JP2019032284A - Chromatographic separation method and chromatographic separation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロマト分離方法及びクロマト分離システムに関する。より詳細には、擬似移動層方式を用いたクロマト分離方法及びクロマト分離システムに関する。 The present invention relates to a chromatographic separation method and a chromatographic separation system. More specifically, the present invention relates to a chromatographic separation method and chromatographic separation system using a pseudo moving bed system.
クロマト分離方法は、固定層方式と移動層方式に大別される。固定層方式では、多成分からなる試料(以下、「原液」ともいう。)を吸着剤が充填されたカラムに注入し、当該カラム中に溶離液を一方向に流通させることにより、吸着剤に対する吸着力の違いに基づき原液中の目的の成分を他の成分から分離精製する。この固定層方式は、吸着剤を固定したまま溶離液を流通させるだけで目的の成分を分離精製することができる。しかし、精製対象とする目的の成分(以下、単に「精製対象成分」ともいう。)とその他の成分との間に、吸着剤に対する吸着力においてある程度大きな差が無いと、固定層方式によって良好な分離精製を実現することができない。さらに、固定層方式では試料を連続的に注入しながら目的成分を分離することができず、工業的応用には制約がある。 The chromatographic separation methods are roughly classified into a fixed bed method and a moving bed method. In the fixed bed system, a multi-component sample (hereinafter also referred to as “stock solution”) is injected into a column filled with an adsorbent, and the eluent is circulated in one direction in the column, thereby allowing the adsorbent. The target component in the stock solution is separated and purified from other components based on the difference in adsorption power. In this fixed bed system, the target component can be separated and purified simply by circulating the eluent while fixing the adsorbent. However, if there is no significant difference in the adsorptive power with respect to the adsorbent between the target component to be purified (hereinafter, also simply referred to as “component to be purified”) and other components, the fixed layer method is good. Separation and purification cannot be realized. Furthermore, in the fixed layer method, the target component cannot be separated while continuously injecting the sample, and there are limitations in industrial application.
一方、移動層方式では、カラム中に溶離液を一方向に流通させながら、吸着剤を、溶離液の流通方向に対して逆方向に移動させる。移動層方式では、溶離液の流通速度や吸着剤の移動速度を調節することにより、原液の注入口を基準として、原液中の精製対象成分を、その他の成分の移動方向とは逆方向に移動させることができる。そのため、例えば原液中の精製対象成分がその他の成分に比べて強吸着性成分である場合には、原液の注入口を基準として、精製対象成分が上流側(流体の流通方向とは逆方向)へ、その他の成分が下流側(流体の流通方向)へと移動する系を構築することが可能となる。当該上流側において精製対象成分を抜き出し、当該下流側においてその他の成分を抜き出すことにより、原液を連続的に注入しながら、精製対象成分を連続的に、且つ、より高い純度で分離精製できる。
しかし、移動層方式の工業的応用は容易ではない。工業的に使用される大型のカラムを用いたクロマト分離システムにおいて、吸着剤を均一に移動させるのは技術的ハードルが高い。また、吸着剤を均一に移動させることができたとしても、この移動の際に吸着剤に大きな負荷がかかる。結果、吸着剤が破損(破砕)しやすくなり、構築したクロマト分離システムは耐久性等において実用性に劣るものとなりやすい。
On the other hand, in the moving bed method, the adsorbent is moved in the opposite direction to the flow direction of the eluent while flowing the eluent in one direction in the column. In the moving bed method, by adjusting the flow rate of the eluent and the moving speed of the adsorbent, the component to be purified in the stock solution is moved in the direction opposite to the direction of other components, based on the stock solution inlet. Can be made. Therefore, for example, when the component to be purified in the stock solution is a strongly adsorbing component compared to other components, the component to be purified is upstream with respect to the inlet of the stock solution (the direction opposite to the fluid flow direction). Therefore, it is possible to construct a system in which other components move downstream (fluid flow direction). By extracting the component to be purified on the upstream side and extracting other components on the downstream side, the component to be purified can be separated and purified continuously and with higher purity while continuously injecting the stock solution.
However, industrial application of the moving bed method is not easy. In a chromatographic separation system using a large column used industrially, it is technically difficult to move the adsorbent uniformly. Even if the adsorbent can be moved uniformly, a large load is applied to the adsorbent during this movement. As a result, the adsorbent easily breaks (crushes), and the constructed chromatographic separation system tends to be inferior in practicality in terms of durability.
かかる移動層方式の問題点を解決すべく、擬似移動層方式によるクロマト分離技術が提案されている(例えば特許文献1、2)。この擬似移動層方式によるクロマト分離は、吸着剤が充填された複数の単位充填塔(カラム)を、配管を介して直列かつ無端状に連結してなる循環系を用いて実施される。この循環系において、上記配管には、精製対象成分を含む原液を供給するための原液供給口、弱吸着性画分の抜出口、溶離液供給口及び強吸着性画分の抜出口が、流体の流通方向に向けてこの順に設けられ、かつ、原液供給口と弱吸着性画分抜出口との間、弱吸着性画分抜出口と溶離液供給口との間、溶離液供給口と強吸着性画分抜出口との間、及び強吸着性画分抜出口と原液供給口との間には、それぞれに少なくとも1つの上記単位充填塔が配設される。そして、上記原液供給口、上記弱吸着性画分抜出口、上記溶離液供給口及び上記強吸着性画分抜出口を、これらの相対的な位置関係を維持した状態で流体の流通方向に向けて間欠的に移動させることにより、吸着剤を固定した状態であるにも関わらず、吸着剤を流体の流通方向に対して逆方向に移動させたのと同じような効果を得ることができる。
In order to solve the problems of the moving bed system, a chromatographic separation technique using a pseudo moving bed system has been proposed (for example,
上記擬似移動層方式によるクロマト分離技術は当初、いわゆるクラシカルSMB(Simulated Moving Bed chromatography)と呼ばれる方式で行われていた。このクラシカルSMBでは、その運転中に原液と溶離液は常に供給され続け、弱吸着性画分と強吸着性画分は常に抜き出される。クラシカルSMBにおいて、原液と溶離液の供給流量と、弱吸着性画分と強吸着性画分の抜き出し流量は、一定である(例えば特許文献2)。 The chromatographic separation technique using the simulated moving bed method was originally performed by a method called a so-called classical SMB (simulated moving bed chromatography). In this classical SMB, the stock solution and the eluent are always supplied during the operation, and the weakly adsorbable fraction and the strongly adsorbable fraction are always extracted. In classical SMB, the supply flow rates of the stock solution and the eluent, and the extraction flow rates of the weakly adsorbable fraction and the strongly adsorbable fraction are constant (for example, Patent Document 2).
その後、クラシカルSMBの分離性能の向上を目的として、1つのステップの中で、原液の供給、溶離液の供給、弱吸着性画分の抜出、強吸着性画分の抜出の各操作を分割して行う方法(サブステップ方式)が検討されてきた。ここで「ステップ」とは、原液供給口、弱吸着性画分抜出口、溶離液供給口及び強吸着性画分抜出口を、これらの相対的な位置関係を維持した状態で流体の流通方向に向けて間欠的に移動させることにより区切られる時間を意味する。つまり、原液供給口、弱吸着性画分抜出口、溶離液供給口及び強吸着性画分抜出口を流通方向に向けて移動させた後、次の移動までの間を1ステップとし、この1ステップ中に、いずれかの供給口を閉じたり、いずれかの抜出口を閉じたり、あるいはすべての供給口と抜出口を閉じて液を循環させたりして、目的物質の純度、濃度等をより高めることが検討されてきた。 Then, for the purpose of improving the separation performance of classical SMB, the operations of supplying the stock solution, supplying the eluent, extracting the weakly adsorbing fraction, and extracting the strongly adsorbing fraction are performed in one step. A method of dividing (substep method) has been studied. Here, “step” refers to the flow direction of the fluid while maintaining the relative positional relationship between the stock solution supply port, the weakly adsorbable fraction extraction outlet, the eluent supply port, and the strong adsorptive fraction extraction outlet. It means the time delimited by moving intermittently toward. That is, after moving the stock solution supply port, the weakly adsorptive fraction extraction outlet, the eluent supply port and the strong adsorptive fraction extraction outlet in the flow direction, the period from the next movement to the next movement is defined as one step. During the step, close any of the supply ports, close any of the outlets, or close all of the supply ports and outlets to circulate the liquid to further improve the purity, concentration, etc. of the target substance. Increased has been considered.
このサブステップ方式の例として、例えば特許文献1の実施例3には、1ステップ中に下記サブステップ1〜3を順次実施することが記載されている。
<サブステップ1>
原液と溶離液を共に供給しながら強吸着性画分と弱吸着性画分を共に抜出す。
<サブステップ2>
溶離液のみを供給しながら弱吸着性画分のみを抜出す。
<サブステップ3>
供給と抜出を一切行わず、液を循環させる。
As an example of this sub-step method, for example, Example 3 of
<
While supplying both the stock solution and the eluent, both the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction are extracted.
<
Only the weakly adsorbable fraction is extracted while supplying only the eluent.
<
The liquid is circulated without any supply or withdrawal.
また、特許文献3の実施例1には、1ステップ中に下記サブステップ1〜5を実施することが記載されている。
<サブステップ1>
溶離液のみを供給しながら弱吸着性画分のみを抜出す。
<サブステップ2>
原液のみを供給しながら弱吸着性画分のみを抜出す。
<サブステップ3>
供給と抜出を一切行わず、液を循環させる。
<サブステップ4>
溶離液のみを供給しながら強吸着性画分のみを抜出す。
<サブステップ5>
供給と抜出を一切行わず、液を循環させる。
Also, in Example 1 of
<
Only the weakly adsorbable fraction is extracted while supplying only the eluent.
<
Extract only the weakly adsorbable fraction while supplying only the stock solution.
<
The liquid is circulated without any supply or withdrawal.
<
While supplying only the eluent, only the strong adsorptive fraction is extracted.
<
The liquid is circulated without any supply or withdrawal.
ここで、擬似移動層方式によるクロマト分離において、良好な分離精製を実現するために必要な、液の供給ないし抜出の条件について、図2に示す擬似移動層方式の概念図を参照して説明する。図2は、溶離液供給口Dと強吸着性画分抜出口Cとの間をセクション1、強吸着性画分抜出口Cと原液供給口Fとの間をセクション2、原液供給口Fと弱吸着性画分抜出口Aとの間をセクション3、弱吸着性画分抜出口Aと溶離液供給口Dまでの間をセクション4として表している。また、V1〜V4はそれぞれ、1ステップ当たりの、セクション1〜4の積算流量を意味する。図2中の矢印は流体の流れる方向を示す。なお、下記説明は、各セクションにつき同一のカラム1本ずつを用いている場合を想定したものである。
Here, in the chromatographic separation by the simulated moving bed system, the conditions for supplying or extracting the liquid necessary for realizing good separation and purification will be described with reference to the conceptual diagram of the simulated moving bed system shown in FIG. To do. FIG. 2 shows
図2中、セクション2及び3に着目すると、擬似移動層方式を実現するには、積算流量V2で、弱吸着性成分がセクション2の長さを超えて移動し、強吸着性成分の移動は、セクション2の距離未満に抑える必要があり、また、積算流量V3で、弱吸着性成分がセクション3の長さを超えて移動し、強吸着性成分の移動は、セクション3の距離未満に抑える必要がある。こうすることで、各口D、C,F、Aの位置を基準として、これらを下流側へと移動させた際に、弱吸着性成分はさらに下流側へ、強吸着性成分については上流側へと、相対的に(擬似的に)移動させることができる。すなわち、弱吸着性成分を抜出口Aから、強吸着性成分を抜出口Cから、それぞれ抜き出すことができる。
すなわち、セクションj(j=1〜4のいずれか)の積算流量をVj acc、強吸着性成分をS、このSの溶離体積(1つのセクションの長さを通過するのに必要な液量)をVS elutionとし、弱吸着性成分をW、このWの溶離体積をVW elutionとすると、下記式(1)〜(4)が成立する。
V2 acc>VW elution 式(1)
V2 acc<VS elution 式(2)
V3 acc>VW elution 式(3)
V3 acc<VS elution 式(4)
Focusing on
That is, the integrated flow rate of section j (where j = 1 to 4) is V j acc , the strongly adsorbing component is S, and the elution volume of S (the amount of liquid necessary to pass through the length of one section) ) as the V S elution, the weakly adsorbable component W, when the elution volume of the W and V W elution, the following equation (1) to (4) is satisfied.
V 2 acc> V W elution formula (1)
V 2 acc <V S elution formula (2)
V 3 acc> V W elution formula (3)
V 3 acc <V S elution formula (4)
一方、セクション1に着目すると、積算流量V1で、強吸着性成分の移動距離がセクション1の長さ未満であると、強吸着性成分(抜出口Cから抜き出されずに上流側へと通過してしまった強吸着性成分)を抜出口Cから抜き出すことができない。したがって、セクション1においては、積算流量V1で、強吸着性成分の移動距離がセクション1の長さを超えて移動する必要があるとされる。
すなわち、下記式(5)が成立する。
V1 acc>VS elution 式(5)
On the other hand, focusing on
That is, the following formula (5) is established.
V 1 acc> V S elution formula (5)
また、セクション4に着目すると、積算流量V4で、弱吸着性成分の移動距離がセクション4の長さを超えると、弱吸着性成分(抜出口Aから抜き出されずに通過してしまった弱吸着性成分)を抜出口Aから抜き出すことができない。したがって、セクション4においては、積算流量V4で、弱吸着性成分の移動距離がセクション4の長さ未満とする必要があるとされる。
すなわち、下記式(6)が成立する。
V4 acc<VW elution 式(6)
Further, when attention is paid to
That is, the following formula (6) is established.
V 4 acc <V W elution formula (6)
上記各式を満たす関係はいわゆるトライアングルセオリーと呼ばれ、例えば、Journal of Chromatography A,1216(2009)p.709−738等においても報告されている。 The relationship satisfying each of the above expressions is called a triangle theory. For example, Journal of Chromatography A, 1216 (2009) p. 709-738 etc. are also reported.
続いて、試料中に弱吸着性成分Wとして互いに吸着性の異なる複数成分が存在する場合、及び/又は、強吸着性成分Sとして互いに吸着性の異なる複数成分存在する場合における上記トライアングルセオリーの成立条件について検討する。この場合、吸着性が強いほど溶離体積が大きくなることから、必然的に下記式(7)〜(10)が成立する。
VSF elution<VNSF elution 式(7)
VSL elution>VNSL elution 式(8)
VWF elution<VNWF elution 式(9)
VWL elution>VNWL elution 式(10)
(符号の説明)
SF :強吸着性成分のうち最も吸着性の低い成分
NSF:強吸着性成分のうちSF以外の成分
SL :強吸着性成分のうち最も吸着性の高い成分
NSL:強吸着性成分のうちSL以外の成分
WF :弱吸着性成分のうち最も吸着性の低い成分
NWF:弱吸着性成分のうちWF以外の成分
WL :弱吸着性成分のうち最も吸着性の高い成分
NWL:弱吸着性成分のうちWL以外の成分
また、上記式(7)〜(10)に加え、擬似移動層方式では、下記式(11)も成立している。原液供給量の分だけ、V2 accよりもV3 accが多くなるからである。
V3 acc>V2 acc 式(11)
上記式(11)を満たすことを考慮すると、トライアングルセオリーの上記式(1)〜(4)を満たすことは、すなわち上記式(1)及び(4)を満たすことと同義であることがわかる。さらに上記式(7)〜(10)を考慮すると、トライアングルセオリーを成立させるには、下記式(1’)、(4’)、(5’)及び(6’)を満たせばよいことがわかる。(式(1’)、(4’)、(5’)及び(6’)はそれぞれ式(1)、(4)、(5)及び(6)に対応する。)
V1 acc>VSL elution 式(5’)
V2 acc>VWL elution 式(1’)
V3 acc<VSF elution 式(4’)
V4 acc<VWF elution 式(6’)
Subsequently, the above-described triangle theory is established when there are a plurality of components having different adsorptive properties as the weakly adsorbing component W in the sample and / or a plurality of components having different adsorptive properties as the strongly adsorbing component S. Consider the conditions. In this case, since the elution volume increases as the adsorptivity increases, the following formulas (7) to (10) are necessarily satisfied.
V SF elution <V NSF elution expression (7)
V SL elimination > V NSL elimination formula (8)
V WF elution <V NWF elution expression (9)
V WL elimination > V NWL elimination formula (10)
(Explanation of symbols)
SF: The component having the lowest adsorptivity among the strong adsorptive components NSF: The component other than SF among the strong adsorptive components SL: The component having the highest adsorptivity among the strong adsorptive components NSL: The component other than SL among the strong adsorptive components WF: The component with the lowest adsorptivity among the weak adsorptive components NWF: The component other than WF among the weak adsorptive components WL: The component with the highest adsorptivity among the weak adsorptive components NWL: Of the weak adsorptive components Ingredients other than WL
In addition to the above formulas (7) to (10), the following formula (11) is also established in the pseudo moving layer system. This is because V 3 acc is larger than V 2 acc by the amount of the stock solution supplied.
V 3 acc> V 2 acc formula (11)
Considering satisfying the above formula (11), it can be seen that satisfying the above formulas (1) to (4) of the triangle theory is synonymous with satisfying the above formulas (1) and (4). Further, considering the above formulas (7) to (10), it is understood that the following formulas (1 ′), (4 ′), (5 ′) and (6 ′) may be satisfied in order to establish the triangle theory. . (Formulas (1 ′), (4 ′), (5 ′) and (6 ′) correspond to formulas (1), (4), (5) and (6), respectively.)
V 1 acc > V SL elimination expression (5 ′)
V 2 acc > V WL elimination expression (1 ′)
V 3 acc <V SF elution expression (4 ′)
V 4 acc <V WF elution formula (6 ')
以上がトライアングルセオリーを成立させるための条件の説明であり、擬似移動層方式ではこのトライアングルセオリーを満たす運転条件により、目的物の分離、精製が行われている。なお、トライアングルセオリーは各セクションにカラムが2本以上ある場合にも適用でき、この場合、上記説明における「セクションの長さ」を「カラム1本分の長さ」に読み替えればよい。 The above is the description of the conditions for establishing the triangle theory. In the simulated moving bed system, the target object is separated and refined under the operating conditions that satisfy this triangle theory. The triangle theory can also be applied to a case where each section has two or more columns. In this case, the “section length” in the above description may be read as “the length of one column”.
クロマト分離においては、精製対象成分を含む原液に加えて、原液を押し流す溶離液が供給される。そのため、精製対象成分を含む目的の画分(以下、「精製対象画分」ともいう。)は、精製対象成分が溶離液により一定程度希釈された状態にある。したがって、クロマト分離によって得られた精製対象画分は、通常は濃縮操作を経て出荷等されるのであるが、この濃縮操作は精製コストを押し上げる一因となる。他方、精製対象画分以外の画分は廃棄等の対象となる。廃棄物の量を減らすために、廃棄画分中の溶離液の量を低減することが望まれている。
上記の問題に対処するには、精製対象画分中の精製対象成分の濃度ないしは廃棄画分中の廃棄対象成分の濃度を高めることが求められる。しかし、トライアングルセオリーでは原液の量に対する溶離液の量の比に下限値があり、溶離液の使用量をこの下限値よりも少なくすることはできない。このことを、図2を参照して以下に説明する。
In chromatographic separation, in addition to the stock solution containing the component to be purified, an eluent that pushes the stock solution is supplied. Therefore, the target fraction containing the component to be purified (hereinafter also referred to as “fraction to be purified”) is in a state in which the component to be purified is diluted to some extent with the eluent. Therefore, although the fraction to be purified obtained by chromatographic separation is usually shipped through a concentration operation, this concentration operation contributes to increase the purification cost. On the other hand, fractions other than the fraction to be purified are to be discarded. In order to reduce the amount of waste, it is desirable to reduce the amount of eluent in the waste fraction.
In order to cope with the above problem, it is required to increase the concentration of the purification target component in the purification target fraction or the concentration of the disposal target component in the waste fraction. However, in the triangle theory, there is a lower limit for the ratio of the amount of the eluent to the amount of the stock solution, and the amount of eluent used cannot be reduced below this lower limit. This will be described below with reference to FIG.
溶離液はセクション1とセクション4の間から供給され、また、原液はセクション3とセクション2の間から供給されるため、溶離液の積算流量VD accと原液の積算流量VF accは下記式(12)及び(13)で表すことができる。
VD acc=V1 acc−V4 acc 式(12)
VF acc=V3 acc−V2 acc 式(13)
したがって、原液の積算流量に対する溶離液の積算流量の比は下記式(14)で表される。
VD acc/VF acc=(V1 acc−V4 acc)/(V3 acc−V2 acc) 式(14)
一方、上記式(5’)、(1’)、(4’)及び(6’)に示された関係からは下記式(15)及び(16)が導かれる。
V1 acc−V4 acc>VSL elution−VWF elution 式(15)
V3 acc−V2 acc<VSF elution−VWL elution 式(16)
上記式(14)に上記式(15)及び(16)に示された関係を当てはめると、下記式(17)が導かれる。
VD acc/VF acc>(VSL elution−VWF elution)/(VSF elution−VWL elution) 式(17)
上記式(17)から、トライアングルセオリーにおいて、原液の積算流量に対する溶離液の積算流量の比「VD acc/VF acc」には下限値があることが理解でき、この下限値を下回る溶離液の使用量では良好な分離精製を実現することができないとされる。
式(17)の右辺は
{(VSL elution−VSF elution)+(VSF elution−VWL elution)+(VWL elution−VWF elution)}/(VSF elution−VWL elution)
とも書けるので、強吸着性画分に回収すべき成分のリテンションタイムの分布が広いとき(すなわちVSL elution−VSF elutionが大きいとき)、及び/又は、弱吸着性画分に回収すべき成分のリテンションタイムの分布が広いとき(すなわちVWL elution−VWF elutionが大きいとき)には、「VD acc/VF acc」の下限値は大きい値となり、厳しい制限となる。
Since the eluent is supplied from between
V D acc = V 1 acc −V 4 acc formula (12)
V F acc = V 3 acc -V 2 acc formula (13)
Therefore, the ratio of the accumulated flow rate of the eluent to the accumulated flow rate of the stock solution is expressed by the following equation (14).
V D acc / V F acc = (
On the other hand, the following formulas (15) and (16) are derived from the relationships shown in the above formulas (5 ′), (1 ′), (4 ′) and (6 ′).
V 1 acc −V 4 acc > V SL elution −V WF elution expression (15)
V 3 acc −V 2 acc <V SF elimination −V WL elimination equation (16)
When the relationship shown in the above equations (15) and (16) is applied to the above equation (14), the following equation (17) is derived.
V D acc / V F acc > (V SL elimination −V WF elimination ) / (V SF elimination −V WL elimination ) Expression (17)
From the above formula (17), in the triangle theory, it can be understood that there is a lower limit in the ratio “V D acc / V F acc ” of the eluent integrated flow rate to the stock solution integrated flow rate, and the eluent below this lower limit value. It is said that good separation and purification cannot be realized with the amount used.
The right side of the expression (17) is {(V SL elimination −V SF elimination ) + (V SF elimination −V WL elimination ) + (V WL elimination −V WF elimination )} / (V SF elimination −V WL elimination )
Therefore, when the distribution of the retention times of the components to be recovered in the strong adsorptive fraction is wide (that is, when the V SL elimination -V SF elution is large) and / or the components to be recovered in the weak adsorptive fraction When the distribution of the retention times is wide (that is, when V WL elimination −V WF elimination is large), the lower limit value of “V D acc / V F acc ” becomes a large value, which is a severe limitation.
そこで本発明は、擬似移動層方式を用いたクロマト分離方法であって、溶離液の使用量を効果的に低減でき、原液中の精製対象成分を高い回収率で、高純度に分離精製することができるクロマト分離方法を提供することを課題とする。
また、本発明は上記クロマト分離方法の実施に好適なクロマト分離システムを提供することを課題とする。
Therefore, the present invention is a chromatographic separation method using a simulated moving bed method, which can effectively reduce the amount of eluent used, and separate and purify the components to be purified in the stock solution with high recovery and high purity. It is an object to provide a chromatographic separation method capable of performing
Moreover, this invention makes it a subject to provide the chromatographic separation system suitable for implementation of the said chromatographic separation method.
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、擬似移動層方式を用いたクロマト分離方法において、トライアングルセオリーにおける溶離液の使用量の下限値をさらに下回る、少量の溶離液使用量であっても(すなわち、原液使用量に対する溶離液使用量の比を低減しても)、1ステップ内において実施するサブステップの組み合わせとして特定の組み合わせを採用し、当該サブステップを特定条件で実施することにより、精製対象成分を優れた回収率で、十分に高純度に得ることができることを見い出した。本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the inventors of the present invention, in a chromatographic separation method using a simulated moving bed system, with a small amount of eluent used, which is further lower than the lower limit of the amount of eluent used in the triangle theory. Even if it is present (that is, even if the ratio of the amount of the eluent used to the amount of the stock solution is reduced), a specific combination is adopted as a combination of sub-steps executed within one step, and the sub-step is executed under specific conditions. Thus, it has been found that the component to be purified can be obtained with a sufficiently high purity at an excellent recovery rate. The present invention has been further studied based on these findings and has been completed.
本発明の上記課題は下記手段により解決された。
〔1〕
吸着剤が充填された複数の単位充填塔が配管を介して直列かつ無端状に連結された循環系を用いて、擬似移動層方式により原液中の成分を分離精製するクロマト分離方法であって、
前記循環系は、前記配管に、原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D、及び強吸着性画分抜出口Cを、流体の流通方向に向けてこの順に有し、かつ、前記原液供給口Fと前記弱吸着性画分抜出口Aとの間、前記弱吸着性画分抜出口Aと前記溶離液供給口Dとの間、前記溶離液供給口Dと前記強吸着性画分抜出口Cとの間、及び前記強吸着性画分抜出口Cと前記原液供給口Fとの間には、少なくとも1つの前記単位充填塔が配設され、
前記クロマト分離方法は下記ステップ(a1)及び(b1)を順に繰り返すことを含み、かつ、前記ステップ(a1)を下記式(c1)及び(d1)を満たす条件で実施する、クロマト分離方法:
(a1)下記サブステップ(a−i)〜(a−v)をこの順に実施するステップ;
(a−i)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−ii)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iii)前記原液供給口Fから原液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iv)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−v)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記強吸着性画分抜出口Cから強吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(b1)前記ステップ(a1)終了後、前記原液供給口F、前記弱吸着性画分抜出口A、前記溶離液供給口D及び前記強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させるステップ。
(c1)成分Xの溶離体積>セクション1の積算流量
ここで、成分Xは、強吸着性画分に回収する成分であり、かつ、下記式(d1)を満たす成分である。
(d1)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量]
The above-described problems of the present invention have been solved by the following means.
[1]
A chromatographic separation method for separating and purifying components in a stock solution by a simulated moving bed method using a circulation system in which a plurality of unit packed towers packed with an adsorbent are connected in series and endlessly through a pipe,
The circulation system has a stock solution supply port F, a weakly adsorptive fraction extraction outlet A, an eluent supply port D, and a strong adsorptive fraction extraction outlet C in this order in the fluid flow direction. And between the stock solution supply port F and the weakly adsorbable fraction outlet A, between the weakly adsorbable fraction outlet A and the eluent supply port D, and the eluent supply port D. Between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and the stock solution supply port F, at least one unit packed tower is disposed,
The chromatographic separation method includes sequentially repeating the following steps (a1) and (b1), and the step (a1) is performed under conditions satisfying the following formulas (c1) and (d1):
(A1) A step of performing the following sub-steps (ai) to (av) in this order;
(Ai) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction;
(A-ii) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iii) a sub-step of supplying the stock solution from the stock solution supply port F and extracting the weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iv) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions;
(Av) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a strongly adsorbable fraction from the strong adsorbent fraction outlet C;
(B1) After completion of the step (a1), the stock solution supply port F, the weakly adsorptive fraction extraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction extraction port C are set to their relative positions. The step of moving toward the flow direction of the fluid while maintaining the positional relationship.
(C1) Elution volume of component X> Integrated flow rate of
(D1) [2 × (the integrated flow rate in the sub-step (ai)) + the integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + the integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + the sub-step (a− iv) integrated flow rate] <[elution volume of component X] <[2 × (integrated flow rate of substep (ai)) + integrated flow rate of substep (a-iv) + substep (a -V) Integrated flow rate]
〔2〕
前記ステップ(a1)において、前記サブステップ(a−v)と前記ステップ(b1)との間に、下記サブステップ(a−vi)を行い、かつ、前記ステップ(a1)を、前記式(d1)に代えて下記式(d1’)を満たす条件で実施する、〔1〕に記載のクロマト分離方法:
(a−vi)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ。
(d1’)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]
[2]
In the step (a1), the following substep (a-vi) is performed between the substep (av) and the step (b1), and the step (a1) is changed to the formula (d1). The chromatographic separation method according to [1], which is carried out under conditions satisfying the following formula (d1 ′) instead of:
(A-vi) a sub-step in which the fluid in the circulation system is circulated without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions.
(D1 ′) [2 × (integrated flow rate in the sub-step (ai)) + integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + sub-step (a -Iv) integrated flow rate + 2 × (the integrated flow rate of the substep (a-vi))] <[elution volume of the component X] <[2 × (the integrated flow rate of the substep (ai)) + the above Integrated flow rate of sub-step (a-iv) + integrated flow rate of sub-step (av) + 2 × (integrated flow rate of sub-step (a-vi))]
〔3〕
前記循環系が前記単位充填塔を少なくとも4塔有する、〔1〕又は〔2〕に記載のクロマト分離方法。
[3]
The chromatographic separation method according to [1] or [2], wherein the circulation system has at least four unit packed columns.
〔4〕
吸着剤が充填された複数の単位充填塔が配管を介して直列かつ無端状に連結された循環系を用いて、擬似移動層方式により原液中の成分を分離精製するクロマト分離システムであって、
前記循環系は、前記配管に、原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D、及び強吸着性画分抜出口Cを、流体の流通方向に向けてこの順に有し、かつ、前記原液供給口Fと前記弱吸着性画分抜出口Aとの間、前記弱吸着性画分抜出口Aと前記溶離液供給口Dとの間、前記溶離液供給口Dと前記強吸着性画分抜出口Cとの間、及び前記強吸着性画分抜出口Cと前記原液供給口Fとの間には、少なくとも1つの前記単位充填塔が配設され、
下記ステップ(a1)及び(b1)を順に繰り返す手段を含み、かつ、前記ステップ(a1)を下記式(c1)及び(d1)を満たす条件で実施する手段を含む、クロマト分離システム:
(a1)下記サブステップ(a−i)〜(a−v)をこの順に実施するステップ;
(a−i)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−ii)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iii)前記原液供給口Fから原液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iv)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−v)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記強吸着性画分抜出口Cから強吸着性画分を抜き出すサブステップ。
(b1)前記ステップ(a1)終了後、前記原液供給口F、前記弱吸着性画分抜出口A、前記溶離液供給口D及び前記強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させるステップ。
(c1)成分Xの溶離体積>セクション1の積算流量
ここで、成分Xは、強吸着性画分に回収する成分であり、かつ、下記式(d1)を満たす成分である。
(d1)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量]
[4]
A chromatographic separation system that separates and purifies components in a stock solution by a simulated moving bed system using a circulation system in which a plurality of unit packed towers packed with an adsorbent are connected in series and endlessly via a pipe,
The circulation system has a stock solution supply port F, a weakly adsorptive fraction extraction outlet A, an eluent supply port D, and a strong adsorptive fraction extraction outlet C in this order in the fluid flow direction. And between the stock solution supply port F and the weakly adsorbable fraction outlet A, between the weakly adsorbable fraction outlet A and the eluent supply port D, and the eluent supply port D. Between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and the stock solution supply port F, at least one unit packed tower is disposed,
A chromatographic separation system comprising means for sequentially repeating the following steps (a1) and (b1), and means for carrying out the step (a1) under conditions satisfying the following formulas (c1) and (d1):
(A1) A step of performing the following sub-steps (ai) to (av) in this order;
(Ai) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction;
(A-ii) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iii) a sub-step of supplying the stock solution from the stock solution supply port F and extracting the weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iv) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions;
(Av) A sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a strongly adsorbable fraction from the strong adsorbent fraction outlet C.
(B1) After completion of the step (a1), the stock solution supply port F, the weakly adsorptive fraction extraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction extraction port C are set to their relative positions. The step of moving toward the flow direction of the fluid while maintaining the positional relationship.
(C1) Elution volume of component X> Integrated flow rate of
(D1) [2 × (the integrated flow rate in the sub-step (ai)) + the integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + the integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + the sub-step (a− iv) integrated flow rate] <[elution volume of component X] <[2 × (integrated flow rate of substep (ai)) + integrated flow rate of substep (a-iv) + substep (a -V) Integrated flow rate]
〔5〕
前記ステップ(a1)が、前記サブステップ(a−v)と前記ステップ(b1)との間に、下記サブステップ(a−vi)を実施するものであり、かつ、前記ステップ(a1)が、前記式(d1)に代えて下記式(d1’)を満たす条件で実施されるものである、〔4〕に記載のクロマト分離システム:
(a−vi)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ。
(d1’)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]
[5]
The step (a1) performs the following substep (a-vi) between the substep (av) and the step (b1), and the step (a1) The chromatographic separation system according to [4], which is carried out under conditions satisfying the following formula (d1 ′) instead of the formula (d1):
(A-vi) a sub-step in which the fluid in the circulation system is circulated without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions.
(D1 ′) [2 × (integrated flow rate in the sub-step (ai)) + integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + sub-step (a -Iv) integrated flow rate + 2 × (the integrated flow rate of the substep (a-vi))] <[elution volume of the component X] <[2 × (the integrated flow rate of the substep (ai)) + the above Integrated flow rate of sub-step (a-iv) + integrated flow rate of sub-step (av) + 2 × (integrated flow rate of sub-step (a-vi))]
本明細書において、「上流」、「下流」との用語は、循環系内の流体の流通方向に対して用いられる。すなわち、循環系のある部位に対して「上流側」とは、当該部位に向けて流体が流通してくる側を意味し、「下流側」とは、当該部位から流体が流れ出ていく側を意味する。
本明細書において、「強吸着性成分」とは、原液中に含まれる複数成分のうち、吸着剤に対する吸着力が強い成分を意味し、「弱吸着性成分」とは、上記強吸着性成分よりも吸着剤に対する吸着性の弱い成分を意味する。つまり「強吸着性」及び「弱吸着性」との用語は、原液中に含まれる各成分について、吸着剤に対する吸着力を相対的に比較した際の、当該吸着力の強さの度合を表すものである。
また、「強吸着性成分」及び「弱吸着性成分」は、それぞれ、単一成分からなってもよく、複数の成分からなってもよい。また、この複数の成分は吸着力が同じでも異なってもよい。精製対象成分は単一成分であることが多いため、強吸着性成分が精製対象成分である場合、当該強吸着性成分は通常は、原液中で、吸着剤に対する吸着力が最も強い成分となるが、本発明はこの態様に限定されるものではない。弱吸着性成分は、当該強吸着性成分よりも吸着剤に対する吸着性の弱い、1種又は2種以上の成分となる。同様に、弱吸着性成分が精製対象成分である場合、当該弱吸着性成分は通常は、原液中で、吸着剤に対する吸着力が最も弱い成分となるが、本発明はこの態様に限定されるものではない。強吸着性成分は、当該弱吸着性成分よりも吸着剤に対する吸着性の強い、1種又は2種以上の成分となる。
In this specification, the terms “upstream” and “downstream” are used with respect to the flow direction of the fluid in the circulation system. That is, the “upstream side” with respect to a certain part of the circulatory system means the side where the fluid flows toward the part, and the “downstream side” means the side where the fluid flows out from the part. means.
In the present specification, “strongly adsorbing component” means a component having a strong adsorptive power to the adsorbent among a plurality of components contained in the stock solution, and “weakly adsorbing component” means the above strongly adsorbing component. Means a component having a lower adsorptivity to the adsorbent. In other words, the terms “strongly adsorbing” and “weakly adsorbing” represent the degree of strength of the adsorbing force when the adsorbing force relative to the adsorbent is relatively compared for each component contained in the stock solution. Is.
Further, the “strongly adsorbing component” and the “weakly adsorbing component” may each consist of a single component or a plurality of components. The plurality of components may have the same or different adsorptive power. Since the component to be purified is often a single component, when the strongly adsorbing component is the component to be purified, the strongly adsorbing component is usually the component having the strongest adsorption power to the adsorbent in the stock solution. However, the present invention is not limited to this embodiment. The weakly adsorptive component is one or more components that are less adsorbable to the adsorbent than the strong adsorbent component. Similarly, when the weakly adsorptive component is a component to be purified, the weakly adsorbable component is usually the component having the weakest adsorption power to the adsorbent in the stock solution, but the present invention is limited to this embodiment. It is not a thing. The strong adsorptive component is one or more components having a higher adsorptivity to the adsorbent than the weak adsorptive component.
本発明のクロマト分離方法によれば、原液使用量に対する溶離液の使用量を低減しながら、原液中の精製対象成分を優れた回収率で、高純度に分離精製することができる。また、本発明のクロマト分離システムは、上記本発明のクロマト分離方法の実施に好適に用いることができる。 According to the chromatographic separation method of the present invention, the component to be purified in the stock solution can be separated and purified in high purity with an excellent recovery rate while reducing the use amount of the eluent relative to the stock solution use amount. Further, the chromatographic separation system of the present invention can be suitably used for carrying out the chromatographic separation method of the present invention.
本発明のクロマト分離方法(以下、単に「本発明の方法」ともいう。)の好ましい実施形態について説明する。 A preferred embodiment of the chromatographic separation method of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the method of the present invention”) will be described.
本発明の方法は、吸着剤が充填された複数の単位充填塔が配管を介して直列かつ無端状に連結された循環系を用いて実施される。擬似移動層方式に用いられる循環系自体は公知であり、例えば、特開2009−36536号公報や、特公平7−46097号公報を参照することができる。
当該循環系について図面を用いて以下に説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
なお、以下で言及する図面は本発明の理解を容易にするための説明図であり、各構成のサイズや相対的な大小関係は説明の便宜上大小を変えている場合があり、実際の関係をそのまま示すものではない。また、本発明で規定する事項以外はこれらの図面に示された形状、相対的な位置関係等に限定されるものでもない。
The method of the present invention is carried out using a circulation system in which a plurality of unit packed towers filled with an adsorbent are connected in series and endlessly through a pipe. The circulation system itself used in the simulated moving bed system is known, and for example, JP 2009-36536 A and JP 7-46097 A can be referred to.
The circulatory system will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
The drawings referred to below are explanatory diagrams for facilitating the understanding of the present invention, and the size and relative size relationship of each component may be changed for convenience of explanation, and the actual relationship may be changed. It is not shown as it is. Further, the present invention is not limited to the shapes and relative positional relationships shown in these drawings except for the matters defined in the present invention.
本発明の方法に用いる循環系の好ましい一実施形態を図1に示す。図1に示される循環系100は、吸着剤Abが充填された単位充填塔(カラム)を4本(単位充填塔10a、10b、10c、10d)備え、各単位充填塔の出口は、隣接する単位充填塔の入口へと配管1を介して連結され、全体として各単位充填塔が直列に連結されている。
そして、最後部の単位充填塔(例えば単位充填塔10d)の出口は、最前部の単位充填塔(例えば単位充填塔10a)の入口へと配管1を介して連結され、全単位充填塔は無端状に(円環状に)連結されている。かかる構成により、循環系100内に、流体を循環させることが可能となる。単位充填塔10a〜10dは、内部の形、サイズ、吸着剤の充填量がいずれも等価なもの(好ましくは同じもの)を用いることが好ましい。
A preferred embodiment of the circulatory system used in the method of the present invention is shown in FIG. The
The outlet of the last unit packed column (for example, the unit packed
上記循環系100内には、流体を矢印方向に流通させるための循環ポンプP1が配設されている。循環ポンプP1は定量ポンプであることが好ましい。また、循環系100内において、隣接する2つの単位充填塔の間の配管1には、その下流側の単位充填塔への流体の流通を遮断可能な遮断弁R1、R2、R3、R4が設けられている。
In the
各遮断弁R1〜R4と、その上流側に位置する各単位充填塔10a〜10dの出口との間には、それぞれ、吸着剤Abに対する弱吸着性成分を多く含む画分(本明細書において「吸着剤Abに対する弱吸着性画分」又は単に「弱吸着性画分」という。)を抜き出す弱吸着性画分抜出ライン2a、2b、2c、2dが分岐されている。各弱吸着性画分抜出ライン2a、2b、2c、2dには、それぞれ、各弱吸着性画分抜出ラインを開閉可能な弱吸着性画分抜出弁A1、A2、A3、A4が設けられている。各弱吸着性画分抜出ライン2a、2b、2c、2dは、合流されて一つの弱吸着性画分合流管3にまとめられる。
Between each shutoff valve R1-R4 and the outlet of each unit packed
また同様に、各遮断弁R1〜R4と、その上流側に位置する各単位充填塔10a〜10dの出口との間には、吸着剤Abに対する強吸着性成分を多く含む画分(本明細書において「吸着剤Abに対する強吸着性画分」又は単に「強吸着性画分」という。)を抜き出す強吸着性画分抜出ライン4a、4b、4c、4dが分岐されている。各強吸着性画分抜出ライン4a、4b、4c、4dには、それぞれ、各強吸着性画分抜出ラインを開閉可能な強吸着性画分抜出弁C1、C2、C3、C4が設けられている。各強吸着性画分抜出ライン4a、4b、4c、4dは、合流されて一つの強吸着性画分合流管5にまとめられる。
Similarly, a fraction containing a large amount of strongly adsorbing components for the adsorbent Ab between the shutoff valves R1 to R4 and the outlets of the unit packed towers 10a to 10d located on the upstream side thereof (this specification) In FIG. 4, the strong adsorptive
後述するステップ(a1)及び(a2)の中で、上記弱吸着性画分抜出弁A1、A2、A3、A4のいずれかが開弁された状態となる。当該開弁された抜出弁が設置された弱吸着性画分抜出ラインと、配管1との連結部位が、当該ステップ(a1)及び(a2)における弱吸着性画分の抜出口Aとなる。また、ステップ(a1)及び(a2)においては、上記強吸着性画分抜出弁C1、C2、C3、C4のいずれかが開弁された状態となる。当該開弁された抜出弁の設置された強吸着性画分抜出ラインと、配管1との連結部位が、ステップ(a1)及び(a2)における強吸着性画分の抜出口Cとなる。
In steps (a1) and (a2) to be described later, any one of the weakly adsorbing fraction extraction valves A1, A2, A3, A4 is opened. The weakly adsorptive fraction extraction line in which the opened extraction valve is installed and the connection part of the
循環系100には、循環系100の圧力が上昇し過ぎるのを防ぐために、適当な部位に図示していない安全弁(又はリリーフ弁)を設けることが好ましい。また、隣接する2つの単位充填塔の間には、逆流防止用の逆止弁T1、T2、T3、T4を設ける。
In order to prevent the pressure of the
循環系100内には、図1に示されるように、原液タンク6に収容された原液7と、溶離液タンク8に収容された溶離液9が供給可能な構成となっている。原液7は、供給流量を制御可能な原液供給ポンプP2により、原液供給ライン11を介して供給される。原液供給ポンプP2は定量ポンプであることが好ましい。原液供給ライン11は、原液の供給中、供給圧が設定圧を超えた場合に、原液を原液タンク6に戻すリリーフ弁Uを備えることが好ましい。原液供給ライン11は、図1に示すように4本の原液供給分岐ライン11a、11b、11c、11dに分岐され、各原液供給分岐ライン11a、11b、11c、11dを介して、原液を、それぞれ各単位充填塔10a、10b、10c、10dの入り口へと供給可能な構成となっている。各原液供給分岐ライン11a、11b、11c、11dには、開閉可能な原液供給弁F1、F2、F3、F4が設けられ、開弁された原液供給弁を有する原液供給分岐ラインを通って、その下流に連結する単位充填塔へと原液が供給される。
後述するステップ(a1)及び(a2)の中で、上記原液供給弁F1、F2、F3、F4のいずれかが開弁された状態となる。当該開弁された原液供給弁が設置された原液供給分岐ラインと、配管1との連結部位が、ステップ(a1)及び(a2)における原液供給口Fとなる。
As shown in FIG. 1, the
In steps (a1) and (a2) to be described later, any one of the stock solution supply valves F1, F2, F3, and F4 is opened. The connection site between the undiluted solution supply branch line where the unfolded undiluted solution supply valve is installed and the
溶離液9は、供給流量の制御が可能な溶離液供給ポンプP3により、溶離液供給ライン12を介して供給される。溶離液供給ポンプP3は定量ポンプであることが好ましい。溶離液供給ライン12は、溶離液の供給中、供給圧が設定圧を超えた場合に、溶離液を溶離液タンク8に戻すリリーフ弁Vを備えることが好ましい。溶離液供給ライン12は、図1に示すように4本の溶離液供給分岐ライン12a、12b、12c、12dに分岐され、各溶離液供給分岐ライン12a、12b、12c、12dを介して、溶離液を、各単位充填塔10a、10b、10c、10dの入り口へと供給可能な構成となっている。各溶離液供給分岐ライン12a、12b、12c、12dには、開閉可能な溶離液供給弁D1、D2、D3、D4が設けられ、開弁された溶離液供給弁を有する溶離液供給分岐ラインを通って、その下流に連結する単位充填塔へと溶離液が供給される。
後述するステップ(a1)及び(a2)の中で、上記溶離液供給弁D1、D2、D3、D4のいずれかが開弁された状態となる。当該開弁された溶離液供給弁が設置された溶離液供給分岐ラインと、配管1との連結部位が、ステップ(a1)及び(a2)における溶離液供給口Dとなる。
The
In steps (a1) and (a2) to be described later, one of the eluent supply valves D1, D2, D3, and D4 is opened. A connecting portion between the eluent supply branch line where the opened eluent supply valve is installed and the
続いて、上記循環系により本発明の方法を実施する際の、当該循環系の作動について説明するが、本発明は、本発明で規定すること以外は、これらの実施態様に限定されるものではない。本発明の方法では、上記循環系を用いて、下記ステップ(a1)及び(b1)を順に繰り返す。 Subsequently, the operation of the circulatory system when the method of the present invention is performed by the circulatory system will be described. However, the present invention is not limited to these embodiments except as defined in the present invention. Absent. In the method of the present invention, the following steps (a1) and (b1) are repeated in order using the circulation system.
(a1)下記サブステップ(a−i)〜(a−v)をこの順に実施するステップ;
(a−i)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−ii)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iii)前記原液供給口Fから原液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iv)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−v)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記強吸着性画分抜出口Cから強吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(b1)前記ステップ(a1)終了後(すなわち上記サブステップ(a−v)終了後)、前記原液供給口F、前記弱吸着性画分抜出口A、前記溶離液供給口D及び前記強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させるステップ;
(A1) A step of performing the following sub-steps (ai) to (av) in this order;
(Ai) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction;
(A-ii) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iii) a sub-step of supplying the stock solution from the stock solution supply port F and extracting the weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iv) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions;
(Av) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a strongly adsorbable fraction from the strong adsorbent fraction outlet C;
(B1) After the step (a1) is completed (that is, after the sub-step (av) is completed), the stock solution supply port F, the weakly adsorbable fraction extraction port A, the eluent supply port D, and the strong adsorption Moving the sex fraction extraction outlet C in the fluid flow direction while maintaining the relative positional relationship thereof;
[ステップ(a1)]
上記ステップ(a1)は、5つのサブステップ(a−i)〜(a−v)を順次実行するステップである。各サブステップについて、図1に示す循環系を参照して説明する。
[Step (a1)]
The step (a1) is a step of sequentially executing the five sub-steps (ai) to (av). Each sub-step will be described with reference to the circulation system shown in FIG.
<サブステップ(a−i)>
サブステップ(a−i)では、原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環ポンプP1を作動させて循環系内の流体を単に循環させる。原液供給ポンプP2と溶離液供給ポンプP3が停止していれば、原液供給弁F1〜F4及び溶離液供給弁D1〜D4は開いていてもよいが、より高精度に流体を制御する観点から、原液供給弁F1〜F4及び溶離液供給弁D1〜D4は閉じていることが好ましい。抜出弁A1〜A4及び抜出弁C1〜C4はいずれも閉じており、遮断弁R1〜R4はいずれも開いている。
<Substep (ai)>
In the sub-step (ai), the supply of the stock solution and the eluent is not performed, and the strong and weakly adsorbable fractions are not extracted, and the circulation pump P1 is operated to Simply circulate the fluid. As long as the stock solution supply pump P2 and the eluent supply pump P3 are stopped, the stock solution supply valves F1 to F4 and the eluate supply valves D1 to D4 may be opened, but from the viewpoint of controlling the fluid with higher accuracy, The stock solution supply valves F1 to F4 and the eluent supply valves D1 to D4 are preferably closed. The extraction valves A1 to A4 and the extraction valves C1 to C4 are all closed, and the shutoff valves R1 to R4 are all open.
サブステップ(a−i)において、系内の流体の循環流量は、1時間当たり、単位充填塔10aに充填された吸着剤Abの1リットル当たり、1〜20リットルとすることが好ましく、2〜10リットルとすることがより好ましい。
In the substep (ai), the circulation flow rate of the fluid in the system is preferably 1 to 20 liters per liter of the adsorbent Ab packed in the unit packed
<サブステップ(a−ii)>
サブステップ(a−ii)では、溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出す。このサブステップ(a−ii)において溶離液供給弁D3を開き、溶離液供給ポンプP3を作動させて、供給弁D3を有する溶離液供給分岐ライン12cと、配管1との連結部位を溶離液供給口Dとする場合には、抜出口A1を開き、弱吸着性画分抜出ライン2aと配管1との連結部位を弱吸着性画分抜出口Aとする。
<Substep (a-ii)>
In substep (a-ii), the eluent is supplied from the eluent supply port D, and the weakly adsorbable fraction is extracted from the weakly adsorbable fraction outlet A. In this sub-step (a-ii), the eluent supply valve D3 is opened and the eluent supply pump P3 is operated to supply the eluent supply to the connecting portion between the eluent
上記サブステップ(a−ii)では、溶離液供給弁D1、D2及びD4、弱吸着性画分抜出弁A3及びA4、強吸着性画分抜出弁C1、C3及びC4、及び遮断弁R1はいずれも閉じられている。吸着性画分抜出弁A2及び強吸着性画分抜出弁C2は閉じていることが好ましい。原液供給弁F1〜F4は、原液供給ポンプP2が停止していれば開弁していてもよいが、液の供給と抜き出しをより高精度に実施するためには、原液供給弁F1〜F4は閉じられていることが好ましい。遮断弁R2は開いていても閉じていてもよく、閉じていることが好ましい。遮断弁R3及びR4はいずれも開かれている。また、循環ポンプP1は作動させてもよいし、停止してもよい。 In the sub-step (a-ii), the eluent supply valves D1, D2 and D4, the weakly adsorptive fraction extraction valves A3 and A4, the strong adsorptive fraction extraction valves C1, C3 and C4, and the shutoff valve R1 Are both closed. The adsorptive fraction extraction valve A2 and the strong adsorptive fraction extraction valve C2 are preferably closed. The stock solution supply valves F1 to F4 may be opened as long as the stock solution supply pump P2 is stopped. However, in order to perform the supply and extraction of the solution with higher accuracy, the stock solution supply valves F1 to F4 are It is preferably closed. The shutoff valve R2 may be open or closed, and is preferably closed. The shutoff valves R3 and R4 are both open. Further, the circulation pump P1 may be operated or stopped.
上記サブステップ(a−ii)において、上記溶離液供給口Dから供給される溶離液の量に特に制限はないが、1時間当たり、単位充填塔10aに充填された吸着剤Abの1リットル当たり、1〜20リットルとすることが好ましく、2〜10リットルとすることがより好ましい。サブステップ(a−ii)における溶離液の総供給量は、すなわち、サブステップ(a−ii)において弱吸着性画分抜出口Aから抜き出される弱吸着性画分の総量と事実上同じ量となる。
なお、下記の各サブステップの説明は、サブステップ(a−ii)において上記のように溶離液供給弁D3を開く運転態様における説明である。
In the sub-step (a-ii), the amount of the eluent supplied from the eluent supply port D is not particularly limited, but per hour, per liter of the adsorbent Ab packed in the unit packed column 10a. 1 to 20 liters, preferably 2 to 10 liters. The total supply amount of the eluent in the substep (a-ii) is substantially the same as the total amount of the weakly adsorbable fraction extracted from the weakly adsorbable fraction outlet A in the substep (a-ii). It becomes.
In addition, description of each following substep is description in the driving | running aspect which opens the eluent supply valve D3 as mentioned above in substep (a-ii).
<サブステップ(a−iii)>
サブステップ(a−iii)では、原液供給口Fから原液を供給しながら、弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出す。すなわち、上記サブステップ(a−ii)において作動させていた溶離液供給ポンプP3を停止し、あるいはさらに溶離液供給弁D3を閉じ、代わりに原液供給弁F1を開弁して原液供給ポンプP2を作動させる。そしてサブステップ(a−ii)と同様に、弱吸着性画分抜出弁A1を有する弱吸着性画分抜出ライン2aと配管1との連結部位を弱吸着性画分抜出口Aとして、当該抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出す。
<Substep (a-iii)>
In the sub-step (a-iii), the weakly adsorbable fraction is extracted from the weakly adsorbable fraction extraction outlet A while supplying the stock solution from the stock solution supply port F. That is, the eluent supply pump P3 operated in the sub-step (a-ii) is stopped, or the eluent supply valve D3 is further closed, and instead, the stock solution supply valve F1 is opened and the stock solution supply pump P2 is opened. Operate. Then, similarly to the substep (a-ii), the connection site between the weakly adsorptive
サブステップ(a−iii)では、原液供給弁F2〜F4、遮断弁R1及び強吸着性画分抜出弁C1はいずれも閉じられている。弱吸着性画分抜出弁A2〜A4、強吸着性画分抜出弁C2〜C4は閉じられていることが好ましい。なお、溶離液供給弁D1〜D4は、溶離液供給ポンプP3が停止していれば開弁していてもよいのであるが、液の供給と抜き出しをより高精度に実施するためには、溶離液供給弁D1〜D4は閉じられていることが好ましい。遮断弁R2〜4は開いていても閉じていてもよい。また、循環ポンプP1は停止させる。 In sub-step (a-iii), the stock solution supply valves F2 to F4, the shutoff valve R1, and the strong adsorptive fraction extraction valve C1 are all closed. The weak adsorptive fraction extraction valves A2 to A4 and the strong adsorptive fraction extraction valves C2 to C4 are preferably closed. The eluent supply valves D1 to D4 may be opened as long as the eluent supply pump P3 is stopped. However, in order to perform liquid supply and extraction with higher accuracy, elution liquid supply valves D1 to D4 may be opened. The liquid supply valves D1 to D4 are preferably closed. The shutoff valves R2-4 may be open or closed. Further, the circulation pump P1 is stopped.
サブステップ(a−iii)において、上記原液供給口Fから供給される原液の量に特に制限はないが、1時間当たり、単位充填塔10aに充填された吸着剤Abの1リットル当たり、1〜20リットルとすることが好ましく、2〜10リットルとすることがより好ましい。サブステップ(a−iii)における原液の総供給量は、すなわち、サブステップ(a−iii)において弱吸着性画分抜出口Aから抜き出される弱吸着性画分の総量と事実上同じ量となる。
In the sub-step (a-iii), the amount of the stock solution supplied from the stock solution supply port F is not particularly limited, but 1 to 1 per liter of the adsorbent Ab packed in the unit packed
<サブステップ(a−iv)>
サブステップ(a−iv)では、上述したサブステップ(a−i)と同様に、原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環ポンプP1を作動させて循環系内の流体を単に循環させる。
<Substep (a-iv)>
In the substep (a-iv), as in the above-described substep (ai), the stock solution and the eluent are not supplied, and the strong and weakly adsorbable fractions are not extracted. Then, the circulation pump P1 is operated to simply circulate the fluid in the circulation system.
サブステップ(a−iv)において、系内の流体の循環流量は、1時間当たり、単位充填塔10aに充填された吸着剤Abの1リットル当たり、1〜20リットルとすることが好ましく、2〜10リットルとすることがより好ましい。
In the sub-step (a-iv), the circulating flow rate of the fluid in the system is preferably 1 to 20 liters per liter of the adsorbent Ab packed in the unit packed
<サブステップ(a−v)>
サブステップ(a−v)では、溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、強吸着性画分抜出口Cから強吸着性画分を抜き出す。このサブステップ(a−v)では、溶離液供給弁D3を開き、溶離液供給ポンプP3を作動させて、供給弁D3を有する溶離液供給分岐ライン12cと、配管1との連結部位を溶離液供給口Dとして溶離液を供給する。また、強吸着性画分抜出弁C3を開き、強吸着性画分抜出ライン4cと配管1との連結部位を強吸着性画分抜出口Cとする。
<Sub-step (av)>
In the sub-step (av), the eluent is supplied from the eluent supply port D and the strong adsorptive fraction is extracted from the strong adsorptive fraction outlet C. In this sub-step (av), the eluent supply valve D3 is opened and the eluent supply pump P3 is operated so that the eluent
上記サブステップ(a−v)では、弱吸着性画分抜出弁A3は閉じられ、遮断弁R3も閉じられる。D1、D2、D4は閉じられる。原液供給弁F1〜F4は、原液供給ポンプP2が停止していれば開弁していてもよいが、液の供給と抜き出しをより高精度に実施するためには、原液供給弁F1〜F4は閉じられていることが好ましい。弱吸着性画分抜出弁A1、A2及びA4、強吸着性画分抜出弁C1、C2及びC4、遮断弁R1、R2及びR4はいずれも閉じられていることが好ましい。また、循環ポンプP1は停止させる。 In the sub-step (av), the weakly adsorptive fraction extraction valve A3 is closed and the shutoff valve R3 is also closed. D1, D2, and D4 are closed. The stock solution supply valves F1 to F4 may be opened as long as the stock solution supply pump P2 is stopped. However, in order to perform the supply and extraction of the solution with higher accuracy, the stock solution supply valves F1 to F4 are It is preferably closed. The weak adsorptive fraction extraction valves A1, A2 and A4, the strong adsorptive fraction extraction valves C1, C2 and C4, and the shutoff valves R1, R2 and R4 are preferably all closed. Further, the circulation pump P1 is stopped.
上記サブステップ(a−v)において、上記溶離液供給口Dから供給される溶離液の量に特に制限はないが、1時間当たり、単位充填塔10aに充填された吸着剤Abの1リットル当たり、1〜20リットルとすることが好ましく、2〜10リットルとすることがより好ましい。サブステップ(a−v)における溶離液の総供給量は、すなわち、サブステップ(a−v)において強吸着性画分抜出口Cから抜き出される強吸着性画分の総量と事実上同じ量となる。 In the sub-step (av), the amount of the eluent supplied from the eluent supply port D is not particularly limited, but per hour, per liter of the adsorbent Ab packed in the unit packed column 10a. 1 to 20 liters, preferably 2 to 10 liters. The total supply amount of the eluent in the substep (av) is substantially the same as the total amount of the strong adsorptive fraction extracted from the strong adsorptive fraction outlet C in the substep (av). It becomes.
上記ステップ(a1)においてサブステップ(a−v)を実施した後、後述するステップ(b1)を実施する前に、下記サブステップ(a−vi)を実施してもよい。 After the sub-step (av) is performed in the step (a1), the following sub-step (a-vi) may be performed before the step (b1) described later is performed.
(a−vi)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ。 (A-vi) a sub-step in which the fluid in the circulation system is circulated without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions.
つまり、サブステップ(a−i)の時間を短くして、この短縮したサブステップ(a−i)の時間を補う位置づけで、サブステップ(a−vi)を実施することができ、かかる形態も本発明の実施形態に包含される。 That is, the time of the substep (ai) can be shortened, and the substep (ai) can be carried out in a position that compensates for the shortened time of the substep (ai). Included in embodiments of the invention.
上記ステップ(a1)における各サブステップの逐次的な実施について説明してきたが、これらをより単純な形で図示したものを図3に示す。なお、図3はサブステップ(a−vi)を実施する場合の説明図である。 Although the sequential implementation of each sub-step in step (a1) has been described, a simpler illustration of these is shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram when the sub-step (a-vi) is performed.
各サブステップにおける液の供給量ないし循環流量の関係は、後述する式(c1)及び(d1)を満たす範囲で、原液中の成分の種類等に応じて適宜に調節されるものである。 The relationship between the supply amount of liquid and the circulation flow rate in each sub-step is appropriately adjusted according to the type of components in the stock solution and the like within a range that satisfies formulas (c1) and (d1) described later.
本発明に用いる循環系において、単位充填塔1つに充填される吸着剤の充填量に特に制限はなく、目的に応じて適宜に選択すればよいが、通常は10mL〜150m3であり、好ましくは150mL〜30m3であり、より好ましくは300mL〜15m3である。
また、循環系内のすべての単位充填塔に充填された吸着剤Abの総容量と、配管1の全容積(配管1の空洞内の全容積)との関係は、体積比で、[配管1の全容積]/[吸着剤Abの総容量]=0.01〜0.2が好ましい。
本発明において、使用する単位充填塔は、塔のサイズ、充填剤の種類や大きさがすべて同じであることが好ましい。
In the circulation system used in the present invention, the amount of adsorbent packed in one unit packed column is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose, but is usually 10 mL to 150 m 3 , preferably Is 150 mL to 30 m 3 , more preferably 300 mL to 15 m 3 .
In addition, the relationship between the total capacity of the adsorbent Ab filled in all the unit packed towers in the circulation system and the total volume of the pipe 1 (the total volume in the cavity of the pipe 1) is a volume ratio [
In the present invention, it is preferable that the unit packed columns used have the same column size and the same kind and size of the filler.
ステップ(a1)を実施する温度は、循環系内の流体が液状であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜に選択される。通常は40〜80℃で実施される。
また、本発明の方法において、供給される液の流速ないし循環系内に循環する液の流速は、各サブステップ中において一定であってもよく、変動させてもよいが、通常は一定とする。また、各サブステップ間において、供給される液の流速ないし循環系内に循環する液の流速は一定であってもよく、変動させてもよいが、通常は一定とする。
The temperature at which step (a1) is performed is not particularly limited as long as the fluid in the circulation system is liquid, and is appropriately selected according to the purpose. Usually, it is carried out at 40 to 80 ° C.
In the method of the present invention, the flow rate of the supplied liquid or the flow rate of the liquid circulating in the circulation system may be constant during each sub-step or may be varied, but is usually constant. . Further, between each sub-step, the flow rate of the supplied liquid or the flow rate of the liquid circulating in the circulation system may be constant or may be varied, but is usually constant.
[ステップ(b1)]
上記ステップ(a1)が完了後(サブステップ(a−v)又は(a−vi)の完了後)、ステップ(b1)を実施する。上記ステップ(b1)は、上記原液供給口F、上記弱吸着性画分抜出口A、上記溶離液供給口D及び上記強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させるステップである。
本明細書において「原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D及び強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させる」とは、直前のステップ(a1)において流体の流通方向に向けて順に並んでいた原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D、強吸着性画分抜出口Cの並びを、それぞれ強吸着性画分抜出口C、原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口Dの並びに切り替えることを意味する。
換言すれば、すべての単位充填塔の位置を固定したままの状態で、原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D及び強吸着性画分抜出口Cの位置を切り替えることにより、
1)直前のステップ(a1)における原液供給口Fと弱吸着性画分抜出口Aとの間の単位充填塔を、強吸着性画分抜出口Cと原液供給口Fとの間に、
2)直前のステップ(a1)における弱吸着性画分抜出口Aと溶離液供給口Dとの間の単位充填塔を、原液供給口Fと弱吸着性画分抜出口Aとの間に、
3)直前のステップ(a1)における溶離液供給口Dと強吸着性画分抜出口Cとの間の単位充填塔を、弱吸着性画分抜出口Aと溶離液供給口Dとの間に、
4)直前のステップ(a1)における強吸着性画分抜出口Cと原液供給口Fとの間の単位充填塔を、溶離液供給口Dと強吸着性画分抜出口Cとの間に
それぞれ配置された状態になるようにすることを意味する。
図1の循環系の形態においては、このステップ(b1)は、循環系の構造に物理的な変化を与えるステップではなく、このステップ(b1)に続くステップ(a1)を実施するための準備工程である。
[Step (b1)]
After step (a1) is completed (after completion of sub-step (av) or (a-vi)), step (b1) is performed. In the step (b1), the stock solution supply port F, the weakly adsorptive fraction extraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction extraction outlet C are maintained in their relative positional relationship. This is a step of moving the fluid in the direction of fluid flow.
In this specification, “the flow direction of the fluid while maintaining the relative positional relationship between the stock solution supply port F, the weakly adsorbable fraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction outlet C”. "Transfer toward the liquid" means that the stock solution supply port F, the weakly adsorbable fraction extraction port A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive properties that were sequentially arranged in the fluid flow direction in the immediately preceding step (a1). This means that the order of the fraction extraction outlets C is switched between the strong adsorptive fraction extraction outlet C, the stock solution supply port F, the weak adsorptive fraction extraction port A, and the eluent supply port D, respectively.
In other words, with the positions of all the unit packed columns fixed, the positions of the stock solution supply port F, the weakly adsorbable fraction extraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction extraction outlet C are set. By switching
1) A unit packed tower between the stock solution supply port F and the weakly adsorptive fraction extraction outlet A in the immediately preceding step (a1) is placed between the strong adsorptive fraction extraction port C and the stock solution supply port F.
2) A unit packed column between the weakly adsorbing fraction extraction outlet A and the eluent supply port D in the immediately preceding step (a1) is placed between the stock solution supply port F and the weakly adsorbing fraction extraction port A.
3) The unit packed tower between the eluent supply port D and the strong adsorptive fraction extraction outlet C in the immediately preceding step (a1) is placed between the weak adsorbent fraction extraction outlet A and the eluent supply port D. ,
4) The unit packed tower between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and the stock solution supply port F in the immediately preceding step (a1) is arranged between the eluent supply port D and the strong adsorptive fraction extraction port C, respectively. It means to be placed.
In the form of the circulatory system in FIG. 1, this step (b1) is not a step of giving a physical change to the structure of the circulatory system, but a preparatory process for carrying out the step (a1) following this step (b1). It is.
上記ステップ(b1)について、図1を参照して具体的に説明する。
ステップ(b1)の直前のステップ(a1)において、供給弁F1を開いて原液を供給していた場合を想定する。この場合、サブステップ(a1)において
原液供給口Fは、原液供給分岐ライン11aと配管1との連結部位、
弱吸着性画分抜出口Aは、弱吸着性画分抜出ライン2aと配管1との連結部位、
溶離液供給口Dは、溶離液供給分岐ライン12cと配管1との連結部位、
強吸着性画分抜出口Cは、強吸着性画分抜出ライン4cと配管1との連結部位
となる。
ステップ(a1)における上記各口F、A,D、Cは、ステップ(b1)によって以下のように切り替わる。すなわち、
原液供給口Fが、原液供給分岐ライン11bと配管1との連結部位となり、
弱吸着性画分抜出口Aが、弱吸着性画分抜出ライン2bと配管1との連結部位となり、
溶離液供給口Dが、溶離液供給分岐ライン12dと配管1との連結部位となり、
強吸着性画分抜出口Cが、強吸着性画分抜出ライン4dと配管1との連結部位となる。
つまり、当該ステップ(b1)の直後に続くステップ(a1)においては、サブステップ(a−iii)における原液の供給が原液供給分岐ライン11bを通して行われ、サブステップ(a−ii)及び(a−v)における溶離液の供給が溶離液供給分岐ライン12dを通して行われ、サブステップ(a−v)における強吸着性画分の抜き出しが強吸着性画分抜出ライン4dを通して行われ、サブステップ(a−ii)及び(a−iii)における弱吸着性画分の抜き出しが弱吸着性画分抜出ライン2bを通して行われることになる。
The step (b1) will be specifically described with reference to FIG.
Assume that in step (a1) immediately before step (b1), the supply valve F1 is opened and the stock solution is supplied. In this case, in the substep (a1), the stock solution supply port F is connected to the stock solution
The weakly adsorptive fraction extraction outlet A is a connection site between the weakly adsorptive
The eluent supply port D is connected to the eluent
The strong adsorptive fraction extraction outlet C is a connecting portion between the strong adsorptive
The ports F, A, D, and C in step (a1) are switched as follows according to step (b1). That is,
The stock solution supply port F becomes a connection part between the stock solution
The weakly adsorptive fraction extraction outlet A is a connection site between the weakly adsorptive
The eluent supply port D becomes a connecting portion between the eluent
The strong adsorptive fraction extraction outlet C serves as a connection site between the strong adsorptive
That is, in step (a1) immediately after step (b1), the supply of the stock solution in substep (a-iii) is performed through stock solution
上記ステップ(a1)と(b1)を順に繰り返すことにより、擬似移動層方式による本発明の方法が実施されるのであるが、本発明における上記ステップ(a1)は、前述のサブステップ(a−vi)を行わない場合は下記式(c1)及び(d1)を満たす条件で実施することを要し、前述のサブステップ(a−vi)を行う場合には下記式(c1)及び(d1’)を満たす条件で実施することを要する。 By repeating the steps (a1) and (b1) in order, the method of the present invention by the pseudo moving layer system is carried out. The step (a1) in the present invention includes the sub-steps (a-vi) described above. ) Is not carried out under the conditions satisfying the following formulas (c1) and (d1), and the following formulas (c1) and (d1 ′) are required when performing the above-mentioned substep (a-vi). It is necessary to carry out under conditions that satisfy
(c1)成分Xの溶離体積>セクション1の積算流量
ここで、成分Xは、強吸着性画分に回収する成分であり、且つ、下記式(d1)又は(d1’)を満たす成分である。
(C1) Elution volume of component X> Integrated flow rate of
本発明においてセクション1とは、図2に示す通り、溶離液供給口Dと強吸着性画分抜出口Cとの間に配設された単位充填塔を意味する。「セクション1の積算流量」とは、セクション1に液が流通する各サブステップ(すなわち、サブステップ(a−vi)行わない場合にはサブステップ(a−i)、(a−ii)、(a−iv)及び(a−v); サブステップ(a−vi)行う場合にはサブステップ(a−i)、(a−ii)、(a−iv)、(a−v)及び(a−vi))において流通する液量の合計である。セクション1の積算流量は、例えば、セクション1に流体を、ポンプの設定流量を1L/時間として1時間流通させた場合、1Lである。
本発明においてある成分の「溶離体積」とは、当該成分が単位充填塔(カラム)を通過するのに要する液量を意味する(なお、1つのセクションに単位充填塔が2つ以上直列されている場合には、1つの単位充填塔を通過するのに要する液量を意味する)。溶離体積と積算流量の単位はいずれもリットル(L)である。
In the present invention,
In the present invention, the “elution volume” of a component means the amount of liquid required for the component to pass through the unit packed column (column) (note that two or more unit packed columns are connected in series in one section). The amount of liquid required to pass through one unit packed column). The unit of elution volume and integrated flow rate are both liters (L).
上記式(c1)を満たすことは、すなわちトライアングルセオリーに必要な上記式(5) V1 acc>VS elution を満たさないこと、つまり、トライアングルセオリーを破っていることを意味する。上述の通り、擬似移動層方式において良好な分離を実現するにはトライアングルセオリーの成立に必要な条件を満たす必要がある、という当業者の技術常識の中で、本発明者らは上記トライアングルセオリーを破った場合でも、下記式(d1)を満たす場合には良好な分離精製が可能となることを見い出し、本発明を完成させるに至ったものである。
上記式(c1)と上記式(5)の比較から明らかなように、式(c1)を満たす場合には、上記式(5)を満たす場合に比べて、セクション1の積算流量を小さくすることができる。そして、図2に示す通り、溶離液の積算流量は、セクション1の積算流量からセクション4の積算流量を減じた(引いた)量となるから、セクション1の積算流量を小さくできる本発明の方法により、溶離液の使用量を効果的に低減することが可能となる。
Satisfying the formula (c1), that is the equation required for Triangle Theory (5) V 1 acc> that do not meet the V S Elution, i.e., means that the beating triangle theory. As described above, in the technical common sense of those skilled in the art that the conditions necessary for the establishment of the triangle theory must be satisfied in order to achieve good separation in the pseudo moving layer system, the present inventors have used the triangle theory. Even when it is broken, it has been found that satisfactory separation and purification can be achieved when the following formula (d1) is satisfied, and the present invention has been completed.
As is clear from the comparison between the above formula (c1) and the above formula (5), when the formula (c1) is satisfied, the integrated flow rate in the
(d1)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量] (D1) [2 × (the integrated flow rate in the sub-step (ai)) + the integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + the integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + the sub-step (a− iv) integrated flow rate] <[elution volume of component X] <[2 × (integrated flow rate of substep (ai)) + integrated flow rate of substep (a-iv) + substep (a -V) Integrated flow rate]
(d1’)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)] (D1 ′) [2 × (integrated flow rate in the sub-step (ai)) + integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + sub-step (a -Iv) integrated flow rate + 2 × (the integrated flow rate of the substep (a-vi))] <[elution volume of the component X] <[2 × (the integrated flow rate of the substep (ai)) + the above Integrated flow rate of sub-step (a-iv) + integrated flow rate of sub-step (av) + 2 × (integrated flow rate of sub-step (a-vi))]
上記ステップ(a1)を、上記式(c1)及び(d1)を満たす運転とし、又は、上記式(c1)及び(d1’)を満たす運転とすることにより、精製対象成分を優れた回収率で、高純度に、所定の画分に得ることができることは、後述する実施例にも裏付けられている。 By making the said step (a1) into the driving | operation which satisfy | fills said Formula (c1) and (d1), or the driving | operation which satisfy | fills said Formula (c1) and (d1 '), the refinement | purification object component is excellent in the recovery rate. The fact that it can be obtained in a predetermined fraction with high purity is supported by the examples described later.
上記ステップ(a1)及び(b1)を順に繰り返すことにより、通常の擬似移動層方式によるクロマト分離に比べて、溶離液の使用量を効果的に低減することができる。つまり、本発明の方法により、強吸着性画分及び弱吸着性画分から選ばれる画分中に、目的の精製対象成分を、少ない溶離液使用量で、高純度に得ることができる。
本発明の方法において、精製対象成分は弱吸着性成分であることが好ましい。
By repeating the steps (a1) and (b1) in order, the amount of the eluent used can be effectively reduced as compared with the chromatographic separation by the normal simulated moving bed system. That is, according to the method of the present invention, the target component to be purified can be obtained in high purity with a small amount of eluent used in the fraction selected from the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction.
In the method of the present invention, the component to be purified is preferably a weakly adsorptive component.
本発明の方法には、上記で具体的に説明した形態の他、種々の変形例も包含される。例えば、原液供給口Fと弱吸着性画分抜出口Aとの間、弱吸着性画分抜出口Aと溶離液供給口Dとの間、溶離液供給口Dと強吸着性画分抜出口Cとの間、強吸着性画分抜出口Cと原液供給口Fとの間には、単位充填塔が1本ずつ配設された態様であってもよいし、2本以上配設されていてもよい。但し、弱吸着性画分抜出口Aと溶離液供給口Dとの間に配設される単位充填塔は1つとする。すなわち、上記循環系は単位充填塔を少なくとも4塔有することが好ましく、単位充填塔を4塔有することがより好ましい。 The method of the present invention includes various modifications in addition to the embodiments specifically described above. For example, between the stock solution supply port F and the weakly adsorbable fraction outlet A, between the weakly adsorptive fraction outlet A and the eluent supply port D, eluent supply port D and the strong adsorptive fraction outlet One unit packed tower may be provided between C and the strongly adsorbing fraction outlet C and the stock solution supply port F, or two or more units may be provided. May be. However, the number of unit packed towers disposed between the weakly adsorbing fraction extraction outlet A and the eluent supply port D is one. That is, the circulation system preferably has at least 4 unit packed towers, and more preferably has 4 unit packed towers.
本発明の方法において、単位充填塔に充填される吸着剤は、精製対象成分に応じて適宜に選択されるものであり、種々の吸着剤を採用することができる。例えば、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂、合成吸着剤、ゼオライト、シリカゲル、及び官能基修飾されたシリカゲル(好ましくはオクタデシルシリル修飾シリカゲル)を吸着剤として用いることができる。 In the method of the present invention, the adsorbent packed in the unit packed column is appropriately selected according to the component to be purified, and various adsorbents can be employed. For example, strong acid cation exchange resin, weak acid cation exchange resin, strong base anion exchange resin, weak base anion exchange resin, synthetic adsorbent, zeolite, silica gel, and functional group-modified silica gel (preferably Octadecylsilyl-modified silica gel) can be used as the adsorbent.
本発明のクロマト分離システムは、本発明の方法を実施するためのシステムである。すなわち、本発明のクロマト分離システムは、上述した循環系の構成を有し、当該循環系が、上述したステップ(a1)又は(a2)の作動とステップ(b1)又は(b2)の作動を順に繰り返すことができるシステムである。 The chromatographic separation system of the present invention is a system for carrying out the method of the present invention. That is, the chromatographic separation system of the present invention has the above-described circulation system configuration, and the circulation system sequentially performs the operation of step (a1) or (a2) and the operation of step (b1) or (b2). It is a system that can be repeated.
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to the following Example.
[原液の調製]
アセトン(Ac)、アニリン(An)及びエチルベンゼン(EB)の3成分のメタノール溶液(Ac濃度:4.0g/L、An濃度:3.0g/L、EB濃度:3.0g/L)を調製し、原液とした。
[Preparation of stock solution]
Preparation of three component methanol solution of acetone (Ac), aniline (An) and ethylbenzene (EB) (Ac concentration: 4.0 g / L, An concentration: 3.0 g / L, EB concentration: 3.0 g / L) And used as a stock solution.
[溶離液の調製]
メタノールを溶離液とした。
[Preparation of eluent]
Methanol was the eluent.
[クロマト分離システム]
図1に示す循環系を用いて、上記原液からAcの分離精製を行った。単位充填塔10a〜10dとして、内径:2cm、高さ1mの円筒型の充填塔を用いた。また、単位充填塔10a〜10d内には、吸着剤として、合成吸着剤 Amberlite(登録商標)XAD1200N(ダウ・ケミカル社製)0.314Lを充填した(空隙率:0.360)。各単位充填塔内は40℃に調節した。
上記原液中のAc、An及びEBの分配係数と溶離体積を下記表1に示す。
[Chromatograph separation system]
Using the circulation system shown in FIG. 1, the separation and purification of Ac was performed from the stock solution. As the unit packed towers 10a to 10d, cylindrical packed towers having an inner diameter of 2 cm and a height of 1 m were used. Further, the unit packed towers 10a to 10d were filled with 0.314L of a synthetic adsorbent Amberlite (registered trademark) XAD1200N (manufactured by Dow Chemical Co.) as an adsorbent (porosity: 0.360). The inside of each unit packed column was adjusted to 40 ° C.
The distribution coefficients and elution volumes of Ac, An, and EB in the stock solution are shown in Table 1 below.
[実施例1]
上記循環系を、本発明(サブステップ(a−v)とステップ(b1)との間にサブステップ(a−vi)を含む態様)で規定する条件で運転した。この運転は、弱吸着性画分にAcを純度95%以上(AcとAnとEBの合計質量に占めるAcの割合)の高純度で回収でき、且つ、弱吸着性画分中に、原液に含まれていたAcの95質量%以上を回収できる条件として設定した。この実施態様において、弱吸着性画分における組成(AcとAnとEBの合計質量に占める各成分の割合)は、Ac:95.2%、An:1.2%、EB:3.6%であった。また、この実施態様において弱吸着性画分における回収率(各成分について、強吸着性画分と弱吸着性画分に回収された合計質量に占める弱吸着成分に回収された質量の割合)は、Ac:96.9%、An:1.6%、EB:4.9%であった。具体的な運転条件、すなわち、ステップ(a1)におけるサブステップの実施条件を下記表2に示す。
実施例1において、下記サブステップの逐次実施からなるステップ(a1)とステップ(b1)とからなるサイクルを20サイクル実施した。なお、本[実施例]に記載される各実施例及び比較例のいずれにおいても、サイクル数はすべて20サイクルとして実施した。そして、その最終サイクル(20サイクル目)のものを各実施例、比較例における性能とした。
[Example 1]
The above circulatory system was operated under the conditions defined in the present invention (a mode including substep (av) between substep (av) and step (b1)). This operation can recover Ac in the weakly adsorbable fraction with a high purity of 95% or more (the ratio of Ac in the total mass of Ac, An and EB), and in the weakly adsorbable fraction, It was set as a condition for recovering 95% by mass or more of the contained Ac. In this embodiment, the composition (ratio of each component in the total mass of Ac, An and EB) in the weakly adsorbable fraction is as follows: Ac: 95.2%, An: 1.2%, EB: 3.6% Met. In this embodiment, the recovery rate in the weakly adsorptive fraction (for each component, the ratio of the mass recovered in the weakly adsorbed component to the total mass recovered in the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction) is Ac: 96.9%, An: 1.6%, EB: 4.9%. Table 2 below shows specific operating conditions, that is, sub-step execution conditions in step (a1).
In Example 1, 20 cycles of the step (a1) and the step (b1) including the sequential execution of the following substeps were performed. In each of the examples and comparative examples described in this [Example], the number of cycles was all set to 20 cycles. And the thing of the last cycle (20th cycle) was made into the performance in each Example and a comparative example.
上記表2の運転条件において、EB(成分X)の溶離体積:0.4474Lは、セクション1の積算流量(すなわち、サブステップ(a−i)の積算流量とサブステップ(a−ii)の積算流量とサブステップ(a−iv)の積算流量とサブステップ(a−v)の積算流量とサブステップ(a−vi)の積算流量との合計):0.4147Lよりも大きく、本発明で規定する式(c1)を満たす。つまり、上記表2の運転条件はトライアングルセオリーを破っている。
また、他のセクションに関するトライアングルセオリーについてみると、本件の分離対象においては、WF=Ac、WL=Ac、SF=An、SL=EBであるので、VSL elution=0.4474L、VWL elution=0.2599L、VSF elution=0.3159L、VWF elution=0.2599Lとなる。そして、セクション2、3、4の各セクションの積算流量はそれぞれ、V2 acc=0.2603L、V3 acc=0.3149L、V4 acc=0.2356Lであるので、セクション2、3、4に関するトライアングルセオリーの式(1’)、式(4’)、式(6’)を満たしている。
また、式(d1’)の左辺=0.4163、式(d1’)の右辺=0.4913であるから、本発明で規定する式(d1’)を満たす。
Under the operating conditions in Table 2, the elution volume of EB (component X): 0.4474L is the integrated flow rate of section 1 (ie, the integrated flow rate of substep (ai) and the integrated flow of substep (a-ii). The sum of the flow rate, the integrated flow rate of sub-step (a-iv), the integrated flow rate of sub-step (av), and the integrated flow rate of sub-step (a-vi)): greater than 0.4147L, specified by the present invention. The expression (c1) is satisfied. That is, the driving conditions in Table 2 above break the triangle theory.
Further, regarding the triangle theory related to the other sections, in the separation target in this case, since WF = Ac, WL = Ac, SF = An, SL = EB, V SL elimination = 0.4474L, V WL elimination = 0.2599L, V SF elimination = 0.3159L, and V WF elimination = 0.2599L. Since the integrated flow rates of the
Further, since the left side of the formula (d1 ′) = 0.4163 and the right side of the formula (d1 ′) = 0.4913, the formula (d1 ′) defined in the present invention is satisfied.
上記の運転条件では、原液の積算流量(VF acc)に対する溶離液の積算流量(VD acc)の比は、VD acc/VF acc=3.28となる。
このVD acc/VF accは、上記式(17)から導かれるVD acc/VF acc=(VEB elution−VAc elution)/(VAn elution−VAc elution)=3.35よりも小さくなり、トライアングルセオリーから導かれる溶離液使用量の下限値をさらに下回っていることがわかる。
Under the above operating conditions, the ratio of the eluent integrated flow rate (V D acc ) to the stock solution integrated flow rate (V F acc ) is V D acc / V F acc = 3.28.
The V D acc / V F acc, from V D acc / V F acc = (V EB elution -V Ac elution) / (V An elution -V Ac elution) = 3.35 derived from the formula (17) It can also be seen that the value is further lower than the lower limit of the amount of eluent used derived from the triangle theory.
[比較例1]
比較例1は、サブステップの実施順序を本発明で規定するサブステップの順序と同じとし、且つ、トライアングルセオリーに従った運転条件である。
具体的には、実施例1において、上記表2に示されたステップ(a1)の運転条件を下記表3に示す通りとした以外は、実施例1と同様にして弱吸着性画分にAcを回収した。下記表3に示す運転条件は、弱吸着性画分にAcを純度95%以上の高純度で回収でき、且つ、弱吸着性画分中に、原液に含まれていたAcの95質量%以上を回収できる条件である。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 is an operating condition in which the execution order of the substeps is the same as the order of the substeps defined in the present invention, and in accordance with the triangle theory.
Specifically, in Example 1, except that the operating conditions of step (a1) shown in Table 2 above were as shown in Table 3 below, the weakly adsorbable fraction was collected in the same manner as in Example 1. Was recovered. The operating conditions shown in Table 3 below are such that Ac can be recovered in the weakly adsorptive fraction with a high purity of 95% or more, and 95% by mass or more of Ac contained in the stock solution in the weakly adsorbable fraction. It is a condition that can be recovered.
上記表3の運転条件において、EB(成分X)の溶離体積:0.4474Lは、セクション1の積算流量(すなわち、サブステップ(a−i)の積算流量とサブステップ(a−ii)の積算流量とサブステップ(a−iv)の積算流量とサブステップ(a−v)の積算流量とサブステップ(a−vi)の積算流量との合計):0.4524Lよりも小さく、本発明で規定する式(c1)を満たさない。つまり、トライアングルセオリーを満たす条件である。
また、式(d1’)の左辺=0.4163、式(d1’)の右辺=0.5290であるから、本発明で規定する式(d1’)を満たす。
In the operating conditions of Table 3 above, the elution volume of EB (component X): 0.4474L is the integrated flow rate of section 1 (that is, the integrated flow rate of substep (ai) and the integrated substep (a-ii). The sum of the flow rate, the integrated flow rate of sub-step (a-iv), the integrated flow rate of sub-step (av), and the integrated flow rate of sub-step (a-vi)): smaller than 0.4524L, specified by the present invention. The expression (c1) to be satisfied is not satisfied. That is, it is a condition that satisfies the triangle theory.
Further, since the left side of the formula (d1 ′) = 0.4163 and the right side of the formula (d1 ′) = 0.5290, the formula (d1 ′) defined in the present invention is satisfied.
上記運転において、原液の積算流量(VF acc)に対する溶離液の積算流量(VD acc)の比は、VD acc/VF acc=3.97となる。
このVD acc/VF accは、上記式(17)から導かれるVD acc/VF acc=(VEB elution−VAc elution)/(VAn elution−VAc elution)=3.35よりも大きく、トライアングルセオリーに従った場合の溶離液使用量の下限値よりも多い溶離液使用量であることがわかる。
In the above operation, the ratio of the integrated flow rate (V D acc ) of the eluent to the integrated flow rate (V F acc ) of the stock solution is V D acc / V F acc = 3.97.
The V D acc / V F acc, from V D acc / V F acc = (V EB elution -V Ac elution) / (V An elution -V Ac elution) = 3.35 derived from the formula (17) It can be seen that the amount of eluent used is larger than the lower limit of the amount of eluent used in accordance with the triangle theory.
[比較例2]
比較例2は、サブステップの実施順序を本発明で規定するサブステップの順序と同じとし、また、トライアングルセオリーを破った上で、さらに式(d1’)の条件を満たさないようにした運転条件である。
具体的には、実施例1において、上記表2に示されたステップ(a1)の運転条件を下記表4に示す通りとした以外は、実施例1と同様にして弱吸着性画分にAcを回収した。この比較例2の実施に当たっては、弱吸着性画分にAcを純度95%以上の高純度で回収することを目指したものであるが、弱吸着性画分中のAcの純度は92.7%となった。なお、弱吸着性画分へのAcの回収率については、95質量%以上と良好であった。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 is an operating condition in which the execution order of the sub-steps is the same as the order of the sub-steps defined in the present invention, and the condition of formula (d1 ′) is not satisfied after breaking the triangle theory. It is.
Specifically, in Example 1, except that the operating conditions of step (a1) shown in Table 2 above were as shown in Table 4 below, the weakly adsorbable fraction was collected in the same manner as in Example 1. Was recovered. In the implementation of Comparative Example 2, the aim was to recover Ac with a high purity of 95% or more in the weakly adsorptive fraction, but the purity of Ac in the weakly adsorbable fraction was 92.7. %. The recovery rate of Ac to the weakly adsorbable fraction was as good as 95% by mass or more.
上記表4の運転条件において、EB(成分X)の溶離体積:0.4474Lは、セクション1の積算流量(すなわち、サブステップ(a−i)の積算流量とサブステップ(a−ii)の積算流量とサブステップ(a−iv)の積算流量とサブステップ(a−v)の積算流量とサブステップ(a−vi)の積算流量との合計):0.4147Lよりも大きく、本発明で規定する式(c1)を満たす。つまり、上記表4の運転条件はトライアングルセオリーを破っている。
一方、式(d1’)の左辺=0.5388、式(d1’)の右辺=0.6139であるから、本発明で規定する式(d1’)は満たさない。
In the operating conditions of Table 4 above, the elution volume of EB (component X): 0.4474L is the integrated flow rate of section 1 (that is, the integrated flow rate of sub-step (ai) and the integrated flow of sub-step (a-ii). The sum of the flow rate, the integrated flow rate of sub-step (a-iv), the integrated flow rate of sub-step (av), and the integrated flow rate of sub-step (a-vi)): greater than 0.4147L, specified by the present invention. The expression (c1) is satisfied. That is, the driving conditions in Table 4 above break the triangle theory.
On the other hand, since the left side of the formula (d1 ′) = 0.5388 and the right side of the formula (d1 ′) = 0.6139, the formula (d1 ′) defined in the present invention is not satisfied.
上記運転において、原液の積算流量(VF acc)に対する溶離液の積算流量(VD acc)の比は、VD acc/VF acc=3.28となる。
このVD acc/VF accは、上記式(17)から導かれるVD acc/VF acc=(VEB elution−VAc elution)/(VAn elution−VAc elution)=3.35よりも小さく、溶離液の使用量が削減されているが、上述したように、そもそも弱吸着性画分中のAcの純度が95%に満たず、精製対象成分を所望の純度で分離精製することができない。
In the above operation, the ratio of the integrated flow rate (V D acc ) of the eluent to the integrated flow rate (V F acc ) of the stock solution is V D acc / V F acc = 3.28.
The V D acc / V F acc, from V D acc / V F acc = (V EB elution -V Ac elution) / (V An elution -V Ac elution) = 3.35 derived from the formula (17) However, as described above, the purity of Ac in the weakly adsorptive fraction is less than 95%, and the components to be purified are separated and purified with the desired purity. I can't.
[比較例3]
比較例3は、サブステップの実施順序を本発明で規定するサブステップの順序と同じとし、また、トライアングルセオリーを破った上で、さらに式(d1’)の条件を満たさないようにした運転条件である。
具体的には、実施例1において、上記表2に示されたステップ(a1)の運転条件を下記表5に示す通りとした以外は、実施例1と同様にして弱吸着性画分にAcを回収した。この比較例3の実施に当たっては、弱吸着性画分にAcを純度95%以上の高純度で回収することを目指したものであるが、弱吸着性画分中のAcの純度は90.7%となった。なお、弱吸着性画分へのAcの回収率は95質量%以上と良好であった。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, the order of execution of the sub-steps is the same as the order of the sub-steps defined in the present invention, and after breaking the triangle theory, the operating conditions are set so as not to satisfy the condition of the formula (d1 ′) It is.
Specifically, in Example 1, except that the operating conditions of step (a1) shown in Table 2 above were as shown in Table 5 below, the weakly adsorptive fraction was subjected to Ac as in Example 1. Was recovered. In carrying out this Comparative Example 3, the aim was to recover Ac in a weakly adsorbable fraction with a high purity of 95% or more, but the purity of Ac in the weakly adsorbable fraction was 90.7. %. The recovery rate of Ac in the weakly adsorbable fraction was as good as 95% by mass or more.
上記表5の運転条件において、EB(成分X)の溶離体積:0.4474Lは、セクション1の積算流量(すなわち、サブステップ(a−i)の積算流量とサブステップ(a−ii)の積算流量とサブステップ(a−iv)の積算流量とサブステップ(a−v)の積算流量とサブステップ(a−vi)の積算流量との合計):0.4147Lよりも大きく、本発明で規定する式(c1)を満たす。つまり、上記表5の運転条件はトライアングルセオリーを破っている。
一方、式(d1’)の左辺=0.3456、式(d1’)の右辺=0.4207であるから、本発明で規定する式(d1’)は満たさない。
In the operating conditions of Table 5 above, the elution volume of EB (component X): 0.4474L is the integrated flow rate of section 1 (ie, the integrated flow rate of substep (ai) and the integrated flow of substep (a-ii)). The sum of the flow rate, the integrated flow rate of sub-step (a-iv), the integrated flow rate of sub-step (av), and the integrated flow rate of sub-step (a-vi)): greater than 0.4147L, specified by the present invention. The expression (c1) is satisfied. That is, the driving conditions in Table 5 above break the triangle theory.
On the other hand, since the left side of the formula (d1 ′) = 0.3456 and the right side of the formula (d1 ′) = 0.4207, the formula (d1 ′) defined in the present invention is not satisfied.
上記運転において、原液の積算流量(VF acc)に対する溶離液の積算流量(VD acc)の比は、VD acc/VF acc=3.28となる。
このVD acc/VF accは、上記式(17)から導かれるVD acc/VF acc=(VEB elution−VAc elution)/(VAn elution−VAc elution)=3.35よりも小さく、溶離液の使用量が削減されているが、上述したように、そもそも弱吸着性画分中のAcの純度が95%に満たず、精製対象成分を所望の純度で分離精製することができない。
In the above operation, the ratio of the integrated flow rate (V D acc ) of the eluent to the integrated flow rate (V F acc ) of the stock solution is V D acc / V F acc = 3.28.
The V D acc / V F acc, from V D acc / V F acc = (V EB elution -V Ac elution) / (V An elution -V Ac elution) = 3.35 derived from the formula (17) However, as described above, the purity of Ac in the weakly adsorptive fraction is less than 95%, and the components to be purified are separated and purified with the desired purity. I can't.
なお、上記各実施例及び比較例では、ステップ(a1)に対応するサブステップにおいて、それらに続くステップ(b1)を実施する直前のサブステップとして、液循環工程(サブステップ(a−vi))を実施したものである。
一方、本発明者らは、ステップ(b1)を実施する直前において、上記液循環工程を実施しない形態(例えば、実施例1においてはステップ(a1)においてサブステップ(a−vi)を実施しない形態)についても実験を実施した(これらの形態は、ステップ(b1)を実施する直前の液循環工程を、ステップ(a1)における最初のサブステップ(a−i)に吸収させた形態である)。その結果、ステップ(b1)を実施する直前において、上記液循環工程を実施しない形態においても、上記各実施例及び比較例と等価な結果が得られることが明らかとなった。
これらの実験における運転条件を以下に示す。
In each of the above examples and comparative examples, in the sub-step corresponding to step (a1), the liquid circulation step (sub-step (a-vi)) is performed as a sub-step immediately before the subsequent step (b1) is performed. Has been implemented.
On the other hand, the present inventors do not carry out the liquid circulation step immediately before carrying out step (b1) (for example, the embodiment in which substep (a-vi) is not carried out in step (a1) in Example 1). Experiments were also conducted for these (these forms are the forms in which the liquid circulation step immediately before the execution of step (b1) is absorbed in the first sub-step (ai) in step (a1)). As a result, it was clarified that immediately before the step (b1) is performed, results equivalent to those of the above examples and comparative examples can be obtained even in the case where the liquid circulation step is not performed.
The operating conditions in these experiments are shown below.
実施例1と等価な結果が得られた運転条件は下記の通りである。 The operating conditions under which results equivalent to those of Example 1 were obtained are as follows.
比較例1と等価な結果が得られた運転条件は下記の通りである。 The operating conditions under which results equivalent to Comparative Example 1 were obtained are as follows.
比較例2と等価な結果が得られた運転条件は下記の通りである。 The operating conditions under which results equivalent to those of Comparative Example 2 were obtained are as follows.
比較例3と等価な結果が得られた運転条件は下記の通りである。 The operating conditions under which results equivalent to Comparative Example 3 were obtained are as follows.
100 循環系
10a、10b、10c、10d 単位充填塔(カラム)
Ab 吸着剤
R1、R2、R3、R4 遮断弁
2a、2b、2c、2d 弱吸着性画分抜出ライン
A1、A2、A3、A4 弱吸着性画分抜出弁
4a、4b、4c、4d 強吸着性画分抜出ライン
C1、C2、C3、C4 強吸着性画分抜出弁
T1、T2、T3、T4 逆止弁
1 配管
3 弱吸着性画分合流管
5 強吸着性画分合流管
6 原液タンク
7 原液
8 溶離液タンク
9 溶離液
11 原液供給ライン
11a、11b、11c、11d 原液供給分岐ライン
F1、F2、F3、F4 原液供給弁
12 溶離液供給ライン
12a、12b、12c、12d 溶離液供給分岐ライン
D1、D2、D3、D4 溶離液供給弁
P1 循環ポンプ
P2 原液供給ポンプ
P3 溶離液供給ポンプ
U、V リリーフ弁
100
Ab adsorbent R1, R2, R3, R4 Shut-off
Claims (5)
前記循環系は、前記配管に、原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D、及び強吸着性画分抜出口Cを、流体の流通方向に向けてこの順に有し、かつ、前記原液供給口Fと前記弱吸着性画分抜出口Aとの間、前記弱吸着性画分抜出口Aと前記溶離液供給口Dとの間、前記溶離液供給口Dと前記強吸着性画分抜出口Cとの間、及び前記強吸着性画分抜出口Cと前記原液供給口Fとの間には、少なくとも1つの前記単位充填塔が配設され、
前記クロマト分離方法は下記ステップ(a1)及び(b1)を順に繰り返すことを含み、かつ、前記ステップ(a1)を下記式(c1)及び(d1)を満たす条件で実施する、クロマト分離方法:
(a1)下記サブステップ(a−i)〜(a−v)をこの順に実施するステップ;
(a−i)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−ii)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iii)前記原液供給口Fから原液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iv)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−v)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記強吸着性画分抜出口Cから強吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(b1)前記ステップ(a1)終了後、前記原液供給口F、前記弱吸着性画分抜出口A、前記溶離液供給口D及び前記強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させるステップ。
(c1)成分Xの溶離体積>セクション1の積算流量
ここで、成分Xは、強吸着性画分に回収する成分であり、かつ、下記式(d1)を満たす成分である。
(d1)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量] A chromatographic separation method for separating and purifying components in a stock solution by a simulated moving bed method using a circulation system in which a plurality of unit packed towers packed with an adsorbent are connected in series and endlessly through a pipe,
The circulation system has a stock solution supply port F, a weakly adsorptive fraction extraction outlet A, an eluent supply port D, and a strong adsorptive fraction extraction outlet C in this order in the fluid flow direction. And between the stock solution supply port F and the weakly adsorbable fraction outlet A, between the weakly adsorbable fraction outlet A and the eluent supply port D, and the eluent supply port D. Between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and the stock solution supply port F, at least one unit packed tower is disposed,
The chromatographic separation method includes sequentially repeating the following steps (a1) and (b1), and the step (a1) is performed under conditions satisfying the following formulas (c1) and (d1):
(A1) A step of performing the following sub-steps (ai) to (av) in this order;
(Ai) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction;
(A-ii) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iii) a sub-step of supplying the stock solution from the stock solution supply port F and extracting the weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iv) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions;
(Av) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a strongly adsorbable fraction from the strong adsorbent fraction outlet C;
(B1) After completion of the step (a1), the stock solution supply port F, the weakly adsorptive fraction extraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction extraction port C are set to their relative positions. The step of moving toward the flow direction of the fluid while maintaining the positional relationship.
(C1) Elution volume of component X> Integrated flow rate of section 1 Here, component X is a component that is recovered in the strongly adsorbing fraction and satisfies the following formula (d1).
(D1) [2 × (the integrated flow rate in the sub-step (ai)) + the integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + the integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + the sub-step (a− iv) integrated flow rate] <[elution volume of component X] <[2 × (integrated flow rate of substep (ai)) + integrated flow rate of substep (a-iv) + substep (a -V) Integrated flow rate]
(a−vi)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ。
(d1’)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)] In the step (a1), the following substep (a-vi) is performed between the substep (av) and the step (b1), and the step (a1) is changed to the formula (d1). The chromatographic separation method according to claim 1, which is carried out under conditions satisfying the following formula (d1 ′) instead of
(A-vi) a sub-step in which the fluid in the circulation system is circulated without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions.
(D1 ′) [2 × (integrated flow rate in the sub-step (ai)) + integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + sub-step (a -Iv) integrated flow rate + 2 × (the integrated flow rate of the substep (a-vi))] <[elution volume of the component X] <[2 × (the integrated flow rate of the substep (ai)) + the above Integrated flow rate of sub-step (a-iv) + integrated flow rate of sub-step (av) + 2 × (integrated flow rate of sub-step (a-vi))]
前記循環系は、前記配管に、原液供給口F、弱吸着性画分抜出口A、溶離液供給口D、及び強吸着性画分抜出口Cを、流体の流通方向に向けてこの順に有し、かつ、前記原液供給口Fと前記弱吸着性画分抜出口Aとの間、前記弱吸着性画分抜出口Aと前記溶離液供給口Dとの間、前記溶離液供給口Dと前記強吸着性画分抜出口Cとの間、及び前記強吸着性画分抜出口Cと前記原液供給口Fとの間には、少なくとも1つの前記単位充填塔が配設され、
下記ステップ(a1)及び(b1)を順に繰り返す手段を含み、かつ、前記ステップ(a1)を下記式(c1)及び(d1)を満たす条件で実施する手段を含む、クロマト分離システム:
(a1)下記サブステップ(a−i)〜(a−v)をこの順に実施するステップ;
(a−i)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−ii)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iii)前記原液供給口Fから原液を供給すると共に、前記弱吸着性画分抜出口Aから弱吸着性画分を抜き出すサブステップ、
(a−iv)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ、
(a−v)前記溶離液供給口Dから溶離液を供給すると共に、前記強吸着性画分抜出口Cから強吸着性画分を抜き出すサブステップ。
(b1)前記ステップ(a1)終了後、前記原液供給口F、前記弱吸着性画分抜出口A、前記溶離液供給口D及び前記強吸着性画分抜出口Cを、これらの相対的な位置関係を保ったまま流体の流通方向に向けて移行させるステップ。
(c1)成分Xの溶離体積>セクション1の積算流量
ここで、成分Xは、強吸着性画分に回収する成分であり、かつ、下記式(d1)を満たす成分である。
(d1)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量] A chromatographic separation system that separates and purifies components in a stock solution by a simulated moving bed system using a circulation system in which a plurality of unit packed towers packed with an adsorbent are connected in series and endlessly via a pipe,
The circulation system has a stock solution supply port F, a weakly adsorptive fraction extraction outlet A, an eluent supply port D, and a strong adsorptive fraction extraction outlet C in this order in the fluid flow direction. And between the stock solution supply port F and the weakly adsorbable fraction outlet A, between the weakly adsorbable fraction outlet A and the eluent supply port D, and the eluent supply port D. Between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and between the strong adsorptive fraction extraction outlet C and the stock solution supply port F, at least one unit packed tower is disposed,
A chromatographic separation system comprising means for sequentially repeating the following steps (a1) and (b1), and means for carrying out the step (a1) under conditions satisfying the following formulas (c1) and (d1):
(A1) A step of performing the following sub-steps (ai) to (av) in this order;
(Ai) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strongly adsorbable fraction and the weakly adsorbable fraction;
(A-ii) a sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iii) a sub-step of supplying the stock solution from the stock solution supply port F and extracting the weakly adsorbable fraction from the weakly adsorbable fraction outlet A;
(A-iv) a sub-step of circulating the fluid in the circulation system without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions;
(Av) A sub-step of supplying an eluent from the eluent supply port D and extracting a strongly adsorbable fraction from the strong adsorbent fraction outlet C.
(B1) After completion of the step (a1), the stock solution supply port F, the weakly adsorptive fraction extraction outlet A, the eluent supply port D, and the strong adsorptive fraction extraction port C are set to their relative positions. The step of moving toward the flow direction of the fluid while maintaining the positional relationship.
(C1) Elution volume of component X> Integrated flow rate of section 1 Here, component X is a component that is recovered in the strongly adsorbing fraction and satisfies the following formula (d1).
(D1) [2 × (the integrated flow rate in the sub-step (ai)) + the integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + the integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + the sub-step (a− iv) integrated flow rate] <[elution volume of component X] <[2 × (integrated flow rate of substep (ai)) + integrated flow rate of substep (a-iv) + substep (a -V) Integrated flow rate]
(a−vi)原液及び溶離液の供給を行わず、かつ、強吸着性画分及び弱吸着性画分の抜き出しを行わずに、循環系内の流体を循環させるサブステップ。
(d1’)[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−ii)の積算流量+前記サブステップ(a−iii)の積算流量+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)]<[前記成分Xの溶離体積]<[2×(前記サブステップ(a−i)の積算流量)+前記サブステップ(a−iv)の積算流量+前記サブステップ(a−v)の積算流量+2×(前記サブステップ(a−vi)の積算流量)] The step (a1) performs the following substep (a-vi) between the substep (av) and the step (b1), and the step (a1) The chromatographic separation system according to claim 4, which is carried out under conditions satisfying the following formula (d1 ') instead of the formula (d1):
(A-vi) a sub-step in which the fluid in the circulation system is circulated without supplying the stock solution and the eluent and without extracting the strong and weakly adsorbable fractions.
(D1 ′) [2 × (integrated flow rate in the sub-step (ai)) + integrated flow rate in the sub-step (a-ii) + integrated flow rate in the sub-step (a-iii) + sub-step (a -Iv) integrated flow rate + 2 × (the integrated flow rate of the substep (a-vi))] <[elution volume of the component X] <[2 × (the integrated flow rate of the substep (ai)) + the above Integrated flow rate of sub-step (a-iv) + integrated flow rate of sub-step (av) + 2 × (integrated flow rate of sub-step (a-vi))]
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