DE1544045A1 - Verfahren und Vorrichtung zur vollautomatischen Fraktionierung des aus einem praeparativen Gaschromatographen austretenden Eluats - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur vollautomatischen Fraktionierung des aus einem praeparativen Gaschromatographen austretenden Eluats

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DE1544045A1 DE19651544045 DE1544045A DE1544045A1 DE 1544045 A1 DE1544045 A1 DE 1544045A1 DE 19651544045 DE19651544045 DE 19651544045 DE 1544045 A DE1544045 A DE 1544045A DE 1544045 A1 DE1544045 A1 DE 1544045A1
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BUSCH DIPL ING ULRICH
HUPE DR ING KLAUS PETER
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BUSCH DIPL ING ULRICH
HUPE DR ING KLAUS PETER
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur vollautomatischen Fraktionierung des aus einem präparativen Gaschromatographen austretenden Eluats.
  • Die präparative Gaschromatographie dient der mengenmäßigen Trennung und 1 Reindarstellung von gasförmigen und unzersetzt verdampfbaren S bstanzen.
  • Da die Gaschromatographie ein diskontinuierliches Verfahren ist, mUtj das zu brennende Substanzgemiscfi der Trennsäule in Teilmengen zugeführt werden bis nach Ablauf einer bestimmten Zahl von Trennzyklen die Gesamtmenge getrennt ist.
  • ;, ie bei einer jeden gaschromatographischen Trennung wird das AusgL. ngsgemisch mit Hilfe eines Tragergasstromes durch einer Trennsaule geleitet, in der si der Trennvorgang vollzieht. Die vollständig oder teilweise getrennten Einzelkomponenten verlassen nacheinander die Trennsäule und werden durch einen geeigneten Detektor geführt, der ihre Konzentration im Trägergas mißt. Der zeit-@@@hängige Konzentrationswert wird in ein entsprechendes Signal umgeformt und einem Sc@reiber z@ eführt, der das sogenannte chromatogram ramm afschreibt. Das Chromatogramm gibt somit Auskunft über den Verlauf der Trennung, insbesondere über die Reinheit uns menue der einzelneri Komponenten.
  • Da die Konzeutration innerhalb einer einheitlichen Substanzbande nach Art einer Gauskurve verteilt ist, erhält man in : Chromatogramm aufeinanderfolgende Glockenkurven, die entweder einen gewissen Abstand voneinander haben (vollständige Trennung) oder sich mehr oder minder überlagern (unvollständige Trennung) (Abb.1).
  • Im es stets möglich, bei unvollständiger Trennung das Chromatogramm zeichnerisch so zu ergänzen, daß die einzelnen, sich überlagernden Glockenkurven sichtbar werden (gestrichelte Linien in Abb. l). Auf diese Weise ergeben sich Zonen, in denen reine Substanz vorliegt und solche, die ein Gemisch aus zwei, u. L. auch neren Substanzen darstellen.
  • @ch Verl @@en der Trennsäule müssen die nacheinander erscheinenden Substanzen in getrennten Gefäßen aufgefangen wer len. Dazu mup der substanzbeladene Trägergasstrom mit ifilfe pneumatischer Schaltelemente (Drehteller-Ventil, Mehrwegventil, Einzelventile) in einzelne Auffanggefäße geleitet werden, in denen die Substanzen aus dem Trägergasstrom auskondensieren. Da sich dieser Vorgang bei jedem Trennzyklus ich gleicher Weide wiederholt, ist es naheliegend, das Öffnen und Schließen der Auffanggefäße zu automatisieren und die Betätigung der pneumatischen Schaltelemente entsprechend zu steuern.
  • Zur Festlegung des Programms für die automatische Steuerung der pneumatischen Schaltelemente dient stets ein unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen erhaltenes Probechromatogramm, an Hand dessen sich ermitteln läßt, welche bestimmten Abschnitten des Chromatogramms entsprechenden Teile des Eluats in entsprechende Auffanggefäße geleitet und welche Teile verworfen werden sollen, m. a. lst. in welcher Weise die Fraktionsschnitte gelegt werden sollen.
  • Bisher sind zwei Methoden bekannt geworden, mit denen sich Fraktionssammler (Gesamtheit von pneumatischen Schaltelementen undAuffanggefäßen) flr gaschromatographische Zwecke steuern lassen : 1. Nach Maßgabe eines Probechromatogramms rlird ein Zeitprogra-! m festgelegt, nach dem zu vorgewählten Zeitpunkten entsFrechende Schaltfunktionen ausgelost werden. Dieses Verfahren hat indessen den gravierenden Nachteil, daß das gesamte Programm verschoben und damit unbrauchbar wird, wenn bei Änderung der Betriebsparameter im Verlauf mehrerer Trennzyklen sich das Zeitverhalten der Trennsäule ändert.
  • 2. Ein z eites Verfahren benutzt das Detektorsignal und einen einstellbaren Grenzwert. Durchläuft das Detektorsignal den Granzwert, werden dem Fraktionssammler Steuerbefehle erteilt. Öffnen und Schließen der Auffanggefäße erfolgt somit für den gesamten Trennzyklus einheitlich bei einem bestimr : ten Detektorsignal. Dieses rinzip ist zwar sehr einfach, setzt aber Ideal-Chromatogramn. e mit möglichst vollständiger Trennung der Einzelkomponenten voraus.
  • Ist diese Voraussetzuns nicht erfüllt, so muß bezüglich der Lage des Grenzwertes ein Kompromiß gesucht werden, unter dem sowohl die Ausbeute als auch die Reinheit der Endprodukte leidet. Da man es es aber gerade in der präparativen Gaschromatographie seoir oft mit unvollständigen Trennungen zu tun hat, führt eine derart pau pauschale Behandlung des Chromatogramms nur in seltenen Fällen zu befriedigenden Ergebnissen. Bei Vorliegen einer Trennung, wie sie schematisch in Abb. l wiedergegeben ist, läßt sich keine einheitliche Große des Detektorsignals angeben, bei der man auch nur annähernd reine Endprodukte erhalten würde.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine dazu gehörige Vorrichtung zur vollautomatischen Fraktionierung des aus einem präparativen Gaschromatographen austretenden Eluats, womit unter Vermeidung der oben geschilderten Nachteile das Eluat in beliebige, in Hinblick auf Reinheit und Ausbeute der Endprodukte optimals Fraktionen geschnitten werden kann. Insbesondere ergibt sich damit die Möglichkeit, die Schaltpunkte für das Öffnen und Schließen der Auffanggefäße an beliebige Stellen des Chromatogramms z : legen.
  • Auf diese Weise lassen sich einerseits beliebige Teile des Eluats in gemeinsame Auffanggefaße bringen, wahrend andere, im Rahmen der Trennung uninteressante Teile verworfen werden können, vomit sic die Möglichkeit ergibt, schwer trennbare Substanzen zunächst anzureichern.
  • Erfindungsgemäß wird für jeden beliebig wählbaren Punkt des Cliromatogrammz, an dem ein Auffanggefäß geöffnet oder geschlossen werden soll, eine dem Detektorsignal dies Punktes entsprechende Vergleichsgröße gespeichert. Erfindungsgemäß werden die Vergleichsgrößen fortlaufend numeriert und jeweils nur eine, durch den Stand eines Zehlerp -im Folgenden Schaltpunktzähler genannt- bestimmte Vergleichsgröße mit dem Detektorsignal verglichen. Stimmen Detektorsignal und Vergleichagroße überein, wird ein Steuerbefehl ausgelöst. übersteigt die Zahl der getrennten Substanzen die Zahl der zur Verfügung stehenden Auffanggefäße, wird es erforderlich, mehrere Substansen (dargestellt durch eine entsprechende Anzahl von Gloc enkurven im Chromatogramm) in ein gemeinsames Auffanggefäß zu leiten oder eine wechselnde Zahl von Substanzen zwischen zwei aufgefangenen Fraktionen bzw. Einzelsubstanzen zu verwerfen. Dazu wird erfindungsgemäß wie folgt verfahren : Jeder Vergleichsgröße wird eine Zahl -im Folgenden Durchgangszahl genannt- zugeordnet, die annibt, wie oft das Detektorsignal nacheinander die Vergleichsgröße einnehmen muß, um ein Öffnen oder Schließen eines Auffanggefäßes zu bewirken. Gleichzeitig mit einer solchen Steuervorgang @ird der Stand des Schaltpunktzählersur.eineStelleerhöhtu-.poit.i nächste Vergleichsgröße mit dem Detektorsignal vergli@@en.
  • Das an Hand eines Probechromatogramms festgelegte Steuerprogramm wird nach Ablauf eines jeden Trennzyklus wiederholt.
  • Der Vergleich des Detektorsignals mit der Vergleichsgroße wird erfindungsgemäß in einer elektriscllen Brückenschaltung vorgenommen.
  • Ein Zweig der Brücke wird von einen Folgepotentiometer gebildet, dessen Stellung vom Detektorsignal abhängig ist, der andere Zweig wird von einer der Zahl der zu speichernden Vergleichsgrößen entsprechenden Zahl von Einstellpotentiometern gebildet. Das BrückenusgangssignalszwischendemSchleifer des Folgepotentiometers und dem Schleifer eines der Einstellpotiometer bewirkt bei jedem Nulldurchgang erfindungsgemäß die Verstellung eines Vorwahlzählers um eine Einheit. Erreicht dieser Zähler den vorgewählten Endstand (oben Durchgangszahl genannt), so gibt er erfindungsgemäß einen Zählimpuls an einen zweiten Zähler, den Schaltpunktzähler ab und kehrt in die Nullstellung zurück. Jedem Schaltpunkt und damit jeder Stellung des Schaltpunktzählers entspricht erfindungsgemäß : 1. die Benutzung eines bestimmten Auffanggefäßes, 2. die Benutzung eines bestimmten Einstellpotentiometers ind der Brückenschaltung, 3. aie Eingabe einer bestimtaten für jeden Schaltpunkt frei wählbaren Durchgangszahl in den Vorwahlzähler.
  • Lrfindungsgemäß kann den Schaltpunkten auch die Durchgangszahl'0' zugeordnet werden, sodaß die Zahl der ausgenutzten Schaltpunkte dem JjrennproDlem leicht angepaßt werden kann.
  • Der Schaltpunlctzähler hat keine Endstellung, sodaß auf den höchsten , wieder die Anfangstellung folgt.
  • Bei der Betätigung eines pneumatischen Steuerelements können Rückwirkungen auf das Detektorsignal auftreten. Damit solche kurzzeitigen Änderungen des Detektorsignals keine Steuervorgänge auslösen können, wird erfindungsgemäß innerhalb einer bestimmten Zeit nach Betätigung eines pneumatischen Steuerelementes der Steuereingang des Vorwahlzahlers gesperrt.
  • Das schem atische Chromatogramm in Abb. 2 zejjtb in Verbindung mit Tab. 1, wie bei einem vorliegenden Ablauf der Trennung um bei bestimmter Fraktionierung des Eluats die Verleichsgroßen und Durchgangszahlen gewählt werden.
  • Das beschriebene Verfahren sowie die dazu gehörige Vorrichtung erlauben es, jedes vorliegende gaschromatographische Trennproblem in beliebiger Weise zu behandeln. Man erhalt damit die für die präparative Gaschromatographie wichtige Handhabe, auch unvollständig getrennte Substanzen mit der gewünschten Reinheit und entsprechender Ausbeute zu erhalten, sodaß auch eine an und ffir sich schlechte Trennung noch brauchbare Ergebnisse liefert.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur vollautomatischen Fraktionierung des aus einem präparativen Gaschromatographen austretenden Eluats dadurch gekennze9ichnet, daß für jeden beliebig wählbaren Punkt des Chromatogramms, an dem ein Auffanggefäß geöffnet oder gesculossen werden soll, eine dem Detektorsignal dieses Punktes entsprechende Vergleichsgroße gespeichert wird und daß diese Vergleichsgroßen fortlaufend numeriert werden derart, da jeweils nur eine, durch den Stand eines Zählers (Schaltpunktzähler) bestimmte Vergleichsgrole mit dem Detektorsignal verglichen wird un d daß bei Übereinstimmen des Detektorsignals und der Vergleichsgröße ein Steuerbefehl ausgelöst wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurcri gekennzeichnet, daß jeder Vergleichsgröße eine Zahl (Durchgangszahl) zugeordnet wird, die angibt, wie oft das Detektorsignal nacheinander die Vergleichsgröße einneh@en muß, um ein Öffnen oder Schließen eines Auffanggefäßes zu bewirken und daß gleichzeitig mit einem solchen Steuervorgang der Stand des Schaltpunktzählers um eine Stelle erhöht und somit die nächste Vergleichsgröße mit dem Deektorsignal verglichen wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Detektorsignals mit der Vergleichsgröße in einer elektrischen Brückenschaltung vorgenimmen rird und daß ein Zweig dieser Brücke von einem Folgepotentiometer gebildet wird, dessen Stellung vom Detektorsignal abhängig ist, während der andere Zweig von einer Anzahl Einstellpotentiometer gebildet wird, die der Zahl der zu speichernden Vergleichsgrößen entspricht.
  4. 4. Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Übereinstimmung des Detektorsignals mit der Vergleichsgröße die Stellung eines Vorwahlzählers um eine Einheit erhcht wird und daß bei Erreichen des vorgewählten Endstandes der Zähler in die Nullstellung zurückehrt und gleichzeitig einen Zählimpuls an den Schaltpunktzähler abgibt und damit das Öffnen oder SchlieRen eines Auffanggefäßes bewirkt.
  5. 5. Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Vergleichsgröße zuzuordnende Durchgangszahl für jede Vergieichsgröße getrennt einschließlich des Wertes Null einstellbar ist.
  6. 6. Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch l dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer bestimmten Zeit nach Betätigung eines pneumatischen Schaltelementes Steuerbefehle, die aus dem Vergleich von Detektorsignal und Vergleichsgröße entstehen, unterdrückt werden.
    L e e r s e i t e
DE19651544045 1965-05-26 1965-05-26 Vorrichtung zum vollautomatischen fraktionieren des einen praeparativen gaschromatographen verlassenden eluats Withdrawn DE1544045B2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3936860A4 (de) * 2019-03-06 2022-09-14 Shimadzu Corporation Dispensierchromatografsystem

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3936860A4 (de) * 2019-03-06 2022-09-14 Shimadzu Corporation Dispensierchromatografsystem

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DE1544045B2 (de) 1971-04-29

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