JP2000500430A - Thermal management separation and dehydration method for recovering acid products - Google Patents

Thermal management separation and dehydration method for recovering acid products

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Abstract

(57)【要約】 所望の化学製品を、固体吸着剤上での熱処理クロマトグラフィーを用いて溶液中の他の化合物から分離する好ましい方法を記載する。該好ましい方法は、分離相および溶離相中の作業温度を変更することによって助けられるクロマトグラフィーの原理を必要とする。更に、水性酸を脱水処理するおよび該酸をアルコールなどの有機溶媒中で回収する方法を記載する。   (57) [Summary] A preferred method of separating desired chemicals from other compounds in solution using heat treatment chromatography on a solid sorbent is described. The preferred method requires the principle of chromatography assisted by changing the working temperature during the separation and elution phases. Furthermore, a method for dehydrating an aqueous acid and recovering the acid in an organic solvent such as an alcohol is described.

Description

【発明の詳細な説明】 酸生成物を回収するための熱管理分離及び脱水方法 発明の背景 本発明は一般に有価化学生成物の回収方法に関する。さらに詳しくは、本発明 は目的生成物を、それらが他の化合物と共に含有される液体媒質から選択的に回 収するための高効率で経済的な方法に関し、新規な熱補助(thermally-assisted) クロマトグラフィー方法を包含する。 さらなる背景として、例えばカルボン酸及び他の有価化学生成物のような酸性 化合物の媒質からの回収と分離は、それらを製造するための有効な費用−効果的 なルートを発見しようと試みて、長い間研究されている。例えば、クエン酸及び 乳酸のようなカルボン酸は発酵によって世界的に大規模に製造されている。この ような発酵は発酵ブロスを生じ、この発酵ブロスから目的の酸を回収し、精製し なければならない。多量の製造が必要とされる場合には、回収コストを最小に維 持することの重要性が強調されすぎるということはない。 最近の回収の研究は、発酵培地からカルボン酸を回収するための固体ポリマー 吸着性物質の使用に集中している。このアプローチでは、吸着剤に発酵ブロスを 通して、カルボン酸を吸着させ、カルボン酸を何らかのやり方で脱着して、生成 物を得る。一般に、非常に多様な吸着及び吸着/脱着機構が提案されている。 例えば、Kawabata等は米国特許第4,323,702号において、そ の主要成分がピリジン骨格構造と架橋構造とを有するポリマー吸着剤である物質 によってカルボン酸を回収する方法を述べる。カルボン酸をこの吸着剤に吸着さ せてから、例えば脂肪族アルコール、ケトン又はエステルのような極性有機物質 を用いて脱着させる。 Kulprathipanja等は米国特許第4,720,579号、第4, 851,573号及び第4,851,574号において、中性、非イオゲニック (noniogenic)、マクロ網状の水不溶性架橋スチレン−ポリ(ビニル)ベンゼン、 第3級アミン官能基若しくはピリジン官能基が結合した架橋アクリル若しくはス チレン樹脂マトリックス、又は脂肪族第4級アミン官能基が結合した架橋アクリ ル若しくはスチレン樹脂マトリックスを包含する固体ポリマーを教示する。かれ らの研究において、Kulprathipanja等は等温条件下でおこなった “パルス試験”を述べ、この試験でかれらはアセトン/水、硫酸及び水を脱着剤 として同定する。 1985年7月9日出願の南アフリカ特許出願第855155号は、生成物の 酸をそれらの水溶液から回収した方法を述べる。吸着工程では、酸含有溶液をビ ニルイミダゾール/メチレン−ビス−アクリルアミドポリマー、ビニルピリジン /トリメチロールプロパントリメタクリレート/ビニルトリメチルシランポリマ ー、ビニルイミダゾール/N−ビニル−N−メチルアセトアミド/メチレン−ビ ス−アクリルアミドポリマー、Amberlite IRA35(Rohm& Haas−ジメチルアミノ基を含有するアクリレート/ジビニルベンゼンに基づ くポリマー)、又はAmberlite IRA93 SP(Rohm &Ha as)又はDowex MWA−1若しくはWGR−2(Dow Chemic al)(これらの後者の3種類はジメチルアミノ基を含有するスチレン/ジビニ ルベンゼンに基づくポリマーである)から成る吸着剤樹脂を含有するカラムに通 した。酸を脱着するために、通常は90℃の温度の水をカラムに通した。しかし 、述べられている1回通過溶出プロセスは熱エネルギーの非効率的な使用を含み 、高濃度の脱着溶液を得るために樹脂の可能な使用を実質的に最大化していない 。さらに、この南アフリカ出願に用いられている樹脂は比較的熱に不安定である ので、熱水を用いる脱着操作中にかなり劣化する。 両方ともReilly Industries社による、1992年3月12 日出願の国際特許PCT/US92/02107(1992年10月1日公開、 WO92/16534)と1992年3月12日出願のPCT/US92/01 986(1992年10月1日公開、WO92/16490)とは、流れ又は熱 水を用いた、それぞれ、ジビニルベンゼン架橋ビニルピリジン又は他の樹脂から の乳酸及びクエン酸の脱着を開示する。用いられる樹脂は有利な吸着/脱着能力 を有し、述べられた熱水脱着操作下で非常に熱安定性である。それにも拘わらず 、改良方法は樹脂の使用及び脱着のために加えられる熱の使用においてより大き な効率を与え、さらに高い生成物濃度の脱着溶液を生成すると考えられる。 酸生成物を回収するためのさらに他の方法が報告されている。例えば、米国特 許第5,412,126号はクエン酸を塩基樹脂(base resin)に吸着させてから 、アルキルアミンを用いてストリップさせる方法を述べる。次に、この物質を脱 水させ、熱によってアミンを除去することによって、遊離酸を回収する。米国特 許第5,032,686号は、酸樹脂を用いてクエン酸を糖から分離する方法を 述べるが、米国特許第5,382,681号は、他の化合物を含有するクエン酸 溶液を最初に塩基によって処理して、クエン酸をクエン酸三ナトリウムに転化さ せた後に、この塩基性媒質を塩基樹脂上に通して、他の化合物を分離させる。 この分野における上記及び他の背景を考慮すると、カルボン酸及び他の有価生 成物(valuable products)を精製し、回収するための改良された効果的な方法が 依然として必要である。本発明はこれらの必要性に対処する。 発明の概要 したがって、本発明の好ましい1実施態様は、熱管理クロマトグラフィー分離 段階と溶出段階とを包含する、1種類以上の他の化合物から酸を分離するための 方法を提供する。それ故、酸を他の化合物とのその混合物から分離するための好 ましい方法であって、第1温度において吸着剤樹脂上で他の化合物から酸をクロ マトグラフィー分離した後に、第1温度よりも高い、例えば少なくとも10℃高 い第2温度において吸着剤樹脂から酸生成物を溶出させることを包含する方法が 提供される。より好ましい方法は、1種類以上の他の化合物よりも酸に対して高 い親和性を示し、酸に対するこの親和性を温度の低下と共に高める吸着剤を含有 する接触帯を用いる。酸と他の化合物とを含有する第1溶液をこの接触帯に導入 する。高い交換容量(operating capacity)を確立するために、この溶液は、酸を 吸着する吸着剤の容量をかなり越えるレベルで酸を含有することができる。第2 溶液(溶離剤)を接触帯に通す。接触帯において1種類以上の他の化合物のフロ ント(front)から分離された酸のフロントを確立するために効果的である、第1 温度及び条件下において、第2溶液を通す。次に、酸のフロントを第1温度より も高い、例えば少なくとも10℃又は20℃高い第2温度において液体によって 接触帯から溶出させる。この方法では、分離段階中に、酸に対する吸着剤の親和 性を比較的高いレベルに維持して、酸を遅延させ、1種類以上の化合物からの酸 の分離を容易にし、溶出段階中には、酸に対する吸着剤の親和性を比較的低いレ ベルに維持して、一定時間にわたる溶出酸量を高める。したがって、本発明の好 ましい方法はクロマトグラフィー分離に伝統的な吸着/熱脱着現象を利用して、 1種類以上の他の化合物から酸生成物を効果的に精製し、高度に濃縮された生成 物画分を回収することができる。 特に好ましい本発明の方法は、複数個の樹脂 充填接触用区画(resin-filled contacting zones)(例えば、樹脂カラム)を包 含する連続接触装置を用いる。他の化合物から酸を実質的に分離するために充分 な量の吸着剤を含有する複数個の接触帯を一緒に包含するクロマトグラフィー分 離区画(chromatographic separation zone)を確立する。クロマトグラフィー 分離区画は比較的低い第1温度で操作される。生成物の酸が他の化合物から一度 実質的に分離されたならば、生成物の酸を溶出する溶出区画(elution zone)が 確立される。この溶出区画は第1温度よりも高い第2温度において操作される。 溶出区画の後に、樹脂充填接触用区画(今や、生成物を実質的に含まない)に好 ましくは冷却工程を受けさせて、連続接触装置における次のサイクルの分離区画 のために最適温度を得るようにする。好ましい冷却工程は樹脂よりも低い温度の 液体媒質を接触用区画に通すことを包含する。連続接触装置は接触用区画に逐次 的に分離工程、加熱工程、溶出工程及び冷却工程を受けさせるためにバルブを適 当に利用して、本発明の熱管理クロマトグラフィー分離方法を実施することがで きる。 本発明の他の態様によると、熱管理(thermally-managed)クロマトグラフィ ー分離方法は、吸着剤を含有する複数個の接触用区画を逐次的に処理するプロセ スであって、この処理が生成物に対する吸着剤容量を越えるレベルで生成物を含 有する液体媒質を吸着剤上に通し、第1温度において酸生成物を他の化合物から クロマトグラフィー分離させ、次に第1温度よりも少なくとも10℃高い第2温 度において生成物を溶出することを包含するプロセスを確立することを包含する 。本発明のこの態様及び他の態様では、前に処理された接触用区画からの生成物 含有媒質の一部をクロマトグラフィー分離段階に用いる溶離剤に含めることがで きる。 本発明の他の好ましい実施態様は、水溶液から有機酸生成物を脱水及び回収す る方法であって、吸着剤樹脂上で酸生成物の水溶液を、例えばアルコールのよう な水混和性溶剤を移動相として用いて、酸生成物が実質的に水を含まないアルコ ール溶液中に溶出される条件下でクロマトグラフィー処理することを包含する方 法を提供する。このような方法は、水に対するよりも酸に対して高い親和性を有 する吸着剤を含有する接触用区画を用意して、この接触用区画中に酸の水溶液を 導入することによって有利におこなわれる。接触用区画において水のフロントか ら分離された有機酸のフロントを確立するために有効である条件下で、液体アル コールを接触用区画に通して、アルコール溶液中に有機酸を含有する溶出液を生 じるように接触用区画から有機酸のフロントを溶出させる、この溶出液は実質的 に水を含有しない(即ち、僅か約15重量%の水を含有するに過ぎない)。 有機酸生成物を脱水するためのさらに他の好ましいクロマトグラフィー方法は 、 (a)水に対するよりも酸生成物に対して高い親和性を有する吸着剤を含有す る複数個の接触用区画を提供する工程と; (b)この接触用区画を、アルコール溶離剤溶液と酸を含有する水溶液とを一 緒に接触用区画に通して、酸を水から分離するクロマトグラフィー・プロセスを 達成するクロマトグラフィー分離区画によって連続的に処理する工程と; (c)工程(b)後に接触用区画を、1個以上の接触用区画からの酸生成物を 実質的に水を含まないアルコール溶液中に溶出させるように溶出区画によって連 続的に処理する工程と を含む。 本発明のさらに他の態様は、例えば乳酸アンモニウムのような、弱酸と塩基と の塩の溶液を弱塩基樹脂上でクロマトグラフィー処理して、弱酸と塩基とを別々 に溶出させ、回収することができる。したがって、本発明は弱酸と塩基との塩か ら弱酸と塩基とを別々に回収するためのクロマトグラフィー方法をも提供する。 本発明の方法は、第3級アミン官能基(function)を有するポリマーを含有する 接触用区画の提供と、接触用区画中への塩溶液の導入と、接触用区画において塩 基のフロントから分離された弱酸のフロントを確立するために効果的である条件 下での接触用区画を通しての溶離剤の通過とを包含する。弱酸のフロントと塩基 のフロントとを接触用区画から別々に溶出させるように、溶離剤の通過は続けら れる。この方法は、発酵的に製造され、発酵が続くと実際に中和される弱酸を回 収するために特に有利である。例えば、乳酸の場合には、その製造に用いられる 微生物は低いpHでは阻害されるので、乳酸が発酵において生成されたときに例 えばアンモニアによって乳酸を中和することが一般におこなわれる。これは乳酸 アンモニウムを含有する培地を生じ、この培地を本発明の方法によって処理して 、遊離乳酸を回収することができる。 本発明の熱管理方法は、回収を助成するために効果的に熱エネルギーを用いな がら、その上、高い容量を与え、吸着剤残留必要量(adsorbent inventory requi rement)を減じるような構成(configuration)で操作しながら、濃縮液体媒質中の 生成物を回収する手段を提供する。本発明の脱水方法は実質的に水を含まない溶 出液中への酸の回収を可能にするので、酸の回収を容易にし、及び/又はその後 の操作において酸の反応が容易におこなわれるようにする。本発明はまた、操作 し易く、非常に多様な目的生成物(単数又は複数種類)を回収するために用いる ことができる方法を提供する。本発明の他の好ましい実施態様、特徴及び利点は 以下の説明から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図1Aと1Bは、低温供給(cold feed)/溶出条件(図1A)及び高温供給 (hot feed)/溶出条件(図1B)下でREILLEXTMHP架橋ポリビニルピ リジンポリマー上でクロマトグラフィー処理した水性クエン酸/グルコース混合 物の溶出プロフィルを示すグラフである。 図2は、低温供給かつ高温溶出条件下でREILLEXTMHP架橋ポリビニル ピリジンポリマー上でクロマトグラフィー処理した水性クエン酸/グルコース混 合物のクロマトグラフィー溶出プロフィルを示すグラフである。 図3Aと3Bは、低温供給/溶出条件(図3A)及び高温供給/溶出条件(図 3B)下でIRA−93樹脂上でクロマトグラフィー処理した水性クエン酸/グ ルコース混合物の溶出プロフィルを示すグラフである。 図4Aと4Bは、低温供給/溶出条件(4A)及び高温供給/溶出条件(4B )下でREILLEXTMHP架橋ポリビニルピリジンポリマー上でクロマトグラ フィー処理した水性酢酸/グルコース混合物の溶出プロフィルを示すグラフであ る。 図5Aと5Bは、低温供給/溶出条件(5A)及び高温供給/溶出条件(5B )下でREILLEXTMHP架橋ポリビニルピリジンポリマー上でクロマトグラ フィー処理した水性アスコルビン酸/グルコース混合物の溶出プロフィルを示す グラフである。 図6Aと6Bは、低温供給/溶出条件(6A)及び高温供給/溶出条件(6B )下でREILLEXTMHP架橋ポリビニルピリジンポリマー上でクロマトグラ フィー処理した乳酸/グルコース混合物の溶出プロフィルを示すグラフである。 図7Aと7Bは、低温供給/溶出条件(7A)及び高温供給/溶出条件(7B )下で、溶離剤としてブタノールを用いた、REILLEXTMHP架橋ポリビニ ルピリジンポリマー上でクロマトグラフィー処理した水性グルコース/クエン酸 混合物の溶出プロフィルを示すグラフである。 図8は、溶離剤としてエタノールを用いた、REILLEXTMHP架橋ポリビ ニルピリジンポリマー上でクロマトグラフィー処理した水性グルコース/クエン 酸混合物の溶出プロフィルを示すグラフである。 図9は、低温供給かつ高温溶出条件下でREILLEXTMHP架橋ポリビニル ピリジンポリマー上でクロマトグラフィー処理した水性グルコース/フェノール 混合物のクロマトグラフィー溶出プロフィルを示すグラフである。 図10は、本発明に用いることができる、具体的な連続接触装置の断面の一部 側面図である。 図11は、以下の実施例12で用いられる連続接触装置の開口部構成(port c onfiguration)を説明する概略線図(schematic diagram)である。 図12は、以下の実施例13で用いられる連続接触装置の開口部構成を説明す る概略線図である。 図13は、以下の実施例14で用いられる連続接触装置の開口部構成を説明す る概略線図である。 図14は、溶離剤としてメタノールを用いた、等温条件下でのREILLEXTM HP架橋ポリビニルピリジンポリマー上でクロマトグラフィー処理したクエン 酸水溶液の溶出プロフィルを示すグラフである。 好ましい実施態様の説明 本発明の原理の理解を容易にするために、次には本発明の実施態様の幾つかを 記載し、専門用語を用いて、同実施態様を説明する。それにも拘わらず、それに よって本発明の範囲の限定が意図されず、本明細書に述べるような、本発明の変 更及び修正並びに本発明の原理の応用が、本発明が属する技術分野の当韋者に通 常思いつかれるものと見做されることは理解されるであろう。 上述したように、本発明の好ましい実施態様は生成物を他の化合物から吸着剤 上で分離し、生成物を回収するための熱管理クロマトグラフィー分離方法を提供 する。本発明の特徴的な(featured)方法は、クロマトグラフィー分離における 吸着/熱脱着操作に伝統的に関連した、吸着剤樹脂と現象とを用いる。それ故、 溶液中の1種類以上の他の化合物から酸生成物を分離するために、これらの1種 類以上の他の化合物に対するよりも酸に対して高い親和性を有し、温度の低下と 共に酸に対する親和性を高める吸着剤を含有する接触用区画を用いる。酸と他の 化合物とを含有する第1溶液をこの接触用区画に導入する。高い交換容量を確立 して、クロマトグラフィー式分離のための吸着剤を効果的に用いるために、この 溶液は好ましくは高濃度における、例えば、酸を吸着する吸着剤の容量を実質的 に越える任意のレベルにおける酸を含有する。酸/他の化合物を含有する溶液を 導入した後に、第2液体、例えば水、酸を含有するが他の化合物を本質的に含ま ない水溶液、又は有機溶剤を、接触用区画において1種類以上の他の化合物のフ ロントから分離された酸のフロントを確立するために効果的である、第1温度及 び条件下において接触用区画に通す。次に、酸のフロントが、第1温度よりも高 い、例えば10℃高い、より好ましくは少なくとも20℃高い第2温度において 液体媒質によって接触用区画から溶出される。このようにして、分離段階中に酸 に対する吸着剤の親和性が−酸と1種類以上の他の化合物との分離を容易にする −比較的高いレベルに維持され、溶出段階中は、他の化合物が酸のフロントから 分離された後に、酸に対する吸着剤の親和性が−接触用区画からの酸の除去又は 溶出を容易にする−比較的低いレベルに維持されて、一定時間にわたる酸の溶出 量を増加させる点で、“熱管理される”(thermally-managed)クロマトグラフィ ー方法が確立される。したがって、本発明のこのような好ましい方法は、クロマ トグラフィー分離における伝統的な吸着/熱脱着現象を利用して、酸生成物を1 種類以上の他の化合物から効果的に精製し、高度に濃縮された生成物画分を回収 することができる。 一般に、有価化学生成物を回収するための液体−固体分離方法は公知であり、 非常に多様な吸着剤樹脂と適当な液体溶離剤とは同定されている。したがって、 当業者は本発明によって適当な吸着剤樹脂と溶離剤媒質とを容易に選択して、用 いることができる。 一般的にいうと、用いられる吸着剤は目的生成物(desired product)を吸着 する容量を有し、以下でさらに述べるような用いられる処理条件下で安定である (即ち、あまり劣化を受けない)。吸着剤は、目的生成物を吸着することができ る任意の物質(活性炭、ゼオライト等を包含する)であることができるが、本発 明に用いるためにより望ましい吸着剤は、架橋されて熱的及び機械的安定性と有 利な物理的形状とを生じるポリマー吸着剤樹脂である。ビーズ形状の吸着剤樹脂 が好ましく、特に約20〜約200メッシュ、とりわけ約40〜約120メッシ ュの粒度を有するビーズ形状吸着剤樹脂がより好ましい。 例えばカルボン酸又は他の酸のような目的吸着質生成物の回収のために、非常 に多様な適当なポリマー吸着剤が報告されており、このようなポリマー吸着剤を 本発明の熱管理クロマトグラフィー回収方法における固定相として用いることが できる。これらのポリマー吸着剤は通常架橋用モノマーを包含する1種類以上の モノマーの重合によって形成される。重合をおこなって、樹脂ビーズをゲル形又 はマクロ網状形(macroreticular form)で生成する。さらに、これらの樹脂ビ ーズを例えば第4級塩基又は酸塩基のようなイオン基を樹脂に加えることによっ て化学的に修飾することができる。したがって、得られた樹脂はアニオン性、カ チオン性又は非イオン性であることができ、多様な物理的及び化学的特性を有す ることができる。 例えば、報告された適当な樹脂は非イオン性ポリマーとイオン性ポリマーとを 包含し、中性、非イオゲニック(noniogenic)、マクロ網状の水不溶性架橋スチ レン−ポリ(ビニル)ベンゼン、例えば架橋ピリジン含有ポリマーのような塩基 性ポリマー、例えば、ビニルピリジンポリマー、第3級アミン官能基若しくはピ リジン官能基が結合した架橋アクリル若しくはスチレン樹脂マトリックス、又は 脂肪族第4級アミン官能基が結合した架橋アクリル若しくはスチレン樹脂マトリ ックス等を包含する(例えば、発明の背景に引用した、Kawabata及びK ulprathipanja等の特許を参照のこと)。スチレン(styrenic)、 アクリル(acryl)、エポキシアミン、スチレンポリアミン、及びフェノールホ ルムアルデヒドを包含する塩基若しくは酸のイオン交換樹脂又は非イオン吸着樹 脂のような、吸着剤として用いるための技術上公知の上記及び他の非常に多くの ポリマーが本発明による温度スイング(temperature swing)吸着/脱着方法に 用いるために適する;しかし、好ましくは、ポリマーは架橋塩基ポリマー、例え ばN−脂肪族若しくはN−複素環第3級アミン官能基を含有する架橋ポリマー、 例えば、ジアルキルアミノ若しくはピリジン官能基を含有するポリマーである。 特に好ましいピリジン含有ポリマーはポリビニルピリジンポリマーであり、例 えば、ポリ2−及びポリ4−ビニルピリジンのゲル又はビーズ形を有するマクロ 網状樹脂である。これらの樹脂は好ましくは、例えばジビニルベンゼンのような 適当な架橋剤によって少なくとも約2%架橋される。より好ましい樹脂は2〜5 0%架橋されたビーズ形ビニルピリジンポリマー、例えばポリ2−及びポリ4− ビニルピリジンポリマーである。 例えば、より好ましい樹脂はReilly Industries社(インデ ィアナ州,インディアナポリス)からREILLEXTMポリマー・シリーズとし て入手可能なポリ2−及びポリ4−ビニルピリジン樹脂を包含する。これらのR EILLEXTMポリマーは一般に2%以上架橋され、良好な熱安定性と、吸着及 び脱着容量と、本明細書に述べるような他の好ましい特徴とを示す。例えば、こ のタイプの好ましい樹脂はポリマー1g当たり少なくとも約200mgのクエン 酸の脱着容量を示している。この他の好ましい樹脂はこの同じ供給源からREI LLEXTMHPポリマー・シリーズとして入手可能である。これらのREILL EXTMHPポリマーも有利な容量を示し、高度に再生可能である。これらのRE ILLEXTMポリマーについてのさらなる情報に関しては、REILLEXTMレ 開口部1、2及び3としてReilly Industries社から入手可能 な文献を含めた文献を参照することができる。 例えば、Rohm and Haas(ペンシルバニア州,フィラデルフィア) からのAMBERLYST A−21、AMBERLITE IRA68若しく はAMBERLITE IRA93樹脂、又はDow Chemicalからの DOWEX MWA−1樹脂のような、他の樹脂も本発明に用いることができる 。これらの樹脂の中では、A−21樹脂はジビニルベンゼンによって(2%より 大きく)架橋されて、脂肪族第3級アミン官能基(特に、結合したジアルキルア ミノ(ジメチルアミノ)基)を含有する;IRA68樹脂は脂肪族第3級アミン 基、ジビニルベンゼン架橋アクリルマトリックスを含有し、ゲル形を示す;IR A93とMWA−1樹脂は脂肪族第3級アミン基を含有し、ジビニルベンゼン架 橋スチレンマトリックスに基づくものであり、マクロ網状形を示す。本発明に用 いることができる、上記及び他の同様な樹脂についてのこの他の情報に関しては 、製造者から入手可能である文献を含めた文献を参照することができる。 本発明の熱管理方法は、例えば、吸着剤が高温に比べて比較的低温において目 的の酸生成物を吸着する又は遅延させるためにかなり高い容量(即ち、乾燥吸着 剤1g当たりのミリ当量に基づいて少なくとも5%大きい)を有するように、問 題の生成物と吸着剤との間の平衡濃度が温度の変化によって有意に変化する点で 、特に有利である。酸、特に約2.0〜約4.5の範囲内のpKaを有する酸が 、本発明によって回収される好ましい生成物である。より一般的には、適当な酸 は約2.0〜約6.0の範囲内のpKaを有し、好ましい1グループは約3.0 〜約5.0の範囲内のpKaを有する。本発明に用いるための具体的な酸は、例 えばフェノール、サリチル酸、オルトフタル酸、メタフタル酸、安息香酸、3− クロロ安息香酸のような芳香族酸;例えばクエン酸、乳酸、二乳酸(dilactic ac id)、リンゴ酸、マンデル酸、ベンジル酸、グリオキシル酸、グリコール酸、酒 石酸、ギ酸、グルタル酸、フマル酸、アセチル酢酸、酢酸、コハク酸、イタコン 酸のようなα−ヒドロキシ酸;例えばニコチン酸又はイソニコチン酸のようなピ リジンカルボン酸;例えばイソニペコチン酸のようなピペリジンカルボン酸;例 えばリン酸、スルホン酸、タングステン酸、モリブデン酸、ガリウム(III) イオン、水銀(II)イオン等のような無機酸を包含する。本発明に用いるため に適した他の酸に関しては、米国特許第4,552,905号、第4,323, 702号及び第5,412,126号において同定されている酸を参照すること ができる。これらの酸は、本発明によるそれらの回収において、例えば糖、アミ ノ酸、アミド(例えば、対応するアミドからのカルボン酸の分離において)、又 は天然若しくは工業的処理においてそれらと共に酸が発生する他の同様な化合物 を包含する、他の低酸性化合物から分離することができる。 有機酸、特に例えば脂肪族カルボン酸のようなカルボン酸を、それらが発酵に よって、即ち微生物による適当な炭素源の発酵によって製造された培地から回収 することが本発明において特に重要である。 例えば、クエン酸と乳酸のような有機カルボン酸の実際に世界的規模の生産は 発酵によっておこなわれている。クエン酸の場合には、ブロス(broth)は適当 なクエン酸産生菌又は例えばAspergillus Niger(アスペルギ ルス・ニガー)のような他の微生物によって、例えばデキストロース又は糖蜜の ような炭素源の発酵から得ることができる。乳酸は、炭素源を代謝したときに乳 酸を生成することができる細菌又は他の微生物を用いて製造される。典型的に、 Lactobacillaceae科の細菌が用いられるが、例えば真菌類のよ うな他の微生物を用いることができる。Reilly Industries社 によって1992年9月14日出願された国際出願第PCT/US92/077 38号(1993年4月1日公開、WO93/06226)に一般的に教示され るように、例えば、Rhizopus oryzae(リゾプス・オリゼー)N RRL395(合衆国農業省、イリノイ州,ピオリア)のようなRhizopu s科の真菌を用いて、実質的に純粋なL+乳酸を製造することができる。例えば カルボン酸のような有機酸を含有する発酵ブロスを生成するために適当な発酵菌 を選択して、用いることは当業者の認識範囲内に充分含まれることであり、この ブロスを本発明によって処理して、酸を回収することができる。 カルボン酸含有発酵培地が関与する場合には、これは通常、水、生成物の酸、 塩、アミノ酸、糖及び微量の他の種々な成分を含有する。吸着工程の前に、この ような発酵培地を濾過して、懸濁固体を除去することができる。さらに、本発明 によると、カルボン酸を生成する進行中の発酵からカルボン酸含有発酵培地を取 り出すことによって、例えば1993年4月1日に公開されたWO93/062 26(1992年9月14日出願された公開国際出願第PCT/US92/07 738号)に乳酸に関して述べられているように、酸の取り出しを酸の発酵生産 に組み合わせることができる。このような組合せプロセスでは、分離プロセス中 への供給流(feed)は、本発明の分離プロセスに通す供給流を用意するために適し た濾過又は他の処理後の発酵培地の一部であることができる。本明細書に述べる ような分離プロセスによってカルボン酸を回収して、分離プロセスからのカルボ ン酸欠乏“廃棄物”排出流を発酵器に戻すことができるので、栄養源(nutrient) を発酵に戻すことができる。このようなプロセスは、例えば乳酸発酵において起 こることが知られている、酸生成物による酸産生細胞のフィードバック阻害を効 果的に緩和することができる。 多様な液体溶離剤を本発明に用いることができる。これらの溶離剤は例えば、 有機溶剤、例えば芳香族溶剤、又は例えばアルコール(例えば、メタノール、エ タノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール及びメチルイソブチル カルビノールのようなC1−C6アルコール)、ケトン及びエステルのような極性 有機溶剤、並びに例えば水(即ち、添加された溶質を含まない実質的に純粋な水 )、酸若しくは塩基の水溶液、例えば塩酸、硫酸若しくは水酸化ナトリウムの水 溶液、又は例えば水/アルコール混合物のような水/有機補助溶剤の媒質を包含 する。本発明の幾つかの好ましい方法は、目的生成物の回収を複雑にする可能性 がある不必要な溶質又は補助溶剤を含まない脱着物(desorbate)媒質を得るため に、水を用いる。本発明の他の好ましい方法は、酸生成物を脱水して、酸生成物 を有機溶剤中に回収するようなやり方で、例えばアルコールのような有機溶剤を 用いる。このような方法にアルコールを用いる場合には、生成物を最少量(例え ば20重量%未満、好ましくは10重量%未満)の水を含むアルコール中に回収 することができ、例えばカルボン酸(例えば、クエン酸)の場合には、回収され た生成物媒質をエステル化プロセスで反応させて、対応するカルボン酸エステル 又は部分エステルを生成することができる。 一般的に、本発明の熱管理方法の溶出段階は、吸着剤樹脂から生成物を効果的 に溶出するために充分である温度であって、分離段階に比べて高い温度の使用を 含む。用いる特定の溶出温度は例えば問題の酸生成物、用いる溶離剤等のような 幾つかの要素に依存する。溶離剤の沸点までの温度又は沸点を越える温度(例え ば、過圧における)が適切である。好ましい方法では、溶出温度は一般に約50 ℃より高く、より典型的には約70℃より高く、しばしば約90℃より高い。例 えばクエン酸又は乳酸のようなカルボン酸を回収する場合には、約90℃を越え る脱着温度が好ましい。 本発明の好ましい熱管理クロマトグラフィー方法では、濃縮生成物供給流は高 レベルの生成物を含有する。一部の方法では、吸着剤の容量をかなり越える、例 えばこのような容量を20%以上又は100%以上さえも越える生成物レベルを 用いることができるので、供給流をカラムに通す場合には、分離区画中の吸着剤 が吸着することができるよりも多くの生成物が分離区画中に存在するような分離 区画が確立される。これに関して、問題の生成物を吸着する吸着剤の容量は周知 の表現であり、例えば平衡等温線に示されるような一定濃度の溶液中の生成物と 接触する吸着剤によって吸着される生成物の差を算出することによって、決定す ることができる。用いる特定の生成物の供給流濃度が、例えば、樹脂の使用を最 大にして、同時に必要な純度の生成物流を得るという目的(desire)を含めた、 種々な当面の要素に基づいて選択されることは理解されるであろう。 このような濃縮供給流を用いると、樹脂が分離のためにより効果的に用いられ 、吸着剤の吸着容量以下での生成物負荷を用いて、経験される容量よりも有意に 高い作用容量が得られる。例えば、下記の特定の実施例では、図12に関連して おこない、説明した方法で、50%クエン酸供給流(樹脂の容量を200%より 大きく越える)を用いて、吸着剤(乾燥)1g当たりクエン酸3ミリ当量より大 きい作用容量に達したプロセスを生じた。このような高レベルの吸着剤の使用は 吸着剤残留必要量を減じて、スループット(throughput)を高める。これらは大 規模分離プロセスに利用することができる重要な利点である。 したがって、クエン酸を例えば糖のような不純物から分離するためのより好ま しい方法では、例えば約25%を越える、より好ましくは30%を越える濃度を 有するクエン酸の濃縮溶液が生成物供給流として用いられる。クエン酸の濃縮供 給流は、例えば最初に約20%未満のクエン酸レベルを有する、発酵からのクエ ン酸含有水性培地を濃縮することによって得ることができる。この濃縮工程は、 例えば培地からの水の蒸発を含む、任意の受容されるやり方で達成されることが できる。増強したクエン酸濃度を有する、このように濃縮された培地は次に、本 発明の方法に供給流として用いられる。 本発明の他の特徴(feature)では、等温クロマトグラフィー条件下並びに上 述したような熱管理条件下で望ましい溶出プロフィルに達しながら、例えば乳酸 又は酢酸のような、3.5を越える、例えば3.5〜6.0のpKaを有する比 較的弱い酸(例えば弱カルボン酸)を効果的に脱水することができることが発見 されている。したがって、以下の実施例13に説明するように、弱酸の水溶液を 色彩分離帯(chromatic separation zone)に加えることができ、この分離区画 に溶離剤としての例えばアルコールのような極性有機溶剤を通す。好ましくは例 えばピリジニル基のような第3級アミノ基を含有する、分離区画の吸着剤は水に 対するよりも酸に対して高い親和性を示し、実質的に水を含まないアルコール溶 液中に酸を含有する溶離剤が得られるように分離が達成される。これに関して、 この状況で用いるかぎり、“実質的に水を含まない”とは、回収された酸生成物 を含有するアルコール溶液が約20重量%以下の水を含有することを意味するよ うに意図される。回収されたアルコール溶液が約10重量%以下の水を含有する ことがより好ましく、約5重量%以下の水を含有することが最も好ましい。さら に、好ましい方法では、回収されたアルコール溶液は酸生成物を供給濃度(input concentration)を基準にして高い濃度で含有する。例えば、好ましい方法では 、回収されたアルコール溶離剤中の酸濃度は水性酸供給流中の酸濃度の少なくと も約50%、より好ましくは少なくとも約75%である。 本発明のより好ましい熱管理された脱水方法はプロセスの分離段階への生成物 含有溶離剤媒質の供給を含む。例えば生成物を回収するための先行溶出操作から 生じた、このような生成物含有溶離剤は酸生成物からの他の化合物の分離を効果 的に助成するために用いられ、同時に、溶離剤中の生成物の存在は最終生成物流 中の生成物の濃度を高める。したがって、好ましい操作では、生成物流中の生成 物の濃度を高めるために、連続回収操作からの生成物溶離剤流の一部をすすぎ洗 い工程に分流する。 本発明のさらに他の特徴は、弱酸と塩基との相互作用によって形成された塩の 溶液を、弱酸と塩基とを別々に回収するように処理することに関する。例えば水 のような適当な溶離剤を用いて、接触用区画において溶離剤中の塩基のフロント から分離された弱酸のフロントを確立するように、第3級アミン官能基、好まし くはピリジン官能基を有するポリマーを含有する接触用区画上で溶液をクロマト グラフィー処理する。接触用区画から弱酸のフロントと塩基のフロントとを別々 に溶出させるように、溶離剤を通し続ける(等温条件下又は本明細書に一般的に 述べる熱管理条件下で)。発酵的に製造され、発酵が進行するにつれて又は発酵 後に中和される、例えば乳酸のような弱酸を回収するために、この方法を用いる ことができる。例えば、乳酸の場合には、その製造に用いる微生物が低いpHに おいて及び遊離乳酸の存在下で阻害されるので、発酵において乳酸が形成された ときに、この乳酸を例えばアンモニア、水酸化カルシウム(石灰)又は水酸化ナ トリウムによって中和することが有利でありうる。これは乳酸塩(例えば、乳酸 アンモニウム、乳酸カルシウム又は乳酸ナトリウム)を含有する培地を生じ、こ れを本発明の方法によって処理して、遊離乳酸を回収することができる。 本発明の好ましい方法は連続接触装置(“CCA”)を用いておこなわれる。 例えば、本発明に有用である連続接触装置は例えばAdvanced Sepa rations Technology社(AST社)(フロリダ州,レークラ ンド)から入手可能なISEP又はCSEP連続接触器のような装置を包含し、 米国特許第4,764,276号(1988年8月16日発行)、米国特許第4 ,808,317号(1989年2月28日発行)及び米国特許第4,522, 726号(1985年6月11日発行)にも一般的に説明されている。これらの 特許に記載されている、このようなCCAデバイスの簡単な説明を以下に述べる 。本発明に用いるために適したCCAの設計と操作に関するさらなる詳細に関し ては、“連続吸着のISEPTM原理”を包含するAST社から入手可能な文献並 びに上記米国特許を参照することができる。 本発明に用いるために好ましいCCAは、固体吸着剤物質を受容するために適 し、一緒に又は別々に用いられて、本発明の方法の接触用区画を形成する複数個 の室を包含する液体−固体接触装置である。これらの室はそれぞれの入口と出口 を有し、この入口及び出口と協同作用する供給口と排出口を過ぎて室を前進させ るように、中心軸の周囲に回転するために取り付けられる。特に、液体はこれら の室の上方の弁アセンブリと結合した流路を通して、これらの室の頂部の入口に 個別に供給される、これらの弁アセンブリは室が前進するときに室の入口と協同 作用する複数個の供給口を与える。同様に、各室の下端部の出口を、室が前進す るときに室の出口と協同作用する複数個の排出口を与える室の下方の弁アセンブ リと流路が結合させる。弁アセンブリはスロット付きの可動なプレートを有し、 これらのプレートは円形コンベア(carousel)によって回転するときに入口を閉鎖 又は開放する。プレート内のスロットのサイズとスロットの位置とを変えること によって、供給流路から室中への流れと室から排出流路への流れとを所定のやり 方で調節することができる。1つのプレートの他方のプレートに対する動きは連 続的であることも、割り出し運動(indexed motion)としてであることもできる。 液体が室に流入し、流出する間の時間は中心軸周囲の室の回転速度の関数である 。 さらに詳しくは、本発明に用いるための好ましい接触デバイスを図10に一般 的に示す。この装置は、垂直駆動軸12を支える長方形フレーム11を包含する 。駆動軸を回転させるために円形コンベア13が取り付けられる。この円形コン ベアは軸に固定され、軸はフレーム11に取り付けられたモーター14によって 駆動される。複数個の円筒体室15(例えば、30室)が円形コンベア13上に 垂直に取り付けられる。これらの室は好ましくは円形コンベアの円周の回りに互 い違いの関係に配置される。室の各々には特定のプロセスの実施によって樹脂又 は他の適当な吸着剤物質が充填される。図10の断面図の左側に示すように、固 体吸着剤物質16を好ましくは室15の高さのほぼ1/2以上までに充填する。 容器の頂部から固体物質を挿入し、取り出すための配置を各室15に備える。各 室の頂部と底部の入口と出口に、それぞれ、管取付け具17と18を備える。上 部弁体19と下部弁体20とを駆動軸12上に取り付ける。弁体19と20はそ れぞれ、供給口と排出口(例えば、それぞれ20個)を与える。弁体19と20 の供給口と排出口の、室15の入口及び出口との協同作用を可能にするために、 個々の流路21と22が弁体19と20にそれぞれの管取付け具17と18によ って結合する。供給流路23(排出も可能)がフレーム11の頂部に取り付けら れ、弁体19から外方に伸びる。同様に、排出流路24(供給も可能)が下部弁 体19から下方に伸びて、フレーム11に達する。このようにして、円形コンベ アが回転して室15を前進させると、室15の入口と出口が弁体19と20の供 給口及び排出口と協同作用して、液体を室15に通して循環させるための有利な 手段を提供する。 本発明の態様によると、図10の装置は好ましくは、分離区画と溶出区画とを 包含するように構成される。分離区画は室15内に含有される吸着剤樹脂上で供 給溶液(feed solution)からの問題の物質(例えば、クエン酸)を他の化合物か ら分離するように慣用的に操作されることができる。一般に、クエン酸又は他の 化合物を含有する供給溶液は室15の樹脂上を向流で通す。分離区画と溶出区画 とに割り当てられた、CCAの開口(port)の数は変化することができ、総合的な プロセス経済性を最高にするように決定されることは理解されよう。さらに、上 述したような、分離区画における生成物流の有利な利用は、溶出区画からの生成 物の一部を分離区画に分流することによって達成されることができることは理解 されよう。このような構成の具体的な実例を図11と12に関連して以下で考察 する。 実施例1−11 一般的方法 : これらの実施例では、様々な酸に対する熱管理(thermally−man aged)クロマトグラフィーの適応性を、異なる第三級アミンを含むポリマー を用いて、例示するために、一連のパルス試験を行った。長さ60cm、内径2 .54cmのカラムが、溶離剤(水またはアルコール)および酸製造供給物のた めの分離供給ラインと共に、提供された。カラムは、以下の具体的実施例の説明 に示したように、ジャケットなしか又は自動温度制御のジャケット付きかのいず れかを用いた。溶離剤供給ラインは、カラムへの溶離剤供給温度を制御するため の熱交換器を含むが、水性酸生成物/グルコース混合物(aqueous acid product/ glucose)は、指示に従って、室温でまたは加熱して供給された。別に記載しな い限り、酸製品は50%重量、グルコースは2%重量で存在し、別に記載しない 限り、該生成物/グルコース供給は100gパルスでカラムに供給され、カラム 上への負荷は樹脂1g当たり酸3meqであった。カラム調製に関しては、カラ ムを適当な樹脂のスラリーで充填し、気泡を除去するために水で逆流洗浄した。 温度制御を設置し、システムはベッドを通して溶離剤を再循環させることによっ て平衡に達するようにした。供給混合物はベッド上にポンプで負荷し、すぐに溶 離剤を流した。カラムから溶離したサンプルは、典型的には、最初3ベッド容量 (bed volume)(VB)については1/10BV、次いで残りの収集 期間については1/2VBのサンプルで、容量を増加させて集めた。サンプルは 、HPLCおよび適当な標準を用いて分析した。各々の運転に於いて、樹脂容量 は 350mlであった。実施例1Aおよび1B : 水性クエン酸/グルコース生成物供給物(aqueous citric acid/glucose prod uct feed)を、ジャケットなしカラム内のREILLEXTMHP樹脂(30−6 0メッシュ)上で溶離剤として水を用いて、流速20.3ml/分で処理した。 実施例1Aでは、供給物および溶離剤の温度は、25°Cであった。実施例1B では、供給物および溶離剤の温度は、それぞれ75°Cおよび86°Cであった 。結果を、それぞれ図1Aおよび1Bに示す。図1Aに示すように、比較的低い 温度で、グルコースとクエン酸の良好な分離が達成された;が、クエン酸濃度の ピークは約3%にしか達せず、実質上テーリングが起こった。他方、図1Bに示 すように、比較的高い温度では、クエン酸濃度のピークは非常に高いが、グルコ ースからの分離は、比較的悪い。それ故、本発明は、この分離に特に有効に適応 でき、分離中にはより低い温度を用い、そして実質的な分離が完了した後は、ク エン酸を前方へ移動するためにより高い温度を適用することによって、良好な分 離および良好なクエン酸溶離プロフィールの両方を得ることができる。実施例2 : クエン酸/グルコース生成物供給物を、ジャケットなしカラム内、REILL EXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上で、溶離剤として水を用いて、流速2 0.8ml/分で処理した。酸製造物供給温度は、25°Cで、次いで、25° Cで水を短時間供給した。次いで、溶離剤(水)を温度86°Cで供給した。こ の様式では、分離相中ではカラムを通って製造物/グルコースが移動する間、そ の先頭部では比較的低い温度が維持されるが、これに対して、溶離中のクエン酸 領域の先頭部は比較的高い温度になった。具体的結果を図2に示しており、図1 Aと比較して改良されたクエン酸溶離プロフィールおよび図1bと比較して改良 された分離の両方を示している。このように、分離相および溶離相中でのカラム の熱管理は、良好な分離および生成物の回収を提供する。実施例3Aおよび3B : クエン酸/グルコース生成物供給物を、ジャケット付きカラム内、IRA−9 3樹脂上で、溶離剤として水を用いて、流速約21ml/分で処理した。実施例 3Aでは、供給物および溶離剤の温度は、25°Cであった。実施例3Bでは、 供給物および溶離剤の温度は、それぞれ、85°Cおよび86°Cであった。結 果を、それぞれ図3Aおよび3Bに示す。一般的に図1Aおよび1Bに示すよう に、より良好な分離は、低い温度での供給/溶離条件下で起こるが、クエン酸の より望ましい溶離プロフィールは、より高い温度での供給/溶離条件下で起こる 。本発明に示すような熱管理クロマトグラフィーは、分離に有利に用いられうる ことが、再度証明される。実施例4Aおよび4B : 15%酢酸/1%グルコース生成物供給物を、ジャケット付きカラム内、RE ILLEXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上、溶離剤として水を用いて、処 理した。60.5gの供給物をカラム上に置き、樹脂への負荷は、樹脂1g当た り2meq酢酸のレベルであった。実施例4Aでは、流速は20.6ml/分で あり、供給および溶離温度は25°Cであった。実施例4Bでは、流速22.0 ml/分であり、供給および溶離温度は、それぞれ85°Cおよび86°Cであ った。結果を、それぞれ図4Aおよび4Bに示し、それらは、分離への本発明の 適応性を説明する溶離プロフィールを示している。実施例5Aおよび5B : 10%のアスコルビン酸/1%のグルコース生成物供給物を、ジャケット付き カラム内、REILLEXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上、溶離剤として 水を用いて、処理した。全体で205.5gの供給物をカラム内に供給し、樹脂 への負荷は、樹脂1g当たりアスコルビン酸0.72meqであった。実施例5 Aでは、流速20.6ml/分、供給および溶離温度25°Cであった。実施 例5Bでは、流速は22.0ml/分であり、供給および溶離温度はそれぞれ8 5°Cおよび86°Cであった。結果を、それぞれ5Aおよび5Bに示し、それ らは、同じ様に、アスコルビン酸の分離および回収への本発明の適応性を説明し ている。実施例6Aおよび6B : 18%の乳酸/1%のグルコース生成物供給物を、ジャケット付きカラム内、 REILLEXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上、溶離剤として水を用いて 、処理した。樹脂上への負荷は、樹脂1g当たり3meqの乳酸レベルであった 。実施例6Aでは、流速20.0ml/分、供給および溶離温度25°Cであっ た。実施例6Bでは、流速は21.6ml/分であり、供給および溶離温度は、 それぞれ85°Cおよび86°Cであった。図6Aおよび6Bに示すように、結 果は、乳酸分離への本発明の適応性を説明する溶離プロフィールを示している。実施例7Aおよび7B : 水性クエン酸/グルコース生成物供給物を、ジャケット付きカラム内、REI LLEXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上、流速20ml/分で処理した。 実施例7Aでは、供給および溶離温度は、25°Cであった。実施例7Bでは、 供給および溶出温度は、85°Cであった。結果をそれぞれ図7Aおよび7Bに 示した。図7Aに示すように、比較的低い温度で、一方ではグルコースと水、他 方ではクエン酸の良好な分離を示す。図7Bに示すように、比較的高い温度は、 クエン酸濃度ピークを増加させるために用いることができる。このように、分離 相中では比較的低い温度を用い、製品回収相中では比較的高い温度を用いる本発 明は、この分離に有効に適応できるが、また、製品供給物の脱水および製品の回 収は、実質上アルコール中で提供される。そのようにして得られた製品は、例え ば、その後、クエン酸をエステル化するために、反応させることができる。実施例8 : 溶離剤としてエタノールを用いることを除いて、実施例7Aを繰り返して行っ た。その結果を、図8に示す。これらの結果は、水およびグルコースからのクエ ン酸の良好な分離を示す。溶離剤としてエタノールを用いることを除いて実施例 7Bを繰り返すと、同様に、クエン酸回収プロフィールは改良するが、分離は減 少することを示している。このことから、脱水され精製された酸製品を提供する エタノールでの熱補助クロマトグラフィーの適応性が証明される。実施例9 : 水性6.5%フェノール/1%のグルコース生成物供給物を、ジャケット付き カラム内、REILLEXTMHP(30−60メッシュ)上、溶離剤として水を 用い、一般的には前記実施例2に記載した様な冷供給条件および温溶離条件下で 、処理した。結果を図9に示し、分離およびフェノールの回収への熱補助クロマ トグラフィーの適応性が証明される。実施例10 : 16.1%の乳酸水溶液のpHをアンモニア水でpH6.45に調製し、ジャ ケット付きカラム内、REILLEXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上で、 溶離剤として水を用い、一般的には前記実施例2に記載した様な冷供給条件およ び温溶離条件下で、処理する。結果は、遊離酸(乳酸)および遊離塩基(アンモ ニア)内に酸性塩(乳酸アンモニウム)を分配する熱補助クロマトグラフィーの 適応性を証明する。また、乳酸アンモニウムは、冷溶離条件下で分配される。実施例11 : 水性1%ニコチン酸/30%のニコチンアミド生成物供給物を、ジャケット付 きカラム内のREILLEXTMHP樹脂(30−60メッシュ)上で、溶離剤と して水を用い、一般的には前記実施例2に記載したような冷供給条件および温溶 離条件下で、処理した。結果から、関連するアミドからのニコチン酸のようなピ リジンカルボン酸の分離への熱補助クロマトグラフィーの適応性が証明される。実施例12 この運転は、比較の目的で示す。図11は、上記のようなCCAを利用する形 態を説明する。図11の形態を利用する運転は、AST Inc.より入手でき るISEP L100のパイロットスケールのCAA内で実行された。装置の操 作は、20の開口部(ports)を持つ固定分岐管および開口部と共同する3 0の樹脂カラムのカルーセル(carousel)を持つ装置と共に、本質的に はCCAについて上記した通りである。創設されたバルブ操作は、開口部からの 連続した流れが維持されている間、異なる流体の流れからカラムを分離する。L 100パイロットユニットは、樹脂を含むために、ポリエチレンキャップおよび 70メッシュスクリーニングを持つガラスカラム(内径1インチ、350ml容 量)を持つ。カラムに接続した上方および下方のバルブの部品は、ポリプロピレ ンおよび316ステンレススチールで組み立てられた。装置内すべての連結は、 標準的には1/4インチ内径のポリプロピレン、ポリエチレンまたはテフロンの チューブで作られた。図11に示した熱交換器は、チューブ−および−シェルま たはプレート−および−フレームの熱交換器のいずれかであった。低圧の蒸気を 加熱のために用い、冷却水(約15°C)および水道水(周囲温度)を冷却のた めに用いた。様々なサイズ(14−18)のノルプレン(norprene)チ ューブを備えた蠕動式ポンプを、すべての溶液の移動に用いた。チューブは、周 囲環境による熱移動を制限するために、絶縁した。 温度は、1/4インチのステンレススチールのJ型電熱対を用いて接続パネル のライン内で測定し、横河製のHR1300チャート記録計上に記録した。圧力 は、ステンレススチールゲージを用いて接続パネルのライン内で測定した。流速 は、様々な入口または出口での時間(一般的には30分)当たりの重量によって 、手動で測定した。 無水のUSP/FCC級のクエン酸、マルトース−水和物および無水D−(+ )−グルコース、混合アノマー、ならびに脱イオン水を用いて、クエン酸供給溶 液を作り上げた。これらの溶液は、潜在的な細菌の増殖を排除するために、使用 直前に調製された。 REILLEX HPTMポリマーは、Reilly Industries Inc.から、水浸漬形で得られた。樹脂をふるいにかけ、30−60メッシュ の範囲の大きさのビーズを得た。次に、樹脂を15%のクエン酸溶液中に一晩浸 漬し、L100ガラスカラムに移した。それぞれのカラムをベッド容量の数倍の 水で逆流洗浄してファインを除き、その後、L100に接続した。全体で10. 5リットルのクエン酸浸漬樹脂を30のカラムに負荷した。これらのカラムは、 約7.55リットルの水膨潤樹脂または2.10kgの乾燥樹脂に等しい。 図11は、クエン酸運転に用いられたL100の望ましい開口部の形態の略図 を示す。L100のカラム循環は、溶液の流れに対して逆方向の流れ、即ち、図 11の右から左、であった。測定された温度、流速およびインターステージタン クの位置もまた、図11に示す。形態を簡単に記載すると、カラムを通過する流 れのパターンは、開口部P5−P9で行われる冷クエン酸の吸収、開口部P1− P4内での洗浄、開口部P14−P17内での温水での脱離共、一般的にはダウ ンフローである。開口部P10−P13は、脱離段階後の樹脂の冷却のために用 いられるが、開口部P18−P19は、脱離段階前に充填樹脂を前もって加熱す るために用いられる。開口部P20は、樹脂カラムから残った洗浄溶液を押し出 すために用いられる。 より詳細には、クエン酸供給溶液は、タンク30から、ポンプ31を用いて、 熱交換器32(冷却を提供する)を通して、開口部P5内に供給される。開口部 P5を出る流れは、インターステージタンク33に供給するために供給される。 供給インターステージタンク33からの溶液は、ポンプ34を用い、熱交換器3 5(冷却を提供する)を通して、並行に流れる形態で開口部P6およびP7に供 給される。開口部P6およびP7を出る流れは、熱交換器36(冷却を提供する )を通して、並行に流れる形態で開口部P8およびP9に供給される。開口部P 8およびP9を出る流れは、前冷却/廃液のインターステージタンク37内に供 給される。タンク37からの溶液は、ポンプ38を用いて、熱交換器39(冷却 を提供する)を通して、開口部P10およびP11内に提供され、そして開口部 P10およびP11から出る流れは、すぐにタンク37に戻される。この”ポン プ −循環”は、クエン酸吸収段階内へのクエン酸流入の前に、樹脂ベッドの前冷却 を提供する。廃液流出もまた、タンク37で起こる。 脱離段階では、脱離媒質、例えば水を、供給タンク40から、ポンプ41を用 いて並行に流れる形態で開口部P12およびP13に供給した。開口部P12お よびP13から流出する流れは、除去インターステージタンク42内に流れる。 ポンプ43は、タンク42から、熱交換器44(冷却を提供する)を通して、タ ンク42内に戻る溶液を供給する。熱交換器を通るこのポンプ−循環は、脱離操 作のためのタンク42内の溶液を加熱する。除去インターステージタンク42お よびこの形態内で用いられるその他のタンクは、環境に開かれていることが好ま しいことに注目すべきである。このことは、特に加熱時に、溶液からガスを発生 させ、樹脂カラムへの侵入前に逃すことを可能にする。このことは、樹脂ベッド を通って流れるガスがチャンネリングの原因となり、装置の有効な運転を妨害す ると言う理由で、有利である。 除去インターステージタンク42からの加熱された溶液は、ポンプ45を用い て並行に流れる開口部P14およびP15内に供給される。P14およびP15 から流出する流れを中間除去インターステージタンク46に集める。また、タン ク46内の物質は、ポンプ47および熱交換器48(加熱を提供する)を用いて ”ポンプ−循環”に供される。また、タンク46からの物質もまた、並行に流れ る形態の開口部P16およびP17に供給され、関連する流出の流れは、前加熱 /製品インターステージタンク49内に集められる。タンク49内の物質もまた 、ポンプ50および熱交換器51(加熱を提供する)を用いて、ポンプ−循環に 供される。タンク49内の物質の一部は、流出製品として回収される。他の部分 は、ポンプ52を用いて開口部P18およびP19に供給され、関係する流出の 流れはタンク49内に戻され供給される。P18およびP19を通るポンプ循環 は、操作の脱離段階内にそれらが流入する前に樹脂ベッドを前もって加熱してお くのに役立つ。タンク49内の物質のその他の部分は、ポンプ53を用いてP2 0内に供給され、これもまた、P20で樹脂床(樹脂ベッド;resin beds)をあ る程度にまで前もって加熱する。 本発明の重要な態様では、開口部P20から流出する流れは、熱交換器54( 冷却を供給する)を通して、操作の洗浄インターステージに供給される。具体的 には、開口部P20から流出する流れは、並行に流れる形態で開口部P1および P2内に供給される。例示した好ましい形態では、開口部P20からの製品の流 れは、洗浄操作における洗浄剤として独占的に供される。しかしながら、この製 品の流れを、洗浄段階に供給されるその他の洗浄剤、例えば水、と結びつけて用 いることも可能であったことが、理解されるであろう。開口部P1およびP2か ら流出する流れの収集は、並行に流れる形態で、開口部P3およびP4内に供給 される。このように、開口部P1−P4では、製品、例えばクエン酸、を負荷し た樹脂ベッドをリンスすると、糖のような非吸収またはほとんど吸収されない物 質が取り除かれる。開口部P3およびP4からの流出する流れは、供給インター ステージタンク33に集められ、そのタンク内で、流れは、P5から流出したク エン酸供給物と混合され、そして、上記のカラム循環のはじめで議論したように 処理される。 図11の形態を利用する例示的運転では、L100ユニットを、サンプル収集 前に3時間連続的に運転し、サンプリング前に、システムが平衡または平衡に近 い条件に到達するのを容易にした。アウトプットされたサンプルは、適当な代表 物が確保されるまで30分以上集め、一つより多くのサンプルを採取する場合に は、収集時間を循環速度によって変え、そうすることによって、同一カラムから の流れが循環することはなかった。そのような運転の一つでは、28時間以上に わたり、0.43%のグルコースおよび2.03%のマルトースを含む14.7 %のクエン酸供給物をシステムに供給した。この運転に於けるシステム内の様々 なキーポイントでの流動溶液の流速および温度を、図11に示す。製品の流れは 、94%のグルコースおよび97%のマルトースの除去を伴って、平均で9.7 3%のクエン酸(回収率96%)を含んでいた。熱交換器32を省略し、こうす ることによってカラム5への供給物を冷却することを除いて、類似したもう一つ 運転では、製品の流れは、9.76%のクエン酸(回収率98%)を含み、グル コースおよびマルトースの除去は、それぞれ96%および98%であった。実施例13 図12は、本発明の方法で用いることができるL100配置の概略線図を与え る。この配置は、図11で示されたのと同様であるので、共通の要素を再度記載 する必要はない。しかしながら、図12の配置は、熱処理クロマトグラフィー分 離および溶離を用いる方法を好都合に実施するために、吸着剤の有効容量を実質 的に越える生成物装填量を用いて配置されている。図12を図11と比較すると 、生成物流の一部分が予め生成物を装填されたカラムを通過する工程に与えられ た開口部(ports)(開口部P19〜20およびP1〜6)の数が増加したこと が注目される。この増加は、更に分離能を与えるので、更に高い生成物装填量で も、供給流中の不純物は加熱脱着工程(開口部P13〜P18)の前にカラムか ら除去される。図11の場合と同様、測定温度および流量を図12で示す。更に 、図12では、処理中の種々の供給/溶離液中の生成物(クエン酸)および不純 物の濃度を示す。驚くべきことに、確かめられるように、0.486の容易に炭 化しうる物質(RCS)量を有する50%クエン酸の供給を用いると、20.9 %のクエン酸濃度および僅か0.073のRCS量を有する生成物流が回収され る。したがって、クエン酸が極めて豊富な且つRCS含量が低い生成物流が得ら れる。更に、図12と一緒に記載された処理は、図11の場合よりも極めて高い 作業容量を有し、後者は乾燥樹脂1グラムにつき1.3ミリ等量(meq/g乾 燥樹脂)のクエン酸で処理し、そして前者は約3meq/g乾燥樹脂で処理する 。この作業容量の増加は、樹脂残留量および装置寸法を有意に減少させるのに利 用することができ、処理量および処理費用をかなり改善する。実施例14 図13は、CSEP装置(アドバンスド・セパレーションズ・テクノロジーズ ・インコーポレーテッド(Advanced Separations Technologies,Inc.)からも入 手可能)で用いることができる開口部配置を示す概略線図を与える。このCSE P装置は、クロマトグラフィー分離に対して上記のISEP装置よりも最適であ り、20個のカラムおよび20個の開口部を有し、これらカラムは、開口部を過 ぎた ところに逐次的に番号で示されている。図13で確かめられるように、代表的な CSEP構成は、一般的な向流の順流配置を包含し、ここにおいて、開口部への 平行供給(上記のISEP配置で生じるような)は、樹脂残留量の分離能を最も 有効に利用するように避けられる。開口部P1への供給は、開口部P20からの 酸含有生成物流の一部分である(下記で論評される)。開口部P1と連結したカ ラムを出た後、この供給は、冷却を行う熱交換器60を通過した後、向流様式で 開口部P2〜P5を通過する。次に、その流れは、供給溶液貯蔵タンク61から ポンプ62によってポンプ輸送された供給溶液(例えば、50%クエン酸および 糖不純物を含有する)と混合され、そして冷却を行う熱交換器63を通過して開 口部P6へと進む。その溶液は、向流様式で開口部P7〜P9を通過した後、冷 却を行う熱交換器64を通過して開口部P10へと進む。開口部P10を出た流 れは、生成物酸が比較的希薄であるが、不純物(例えば、糖類)が濃縮されてお り、廃棄するように送られる。 水または別の液体は、貯蔵タンク65からポンプ66によって、冷却行う熱交 換器67を介して開口部P11へとポンプ輸送される。開口部P11を出ると、 その流れは、予備冷却中間期タンク68中へと進む。タンク68中の溶液の一部 分は、ポンプ69によって、冷却を行う熱交換器70を介して開口部P12へと ポンプ輸送され、そしてタンク68中に戻る。開口部P12で働くこのポンプは 樹脂を冷却する。溶液はまた、タンク68から開口部P13〜P14を介して向 流様式で供給された後、加熱を行う熱交換器71を介して開口部P15〜P17 へ、そしてそれらを介して引続き向流様式で供給される。P17からの出口流は 、加熱を行うもう一つの熱交換器72および開口部P18をなお向流で通過する 。P18からの出口流は、予備加熱中間期タンク73中への供給である。タンク 73中の溶液の一部分は、加熱を行う熱交換器74を通過し、そして開口部P1 9を介して逆流した後、タンク73中へ戻って供給される。開口部P19で働く このポンプは樹脂を加熱する。タンク73中の材料の一部分はまた、開口部P2 0を順流で通過する。P20からの出口流は、元の供給中に存在する不純物(例 えば、糖類)を本質的に含まない所望の酸(例えば、クエン酸)の濃厚溶液であ る。 この出口流の一部分を生成物として集め、そして他の部分は、上で論評されたよ うに開口部P1へと供給される。 図13のCSEP配置は、有効に処理することができ、カラム中の固体吸着剤 (例えば、上記の REILLEX HP 樹脂)の酸に対する吸着容量を実質的に越えた量 で供給された場合でも、他の化合物を含有する生成物酸(例えば、クエン酸)溶 液を濃縮する。そのように行われる場合、本発明の方法は、クロマトグラフィー 現象も、伝統的な吸着/熱脱着現象も利用し、それによって、商業的処理のため の吸着剤必要条件を有意に減少させ且つ高濃度の生成物画分をもたらす。 図13で与えられた開口部および他の処理配置が代表的なものであること、お よび他の配置を用いて本明細書中の発明を実施できることは理解されるであろう 。例えば、分離または精製区域および溶離区域に与えられたカラムの数は、処理 および/または生成物必要条件によって変更できる。更に、例えば、図13の開 口部P10とP11との間に1個またはそれ以上の開口部を用いて緩衝剤区域を 包含することが可能である。更に、作業中の(加熱または冷却を行う)熱交換器 の位置を、本発明の実施中に変更できることは容易に理解されるであろう。実施例15 ガラスカラム(内径5.8cmX75cm)に REILLEX HP 樹脂150mLを 充填し、空気を除去するように水で状態調節し(conditioned)、そしてその水 をメタノールで置き換えた。1.29%グルコースを含有する13重量%水性乳 酸溶液をカラム上にポンプ輸送し、そしてメタノールを用いて100ml/分の 速度で速やかに溶離した。実験は25℃で行った。溶出液の試料を集め且つ分析 して、供給された溶離剤の床容量に対する各成分の濃度のプロットを作成した。 結果は図14で示され、乳酸がグルコースおよびほとんど全ての水から分離され て、メタノール中の比較的高濃度の乳酸の主画分を与えたことを示す。それによ って、アルコール溶離剤を用いるクロマトグラフィー脱水処理は、等温条件下で 行われた場合でも、極めて望ましい乳酸溶離プロィールを与えることが示された 。したがって、乳酸または他の同様の酢酸などの弱酸の水性溶液は、図12およ び 13で示されたようなCCAフロー配置において等温条件下で好都合に処理され て、アルコール溶媒中の高濃度の酸を脱水し且つ回収することができる。 本発明を図面および前述の説明で図示し且つ詳細に記載してきたが、それらは 代表的なものとして考えられるべきであり、特性を制限するものとして考えられ るべきではなく、好ましい実施態様だけが示され且つ記載されたことおよび本発 明の精神の範囲内となる変化および変更はいずれも保護されるのが望ましいこと は理解される。 本明細書中で引用された刊行物は全て、当該技術水準を示すものであり、それ ぞれが個々に援用され且つ充分に記載されたかのように本明細書に援用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION              Thermal management separation and dehydration method for recovering acid products                                Background of the Invention   The present invention generally relates to a method for recovering valuable chemical products. More specifically, the present invention Selectively recovers the desired products from the liquid medium in which they are contained with other compounds. A new, thermally-assisted, efficient and economical method of harvesting And chromatographic methods.   As further background, for example, acidic acids such as carboxylic acids and other valuable chemical products Recovery and separation of compounds from media is an effective cost-effective way to make them It has been studied for a long time in an attempt to find a suitable route. For example, citric acid and Carboxylic acids, such as lactic acid, are produced on a large scale worldwide by fermentation. this Such fermentation produces a fermentation broth from which the desired acid is recovered, purified and purified. There must be. If large volumes are required, keep recovery costs to a minimum. The importance of having is not overstated.   Recent recovery studies have focused on solid polymers for recovering carboxylic acids from fermentation media. Focused on the use of adsorbents. This approach uses fermentation broth for the adsorbent To adsorb the carboxylic acid and desorb the carboxylic acid in some way to produce Get things. Generally, a wide variety of adsorption and adsorption / desorption mechanisms have been proposed.   For example, Kawabata et al. In U.S. Pat. Whose main component is a polymer adsorbent having a pyridine skeleton structure and a crosslinked structure A method for recovering a carboxylic acid will be described. Carboxylic acid is adsorbed on this adsorbent And then polar organic substances such as aliphatic alcohols, ketones or esters Desorption using.   Kulprathipanja et al. In U.S. Pat. Nos. 4,720,579; 851,573 and 4,851,574, neutral, non-iogenic (noniogenic), macroreticular water-insoluble crosslinked styrene-poly (vinyl) benzene, Cross-linked acryl or styrene with tertiary amine or pyridine functional groups attached Tylene resin matrix or crosslinked acrylic bonded with aliphatic quaternary amine function Teach solid polymers including a styrene or styrene resin matrix. He In these studies, Kulprathipanja et al. Were performed under isothermal conditions. Describe a “pulse test” in which they remove acetone / water, sulfuric acid and water as desorbents Identified as   South African Patent Application No. 855155, filed Jul. 9, 1985, The method by which acids were recovered from their aqueous solutions is described. In the adsorption step, the acid-containing solution is Nilimidazole / methylene-bis-acrylamide polymer, vinylpyridine / Trimethylolpropane trimethacrylate / vinyltrimethylsilane polymer -, Vinyl imidazole / N-vinyl-N-methylacetamide / methylene-bi -Acrylamide polymer, Amberlite IRA35 (Rohm & Haas-based on acrylate / divinylbenzene containing dimethylamino groups Polymer) or Amberlite IRA93 SP (Rohm & Ha as) or Dowex MWA-1 or WGR-2 (Dow Chemical al) (the latter three are styrene / divinyl containing dimethylamino groups) (A polymer based on benzene). did. Water, usually at a temperature of 90 ° C., was passed through the column to desorb the acid. However The described single pass elution process involves inefficient use of thermal energy Does not substantially maximize the possible use of the resin to obtain a highly concentrated desorption solution . In addition, the resin used in this South African application is relatively thermally unstable Therefore, it is considerably deteriorated during the desorption operation using hot water.   Both by Reilly Industries, March 12, 1992 International Patent PCT / US92 / 02107 filed on Oct. 1, 1992, WO92 / 16534) and PCT / US92 / 01 filed March 12, 1992 986 (published October 1, 1992, WO 92/16490) refers to the flow or heat Using divinylbenzene cross-linked vinylpyridine or other resin, respectively, using water Of lactic acid and citric acid is disclosed. The resin used has an advantageous adsorption / desorption capacity And is very thermostable under the stated hot water desorption operation. Nevertheless The improved method is more significant in the use of resin and in the use of heat applied for desorption. It is believed to provide high efficiency and produce a higher product concentration desorption solution.   Still other methods for recovering the acid product have been reported. For example, US No. 5,412,126 discloses that after citric acid is adsorbed on a base resin, And a method of stripping using an alkylamine. Next, remove this substance. The free acid is recovered by letting it water and removing the amine by heat. US special No. 5,032,686 discloses a method for separating citric acid from sugar using an acid resin. As mentioned, U.S. Pat. No. 5,382,681 discloses citric acid containing other compounds. The solution was first treated with a base to convert citric acid to trisodium citrate. After that, the basic medium is passed over a basic resin to separate other compounds.   In view of the above and other backgrounds in this field, carboxylic acids and other valuable Improved and effective methods for purifying and recovering valuable products Still needed. The present invention addresses these needs.                                Summary of the Invention   Accordingly, one preferred embodiment of the present invention provides a thermal management chromatography separation. For separating an acid from one or more other compounds, including a step and an elution step. Provide a way. Therefore, it is advantageous to separate the acid from its mixture with other compounds. A preferred method, wherein the acid is separated from other compounds on the adsorbent resin at a first temperature. Higher than the first temperature, e.g. A process comprising eluting the acid product from the adsorbent resin at a second temperature. Provided. A more preferred method is that the acid is higher than one or more other compounds. Contains an adsorbent that exhibits high affinity and increases this affinity for acids with decreasing temperature Use a contacting zone. A first solution containing an acid and another compound is introduced into this contact zone I do. To establish a high operating capacity, this solution removes the acid. Acids can be included at levels well beyond the capacity of the adsorbent to adsorb. Second The solution (eluent) is passed through the contact zone. Flow of one or more other compounds in the contact zone The first is effective to establish an acid front separated from the front Pass the second solution under temperature and conditions. Next, move the acid front from the first temperature By a liquid at a second temperature which is also higher, for example at least 10 ° C. or 20 ° C. higher Elute from the contact zone. In this method, the affinity of the adsorbent for the acid during the separation step To maintain acidity at a relatively high level to retard acids and reduce acidity from one or more compounds. Of the adsorbent during the elution step. Maintain the level to increase the amount of eluted acid over time. Therefore, the present invention is advantageous. A preferred method uses traditional adsorption / thermal desorption phenomena for chromatographic separation, Efficient purification of acid products from one or more other compounds to produce highly concentrated products The product fraction can be collected. A particularly preferred method of the present invention comprises a Contains resin-filled contacting zones (eg, resin columns) A continuous contacting device is used. Enough to substantially separate acids from other compounds Chromatographic components that together contain multiple contact zones containing different amounts of adsorbent Establish a chromatographic separation zone. Chromatography The separation compartment is operated at a relatively low first temperature. Product acid once from other compounds Once substantially separated, an elution zone that elutes the product acid Is established. The elution compartment is operated at a second temperature that is higher than the first temperature. Following the elution compartment, a resin-filled contact compartment (now substantially free of product) is preferred. Preferably, it is subjected to a cooling step to separate the next cycle in a continuous contactor. To get the optimal temperature for The preferred cooling step is at a lower temperature than the resin. Passing the liquid medium through the contacting compartment. Continuous contacting device sequentially in contact compartment Valves to allow for the separation, heating, elution, and cooling steps It can be used to implement the thermal management chromatography separation method of the present invention. Wear.   According to another aspect of the present invention, thermally-managed chromatography -The separation method involves the sequential treatment of multiple contact compartments containing the adsorbent. And the process contains product at a level that exceeds the sorbent capacity for the product. Passing the liquid medium over the adsorbent to separate the acid product from other compounds at a first temperature. Chromatographic separation and then a second temperature at least 10 ° C. above the first temperature Involves establishing a process that involves eluting the product in degrees . In this and other aspects of the invention, a product from a previously treated contacting compartment is provided. Some of the media can be included in the eluent used for the chromatographic separation step. Wear.   Another preferred embodiment of the present invention provides for dehydrating and recovering organic acid products from aqueous solutions. An aqueous solution of the acid product on the adsorbent resin, such as an alcohol. A water-miscible solvent as the mobile phase, and the acid product is substantially alcohol-free. That involves chromatography under conditions that elute in the solution Provide the law. Such methods have a higher affinity for acids than for water. A contact compartment containing an adsorbent to be prepared is prepared, and an aqueous solution of an acid is placed in the contact compartment. Advantageously done by introducing. Is the water front in the contact compartment? Under conditions that are effective to establish a front of the separated organic acid The coal is passed through the contact compartment to produce an eluate containing the organic acid in the alcohol solution. Eluting the front of the organic acid from the contact compartment Water (i.e., contains only about 15% water by weight).   Yet another preferred chromatographic method for dehydrating organic acid products is ,   (A) containing an adsorbent having a higher affinity for acid products than for water Providing a plurality of contact compartments;   (B) Separate the contact compartment with an alcohol eluent solution and an aqueous solution containing an acid. Through a contacting compartment to separate the acid from water. Continuously treating with a chromatographic separation section to be achieved;   (C) contacting the contact compartment after step (b) with the acid product from one or more contact compartments; The elution compartments are linked to elute into a substantially water-free alcohol solution. The process of continuous processing including.   Yet another embodiment of the present invention relates to a method for combining a weak acid and a base, such as, for example, ammonium lactate. Chromatography of a solution of the salt on a weak base resin separates the weak acid and base And can be recovered. Therefore, the present invention relates to a salt of a weak acid and a base. The present invention also provides a chromatography method for separately recovering the weak acid and the base. The method of the present invention contains a polymer having a tertiary amine function. Providing a contact compartment, introducing a salt solution into the contact compartment, and providing salt in the contact compartment; Conditions that are effective to establish a weak acid front separated from the base front Passing the eluent through the contacting compartment below. Weak acid front and base The passage of eluent was continued to elute the front and the contact compartment separately. It is. This process recovers weak acids that are produced fermentatively and are actually neutralized as fermentation continues. It is particularly advantageous for saving. For example, in the case of lactic acid, it is used for its production Microorganisms are inhibited at low pH, so when lactic acid is produced in fermentation For example, lactic acid is generally neutralized by ammonia. This is lactic acid A medium containing ammonium is produced, and this medium is treated by the method of the invention. , Free lactic acid can be recovered.   The thermal management method of the present invention does not effectively use thermal energy to assist in recovery. In addition, it provides a high capacity and adsorbent inventory requi rement) while operating in a configuration that reduces A means for recovering the product is provided. The dehydration method of the present invention provides a substantially water-free solution. Allowing for the recovery of acid in the effluent, thereby facilitating the recovery of acid and / or In the above operation, the acid reaction is easily carried out. The present invention also provides Easy to use and to recover a wide variety of desired product (s) Provide a way that can be. Other preferred embodiments, features and advantages of the present invention are: It will be clear from the description below.                             BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIGS. 1A and 1B show cold feed / elution conditions (FIG. 1A) and hot feed. (Hot feed) / REILLEX under elution conditions (FIG. 1B)TMHP cross-linked polyvinyl alcohol Aqueous citric acid / glucose mixture chromatographed on lysine polymer 4 is a graph showing an elution profile of a substance.   FIG. 2 shows REILLEX under low-temperature supply and high-temperature elution conditions.TMHP cross-linked polyvinyl Aqueous citric acid / glucose mixture chromatographed on pyridine polymer 3 is a graph showing the chromatographic elution profile of the compound.   3A and 3B show the low temperature feed / elution conditions (FIG. 3A) and the high temperature feed / elution conditions (FIG. 3A). 3B) Aqueous citric acid / g under chromatography on IRA-93 resin under 4 is a graph showing the dissolution profile of a mixture of Lucose.   4A and 4B show low temperature feed / elution conditions (4A) and high temperature feed / elution conditions (4B). ) Under REILLEXTMChromatography on HP cross-linked polyvinyl pyridine polymer FIG. 4 is a graph showing the elution profile of a fee-treated aqueous acetic acid / glucose mixture. You.   5A and 5B show low temperature feed / elution conditions (5A) and high temperature feed / elution conditions (5B). ) Under REILLEXTMChromatography on HP cross-linked polyvinyl pyridine polymer FIG. 3 shows the elution profile of fee-treated aqueous ascorbic acid / glucose mixture It is a graph.   6A and 6B show low temperature feed / elution conditions (6A) and high temperature feed / elution conditions (6B). ) Under REILLEXTMChromatography on HP cross-linked polyvinyl pyridine polymer It is a graph which shows the elution profile of the lactic acid / glucose mixture which performed the fee processing.   7A and 7B show low temperature feed / elution conditions (7A) and high temperature feed / elution conditions (7B). ), REILLEX using butanol as eluentTMHP cross-linked polyvinyl Aqueous glucose / citric acid chromatographed on pyridine polymer 4 is a graph showing an elution profile of a mixture.   FIG. 8 shows REILLEX using ethanol as eluent.TMHP cross-linked polyvinyl Aqueous glucose / citrate chromatographed on n-pyridine polymer 4 is a graph showing an elution profile of an acid mixture.   FIG. 9 shows REILLEX under low-temperature supply and high-temperature elution conditions.TMHP cross-linked polyvinyl Aqueous glucose / phenol chromatographed on pyridine polymer 3 is a graph showing the chromatographic elution profile of the mixture.   FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a specific continuous contact device that can be used in the present invention. It is a side view.   FIG. 11 shows an opening configuration (port c) of the continuous contact device used in Example 12 below. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining onfiguration).   FIG. 12 illustrates an opening configuration of a continuous contact device used in Example 13 below. FIG.   FIG. 13 illustrates an opening configuration of a continuous contact device used in Example 14 below. FIG.   FIG. 14 shows REILLEX under isothermal conditions using methanol as eluent.TM Quench chromatographed on HP cross-linked polyvinyl pyridine polymer It is a graph which shows the elution profile of an acid aqueous solution.                          Description of the preferred embodiment   To facilitate an understanding of the principles of the present invention, some of the embodiments of the present invention will now be described. The embodiment is described and described using terminology. Nevertheless, it Therefore, it is not intended that the scope of the invention be limited, but rather modified as described herein. Changes and modifications and applications of the principles of the present invention will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains. It will be appreciated that it is always considered conceivable.   As noted above, a preferred embodiment of the present invention provides for the use of adsorbents to separate products from other compounds. Provides a thermal management chromatographic separation method for separation and product recovery I do. The featured method of the present invention is a method for chromatographic separation. Uses sorbent resins and phenomena traditionally associated with adsorption / thermal desorption operations. Therefore, One of these compounds is used to separate the acid product from one or more other compounds in solution. Has a higher affinity for acids than for other compounds and Both use contacting compartments containing adsorbents that increase the affinity for the acid. Acid and other A first solution containing the compound is introduced into the contact compartment. Establish high exchange capacity In order to use the adsorbent for chromatographic separation effectively, The solution preferably has a substantial concentration, e.g., a volume of adsorbent that adsorbs acids. It contains acids at any level above. Solutions containing acids / other compounds After introduction, contains a second liquid, eg water, acid but essentially contains other compounds Water or organic solvent in the contacting compartment with one or more other compounds. A first temperature and temperature effective to establish an acid front separated from the front. And through the contact compartment under conditions. Next, the acid front is higher than the first temperature. At a second temperature, for example 10 ° C. higher, more preferably at least 20 ° C. higher It is eluted from the contacting compartment by the liquid medium. Thus, during the separation stage, the acid Affinity of adsorbent for-facilitates separation of acid from one or more other compounds -Maintained at a relatively high level, during the elution phase other compounds are After being separated, the affinity of the adsorbent for the acid-removal of the acid from the contacting compartment or Facilitates elution-elution of acid over time, maintained at relatively low levels "Thermally-managed" chromatography in terms of increasing volume -A method is established. Thus, such a preferred method of the present invention Utilizing the traditional adsorption / thermal desorption phenomena in torographic separation, Effectively purifies from more than one other compound and recovers highly concentrated product fractions can do.   In general, liquid-solid separation methods for recovering valuable chemical products are known, A great variety of sorbent resins and suitable liquid eluents have been identified. Therefore, One skilled in the art can easily select a suitable adsorbent resin and eluent medium according to the present invention and use Can be.   Generally speaking, the adsorbent used adsorbs the desired product And has a stable capacity under the used processing conditions as further described below (Ie, not much degraded). The adsorbent can adsorb the desired product Any substance (including activated carbon, zeolite, etc.) can be used. Adsorbents that are more desirable for specific use are crosslinked to provide thermal and mechanical stability. A polymer sorbent resin that produces an advantageous physical form. Bead-shaped adsorbent resin Are preferred, especially about 20 to about 200 mesh, especially about 40 to about 120 mesh. A bead-shaped adsorbent resin having a particle size of a metal is more preferred.   For recovery of target adsorbate products, such as carboxylic acids or other acids, A variety of suitable polymer adsorbents have been reported in It can be used as a stationary phase in the thermal management chromatography recovery method of the present invention. it can. These polymeric adsorbents usually contain one or more types of monomers including crosslinking monomers. Formed by polymerization of monomers. After polymerization, the resin beads are formed into gel or Is produced in a macroreticular form. In addition, these resin By adding ionic groups to the resin, such as quaternary bases or acid bases. And can be chemically modified. Therefore, the obtained resin is anionic, Can be thionic or nonionic and have a variety of physical and chemical properties Can be   For example, suitable resins reported include nonionic and ionic polymers. Includes neutral, noniogenic, macroreticular, water-insoluble, crosslinked polystyrene Bases such as ren-poly (vinyl) benzene, for example crosslinked pyridine-containing polymers Functional polymers such as vinylpyridine polymers, tertiary amine functional groups or A crosslinked acrylic or styrene resin matrix with lysine functional groups attached, or Crosslinked acrylic or styrene resin matrices with aliphatic quaternary amine functional groups attached (For example, Kawabata and K cited in the background of the invention). See patents such as ulpratipanja et al.). Styrene (styrenic), Acrylic, epoxyamine, styrene polyamine, and phenol Base or acid ion exchange resins or non-ion adsorption trees Above and many other well-known in the art for use as adsorbents, such as fats Polymers for temperature swing adsorption / desorption method according to the present invention Suitable for use; however, preferably, the polymer is a crosslinked base polymer, such as A crosslinked polymer containing an N-aliphatic or N-heterocyclic tertiary amine function, For example, polymers containing dialkylamino or pyridine functional groups.   A particularly preferred pyridine-containing polymer is a polyvinylpyridine polymer, for example For example, a macro having a gel or bead shape of poly 2- and poly 4-vinyl pyridine It is a reticulated resin. These resins are preferably such as, for example, divinylbenzene. Crosslink at least about 2% with a suitable crosslinking agent. More preferred resins are 2-5 0% crosslinked beaded vinylpyridine polymers, such as poly2- and poly4- It is a vinylpyridine polymer.   For example, a more preferred resin is Reilly Industries, Inc. REILLEX from Indianapolis, Indiana)TMPolymer series And poly-4-vinylpyridine resins available from These R EILLEXTMPolymers are generally crosslinked by more than 2% and have good thermal stability, And desorption capacity and other preferred features as described herein. For example, Preferred resins of the type are at least about 200 mg of citric acid per gram of polymer. The acid desorption capacity is shown. Another preferred resin is REI from this same source. LLEXTMAvailable as HP Polymer Series. These REILLs EXTMHP polymers also exhibit advantageous capacity and are highly renewable. These REs ILLEXTMFor more information about polymers, see REILLEXTMLes Available from Reilly Industries as openings 1, 2 and 3 References including various references can be referred to.   For example, Rohm and Haas (Philadelphia, PA) ABERLYST A-21, AMBERLITE IRA68 Is AMBERLITE IRA93 resin, or from Dow Chemical Other resins, such as DOWEX MWA-1 resin, can also be used in the present invention. . Of these resins, the A-21 resin is divinylbenzene (from 2%). Largely) cross-linked to form aliphatic tertiary amine functional groups (especially bound dialkyl Amino (dimethylamino) group; IRA68 resin is an aliphatic tertiary amine Group containing a divinylbenzene cross-linked acrylic matrix and showing a gel form; IR A93 and MWA-1 resins contain aliphatic tertiary amine groups and are It is based on a bridged styrene matrix and exhibits a macroreticular shape. For use in the present invention For other information about the above and other similar resins, References can be made to the literature, including those available from manufacturers.   For example, the heat management method of the present invention can be used at a relatively low temperature when the adsorbent is at a relatively low temperature as compared with a high temperature. Much higher capacity (ie dry adsorption) to adsorb or delay the target acid product At least 5% greater based on milliequivalents per gram of agent). In that the equilibrium concentration between the title product and the adsorbent changes significantly with temperature Is particularly advantageous. Acids, especially acids having a pKa in the range of about 2.0 to about 4.5, Are the preferred products recovered by the present invention. More generally, a suitable acid Has a pKa in the range of about 2.0 to about 6.0, a preferred group being about 3.0. It has a pKa in the range of ~ 5.0. Specific acids for use in the present invention are For example, phenol, salicylic acid, orthophthalic acid, metaphthalic acid, benzoic acid, 3- Aromatic acids such as chlorobenzoic acid; for example, citric acid, lactic acid, dilactic acid id), malic acid, mandelic acid, benzylic acid, glyoxylic acid, glycolic acid, sake Lithic acid, formic acid, glutaric acid, fumaric acid, acetylacetic acid, acetic acid, succinic acid, itacone Α-hydroxy acids, such as acids; for example, piconic acids such as nicotinic acid or isonicotinic acid. Lysine carboxylic acid; piperidine carboxylic acid such as, for example, isonipecotic acid; For example, phosphoric acid, sulfonic acid, tungstic acid, molybdic acid, gallium (III) And inorganic acids such as ions, mercury (II) ions and the like. For use in the present invention For other acids which are suitable for US Pat. Nos. 4,552,905, 4,323, See the acids identified in 702 and 5,412,126 Can be. These acids can be used in their recovery according to the invention, for example sugars, amino acids. Acid, amide (eg, in the separation of carboxylic acid from the corresponding amide), or Are other similar compounds with which acid is generated in natural or industrial processes Can be separated from other low-acid compounds, including:   Organic acids, especially carboxylic acids such as aliphatic carboxylic acids, are Thus, recovery from a medium produced by fermentation of a suitable carbon source by a microorganism Is particularly important in the present invention.   For example, the actual worldwide production of organic carboxylic acids such as citric acid and lactic acid is It is performed by fermentation. In the case of citric acid, broth is appropriate Citrate producing bacteria or for exampleAspergillus Niger(Asperghi By other microorganisms, such as dextrose or molasses Such a carbon source can be obtained from fermentation. Lactic acid is produced by metabolizing carbon sources Manufactured using bacteria or other microorganisms capable of producing acids. Typically, Bacteria of the family Lactobacillaceae are used, such as fungi. Other microorganisms can be used. Reilly Industries International Application No. PCT / US92 / 077 filed Sep. 14, 1992 No. 38 (published April 1, 1993, WO 93/06226). So, for example,Rhizopus oryzae(Rhizops oryzae) N Rhizopu such as RRL395 (US Department of Agriculture, Peoria, Illinois) Substantially pure L + lactic acid can be produced using fungi of the s family. For example Fermentative bacteria suitable for producing fermentation broths containing organic acids such as carboxylic acids Selecting and using is well within the purview of those skilled in the art. The broth can be treated according to the present invention to recover the acid.   When a carboxylic acid-containing fermentation medium is involved, this is typically water, product acid, Contains salts, amino acids, sugars and trace amounts of other various ingredients. Before the adsorption step, Such a fermentation medium can be filtered to remove suspended solids. Furthermore, the present invention According to the carboxylic acid-containing fermentation medium from the ongoing fermentation producing carboxylic acid. For example, WO93 / 062 published on April 1, 1993 26 (Publication No. PCT / US92 / 07 filed on Sep. 14, 1992) No. 738), the removal of acid is referred to as fermentation production of acid. Can be combined. In such a combination process, during the separation process Feed is suitable for providing a feed through the separation process of the present invention. Can be part of the fermentation medium after filtration or other treatment. As described herein The carboxylic acid is recovered by such a separation process, and the carbohydrate from the separation process is recovered. Nutrients because the acid-starved “waste” effluent can be returned to the fermentor Can be returned to fermentation. Such processes occur, for example, in lactic acid fermentation. It is known that acid products inhibit the feedback of acid-producing cells by acid products. It can be effectively alleviated.   A variety of liquid eluents can be used in the present invention. These eluants are, for example, Organic solvents, such as aromatic solvents, or, for example, alcohols (eg, methanol, Tanol, propanol, isopropanol, butanol and methyl isobutyl C like carbinol1-C6Polar) such as alcohols, ketones and esters Organic solvents, as well as, for example, water (ie, substantially pure water without added solutes). ), Aqueous solutions of acids or bases, such as hydrochloric acid, sulfuric acid or sodium hydroxide Solution or a medium of water / organic co-solvent, such as a water / alcohol mixture I do. Some preferred methods of the invention may complicate recovery of the desired product To obtain a desorbate medium free of unwanted solutes or co-solvents Water. Another preferred method of the present invention comprises dehydrating an acid product to form an acid product. In an organic solvent, such as an organic solvent such as alcohol. Used. If alcohol is used in such a process, the product should be kept to a minimum (eg, (Less than 20% by weight, preferably less than 10% by weight) in alcohol containing water For example, in the case of a carboxylic acid (eg, citric acid), The resulting product medium is reacted in an esterification process to give the corresponding carboxylic acid ester. Or a partial ester can be produced.   Generally, the elution step of the thermal management method of the present invention effectively removes the product from the sorbent resin. Use a temperature that is sufficient to elute the Including. The particular elution temperature used may be, for example, such as the acid product in question, the eluent used, etc. Depends on several factors. Temperature to or above the boiling point of the eluent (eg, If overpressure is appropriate). In a preferred method, the elution temperature is generally about 50 ° C, more typically greater than about 70 ° C, and often greater than about 90 ° C. An example For example, when recovering carboxylic acids such as citric acid or lactic acid, Desorption temperatures are preferred.   In the preferred thermal management chromatography method of the present invention, the concentrated product feed stream is high. Contains a level of product. Some methods significantly exceed the capacity of the adsorbent, e.g. For example, product levels that exceed such capacity by more than 20% or even more than 100% If the feed stream is passed through a column, the adsorbent in the separation compartment Separation such that more product is present in the separation compartment than can be adsorbed A partition is established. In this regard, the capacity of the adsorbent to adsorb the product in question is known. And the product in solution at a constant concentration, for example as shown in the equilibrium isotherm. Determined by calculating the difference in products adsorbed by the adsorbents in contact Can be The feed stream concentration of the particular product used will, for example, minimize the use of resin. At the same time, including the desire to simultaneously obtain the product stream of the required purity, It will be appreciated that the choice may be made based on various immediate factors.   With such a concentrated feed stream, the resin is more effectively used for separation. Using a product load below the adsorption capacity of the adsorbent, significantly more than the capacity experienced A high working capacity is obtained. For example, in the specific example below, with reference to FIG. In the manner described, a 50% citric acid feed stream (resin volume less than 200%) Greater than 3 milliequivalents of citric acid per gram of adsorbent (dry) A process has been reached which has reached a critical working capacity. The use of such high levels of adsorbent Reduces residual adsorbent requirements and increases throughput. These are large This is an important advantage that can be exploited for scale separation processes.   Therefore, it is more preferable to separate citric acid from impurities such as sugars. In a preferred method, for example, concentrations above about 25%, more preferably above 30% The concentrated solution of citric acid having is used as the product feed. Concentration of citric acid The feed may be, for example, a quarantine from the fermentation that initially has a citric acid level of less than about 20%. It can be obtained by concentrating the acid-containing aqueous medium. This enrichment step What is achieved in any acceptable manner, including for example, evaporation of water from the culture medium it can. The medium thus concentrated, having an increased citrate concentration, is then Used as feed in the process of the invention.   In another aspect of the invention, the invention is directed to isothermal chromatography conditions and above. While achieving the desired dissolution profile under thermal management conditions as described, e.g., lactic acid Or a ratio, such as acetic acid, having a pKa of more than 3.5, for example 3.5 to 6.0 Discovers that relatively weak acids (eg weak carboxylic acids) can be effectively dehydrated Have been. Therefore, as described in Example 13 below, an aqueous solution of a weak acid was Can be added to the chromatic separation zone, Through a polar organic solvent such as an alcohol as eluent. Preferably an example For example, the adsorbent in the separation compartment containing tertiary amino groups such as pyridinyl groups is water Higher affinity for acids than for Separation is achieved such that an eluent containing the acid in the liquid is obtained. In this regard, As used in this context, "substantially water-free" refers to the recovered acid product. Means that the alcohol solution containing no more than about 20% by weight of water. As intended. The recovered alcohol solution contains about 10% by weight or less of water More preferably, it contains no more than about 5% by weight of water. Further In a preferred method, the recovered alcoholic solution converts the acid product to a feed concentration (input  concentration). For example, in the preferred method The acid concentration in the recovered alcohol eluent should be less than the acid concentration in the aqueous acid feed stream. Is about 50%, more preferably at least about 75%.   A more preferred thermally controlled dewatering method of the present invention is a product to the separation stage of the process. Including the supply of a contained eluent medium. For example, from the previous elution operation to recover the product The resulting product-containing eluent helps to separate other compounds from the acid product At the same time that the presence of product in the eluent is Increase the concentration of the product therein. Therefore, the preferred operation involves the production in the product stream. Rinse a portion of the product eluent stream from a continuous recovery operation to increase product concentration Divert to a different process.   Yet another feature of the present invention is the formation of salts formed by the interaction of a weak acid with a base. Treating the solution to recover the weak acid and base separately. For example, water Using a suitable eluent such as, the front of the base in the eluent in the contacting compartment A tertiary amine function, preferably to establish a weak acid front isolated from The solution on a contact compartment containing a polymer containing Perform photographic processing. Separate weak acid front and base front from contact compartment Continue to pass through the eluent so as to elute it under isothermal conditions or as generally described herein. Under the stated thermal management conditions). Manufactured fermentatively, as fermentation progresses or Use this method to recover weak acids, such as lactic acid, that are later neutralized be able to. For example, in the case of lactic acid, the microorganisms used in the production Lactic acid was formed in the fermentation because it was inhibited in the presence and in the presence of free lactic acid Sometimes this lactic acid is converted to ammonia, calcium hydroxide (lime) or It may be advantageous to neutralize with thorium. This is a lactate salt (eg, lactic acid Medium containing ammonium, calcium lactate or sodium lactate). It can be treated by the method of the present invention to recover free lactic acid.   The preferred method of the present invention is performed using a continuous contactor ("CCA"). For example, continuous contact devices useful in the present invention include, for example, Advanced Sepa ratios Technology (AST) (Lakela, Florida) And devices such as ISEP or CSEP continuous contactors available from U.S. Pat. No. 4,764,276 (issued Aug. 16, 1988); U.S. Pat. No. 4,808,317 (issued on Feb. 28, 1989) and U.S. Pat. No. 726 (issued June 11, 1985). these A brief description of such a CCA device, as described in the patent, follows. . For further details on the design and operation of a CCA suitable for use in the present invention "Isep of continuous adsorptionTMDocuments available from AST, including "Principles" And the above-mentioned U.S. Patents.   Preferred CCA for use in the present invention are those suitable for receiving solid sorbent material. And used together or separately to form the contact compartment of the method of the invention A liquid-solid contact device comprising the chamber of These chambers have their own entrance and exit Moving the chamber past the supply and discharge ports cooperating with the inlet and outlet. As such, it is mounted for rotation about a central axis. In particular, liquids Through the flow path associated with the valve assembly above the chambers to the inlet at the top of these chambers Separately supplied, these valve assemblies cooperate with the chamber inlet as the chamber advances Provide a plurality of working inlets. Similarly, the chamber moves forward through the outlet at the lower end of each chamber. Valve assembly below the chamber to provide multiple outlets that cooperate with the chamber outlet when And the flow path are connected. The valve assembly has a movable plate with slots, These plates close the entrance when rotated by carousel Or open. Changing the size and position of the slot in the plate The flow from the supply flow path into the chamber and the flow from the chamber to the discharge flow path in a predetermined manner. Can be adjusted. The movement of one plate relative to the other is continuous. It can be continuous or as an indexed motion. The time between the liquid entering and exiting the chamber is a function of the rotational speed of the chamber around the central axis .   More specifically, a preferred contact device for use in the present invention is generally illustrated in FIG. Is shown. The device comprises a rectangular frame 11 supporting a vertical drive shaft 12 . A carousel 13 is mounted to rotate the drive shaft. This circular con The bear is fixed to a shaft, and the shaft is driven by a motor 14 attached to the frame 11. Driven. A plurality of cylindrical chambers 15 (for example, 30 chambers) are placed on the circular conveyor 13. Mounted vertically. These chambers are preferably alternated around the circumference of the carousel. They are arranged in a difference relationship. Each of the chambers has resin or Is filled with another suitable adsorbent material. As shown on the left side of the cross-sectional view of FIG. The body sorbent material 16 is preferably filled to approximately half or more of the height of the chamber 15. Each chamber 15 is provided with an arrangement for inserting and removing solid material from the top of the container. each Tube fittings 17 and 18 are provided at the inlet and outlet at the top and bottom of the chamber, respectively. Up The partial valve element 19 and the lower valve element 20 are mounted on the drive shaft 12. Valve bodies 19 and 20 are Each is provided with a supply port and a discharge port (eg, 20 each). Valve bodies 19 and 20 In order to enable the cooperation of the inlet and outlet of the chamber with the inlet and outlet of the chamber 15, The individual channels 21 and 22 are connected to the valves 19 and 20 by respective pipe fittings 17 and 18. To combine. The supply channel 23 (which can be discharged) is attached to the top of the frame 11. And extends outward from the valve body 19. Similarly, the discharge flow path 24 (which can be supplied) has a lower valve It extends downward from the body 19 and reaches the frame 11. In this way, the circular conveyor When the chamber rotates and moves the chamber 15 forward, the inlet and outlet of the chamber 15 Advantageously for circulating liquid through the chamber 15 in cooperation with the inlet and outlet. Provide a means.   According to an aspect of the present invention, the apparatus of FIG. 10 preferably comprises a separation compartment and an elution compartment. It is configured to include. The separation section is provided on an adsorbent resin contained in the chamber 15. If the substance in question (eg, citric acid) from the feed solution is another compound It can be conventionally operated to separate from it. Generally, citric acid or other The feed solution containing the compound is passed in countercurrent over the resin in chamber 15. Separation and elution compartments The number of ports of the CCA, assigned to the It will be appreciated that the decision is made to maximize process economics. Furthermore, on As mentioned, the advantageous use of the product stream in the separation compartment is the production from the elution compartment. Understand that this can be achieved by diverting part of the thing to the separation compartment Let's do it. Specific examples of such configurations are discussed below in connection with FIGS. I do.                            Example 1-11 General method :   In these examples, the thermal management for various acids aged) Chromatographic adaptability to polymers containing different tertiary amines A series of pulse tests were performed to illustrate. Length 60cm, inner diameter 2 . A 54 cm column was fitted with eluent (water or alcohol) and acid production feed. Provided with a separate supply line for The columns are described in the specific examples below. With or without jacket with automatic temperature control as shown in This was used. The eluent supply line is used to control the eluent supply temperature to the column Heat exchanger, but with an aqueous acid product / glucose mixture (aqueous acid product / glucose) was supplied at room temperature or with heat as indicated. Do not write separately Acid products are 50% by weight and glucose are 2% by weight, unless stated otherwise As long as the product / glucose feed is supplied to the column with a 100 g pulse, the column The load on the top was 3 meq of acid per gram of resin. For column preparation, The system was filled with a slurry of the appropriate resin and backwashed with water to remove air bubbles. With temperature control in place, the system recycles the eluent through the bed. To reach equilibrium. The feed mixture is pumped onto the bed and dissolves immediately. The release agent was flushed. Samples eluted from the column are typically initially 3 bed volumes 1/10 BV for (bed volume) (VB), then the remaining collection For the period, 1/2 VB samples were collected with increasing capacity. sample , HPLC and appropriate standards. In each operation, resin capacity Is It was 350 ml.Examples 1A and 1B :   Aqueous citric acid / glucose prod uct feed) in REILLEX in unjacketed columnTMHP resin (30-6 (0 mesh) using water as an eluent at a flow rate of 20.3 ml / min. In Example 1A, the feed and eluent temperatures were 25 ° C. Example 1B The feed and eluent temperatures were 75 ° C. and 86 ° C., respectively. . The results are shown in FIGS. 1A and 1B, respectively. As shown in FIG. 1A, relatively low At temperature, good separation of glucose and citric acid was achieved; The peak reached only about 3% and substantially tailing occurred. On the other hand, FIG. At relatively high temperatures, the peak of citric acid concentration is very high, The separation from the source is relatively poor. Therefore, the present invention is particularly well adapted for this separation. Lower temperatures during the separation, and after substantial separation is complete, By applying a higher temperature to move the enic acid forward, a good distribution is obtained. Both separation and a good citric acid elution profile can be obtained.Example 2 :   The citric acid / glucose product feed was placed in a jacketless column, REILL EXTMFlow rate 2 on HP resin (30-60 mesh) using water as eluent. Treated at 0.8 ml / min. The acid product feed temperature was 25 ° C, then 25 ° C. C supplied water for a short time. The eluent (water) was then fed at a temperature of 86 ° C. This In this manner, while the product / glucose moves through the column in the separation phase, A relatively low temperature is maintained at the beginning of the The head of the area was at a relatively high temperature. Specific results are shown in FIG. 2 and FIG. A improved citric acid elution profile compared to A and improved compared to FIG. 2 shows both of the separations performed. Thus, the column in the separation and elution phases Thermal management provides good separation and product recovery.Examples 3A and 3B :   The citric acid / glucose product feed was placed in a jacketed column, IRA-9. The three resins were treated at a flow rate of about 21 ml / min using water as eluent. Example For 3A, the feed and eluent temperatures were 25 ° C. In Example 3B, The feed and eluent temperatures were 85 ° C and 86 ° C, respectively. Conclusion The results are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. Generally as shown in FIGS. 1A and 1B In addition, better separation occurs under feed / elution conditions at lower temperatures, while A more desirable elution profile occurs under feed / elution conditions at higher temperatures . Thermal management chromatography as shown in the present invention can be advantageously used for separation Is proved again.Examples 4A and 4B :   15% acetic acid / 1% glucose product feed in a jacketed column, RE ILLEXTMTreatment was performed on HP resin (30-60 mesh) using water as eluent. I understood. 60.5 g of feed was placed on the column and the load on the resin was 1 g of resin 2 meq of acetic acid. In Example 4A, the flow rate was 20.6 ml / min. And the feed and elution temperature was 25 ° C. In Example 4B, the flow rate was 22.0 ml / min and feed and elution temperatures were 85 ° C and 86 ° C, respectively. Was. The results are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively, which show that the invention Figure 3 shows an elution profile illustrating adaptability.Examples 5A and 5B :   Jacketed with 10% ascorbic acid / 1% glucose product feed Inside the column, REILLEXTMAs an eluent on HP resin (30-60 mesh) Treated with water. A total of 205.5 g of feed was fed into the column and the resin Was 0.72 meq of ascorbic acid per gram of resin. Example 5 For A, the flow rate was 20.6 ml / min and the feed and elution temperature was 25 ° C. Implementation In Example 5B, the flow rate was 22.0 ml / min and the feed and elution temperatures were 8 5 ° C and 86 ° C. The results are shown in 5A and 5B respectively. Have similarly described the applicability of the present invention to the separation and recovery of ascorbic acid. ing.Examples 6A and 6B :   18% lactic acid / 1% glucose product feed in a jacketed column, REILLEXTMUsing water as eluent on HP resin (30-60 mesh) Processed. The load on the resin was 3 meq of lactic acid per gram of resin. . In Example 6A, the flow rate was 20.0 ml / min and the feed and elution temperature was 25 ° C. Was. In Example 6B, the flow rate was 21.6 ml / min and the feed and elution temperatures were 85 ° C and 86 ° C respectively. As shown in FIGS. 6A and 6B, The results show an elution profile that illustrates the applicability of the present invention to lactic acid separation.Examples 7A and 7B :   Aqueous citric acid / glucose product feed in a jacketed column, REI LLEXTMTreatment was performed on HP resin (30-60 mesh) at a flow rate of 20 ml / min. In Example 7A, the feed and elution temperature was 25 ° C. In Example 7B, The feed and elution temperature was 85 ° C. The results are shown in FIGS. 7A and 7B, respectively. Indicated. As shown in FIG. 7A, at relatively low temperatures, glucose and water on the one hand, Shows good separation of citric acid. As shown in FIG. 7B, the relatively high temperature Can be used to increase the citric acid concentration peak. Thus, the separation Use relatively low temperatures during the phase and use relatively high temperatures during the product recovery phase. Ming can effectively adapt to this separation, but also dehydrate the product feed and recover the product. The yield is provided substantially in alcohol. The product so obtained is, for example, If so, it can then be reacted to esterify the citric acid.Example 8 :   Example 7A was repeated except that ethanol was used as the eluent. Was. FIG. 8 shows the result. These results show that water and glucose It shows good separation of the acid. Example except for using ethanol as eluent Repeating 7B also improves the citric acid recovery profile, but reduces separation. It indicates that it is less. From this, we provide dehydrated and purified acid products The applicability of heat-assisted chromatography with ethanol is demonstrated.Example 9 :   Aqueous 6.5% phenol / 1% glucose product feed jacketed Inside the column, REILLEXTMWater on HP (30-60 mesh) as eluent And generally under cold feed and hot elution conditions as described in Example 2 above. Processed. The results are shown in FIG. 9 and show heat-assisted chromatography for separation and phenol recovery. The adaptability of the torography is proven.Example 10 :   The pH of 16.1% lactic acid aqueous solution was adjusted to pH 6.45 with aqueous ammonia, In a column with a ket, REILLEXTMOn HP resin (30-60 mesh) Water was used as the eluent, generally under cold supply conditions and under the same conditions as described in Example 2 above. Work up under hot and hot elution conditions. The results are the free acid (lactic acid) and free base (ammonia). Near) partitioning of acid salt (ammonium lactate) into heat-assisted chromatography Prove adaptability. Also, ammonium lactate is distributed under cold elution conditions.Example 11 :   Aqueous 1% nicotinic acid / 30% nicotinamide product feed, jacketed REILLEX in the columnTMEluent on HP resin (30-60 mesh) Water, generally under cold supply conditions and hot melt conditions as described in Example 2 above. Treated under release conditions. The results show that nicotinic acid-like The applicability of heat-assisted chromatography to the separation of lysine carboxylic acids is demonstrated.Example 12   This operation is shown for comparison purposes. FIG. 11 shows a configuration using CCA as described above. Explain the state. Driving using the configuration of FIG. More available Performed within the pilot scale CAA of the ISE P100. Device operation The crop works with a fixed branch with 20 openings and 3 openings. Essentially with a device having a carousel of resin columns Is as described above for CCA. The valve operation that was created is Separate the column from different fluid streams while a continuous stream is maintained. L The 100 pilot unit has a polyethylene cap and Glass column with 70 mesh screening (1 inch inner diameter, 350 ml volume) Amount). The upper and lower valve parts connected to the column are made of polypropylene. And 316 stainless steel. All connections in the device Standard 1/4 inch ID polypropylene, polyethylene or Teflon Made of tubes. The heat exchanger shown in FIG. Or plate-and-frame heat exchangers. Low pressure steam Cooling water (about 15 ° C.) and tap water (ambient temperature) were used for cooling. Used for Norprene chisels of various sizes (14-18) A peristaltic pump with a tube was used for all solution transfer. Tubes around Insulated to limit heat transfer by ambient environment.   The temperature was measured using a 1/4 inch stainless steel J-type thermocouple connected panel. And recorded on a Yokogawa HR1300 chart recorder. pressure Was measured in the line of the connecting panel using a stainless steel gauge. Flow velocity Is determined by the weight per hour (typically 30 minutes) at various inlets or outlets , Measured manually.   Anhydrous USP / FCC grade citric acid, maltose-hydrate and anhydrous D-(+ )-Citric acid feed solution using glucose, mixed anomer, and deionized water Make up the liquid. These solutions are used to eliminate potential bacterial growth Prepared immediately before.   REILLEX HPTMPolymers are available from Reilly Industries Inc. From water immersion form. Sieve resin, 30-60 mesh The size of the beads was obtained. Next, the resin is immersed in a 15% citric acid solution overnight. And transferred to an L100 glass column. Each column is several times the bed volume The fines were removed by backwashing with water and then connected to L100. 10 in total. 5 liters of citric acid soaked resin was loaded on 30 columns. These columns are Equivalent to about 7.55 liters of water-swelled resin or 2.10 kg of dry resin.   FIG. 11 is a schematic diagram of a preferred opening configuration of L100 used in citric acid operation. Is shown. The column circulation of L100 is a flow in the opposite direction to the flow of the solution, 11 right to left. Measured temperature, flow rate and interstage tan The position of the lock is also shown in FIG. Briefly describing the morphology, the flow through the column This pattern shows the absorption of cold citric acid performed in openings P5-P9, Both cleaning in P4 and desorption with warm water in openings P14-P17, generally dough Flow. The openings P10-P13 are used for cooling the resin after the desorption step. However, the openings P18-P19 allow the filling resin to be heated before the desorption step. Used to The opening P20 pushes out the remaining washing solution from the resin column. Used for   More specifically, the citric acid supply solution is supplied from the tank 30 using the pump 31. The heat is supplied into the opening P5 through the heat exchanger 32 (which provides cooling). Aperture The stream leaving P5 is supplied to supply to the interstage tank 33. The solution from the supply interstage tank 33 is supplied to the heat exchanger 3 using a pump 34. 5 (which provides cooling) and is provided in parallel to the openings P6 and P7. Be paid. The streams exiting openings P6 and P7 provide heat exchanger 36 (providing cooling). ) Is supplied to the openings P8 and P9 in the form of flowing in parallel. Opening P The streams leaving P8 and P9 are supplied to the pre-cooling / waste liquid interstage tank 37. Be paid. The solution from the tank 37 is pumped by a heat exchanger 39 (cooling). Are provided in the openings P10 and P11 and the openings The streams leaving P10 and P11 are immediately returned to tank 37. This "pon Step “Circulation” means pre-cooling of the resin bed prior to citric acid inflow into the citric acid absorption stage I will provide a. Waste effluent also occurs in tank 37.   In the desorption step, a desorption medium, for example, water is supplied from the supply tank 40 using the pump 41. And supplied in parallel to the openings P12 and P13. Opening P12 And the flow flowing out of P13 flows into the removal interstage tank 42. A pump 43 is connected to the tank 42 from a tank 42 through a heat exchanger 44 (which provides cooling). The solution returning into the ink 42 is supplied. This pump circulation through the heat exchanger is a desorption operation. The solution in the tank 42 for cropping is heated. Removal interstage tank 42 And other tanks used within this configuration are preferably open to the environment. It should be noted that This means that gas is evolved from the solution, especially when heated. And escape before entering the resin column. This means that the resin bed Gas flowing through it can cause channeling and prevent effective operation of the equipment It is advantageous for that reason.   The heated solution from removal interstage tank 42 is pumped using pump 45 Are supplied into the openings P14 and P15 flowing in parallel. P14 and P15 Collected in the intermediate removal interstage tank 46. Also, tongue The material in the reservoir 46 is pumped using a pump 47 and a heat exchanger 48 (which provides heating). Provided for "pump-circulation". Also, material from tank 46 also flows in parallel And the associated effluent stream supplied to openings P16 and P17 in the form of / Collected in the product interstage tank 49. The material in tank 49 also , Pump 50 and heat exchanger 51 (to provide heating) Provided. Some of the material in tank 49 is recovered as spilled product. Other parts Is supplied to the openings P18 and P19 using the pump 52 and the associated effluent The flow is returned into tank 49 and supplied. Pump circulation through P18 and P19 Preheat the resin beds before they flow into the desorption phase of the operation. Useful. The other part of the substance in the tank 49 is 0, which is also provided with a resin bed at P20. Heat in advance to a degree.   In an important aspect of the present invention, the flow exiting the opening P20 is the heat exchanger 54 ( (To provide cooling) to the cleaning interstage of the operation. concrete In this case, the flow out of the opening P20 flows in parallel with the openings P1 and P2. It is supplied in P2. In the preferred embodiment illustrated, the flow of the product from the opening P20 is It is provided exclusively as a cleaning agent in the cleaning operation. However, this product Use the product stream in combination with other cleaning agents supplied to the cleaning stage, e.g., water. It will be appreciated that it was also possible. Openings P1 and P2 Of the streams flowing out from the outlets P3 and P4 are supplied in parallel Is done. Thus, in the openings P1-P4, a product, for example, citric acid is loaded. Non-absorbed or almost non-absorbable materials such as sugar Quality is removed. The outflow from openings P3 and P4 is Collected in the stage tank 33, in which the flow is Mixed with the enic acid feed, and as discussed at the beginning of the column circulation above It is processed.   In an exemplary operation utilizing the configuration of FIG. Run continuously for 3 hours before the system is equilibrated or near equilibrium before sampling. Conditions were easily reached. The output sample should be a suitable representative If you collect more than 30 minutes until things are secured and you want to collect more than one sample Can vary the collection time by the circulation rate, thereby Flow did not circulate. In one such drive, over 28 hours 14.7 containing 0.43% glucose and 2.03% maltose % Citric acid feed was fed to the system. Various in the system in this operation FIG. 11 shows the flow rate and the temperature of the flowing solution at various key points. Product flow is 9.7 with removal of 94% glucose and 97% maltose It contained 3% citric acid (96% recovery). Omit the heat exchanger 32, Another similar, except that the feed to column 5 is cooled by In operation, the product stream contains 9.76% citric acid (98% recovery) and Course and maltose removal were 96% and 98%, respectively.Example 13   FIG. 12 provides a schematic diagram of an L100 configuration that can be used in the method of the present invention. You. Since this arrangement is similar to that shown in FIG. 11, common elements are described again. do not have to. However, the arrangement of FIG. The effective capacity of the adsorbent is substantially reduced in order to conveniently carry out the separation and elution method. With product loadings that exceed the maximum. FIG. 12 is compared with FIG. A portion of the product stream is passed through a column pre-loaded with product. Increased number of open ports (ports P19-20 and P1-6) Is noted. This increase provides more resolution, so at higher product loadings Also, impurities in the feed stream may be removed from the column before the heat desorption step (openings P13 to P18). Removed. As in the case of FIG. 11, the measured temperature and the flow rate are shown in FIG. Further , Figure 12 shows the product (citric acid) and impurities in the various feeds / eluents during processing. Indicates the concentration of the substance. Surprisingly, as you can see, 0.486 of easily charcoal With a feed of 50% citric acid having a convertible substance (RCS) amount, 20.9 A product stream having a citric acid concentration of 0.03% and an RCS amount of only 0.073 was recovered. You. Therefore, a product stream very rich in citric acid and low in RCS content is obtained. It is. Further, the processing described in conjunction with FIG. 12 is much higher than in FIG. It has a working capacity, the latter being 1.3 milliequivalents per gram of dry resin (meq / g dry Dry resin), and the former is treated with about 3 meq / g dry resin. . This increase in working capacity is useful for significantly reducing resin residue and equipment dimensions. And significantly improve throughput and processing costs.Example 14   FIG. 13 shows a CSEP device (Advanced Separations Technologies) ・ Included from Incorporated (Advanced Separations Technologies, Inc.) FIG. 2 provides a schematic diagram showing an opening arrangement that can be used in the manual. This CSE The P device is more optimal for chromatographic separation than the ISEP device described above. Has 20 columns and 20 openings, which columns have openings. Cut However, they are sequentially numbered. As can be seen in FIG. The CSEP configuration encompasses a general counter-current down-flow configuration, where the Parallel feeding (as occurs in the ISEP configuration above) maximizes the ability to separate resin residues. Avoid using it effectively. The supply to the opening P1 is performed from the opening P20. Part of the acid-containing product stream (discussed below). The power connected to the opening P1 After exiting the ram, the feed is passed in a countercurrent manner after passing through a heat exchanger 60 for cooling. It passes through the openings P2 to P5. Next, the flow from the feed solution storage tank 61 Feed solution pumped by pump 62 (eg, 50% citric acid and Containing sugar impurities) and opened through a heat exchanger 63 for cooling. Proceed to mouth P6. The solution passed through openings P7-P9 in a counter-current manner before cooling. After passing through the heat exchanger 64 which performs cooling, it proceeds to the opening P10. Flow leaving opening P10 This is because the product acid is relatively dilute, but the impurities (eg, sugars) are concentrated. And sent to be discarded.   Water or another liquid is cooled by a pump 66 from a storage tank 65 for heat exchange. Pumped to the opening P11 via the exchanger 67. Exiting the opening P11, The flow proceeds into the pre-cooling interim tank 68. Part of the solution in tank 68 The part is transferred to the opening P12 by the pump 69 via the heat exchanger 70 for cooling. Pumped and returned into tank 68. This pump working in opening P12 Cool the resin. The solution is also directed from tank 68 via openings P13-P14. After being supplied in a flow manner, the openings P15 to P17 are passed through a heat exchanger 71 for heating. To and subsequently through them in countercurrent mode. The outlet flow from P17 Pass through another heat exchanger 72 for heating and opening P18 still countercurrently . The outlet flow from P18 is a supply into the preheating intermediate tank 73. tank A portion of the solution in 73 passes through a heat exchanger 74 that performs heating, and the opening P1 After flowing back through 9, it is fed back into the tank 73. Work at opening P19 This pump heats the resin. A portion of the material in the tank 73 also has an opening P2 0 flows downstream. The outlet stream from P20 is based on impurities present in the original feed (eg, For example, a concentrated solution of a desired acid (eg, citric acid) essentially free of saccharides). You. Part of this outlet stream was collected as product, and the other part was reviewed above. As shown in FIG.   The CSEP configuration of FIG. 13 can be processed efficiently and the solid sorbent in the column (E.g., REILLEX HP resin described above) in an amount that substantially exceeds the adsorption capacity for acid Product acid (eg, citric acid) containing other compounds Concentrate the liquid. When performed as such, the method of the present invention may comprise chromatography. Phenomena, as well as traditional adsorption / thermal desorption phenomena, thereby enabling commercial processing Sorbent requirements are significantly reduced and result in a high product fraction fraction.   The openings and other processing arrangements given in FIG. 13 are representative, It will be understood that the invention herein can be practiced with and other arrangements. . For example, the number of columns provided in the separation or purification zone and the elution zone And / or may vary depending on product requirements. Further, for example, in FIG. One or more openings are used between the mouths P10 and P11 to create a buffer area. It is possible to include. In addition, the working (heating or cooling) heat exchanger Can be easily changed during the implementation of the present invention.Example 15   150 ml of REILLEX HP resin into a glass column (5.8 cm x 75 cm) Fill, conditioned with water to remove air, and the water Was replaced with methanol. 13% by weight aqueous milk containing 1.29% glucose The acid solution is pumped onto the column and 100 ml / min with methanol Eluted quickly at speed. The experiment was performed at 25 ° C. Collect and analyze eluate samples Then, a plot of the concentration of each component against the bed volume of the supplied eluent was created. The results are shown in FIG. 14, where lactic acid was separated from glucose and almost all water. Shows that a relatively high concentration of lactic acid in methanol was provided as the main fraction. It Therefore, chromatographic dehydration using an alcohol eluent is carried out under isothermal conditions. When performed, has been shown to give a very desirable lactate elution profile . Thus, an aqueous solution of a weak acid, such as lactic acid or other similar acetic acid, can be used as shown in FIG. And Conveniently processed under isothermal conditions in a CCA flow arrangement as shown at 13 Thus, a high concentration of acid in the alcohol solvent can be dehydrated and recovered.   While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing description, Should be considered as representative, and as limiting the characteristics Instead, only preferred embodiments have been shown and described, and Any changes and changes that fall within the spirit of Ming should be protected Is understood.   All publications cited herein are indicative of the state of the art. Each is individually incorporated and incorporated herein as though fully set forth.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 39/04 C07C 39/04 51/47 51/47 53/08 53/08 59/08 59/08 59/265 59/265 C07D 213/79 C07D 213/79 307/33 307/32 Q (31)優先権主張番号 08/699,532 (32)優先日 平成8年8月19日(1996.8.19) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AU,BA,BB,BG ,BR,CA,CN,CU,CZ,EE,GE,HU, IL,IS,JP,KP,KR,LC,LK,LR,L T,LV,MG,MK,MN,MX,NO,NZ,PL ,RO,RU,SG,SI,SK,TR,TT,UA, US,UZ,VN──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 39/04 C07C 39/04 51/47 51/47 53/08 53/08 59/08 59/08 59 / 265 59/265 C07D 213/79 C07D 213/79 307/33 307/32 Q (31) Priority claim number 08 / 699,532 (32) Priority date August 19, 1996 (August 19, 1996) (33) Priority country United States (US) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG) ), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU TJ, TM), AL, AU, BA, BB, BG, BR, CA, CN, CU, CZ, EE, GE, HU, IL, IS, JP, KP, KR, LC, LK, LR, LT, LV, MG, MK, MN, MX, NO, NZ, PL, RO, RU, SG, SI, SK, TR, TT, UA, US, UZ, VN

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 酸と別の化合物との混合物から酸を回収する熱処理方法であって、吸着 樹脂上の他の化合物からの第一温度での酸のクロマトグラフィー分離に続いて、 第一温度より少なくとも10℃高い第二温度での吸着樹脂からの酸生成物の溶離 を含む上記方法。 2. 酸が、フェノール、サリチル酸、オルトフタル酸、メタフタル酸、安息 香酸、3−クロロ安息香酸;クエン酸、乳酸、二乳酸、リンゴ酸、マンデル酸、 ベンジル酸、グリオキシル酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、ギ酸、グルタ ル酸、フマル酸、アセチル酢酸、酢酸、イタコン酸、スルホン酸、タングステン 酸、モリブデン酸、ピリジンカルボン酸、ピペリジンカルボン酸、ガリウム(II I)イオンおよび水銀(II)イオンから成る群より選択される請求項1に記載の 方法。 3. 酸がカルボン酸である請求項2に記載の方法。 4. 酸がクエン酸または乳酸である請求項3に記載の方法。 5. 生成物がクエン酸である請求項4に記載の方法。 6. 吸着剤が、第三アミン基を有する架橋ポリマー樹脂である請求項1に記 載の方法。 7. 吸着剤が、第三アミン基を有する架橋ポリマー樹脂である請求項4に記 載の方法。 8. 吸着剤がピリジン含有ポリマー樹脂である請求項7に記載の方法。 9. ポリマー樹脂がジビニルベンゼンと架橋している請求項7に記載の方法 。 10.ポリマー樹脂がジビニルベンゼンと架橋している請求項8に記載の方法 。 11.ポリマー樹脂が、ジビニルベンゼン架橋ポリ−2−またはポリ−4−ビ ニルピリジンである請求項10に記載の方法。 12.樹脂がマクロ網状ビーズの形である請求項11に記載の方法。 13.樹脂が、ジビニルベンゼンと約2重量%〜50重量%架橋している請求 項12に記載の方法。 14.生成物がクエン酸である請求項13に記載の方法。 15.前記クロマトグラフィー分離の際に、一定量の酸を含有する溶離剤を用 いる請求項1に記載の方法。 16.前記酸を前記クロマトグラフィー分離に対して水性溶液中で与え、そし て前記クロマトグラフィー分離の際に前記酸を脱水するようにアルコール溶離剤 を用いる請求項1に記載の方法。 17.他の化合物が、糖、アミノ酸またはアミドである請求項1に記載の方法 。 18.酸がピリジンカルボン酸であり、そして他の化合物が、ピリジンカルボ ンの対応するアミドである請求項17に記載の方法。 19.酸がニコチン酸であり、そして他の化合物がニコチンアミドである請求 項17に記載の方法。 20.酸が発酵によって生産された酸であり、そして他の化合物がアミノ酸ま たは糖である請求項17に記載の方法。 21.酸がクエン酸である請求項20に記載の方法。 22.酸が乳酸である請求項20に記載の方法。 23.溶液中の1種類またはそれ以上の他の化合物から酸を分離する方法であ って、 該1種類またはそれ以上の化合物よりも該酸に対して高い親和性を示す吸着剤 を含有し且つ温度の低下に伴って該酸に対する親和性を増大する接触用区画を提 供し; 該酸および該1種類またはそれ以上の化合物を含有する第一溶液を該接触用区 画中に導入し; 第二溶液を、第一温度においておよび該接触用区画中で該1種類またはそれ以 上の化合物のフロントから分離された酸のフロントを確立するのに有効な条件下 において該接触用区画を介して通過させ; 該第一温度より少なくとも10℃高い第二温度で該接触用区画から酸のフロン トを溶離することを含む上記方法。 24.酸生成物を別の化合物から分離する熱補助クロマトグラフィー方法であ っ て、 (a)該酸生成物に対して他の化合物に対するよりも高い親和性を示す吸着剤 を含有し且つ温度の低下に伴って該酸に対する親和性を増大する複数の接触用区 画を提供し; (b)溶離剤溶液と該酸および該他の化合物を含有する生成物溶液とを一緒に 該接触用区画に通過させて、該酸を他の化合物から第一温度で分離するクロマト グラフィー方法を行うためにクロマトグラフィー分離区画によって前記接触用区 画を逐次的に処理し;そして (c)工程(b)の後、該第一温度より少なくとも10℃高い第二温度で該酸 生成物を1個またはそれ以上の接触用区画から溶離するために溶離区画によって 該接触用区画を逐次的に処理することを含む上記方法。 25.溶離剤溶液が一定量の酸を含有する請求項24に記載の方法。 26.有機酸生成物を水性溶液から脱水し且つ回収する方法であって、酸生成 物の水性溶液を、吸着樹脂上においてアルコールを移動相として用い、実質的に 水を含まないアルコール溶液中で該酸生成物が溶離される条件下でクロマトグラ フィー処理することを含む上記方法。 27.有機酸を脱水する方法であって、 水よりも該酸に対して高い親和性を示す吸着剤を含有する接触用区画を提供し ; 該酸の水性溶液を該接触用区画中に導入し; 液体アルコールを、該接触用区画中で水のフロントから分離された有機酸のフ ロントを決定するのに有効な条件下において該接触用区画を介して通過させ; 該接触用区画から有機酸のフロントを溶離して、アルコール中溶液の有機酸含 有溶出液であって、実質的に水を含まない該溶出液を提供することを含む上記方 法。 28.有機酸生成物を脱水するクロマトグラフィー方法であって、 (a)該酸生成物に対して水に対するよりも高い親和性を示す吸着剤を含有す る複数の接触用区画を提供し; (b)アルコール溶離剤溶液と該酸を含有する水性溶液とを一緒に該接触用区 画に通過させて、該酸を水から分離するクロマトグラフィー方法を行うためにク ロマトグラフィー分離区画によって前記接触用区画を逐次的に処理し;そして (c)工程(b)の後、該酸生成物を1個またはそれ以上の接触用区画から、 水を実質的に含まないアルコールの溶液中で溶離するように溶離区画によって該 接触用区画を逐次的に処理することを含む上記方法。 29.酸がカルボン酸である請求項26、27または28に記載の方法。 30.カルボン酸が乳酸である請求項29に記載の方法。 31.アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノ ール、ブタノールおよびメチルイソブチルカルビノールから成る群より選択され る請求項29に記載の方法。 32.アルコールの溶液が5重量%以下の水を含有する請求項29に記載の方 法。 33.弱酸および塩基の塩から弱酸および塩基を別々に回収するクロマトグラ フィー方法であって、 第三アミン官能基を有するポリマーを含有する接触用区画を提供し; 該塩の溶液を該接触用区画中に導入し; 該接触用区画中で塩基のフロントから分離された弱酸のフロントを決定するの に有効な条件下において該接触用区画を介して溶離剤を通過させ; 該接触用区画から弱酸のフロントおよび塩基のフロントを別々に溶離すること を含む上記方法。 34.前記ポリマーがピリジン基を含有する請求項33に記載の方法。 35.弱酸が約3〜5のpKaを有する請求項33に記載の方法。 36.弱酸が発酵によって生産された酸である請求項35に記載の方法。 37.弱酸が乳酸である請求項36に記載の方法。 38.塩が、乳酸ナトリウム、乳酸カルシウムまたは乳酸アンモニウムである 請求項37に記載の方法。 39.塩が乳酸アンモニウムである請求項38に記載の方法。 40.酸を、前記溶離剤通過工程で用いられた温度よりも高い温度で溶離する 請求項33〜39のいずれか1項で記載の方法。 41.酸を、溶離剤通過工程で用いられた温度とほぼ同じ温度で溶離する請求 項33〜39のいずれか1項で記載の方法。[Claims]   1. A heat treatment method for recovering an acid from a mixture of an acid and another compound, the method comprising adsorption Following chromatographic separation of the acid at a first temperature from other compounds on the resin, Elution of acid products from the adsorption resin at a second temperature at least 10 ° C. above the first temperature The above method comprising:   2. Acid is phenol, salicylic acid, orthophthalic acid, metaphthalic acid, benzoate Carboxylic acid, 3-chlorobenzoic acid; citric acid, lactic acid, dilactic acid, malic acid, mandelic acid, Benzic acid, glyoxylic acid, glycolic acid, succinic acid, tartaric acid, formic acid, gluta Luic acid, fumaric acid, acetylacetic acid, acetic acid, itaconic acid, sulfonic acid, tungsten Acid, molybdic acid, pyridinecarboxylic acid, piperidinecarboxylic acid, gallium (II 2. The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of I) ions and mercury (II) ions. Method.   3. 3. The method according to claim 2, wherein the acid is a carboxylic acid.   4. The method according to claim 3, wherein the acid is citric acid or lactic acid.   5. The method according to claim 4, wherein the product is citric acid.   6. 2. The method according to claim 1, wherein the adsorbent is a crosslinked polymer resin having a tertiary amine group. The method described.   7. 5. The method according to claim 4, wherein the adsorbent is a crosslinked polymer resin having a tertiary amine group. The method described.   8. The method according to claim 7, wherein the adsorbent is a pyridine-containing polymer resin.   9. The method of claim 7, wherein the polymer resin is crosslinked with divinylbenzene. .   10. 9. The method of claim 8, wherein the polymer resin is crosslinked with divinylbenzene. .   11. When the polymer resin is divinylbenzene crosslinked poly-2- or poly-4-bi 11. The method according to claim 10, which is nylpyridine.   12. The method according to claim 11, wherein the resin is in the form of macro reticulated beads.   13. Wherein the resin is cross-linked with divinylbenzene by about 2% to 50% by weight. Item 13. The method according to Item 12.   14. 14. The method according to claim 13, wherein the product is citric acid.   15. During the chromatographic separation, an eluent containing a certain amount of acid is used. The method of claim 1, wherein   16. Providing the acid in an aqueous solution for the chromatographic separation; An alcohol eluent to dehydrate the acid during the chromatographic separation The method of claim 1, wherein   17. The method according to claim 1, wherein the other compound is a sugar, an amino acid or an amide. .   18. The acid is a pyridine carboxylic acid and the other compound is 18. The method of claim 17, wherein the amide is the corresponding amide.   19. Wherein the acid is nicotinic acid and the other compound is nicotinamide Item 18. The method according to Item 17.   20. The acid is an acid produced by fermentation, and other compounds are amino acids, such as amino acids. 18. The method according to claim 17, which is a sugar or a sugar.   21. 21. The method according to claim 20, wherein the acid is citric acid.   22. 21. The method according to claim 20, wherein the acid is lactic acid.   23. A method for separating acids from one or more other compounds in a solution. What   An adsorbent exhibiting higher affinity for the acid than the one or more compounds And a contact compartment containing an acid and increasing the affinity for the acid with decreasing temperature. Offering;   A first solution containing the acid and the one or more compounds is added to the contacting solution. Introduced in the painting;   A second solution at the first temperature and in the contacting compartment; Conditions effective to establish an acid front separated from the above compound front Passing through said contacting compartment at   Acid freon from the contacting compartment at a second temperature at least 10 ° C. above the first temperature The above method comprising eluting the sample.   24. A heat-assisted chromatography method for separating an acid product from another compound. Tsu hand,   (A) an adsorbent exhibiting a higher affinity for the acid product than for other compounds And a plurality of contacting sections which contain an acid and increase the affinity for the acid with decreasing temperature Providing a picture;   (B) combining the eluent solution with the product solution containing the acid and the other compound Chromatographic separation of the acid from other compounds at a first temperature by passing through the contacting compartment The contact zone by means of a chromatographic separation zone to perform the chromatography method. Processing the fractions sequentially; and   (C) after step (b), at a second temperature at least 10 ° C. higher than the first temperature, By an elution compartment to elute the product from one or more contacting compartments Such a method, comprising sequentially treating the contacting compartment.   25. The method according to claim 24, wherein the eluent solution contains an amount of acid.   26. A method for dehydrating and recovering an organic acid product from an aqueous solution, comprising: Aqueous solution of the product on the adsorption resin using alcohol as the mobile phase, substantially Chromatography under conditions in which the acid product is eluted in a water-free alcoholic solution A method as described above comprising fee-processing.   27. A method of dehydrating an organic acid,   Providing a contact compartment containing an adsorbent that exhibits a higher affinity for the acid than water. Introducing an aqueous solution of the acid into the contacting compartment;   The liquid alcohol is flushed with organic acid fluid separated from the water front in the contacting compartment. Passing through the contact compartment under conditions effective to determine the front.   The front of the organic acid was eluted from the contact compartment to contain the organic acid in solution in alcohol. An eluate, comprising providing the eluate substantially free of water. Law.   28. A chromatographic method for dehydrating an organic acid product, comprising:   (A) containing an adsorbent exhibiting a higher affinity for the acid product than for water Providing a plurality of contact compartments;   (B) combining the alcohol eluent solution and the aqueous solution containing the acid together in the contact zone; To separate the acid from the water. Sequentially treating said contacting compartment by a chromatographic separation compartment; and   (C) after step (b), removing the acid product from one or more contacting compartments; The elution compartment provides for elution in a solution of alcohol substantially free of water. Such a method, comprising sequentially treating the contacting compartment.   29. The method according to claim 26, 27 or 28, wherein the acid is a carboxylic acid.   30. 30. The method according to claim 29, wherein the carboxylic acid is lactic acid.   31. If the alcohol is methanol, ethanol, propanol, isopropano Selected from the group consisting of alcohol, butanol and methyl isobutyl carbinol 30. The method according to claim 29.   32. 30. The method of claim 29, wherein the alcohol solution contains less than 5% by weight of water. Law.   33. Chromatography for recovering weak acids and bases separately from salts of weak acids and bases Fee method,   Providing a contact compartment containing a polymer having a tertiary amine functionality;   Introducing the salt solution into the contacting compartment;   Determining a weak acid front separated from the base front in the contacting compartment. Passing the eluent through the contacting compartment under conditions effective for:   Eluting a weak acid front and a base front separately from the contact compartment The above method comprising:   34. 34. The method of claim 33, wherein said polymer contains pyridine groups.   35. 34. The method of claim 33, wherein the weak acid has a pKa of about 3-5.   36. The method according to claim 35, wherein the weak acid is an acid produced by fermentation.   37. 37. The method according to claim 36, wherein the weak acid is lactic acid.   38. The salt is sodium lactate, calcium lactate or ammonium lactate 38. The method of claim 37.   39. 39. The method according to claim 38, wherein the salt is ammonium lactate.   40. Eluting the acid at a temperature higher than the temperature used in the eluent passage step A method according to any one of claims 33 to 39.   41. Claim that the acid is eluted at about the same temperature as that used in the eluent passage step. Item 40. The method according to any one of Items 33 to 39.
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