DE4328977A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Substanzen oder Substanzklassen aus flüssigen oder gasförmigen Substanzgemischen in einem Kammersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es erlaubt aus flüssigen oder gasförmigen Substanzgemischen, einzelne Substanzen oder Substanzklassen kontinuierlich zu separieren, in einem Kammersystem mit Festphasen auf beweglichen Trägermaterialband, ohne dabei den Trennungsprozeß zu unterbrechen.

Dieses Verfahren ermöglicht es Separationen, zur Reinigung oder Isolierung, von Substanzklassen durchzuführen, ohne dabei den Trennungsprozeß zu unterbrechen und bekannte Trennungsprinzipien zu verwenden. Dies ist von großen praktischen In­ teresse, da so Produktionskosten eingespart und geschlossene Produktionsverfahren realisiert werden können. Ferner erlaubt das Verfahren eine Anwendung sowohl im La­ bor-, als auch im Industriemaßstab.

Es sind bereits Verfahren zur Separation von Substanzgemischen an trägergebun­ denen Festphasen nach verschiedenen Trennungsprinzipien bekannt. Die verwendeten trägergebundenen Festphasen sind jedoch so in einem System angeordnet, daß der Trennungsprozeß nach Sättigung der Festphase nicht ununterbrochen durchgeführt werden kann, z. B. bei Säulensystemen oder dem Tauchverfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine kontinuierliche Separation von Sub­ stanzen oder Substanzklassen zu ermöglichen, so daß der weitere Trennungsprozeß nicht unterbrochen werden muß.

Nach der Erfindung wird die zur Trennung benötigte Festphase an oder in einem fle­ xiblen porösen Trägermaterialband, in Form eines beweglichen Schwammbandes, fixiert. Dieses Schwammband kann mechanisch stabilisiert werden. Die, für das jeweilige Trennungsproblem benötigte, Festphase, wie zum Beispiel Ionenaustauscherphasen oder Umkehrphasen, können nach bekannten chemischen oder physikalischen Methoden an das Band gebunden werden.

Das Band wird mechanisch über Motoren durch hintereinander liegende Kammern gezogen. Als günstigste Anordnung für diese hintereinander liegenden Kammern, hat sich die Kreisform erwiesen. Die einzelnen Kammern (Fig. 1) besitzen mindestens einen Zufluß (Fig. 1.1) und einen Abfluß (Fig. 1.2). Ferner sind sie durch mindestens zwei Schleusensysteme (Schleuseneingang Fig. 1.10, Schleusenausgang Fig. 1.11) vonein­ ander getrennt, deren Öffnungsquerschnitt abhängig ist, von der Querschnittsgestaltung des Transportbandes. Die Schleusensysteme enthalten Walzen (Fig. 1.5) mit Federn (Fig. 1.6) oder ein mechanisches System (Fig. 1.6), so daß der Anpreßdruck auf das Band variabel gehalten werden kann. Jede Kammer enthält im innen einen umlaufenden Steg (Fig. 1.7) der das Band etwas zusammen drückt und damit einen Zufluß­ kammerbereich (Fig. 1.3) und einen Abflußkammerbereich (Fig. 1.4) schafft. Ferner kann jede Kammer mit einer zusätzlichen Hülle, der Abtropfkammer (Fig. 1.8) mit Abfluß (Fig. 1. 9), umgeben sein, um aus der Schleuse ausgetretenes Substanzgemisch entweder zurück- oder abführen zu können. Die Kammern sind ferner mit Ventilen (Fig. 1.12) oder entsprechenden Möglichkeiten zum Druckausgleich ausgestattet. Die Zahl der hintereinanderliegenden Kammern ist von den jeweiligen Schritten, die für das Trennungsproblem notwendig sind, abhängig. So können fünf Kammern, für fünf Trennungsschritte, hintereinander geschaltet werden (Fig. 2). Zum Beispiel je eine Kammer, mit Zu- (Fig. 2.1) und Abfluß (Fig. 2.2), für die Bindung einer Substanz oder Substanzklasse an die trägergebundene Festphase (Fig. 2.7), Waschen der Festphase (Fig. 2.8), eluieren der an die Festphase gebundenen Substanz oder Substanzklasse (Fig. 2.9), Reaktivieren der trägergebundenen Festphase (Fig. 2.10) und equilibrieren der trägergebundenen Festphase (Fig. 2.11). Die Kammern sind durch die Schleusensysteme der einzelnen Kammern voneinander getrennt (Fig. 2.3). Mit einem Kammersystem ist ein Transportmotor (Fig. 2.4) zum Bewegen des Schwammbandes auf der Kreisbahn (Fig. 2.6) und einem Schwammbandstraffer (Fig. 2.5) zur Einstellung der Bandspannung verbunden, welche zusammen mit den Kammern ein Komplett­ system bilden. Durch das Ziehen des Schwammbandes durch das Komplettsystem, werden die einzelnen Trennungsschritte ununterbrochen durchgeführt. Diese Komplett­ systeme können in beliebiger Zahl hintereinander verschaltet sein.

Zum gleichnamigen Zweck kann ein endloses durchlässiges und kreisrundes Schlauchband (Fig. 3.1) in dem eine beliebige bindungsaktive Festphase (Fig. 3.2) ein­ gebracht worden ist, verwendet werden. Dabei muß bei den Einzelkammern nur die Schleusengestaltung (Fig. 4) geändert werden. Diese benötigt nur eine variable Ver­ engungsstelle (Fig. 4.1), die mit gleitfähigen Material oder Rollen (Fig. 4.2) ausgekleidet ist. Eine solche Schleuse kann statt des zuvor beschriebenen Schwammbandstraffers bei der Verwendung eines Schlauchbandes genutzt werden. Alle anderen Komponenten eines Komplettsystems wie oben beschrieben brauchen nicht verändert zu werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur ununterbrochenen Separation von Substanzen oder Substanzklassen aus flüssigen oder gasförmigen Substanzgemengen, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches endloses und flexibles Transportband mit einer gebundenen Festphase, durch hintereinanderliegende, voneinander getrennten Kammern, welche verschiedene zur Trennung notwendigen Aufgaben erfüllen, so gezogen wird, daß unter Ausnutzung allgemeiner chemisch physikalischer Eigenschaften der Festphase, Substanzen gebun­ den bzw. abgespalten werden können, ohne das es zur Unterbrechung der einzelnen, zur Trennung notwendigen, Schritte kommt.

2. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, das eine einzelne, der in beliebiger Zahl, hintereinanderliegenden Kammern aus mindestens einen Zufluß und Abfluß, mindestens je einem Schleuseneingang und Schleusenausgang, einem Steg zur Bildung von Zu- und Abflußbereichen, einem Druckausgleich, einem System zum Pressen des Bandes, sowie einer Abtropfhülle mit Abfluß besteht und die hintereinanderliegenden Kammern zusätzlich mit einem Trans­ portmotor und einem Bandstraffer verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband nach Anspruch 1 in Form eines beweglichen Schwammbandes an dem, die zur Trennung von Substanzen oder Substanzklassen, notwendige Festphase gebunden ist, verwen­ det wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband nach Anspruch 1 in Form eines beweglichen Schlauchbandes, in dem eine beliebige Fest­ phase eingebracht und fixiert wird, verwendet wird.