionen. Der t5N-Gehalt des verwendeten Ammoniums betrug 2, 941)/o 15N. Der Apparat wurde geschlossen laufengelassen, das heisst es wurde weder Stoff zugefügt noch entnom- men. Von Zeit zu Zeit wurden an beiden Enden Proben entnommen und analysiert.
Die Trennung Ay (Unte, rschied des Molenbruches y zwischen KR und AR) betrug nach verschiedenen Stunden : h ?γ Trennfaktor
EMI4.1
6, 5 0, 450/o 1, 168
24, 5 1, 16% 1, 504
100 1, 60 4/o 1, 76
Aus diesen Daten lässt sich der Untersohied der Beweglichkeit der beiden Isotopen abschätzen. Er baträgt danach : e= 1, 3.10-3. Die Trennung nach
100 h entspricht [wegen der Beziehung q = (1+@)b] 428 Böden oder für den Trennteil einer Bodenzahl von 72, 5 b/cm.
Beispiel 2
Zur Trennung von Stickstoffisotopen wurde eine e Treninkolonne verwendet, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau der beim Beispiel 1 verwendeten entsprach, die aber die folgenden abweichenden charakteristi- schen Werte und Betriebsbedingungen aufwies :
Durchmesser 4, 0 cm m Kuhlrohrdurchmesser 1, 1 cm GesamtlÏnge 19, 7 cm Länge des Kathodenraums (20) 3, 8 cm ¯ ¯ Kathodenreservoirs (23) 3, 8 cm ¯ ¯ Trennteils (11+21+12) 10, 8 cm ¯ ¯ Anodenreservoirs (25) 1, 5 cm ¯ ¯ Entioners (13) 2, 0 cm : o Anodenraums (22) 1, 1 cm m Plattenzahl des Trennteils 12 pro cm des Trennteils 1, 1 Pl/cm :
des Entioners 4 Sichtfläche der Siebe 1, 0 cm2 Stromstärke 0, 084 A Gegenstrom 0, 702 cm3/min Konzentration des Gegenstroms an
EssigsÏure 0, 0504 Mol/l Konzentration der zu trennenden
Ionen im Apparat 0, 05 Mol/l Mittlere Betriebsbemperatur 19 C Spannung ohne Entioner 181 V ¯ am Entioner 120 V
Die Trennplatten entsprachen sonst den im Beispiel 1 verwendeten.
Die Trennung von Stickstoffisotopen beruht bei diesem Beispiel auf dem Austauschgleichgewicht :
15NH3 aq + 14NH.4 = 14NH3 aq + 15NH4.
Nach Urey beiträgt die Gleichgewicbtskonstante bei 25¯C: K = 1, 028.
Die Geschwindigkeit und Konzentration des Gegen- stromes ist so eingestellt, dass im Apparat das VerhÏltnis von NH3 zu NH.4 gerade 1 : 1 beträgt. Damit sich das NHg nicht verflüchtigen kann, ist der Apparat nach oben abgesoblossen. Es darf natürlich auch kein NH3 in den Kathodenraum gelangen, da es dort durch den entweichenden Wasserstoff ausgewaschen würde. Um dies zu verhindern, sind zwischen K und KR drei Trennplatten eingefügt.
Dann wird der Kathodenraum mit Ionen gefüllt, die viel rascher wandern als der Stickstoff, in diesem Fall K Ionen, so dass kein Stickstoff nach K gelan- gon kann. Der 15N-Gehalt der Ausgangslösung betrug 2, 94%15N. Im geschlossenen Betrieb wurden folgende Trennungen festgestellt :
h y Trennfaktor q
23, 25 1, 82% 1, 8
143 4, 12% 4, 22
Beispiel 3
Die in Beispiel 1 und 2 verwendete Apparatur mit den folgenden charakteristischen Werten Durchmesser 4, 0 cm m Kühlrohrdurchmesser 1, 1 cm Gesamtlänge 11, 3 cm m Länge des Kathodenraums (20) 2, 2 cm Kathodenreservoirs (23) 2, 2 cm ¯ ¯ Trennteil s (11+21+12) 4, 4 cm ¯ ¯ Anodenreservoirs (25) 1, 9 cm m Entianer, s (13) 2, 4 cm ¯ ¯ Anodenraums (22) 1, 5 cm
Plattenzahl des Trennteils 18 ¯ pro cm des Trennteils 4,1 P1/cm ¯ des Entioners 5
Sichtfläche der Siebe 2, 0 cm2
Stromstärke 0, 516 A
Gegenstrom 2,
00 cm3/min
Konzentration des Gegenstroms an
EssigsÏure 0, 50 Mol/l Konzentration der zu trennenden.
Ionen im Apparat 0, 10 Mol/l Mittlere Betriebstemperatur 55 C Spannung ohne Entioner 104 V ¯ am Entioner 89 V dient bei diesem Beispiel zur Trennung von Rubidium Isotopen auf Grund der verschiedenen Beweg lichkeit der isotopen Rb-Ionen. Der Apparat wurde mit gewöhnlichem Rubidium geifüllt. Im geschlos- senen Betrieb wurde folgende Trennung erhalten : h ?γ Trennfaktor q
12, 6 2,1% 1, 112
47, 6 3, 1 /o 1, 167 101, 1 3,3% 1, 177
Aus diesen Daten findet man f r den Unter schied, der Beweglichkeiten : e = 1,0.10-3; die Tren nung entspricht also 163 B¯den oder 37 b/cm.
Bei der Trennung von Rubidiumisotopen nach 3er Methode von Ramirez (Helvetica Chmica Acta, Vol. XXXVI, Fasc. 5) wurde in einer Amtage von 1 m Länge ein Tremnfaktor von nur q = 1, 084 (?γ=1,6%) erhalten ; die 22mal längere Anlage liefert also nur eine halb so grosse Trennung wie unser Apparat
Beispiele 4, 5 und 6
Das Verfahren dient bei diesen Beispielen zur Trennung von Caicium und Strontium.
Die Trennung beruht auf der verschiedenen Beweglichkeit des Ca @- und des Srw-Ions. In den folgenden Versuchen enthÏlt die Antage keinen Entioneirteil, viehnehr wird die
Anode ständig mit Lösung von der Ausgangskon- zentration gesp lt.
Der Apparat enthÏlt am Anfang 10 /o Sr und 90 /o Ca. Der Unterschied der Ionenbeweglichkeit von Ca" und Sr" betrÏgt unter unseren Versuchs bedingungen @ = 0,036. Nachdem sich der Appa- rat eingestellt hat, das hei¯t, wenn der Molenbruch in KR sich nicht mehr Ïndert, wurden, folgende Tren nungen gefunden :
Trenn-Boden Beispiel y (KR) dy faktor q-zahl b
4 72, 7 62, 7 23, 5 88
5 36, 0 26, 0 4, 8 45
6 45, 0 35, 0 6, 97 53
Veruche 4 und 5 zeigen, da¯ die Bodenzahl genau proportimal der Länge des Trennteils (Zahl dar Trennptatten) ist.
Die charakteristischen Daten der Apparatur sind folgende:
Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6
Durchmesser 4, 0 cm 4, 0 cm 8, 2 cm
K hlrohrdurchmesser 1, 1 cm 1, 1 cm 2, 2 cm Gesamtlänge 7, 6 cm7, 0 cm 7, 1 cm
Länge des Kathodssnraums (20) 3, 05 cm 3, 05 cm 2, 5 cm m Kathodenreservoiirs (23) 3, 05 cm 3, 05 cm 2, 5 cm ¯ ¯ Trennteils (11+21+12) 1, 1 cm 0, 5 cm 0,90 cm Anodenraums (22) 3, 45 cm 3,45 cm 3, 8 cm
Plattenzahl des Trennteils 8 4 4 pro cm des Trennteils 7, 3 P1/cm 8,0 P1/cm 4, 5 Pl/cm
Sichtfläche der Siebe 4, 65 cm2 65 ans21, 0 cm2.
Stromstärke 0, 418 A 0, 418 A 1, 17 A
Gegenstrom 1, 70 cm3/min 1,70 cm3/min 4, 7 cm3/min
Konzentration des Gegenistroms an
Essigsäure 0, 28 Mol/1 0, 28 Mol/1 0, 28 Mol/1
Konzentration der zu trennenden
Ionen im Apparat 0, 05 Mol/1 0,05 Mol/1 0, 05 Mol/1 Mittlere Betriebstemperatur 37 C 37 C 30 C Spannung ohne Entioner 78 V 78 V 56 V
Beispiel 7
Das erfindungsgemässe Verfahren diente zur An reicherungeinerantibiotisohwirksamemKomponente aus einem Gemisch organischer Kationen. Die aktive Verbindung gehört zu den schnelleren Kompo nenten des Gemisches und reichert sich so gegen die Kathode hin an.
Um eine Zorstörung der Sub- stanz an der Kathode zu vermeiden, wurde die TrennsÏule am oberen Ende mit einem Entionerteil versehen. Die Apparatur entspricht im pmnzipiellen Aufbau der in Fig. 3-gezeigtenAnordnung, mit dem Unterschied, dass zwischen Raum 20 und Raum 23 mehrere Platten eingefügt sind, welche den oberen Entionerteil bilden.
Am umtem Ende dieses oberen Entionerteüs, also zwischen oberem Entioneiiteil und eigentlicher Trenn- säule, wurde als Hilfsion Na+ in Form einer 0, In Na triumacetatlösung zugetropft. Das Natrium-Ion wandert schneller als sämtliche Kationen des Gemisches, es übernimmt die Katioaen-Stromleitumg im Paume vor der Kathode. Die organischen Kationen wandern nur bis zum unteren Ende des Natrium-Ionen enthaltenden Trogabschnittes, kommen also nicht mit t der Kathode in Berührung.
Der Zufluss der Natriumacetadosung wurde von einer kleinen LeitfÏhigkeits-Me¯zelle am unteren Ende des obern Entionerteils automatisch gesteuert. wird zuviel Natriumaoetat zugetropft, so. gelangen Natrium-Ionen auch in den Trennteil, dadurch steigt die LeitfÏhigkeit an der Me¯stelle, die Natriumacetat- Zufuhr wird unterbrochen. Mit der Zeit wandern die Nabrium-Ionen zur Kathode, wo sie von der Kathoden-Sp lung zum Teil entfernt werden. Die L¯sung in der Messzelle verarmt an Natrium-Ionen, die Leitfähigkeit sinkt, worauf die Natriumacetat-Zufuhr erneut geöffnet wird. Auf diese Weise kann die
Grenze zwischen organischen Kationen und dem Hills-Ion Na+ in einem bestimmten Abstand von der Kathode festgehalten werden.
Die charakteristischen Daten der Apparat lauten : Durchmesser der Platten 4, 0 cm K hlrohrdurchmesser 1,2 cm.
Gesamtlänge 17 cm
Sichtfläche der Siebe 1, 8 cm2 Plattenzahl pro cm 3, 3 Plattenzahl des obern Entioneils 6 Plattenzahl des Trennteüs 24 Plattenzahl des untern Entionerteils 6 Stromstärke im Tmennteil 55 mA Stromstärke im untern Entionerteil 90 mA Gegenstrom. 0, 65 cm3/min Konzentration des Gegenstroms an
Essigsäure 0, 3n Vorratslösiung des Hilfs-Ions :
0, In Na-Acetat in 0, 3n Essigsäure Konzentration der zu trennenden
Substanz im Trennteil 0, 5 /o Spannungsabfall am Trennteil 160 Volt Mittlere Betriebstempenatur 18 C
Um die maximal erreichbare Anreicherung der aktivenKomponenteabzuklären,wurde die Apparatur vorerst geschlossen betrieben. Der Trennteil wunde gefüllt mit einer 0, 5%igen L¯sung des Gemisches in 0, 3n EssigsÏure. 1 mg der Ausgangs- substanz hatte eine Aktivität von 23%, bezogen au, eine durch Papierelektrophorese gereinigte Standardprobe von 100%.
Nach 24 Stunden Betrieb zeigte eine nahe dem oberen Ende des Trennteils entnommeneProbeeineAktivität von 100%, eine Probe aus dem untem Drittel des Trennteils dagegen eine Aktivität von nur 7 /o.
In der weitoren Aufarbeitungwird die aktive Substanz aus der wässrigen Lösung extrahiert. Es stört deshalb nicht, wenn bei der kontinuierlichen Entnahme etwas Natriumaeetat aus dem obern Entionerteil mit in das entnommene Produkt gelangt.
Process for the separation of substances by countercurrent migration in an electric field
The invention relates to a method for separating substances by countercurrent migration in an electric field according to the claim of the main patent. Such a known method usually involves two different charge carriers, anions or cations contained in the aqueous solution, which have different migration speeds. The solution flows in the apparatus opposite to the migration of the charge carriers caused by the electric field, and its speed is measured in such a way that it lies between the migration speed of the faster and the slower charge carrier.
The faster charge carrier moves against the current, while the slower one is swept back with the current. The method is generally used to separate particles with a charge of the same sign, ie either anions or cations, both inorganic and organic. But it can also be used to separate other substances such. B. those in which only one type of particle to be separated has a charge.
A disruptive effect in such processes is a convection caused by thermal or other effects, which counteracts the separation caused by the countercurrent migration. Various methods have already been proposed to eliminate this disturbing effect. For example, the column serving for separation is coated with a porous mass, e.g. B. sintered glass, or a bed of sand filled, whereby the column is divided into a large number of channels. In this case, the fact that, as a result of the different sizes of the channels formed in this way, the comparison of countercurrent and migration speed is only achieved on average, but not for each channel, has a disruptive effect.
That is why it has also been proposed to subdivide the entire column into individual sub-columns lying one behind the other, between which there are chambers in which a certain compensation of the irregularities of the pores is located. caused disturbing irregularities can take place.
However, all these measures are not sufficient to achieve the separation effect in an arrangement which corresponds to what is theoretically possible, for example the theoretically number of trays per unit length of a separation column. In the known arrangements for an increase in the effective length there is by no means an equal increase in the separation effect, but in general the separation effect per unit of length decreases with increasing length of the separation column.
The present invention improves this method, in which, for the separation of substances by countercurrent migration in the electric field, a solution of the substances to be separated which is subjected to this field is divided into short chambers, which allow an intervention predominantly only perpendicular to the direction of the countercurrent and the individual chambers by a A large number of channels that are permeable to the countercurrent as well as the substances to be separated and practically the same size are connected to one another and are characterized by the fact that the substances to be separated are added to the electrolyte space by adding a suitable auxiliary ion between the actual separating column and at least one electrode be held.
The invention also relates to an arrangement for carrying out the method.
The invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings and the following exemplary embodiments, the
Fig. 1 shows an arrangement for performing the method schematically in section.
FIG. 2 shows a view of one of the partition walls used in the arrangement of FIG. 1 and the
FIGS. 3 and 4 show modifications of the arrangement of FIG.
Fig. 1 shows a horizontal separation column with a central tube 10, on which with different distances-partitions 11, 12 and
13 are raised. The part lying between the feed point 21 eed reservoir) and the cathode and comprising the partition walls 11 is called rectified, that between the space 21 and the space
25 lying, the partition walls 12 comprehensive space referred to as "stripper". At the end, the column is closed off by the two end plates 14 and 16.
The whole thing is closed with a cover 18, for example an elastic skin or a tube that fits tightly onto the partition plates, so that the whole thing forms a robust trough. The dividing walls 12 are kept exactly parallel by spacers and thus form the individual chambers.
The cathode 24 and the anode 26, which are connected to a power source 28, are located in the two outermost chambers, the cathode space 20 and the anode space 22. The partition walls divide the entire countercurrent column into short chambers, which preferably only allow convection perpendicular to the direction of the countercurrent. To dissipate the heat generated by the passage of current, a coolant is passed through the central pipe by means of the pipes 30 and 32. Cooling also takes place on the surface of the. Sleeve 18.
The countercurrent is generated by the fact that in the cathode chamber 20 from the storage vessel 33 through the line 34 solvent is supplied, which in the anode chamber 22 drips through the overflow pipe 36 into the collecting container 38. The substances to be separated are fed into the center of the separation column into space 21 (feed reservoir) through pipe 40.
The removal of the fast enriched against the solvent stream. Ions from the cathode reservoir 23 pass through the tube 42. The slow ions carried along by the countercurrent are removed from the anode reservoir 25 through the tube 44.
If, as already mentioned, a weak acid, for example dilute acetic acid, is used, then. If the acid which has passed through the anode reservoir 25 and anode space 22 and which has entered the anode space 22 no longer contains any foreign ions. The acid that collects in the container 38 can then be fed back to the storage container 33 via the pipeline 48 by means of a pump 46.
The individual chambers are large in number both for the fee flow. as well as for the substances to be separated more permeable and in the same size canals interconnected. The partition walls therefore consist of fine-pored material, for example close-meshed sieves.
The individual meshes of the sieve form channels, the length and diameter of which match as much as possible or deviate at least slightly from an average value.
2 shows such a partition in a side view. It consists of an impermeable support plate 60 with a bore 62 in the middle for receiving the central tube. Most of the remaining area of the partition wall is perforated and the perforations 64 are covered with fine-meshed fabric, for example made of nylon.
As already mentioned, the substances to be separated are fed to the feed reservoir 21 through the feed 40 approximately in the middle of the column. Under the influence of the electric field, the faster ions now migrate against the current and reach the chamber 23 in which the extraction line 42 is located. The slower ions are swept along with the current and get into the space 25 in which the take-off line 44 is located. In the spaces between the individual partition walls, the warming (flow vortex etc.) creates a convection movement perpendicular to the pipe axis.
This is caused by the fact that a temperature gradient perpendicular to the countercurrent is generated by cooling on the outer skin 18 and in the central tube 1Q.
This Konyektion causes a constant mixing of the liquid in the chamber and eliminates all irregularities in the counterflow velocity that can occur after passing the adjacent partition walls. The liquid flows back into the channels of the next partition walls with uniform concentration and speed. The distance between n the individual partition walls must not be too small in order to promote the occurrence of this convection. In general, the distance between the partition walls is a multiple of the wall thickness of their porous part.
In addition, the required length of the chambers depends on the diameter of the column. For example, in systems with an outside diameter of 80 mm, spacing between the partition walls of 1-2 mm is required.
By connecting convection chambers and dividing walls in series for the countercurrent flow and the substances to be separated through permeable fine-pored material, a very high degree of uniformity of the countercurrent and the ion migration is achieved, so that the relationship between countercurrent and ion velocity required for separation is practical is observed in all parts of the pillar. Inevitable fluctuations caused by the manufacturing accuracy of the pores (mesh fineness of the sieves) are balanced out in the convection chambers in between.
This avoids irregularities that occur with longer, not subdivided columns because differences in the pore densities that have once occurred are further increased. At the same time, through the use of material with very uniform pores, the occurrence of such disruptive effects is fundamentally small. held. In this way it is achieved that the achievable separation effect increases proportionally when the length of the separation column is increased. The theoretical number of plates is very high and remains proportional to the length of the column when it is enlarged.
As FIG. 1 shows, the horizontally lying column is only filled up to a certain height and the partition walls are impermeable above the liquid level. Any gas bubbles that may arise can collect in this space and can no longer have a disruptive effect on the separation process, for example by clogging pores etc.
The chambers formed by the partition walls 13 between the chamber of the extraction tubes 44 and the anode space 22 form the deioning part.
As already mentioned, when a weak acid (resp.
Base) increases the field strength, which means that in the deioning part the speed of even the slower ions is greater than the speed of the countercurrent. The slow ions therefore also do not get into the anode space 22, so that the liquid escaping through the overflow line 36 is pure solvent without any content. of materials to be separated. This can now be used again without disturbing the separating effect in the cathode compartment. The system therefore works without the consumption of chemicals and with an amount of liquid that hardly exceeds the content of the column.
FIG. 3 shows an arrangement in which an additional electrode 80 generates an additional current in the deioning part. The auxiliary electrode is connected to the anode 26 via a current source 82. The arrangement otherwise corresponds to the arrangement g of FIG. 1, the device for the purpose of being shown in the drawing for the sake of clarity. Return of the counterion was omitted. This is mohtuing when using strong acids (resp.
Bases) used as counterion.
Since the separation effect or the speed of the material transport is proportional to the current strength and on the other hand proportional to the mole fraction of the substances contained in the solvent, the higher the mole fraction, the lower the required flow rate for a certain desired material transport. In order to save electricity, the entire arrangement can therefore be built up from several elements connected in cascade.
But it is also possible to use a single separating column with constant cross-section and to attach several auxiliary electrodes in the manner of the arrangement shown in FIG. 3, by means of which the current intensity can be increased towards the ends of the column, and the current intensity thus increases the different parts of the pillar ruling Molanbmch adapts.
The speed of the Gogen flow is constant throughout the column, the total concentration drops at the parts with the lower current intensity, so that the setting time of the entire arrangement is shorter. Such an arrangement is much simpler than cascading multiple columns.
4 shows a simplified cascade arrangement in which the cascade effect takes place by changing the current intensity along the column in only one stage. In comparison to the arrangement in FIG. 1, the arrangement has a second countercurrent section provided with partition walls 15, which is fed by the current 92. The circuits of the two current sources 28 and 92 have a common electrode in space 91. The energy consumption per column length and the concentration in the part of the cascade arrangement fed by the power source 92 is only half as large as in the part fed by the power source 28.
As a result, the total energy consumption as well as the setting time of the arrangement is smaller than that of a simple column according to Big. 1, which achieves the same separating effect. According to the theory of the cascade, it would be most beneficial to continuously adapt the current to the changing mole stream along the column. But there is one. very complicated arrangement, so that one is usually satisfied with the compromise of only two or very few cascade stages. In the arrangement shown in FIG. 4, for example, a mixture containing 72% of one type is enriched.
A purity of 89% results in space 91 ′, in contrast to 96% in cathode space 23, while the original mixture in anode space 25 is depleted to 64%.
Some examples of separations carried out according to the process according to the invention follow.
example 1
To separate nitrogen isotopes, a Tcemi column was used whose basic structure corresponded to the arrangement of FIG. 1 and which had the following characteristic values: diameter 4 cm cooling tube diameter 1.1 cm overall length 14.7 cm length of the cathode space (20) 3.0 cm ¯ ¯ anode reservoirs (25) 2, 5 cni, ¯ ¯ deioners (13) 1.5 cm ¯ ¯ anode compartment (22nd cm) cathode reservoirs (23) 3.0, cm ¯ separator (11 + 21 + 12) ) 1.8 cm number of plates of the partition 28 per cm of the partition 4, 75 Pl / cm ¯ of the deioner 6 visible surface of the sieves 4, 65 cm2 The operating conditions were as follows:
Current strength 0, 775 A countercurrent 5, 82 cms / min Concentration of the countercurrent
Acetic acid 0.50 mol / l concentration of the to be separated
Ions in the apparatus 0.05 mol / l mean oper. operating temperature 88 C voltage without deioner 143 V s-on deioner 98 V The thickness of the separating plates was 0.6-0.8 mm, the sieves were covered with nylon mesh with a mesh size of 50 and 38% visible area.
In this example, the separation of nitrogen isotopes is based on the different mobilities of the isotopic NH4 ions. The t5N content of the ammonium used was 2.941 / o 15N. The apparatus was left to run closed, that is, no substance was added or removed. From time to time samples were taken from both ends and analyzed.
The separation Ay (difference in the mole fraction y between KR and AR) was after different hours: h?? Separation factor
EMI4.1
6, 5 0, 450 / o 1, 168
24, 5 1, 16% 1, 504
100 1, 60 4 / o 1, 76
The difference in mobility of the two isotopes can be estimated from this data. He then requests: e = 1, 3.10-3. The separation after
100 h corresponds to 428 trays [because of the relationship q = (1 + @) b] or a tray number of 72.5 b / cm for the separating part.
Example 2
To separate nitrogen isotopes, a trenin column was used which, in its basic structure, corresponded to that used in Example 1, but which had the following different characteristic values and operating conditions:
Diameter 4.0 cm m Cooling tube diameter 1. 1 cm Total length 19.7 cm Length of the cathode compartment (20) 3.8 cm ¯ ¯ cathode reservoir (23) 3.8 cm ¯ ¯ separating part (11 + 21 + 12) 10.8 cm ¯ ¯ Anode reservoirs (25) 1.5 cm ¯ ¯ Entioners (13) 2.0 cm: o Anode compartment (22) 1. 1 cm m Number of plates of the separating part 12 per cm of the separating part 1, 1 pl / cm:
of the deioner 4 visible surface of the sieves 1.0 cm2 current intensity 0.084 A countercurrent 0.702 cm3 / min concentration of the countercurrent
Acetic acid 0, 0504 mol / l concentration of the to be separated
Ions in the apparatus 0.05 mol / l mean operating temperature 19 C voltage without deioner 181 V ¯ at the deioner 120 V
The separating plates otherwise corresponded to those used in Example 1.
In this example, the separation of nitrogen isotopes is based on the exchange equilibrium:
15NH3 aq + 14NH.4 = 14NH3 aq + 15NH4.
According to Urey, the equilibrium constant at 25¯C contributes: K = 1.028.
The speed and concentration of the countercurrent is set so that the ratio of NH3 to NH.4 in the apparatus is just 1: 1. So that the NHg cannot volatilize, the device is sealed at the top. Of course, no NH3 may get into the cathode compartment, as it would be washed out there by the escaping hydrogen. To prevent this, three separating plates are inserted between K and KR.
Then the cathode compartment is filled with ions which migrate much faster than nitrogen, in this case K ions, so that no nitrogen can get to K. The 15N content of the starting solution was 2.94% 15N. The following separations were found in the closed operation:
h y separation factor q
23, 25 1, 82% 1, 8
143 4, 12% 4, 22
Example 3
The apparatus used in Examples 1 and 2 with the following characteristic values diameter 4.0 cm m cooling tube diameter 1.1 cm total length 11.3 cm m length of the cathode space (20) 2.2 cm cathode reservoir (23) 2.2 cm ¯ ¯ Separating part s (11 + 21 + 12) 4.4 cm ¯ ¯ anode reservoirs (25) 1. 9 cm m Entianer, s (13) 2.4 cm ¯ ¯ anode compartment (22) 1.5 cm
Number of plates of the partition 18 ¯ per cm of the partition 4.1 P1 / cm ¯ of the deioner 5
Visible area of the sieves 2.0 cm2
Amperage 0.516 A.
Countercurrent 2,
00 cm3 / min
Concentration of the countercurrent
Acetic acid 0.50 mol / l concentration of the to be separated.
Ions in the apparatus 0.10 mol / l Average operating temperature 55 C Voltage without deioner 104 V ¯ at the deioner 89 V is used in this example to separate rubidium isotopes due to the different mobility of the isotopic Rb ions. The apparatus was filled with ordinary rubidium. In the closed operation the following separation was obtained: h? Γ; Separation factor q
12, 6 2.1% 1, 112
47, 6 3, 1 / o 1, 167 101, 1 3.3% 1, 177
From this data one finds for the difference, the mobility: e = 1.0.10-3; the separation corresponds to 163 floors or 37 w / cm.
In the separation of rubidium isotopes by Ramirez's method of 3 (Helvetica Chmica Acta, Vol. XXXVI, Fasc. 5), a tremor factor of only q = 1.084 (? Γ = 1.6%) was found in an office 1 m in length. receive ; the system, which is 22 times longer, provides only half the separation as our apparatus
Examples 4, 5 and 6
The method is used in these examples to separate calcium and strontium.
The separation is based on the different mobility of the Ca @ and the Srw ion. In the following experiments the antage does not contain an entity part, much more will be the
Anode is constantly rinsed with solution from the initial concentration.
The apparatus initially contains 10 / o Sr and 90 / o Ca. The difference in the ion mobility of Ca "and Sr" is @ = 0.036 under our test conditions. After the apparatus has set itself, that is, when the mole fraction in KR no longer changes, the following separations were found:
Separating floor example y (KR) dy factor q-number b
4 72, 7 62, 7 23, 5 88
5 36, 0 26, 0 4, 8 45
6 45, 0 35, 0 6, 97 53
Experiments 4 and 5 show that the number of plates is exactly proportional to the length of the partition (number of partition plates).
The characteristic data of the apparatus are as follows:
Example 4 Example 5 Example 6
Diameter 4.0 cm 4.0 cm 8.2 cm
Cooling tube diameter 1, 1 cm 1, 1 cm 2, 2 cm total length 7, 6 cm7, 0 cm 7, 1 cm
Length of the cathode space (20) 3.05 cm 3.05 cm 2.5 cm cathode reservoirs (23) 3.05 cm 3.05 cm 2.5 cm ¯ ¯ separating part (11 + 21 + 12) 1. 1 cm 0 , 5 cm 0.90 cm anode compartment (22) 3, 45 cm 3.45 cm 3, 8 cm
Number of plates of the partition 8 4 4 per cm of the partition 7, 3 P1 / cm 8.0 P1 / cm 4, 5 Pl / cm
Visible area of the sieves 4, 65 cm2 65 ans21, 0 cm2.
Amperage 0, 418 A 0, 418 A 1, 17 A.
Countercurrent 1.70 cm3 / min 1.70 cm3 / min 4.7 cm3 / min
Concentration of the countercurrent
Acetic acid 0.28 mol / 1 0.28 mol / 1 0.28 mol / 1
Concentration of the to be separated
Ions in the apparatus 0.05 mol / 1 0.05 mol / 1 0.05 mol / 1 mean operating temperature 37 C 37 C 30 C voltage without deioner 78 V 78 V 56 V
Example 7
The method according to the invention served to enrich an antibiotic component from a mixture of organic cations. The active compound is one of the faster components of the mixture and thus accumulates towards the cathode.
In order to avoid corrosion of the substance on the cathode, the separating column was provided with a deioning part at the upper end. The apparatus corresponds to the arrangement shown in Fig. 3 in terms of its special design, with the difference that several plates are inserted between space 20 and space 23, which form the upper deioning part.
At the umtem end of this upper deioning part, that is between the upper deioning part and the actual separation column, Na + in the form of an O, In sodium acetate solution was added dropwise as an auxiliary ion. The sodium ion migrates faster than all the cations in the mixture, it takes over the Katioaen-Stromleitumg in the Paume before the cathode. The organic cations only migrate to the lower end of the section of the trough containing sodium ions and do not come into contact with the cathode.
The influx of the sodium acetate solution was automatically controlled by a small conductivity cell at the bottom of the upper deioning section. if too much sodium acetate is added dropwise, see above. Sodium ions also get into the separating part, thereby increasing the conductivity at the Mē site, and the sodium acetate supply is interrupted. Over time, the nabrium ions migrate to the cathode, where they are partially removed by the cathode flushing system. The solution in the measuring cell is depleted of sodium ions, the conductivity drops, whereupon the sodium acetate supply is opened again. In this way, the
Boundary between organic cations and the Hills ion Na + are held at a certain distance from the cathode.
The characteristic data of the apparatus are: diameter of the plates 4.0 cm, cooling tube diameter 1.2 cm.
Total length 17 cm
Visible area of the sieves 1.8 cm2 number of plates per cm 3, 3 number of plates of the upper deion part 6 number of plates of the separating nozzle 24 number of plates of the lower deion part 6 current intensity in the main part 55 mA current intensity in the lower deion part 90 mA countercurrent. 0.65 cm3 / min concentration of the countercurrent
Acetic acid 0.3N stock solution of the auxiliary ion:
0, In Na acetate in 0.3N acetic acid concentration of the to be separated
Substance in the separating part 0.5 / o Voltage drop at the separating part 160 volts Average operating temperature 18 C
In order to clarify the maximum achievable enrichment of the active component, the apparatus was initially operated closed. The separating part was filled with a 0.5% solution of the mixture in 0.3N acetic acid. 1 mg of the starting substance had an activity of 23%, based on a standard sample purified by paper electrophoresis of 100%.
After 24 hours of operation, a sample taken near the top of the divider showed 100% activity, while a sample from the bottom third of the divider showed only 7% activity.
In the further work-up, the active substance is extracted from the aqueous solution. It is therefore not a problem if some sodium acetate from the upper deioning part gets into the withdrawn product during the continuous withdrawal.