JP2740780B2 - 擬似移動層装置 - Google Patents
擬似移動層装置Info
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- JP2740780B2 JP2740780B2 JP62235014A JP23501487A JP2740780B2 JP 2740780 B2 JP2740780 B2 JP 2740780B2 JP 62235014 A JP62235014 A JP 62235014A JP 23501487 A JP23501487 A JP 23501487A JP 2740780 B2 JP2740780 B2 JP 2740780B2
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/02—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor with moving adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1814—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns recycling of the fraction to be distributed
- B01D15/1821—Simulated moving beds
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- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は原液中に存在する３成分に対する分配係数が
それぞれ異なる２種類の充填材を充填した分離塔を交互
に配置することにより、３成分からなる原液から各成分
をそれぞれ分離することができる擬似移動層装置に関す
るものである。 ＜従来の技術＞ 従来からたとえば果糖とブドウ糖の混合原液から両者
を分離するために、あるいは蔗糖と塩類の混合原液から
両者を分離するために、クロマトグラフィーやイオン排
除の原理を応用した擬似移動層装置が用いられている。 このような従来の擬似移動層装置は、いずれも原液中
に存在する２成分に対する分配係数が相違する１種類の
充填材を用いるものである。 すなわちあらかじめ選定された前記１種類の充填材を
充填した分離塔を複数塔配置し、当該分離塔間を配管で
直列に連通するとともに、最後部の分離塔と最前部の分
離塔も配管で連通することによって、無端に連結した分
離塔群を形成し、また各分離塔の入口側あるいは出口側
に原液流入管、充填材に対して分配係数の小さい成分を
多く含む分離液（ラフィネート）流出管、溶離液流入
管、充填材に対して分配係数の大きい成分を多く含む分
離液（エクストラクトまたはプロダクト）流出管をそれ
ぞれ連通したもので、操作するにあたっては各分離塔間
に循環液流を形成するとともに、あらかじめ定めた原液
流入管およびその循環液流の下流側にそれぞれ順に位置
するあらかじめ定めたラフィネート流出管、溶離液流入
管、エクストラクト流出管を用いて各液の流入および流
出を行い、かつあらかじめ定めた時間毎に、各流入管お
よび流出管の位置を循環液流の下流側に向かって、１塔
毎に切り換えるものである。 このような従来の擬似移動層装置を用いることによ
り、たとえば果糖、ブドウ糖混合原液から両者を分離し
たり、あるいは蔗糖、塩類混合原液から両者を分離した
りするように、原液中に含まれる２成分の分離を固定層
や充填材そのものを実際に移動させる移動層と比較し
て、効率よくかつ安定して分離することができる。 しかしながら従来の擬似移動層装置は原液中の３成分
を各成分毎に分離することはできない。したがってこの
ような場合は、まず原液中の３成分の内、１成分と残り
の２成分との分離を行い、次いで残りの２成分をあらた
めて成分毎に分離せねばならず、これを擬似移動層装置
で行う場合は、結局２系統の擬似移動層装置を必要と
し、装置の設備費が高価となるとともに、操作も煩雑と
なる。さらに最初の原液に対して２回分離操作を行うの
であるから、すくなくとも３成分の内、２成分の分離液
の濃度は１回の分離操作で得られる分離液の濃度と比較
して希釈されてしまうという欠点を有している。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は従来の擬似移動層装置におけるかかる欠点に
鑑みてなされたものであり、１系統の擬似移動層装置に
よって３成分を含む原液から各成分を分離することがで
きる擬似移動層装置を提供することを目的とするもので
ある。 また本発明の他の目的は３成分を含む原液を１回の分
離操作によって分離することにより、可及的に濃度の濃
い各分離液が得られる擬似移動層装置を提供するもので
ある。 ＜問題点を解決するための手段＞ かかる目的を実現するためになされた本発明の擬似移
動層は、Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を含む原液から各成分
を分離する擬似移動層装置であって、各成分に対する分
配係数がＡ成分＜Ｂ成分＜Ｃ成分である第１充填材を充
填した分離塔と、前記分配係数がＡ成分＜Ｃ成分＜Ｂ成
分である第２充填材を充填した分離塔を、それぞれ交互
にすくなくとも４塔以上配置して、各塔を遮断弁を有す
る配管で直列に連結するとともに、最後部の分離塔と最
前部の分離塔も遮断弁を有する配管で連結することによ
って、無端に連結した分離塔群を形成し、各分離塔間に
原液流入管、展開液流入管、溶離液流入管および各成分
の分離液流出管をそれぞれ連通させたことを特徴とする
ものであり、また前記擬似移動層装置において、遮断弁
を有するバイパス管で各分離塔の流入側と流出側とを連
通させたものである。 以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第１図は分離塔を６塔用いる場合の本発明の実施態様
の一例である擬似移動層装置のフローを示す説明図であ
って、１、２、３、４、５、６はそれぞれ分離塔を示
し、分離塔２、４、６には原液に含まれるＡ成分、Ｂ成
分、Ｃ成分に対する分配係数が、Ａ成分＜Ｂ成分＜Ｃ成
分である第１充填材Ｉをそれぞれ充填するとともに、分
離塔１、３、５には前記分配係数がＡ成分＜Ｃ成分＜Ｂ
成分である第２充填材IIをそれぞれ充填する。 図中太線は各分離塔１ないし６を直列に無端に連結す
るための配管７であり、当該配管７には各塔の間の位置
にそれぞれ遮断弁８ないし13を付設し、また配管７中に
循環液流を形成させるための循環ポンプ14を設置する。
なお配管７に記載した矢印は循環液流の流れ方向を示し
ている。 15は原液流入管であって、各分岐管15aないし15fによ
って各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通する。 16は展開液流入管であって、各分岐管16aないし16fに
よって各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通す
る。 17は第１溶離液流入管であって、各分岐管17aないし1
7fによって各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通
する。 18は第２溶離液流入管であって、各分岐管18aないし1
8fによって各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通
する。 19はラフィネート流出管であって、各分岐管19aない
し19fによって各分離塔１ないし６の流出側の配管７に
連通する。 20は第１エクストラクト流出管であって、各分岐管20
aないし20fによって各分離塔１ないし６の流出側の配管
７に連通する。 21は第２エクストラクト流出管であって、各分岐管21
aないし21fによって各分離塔１ないし６の流出側の配管
７に連通する。 22、23、24、25、26、27はそれぞれ各分離塔１ないし
６の流入側と流出管を連通させたバイパス管であって、
28ないし33はバイパス管22ないし27に付設した遮断弁で
あり、34ないし75はそれぞれ弁を示す。 ＜作用＞ 次に本発明の擬似移動層装置の操作を以下に説明す
る。なお以下にのべる操作は、当該擬似移動層装置が定
常状態にある際の、任意に選定されたある時点からの操
作である。 すなわち遮断弁８および13を閉じるとともに、遮断弁
９、10、11、12を開口し、かつバイパス管22の遮断弁28
を開口し、循環ポンプ14を駆動することにより配管７お
よびバイパス管22を用いて分離塔２、３、４、５、６を
循環液流の内に入れ、分離塔１は循環液流から切り離
す。 このような状態においてＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を含
む原液を分離塔３（２ゾーン）の流入側に弁41を開口し
て原液流入管15から流入するとともに、展開液を分離塔
２（３ゾーン）の流入側に弁37を開口して展開液流入管
16から流入する。 このような操作により第２充填材II（分離塔３）、第
１充填材Ｉ（分離塔４）とで形成される２ゾーンにおい
て、第２充填材IIの部分が主に原液中のＢ成分が吸着さ
れ、Ａ成分およびＣ成分は展開液とともに分離塔４の第
１充填材Ｉに移行する。さらに２ゾーン中の第１充填材
Ｉでは主にＣ成分が吸着され、Ａ成分および展開液は２
ゾーンを出て一部は弁45を経てＡ成分を多く含むラフィ
ネートとしてラフィネート流出管19から流出させる。 一方分離塔１である４ゾーンにおいては、第２充填材
IIに主にＢ成分のみが吸着されているので、他の分離塔
が循環操作されている間に、弁51、53を開口して、第２
溶離液流入管18から第２溶離液を流入することによって
Ｂ成分を脱着し、Ｂ成分を多く含む第２溶離液（第２エ
クストラクト）を第２エクストラクト流出管21から流出
する。また分離塔５および６で形成される１ゾーンにお
いては前周期および前々周期に４ゾーンに位置していた
ためＢ成分およびＣ成分ともに脱着されているので、ど
の成分も吸着されておらず、したがって２ゾーンからの
流出液の一部を通過させることによりＡ成分が第２充填
材IIおよび第１充填材Ｉに吸着し濃縮される。 このプロセスを１周期とし、次の周期は、遮断弁９お
よび８を閉じるとともに、遮断弁10、11、12、13を開口
し、かつバイパス管23の遮断弁29を開口して、分離塔
１、３、４、５、６を循環液流の内に入れ、分離塔２を
循環液流から切り離す。そして原液の流入位置、ラフィ
ネートの流出位置および展開液の流入位置をそれぞれ１
塔づつ循環液流の下流側に移動させるとともに、この間
に分離塔２の脱着を行う。すなわち周期が変わることに
より第１図中の点線で示したごとく各ゾーンが１塔づつ
下流側に移り、分離塔２内の第１充填材ＩにはＣ成分が
吸着しているので弁56、弁58を開口して、第１溶離液流
入管17から第１溶離液を流入することによってＣ成分を
脱着し、Ｃ成分を多く含む第１溶離液（第１エクストラ
クト）を第１エクストラクト流出管20から流出する。 第１図に示した実施態様においては、各分離塔の流入
側と流出側に遮断弁を有するバイパス管を設け、４ゾー
ンに位置する各分離塔について第１溶離液あるいは第２
溶離液で吸着成分を脱着する際に、当該分離塔を循環液
流から切り離し、該当するバイパス管の遮断弁を開口す
ることにより、４ゾーンに位置する分離塔の前後におけ
る分離塔を当該バイパス管で連結して循環液流を形成し
たが、場合によっては当該バイパス管を省略することも
できる。 なおバイパス管を省略した場合は、１ゾーンの出口か
ら３ゾーンの入口側に流入すべき循環液に相当する液が
全て１ゾーンの出口側から系外に流出してしまうのでこ
の液に相当する液量だけ３ゾーンの入口から多量に展開
液を流入せねばならず、結果としてＡ成分の濃度が多少
希釈されることとなる。 したがってＡ成分を濃度の高い液として分離する場合
は、前記バイパス管を設置して１ゾーンの出口から得ら
れる液の一部を３ゾーンの入口側に循環することが望ま
しい。 さらに第１図に示した実施態様においては、各分離塔
への流入液および流出液の切り換えを各分離塔の流入側
および流出側に設けた各弁の切り換えで行っているが、
これに限らず、たとえばロータリー弁で行っても差し支
えない。 このように本発明の擬似移動層装置は原液中に存在す
る３成分に対する分配係数がそれぞれ異なる２種類の充
填材を充填した分離塔をそれぞれ交互に配置し、上述し
た操作を順に繰り返すことによって各成分をそれぞれ分
離するものであるが、上述したごとく分離塔を６塔用い
る場合は、１ゾーンにおいてはＡ成分の吸着濃縮が、２
ゾーンにおいてはＡ成分の脱着とＢ成分およびＣ成分の
分離が、また３ゾーンにおいてはＢ成分およびＣ成分の
濃縮が交互に行われ、さらに４ゾーンにおいてはＢ成分
あるいはＣ成分の脱着が交互に行われるものである。 なお本発明において原液中のＡ成分すなわち第１充填
材Ｉおよび第２充填材IIに対して、いずれもその分配係
数の小さい成分の濃縮を必要としない場合は、１ゾーン
を削除してよく、したがってこの場合は分離塔を４塔と
することができる。 本発明に用いる充填材としては原液中に存在するＡ成
分、Ｂ成分、Ｃ成分に対する分配係数がＡ成分＜Ｂ成分
＜Ｃ成分である第１充填材と、前記分配係数がＡ成分＜
Ｃ成分＜Ｂ成分である第２充填材であるごとく、Ａ成分
に対してはいずれもその分配係数は小さいが、Ｂ成分お
よびＣ成分についてはその分配係数が逆転しているよう
な２種類の充填材を用いる必要があり、原液中に含まれ
ている３成分に対して上述のような関係にある充填材、
たとえばイオン交換樹脂、イオン遅滞樹脂、シリカゲ
ル、ゼオライト系吸着剤、活性炭、他の天然、合成吸着
体などからその目的に応じた２種類の充填剤を選定すれ
ばよく、また充填材の形状は粉末、粒状、繊維状など各
種のものを用いることができる。 また本発明に用いる展開液は通常原液中の各成分を溶
かしている溶媒と同一のものを使用し、たとえば原液が
水溶液であれば水を用いる。 また本発明に用いるそれぞれの溶離液はそれぞれの充
填材に吸着したＢ成分あるいはＣ成分を脱着できる液を
用い、水、酸、アルカリ水溶液、塩類水溶液、アルコー
ル等の有機溶媒等から適当なものを選定する。なおＢ成
分とＣ成分を脱着する際に両者ともに同一の溶離液を用
いることもでき、あるいは同一の溶離鍵でも温度が異な
る溶離液を用いることもでき、あるいは種類の異なる溶
離液を用いることもできる。このようにＢ成分あるいは
Ｃ成分を脱着するのに最も適した溶離液を用いることが
でき、種類の異なる溶離液を用いることができるところ
も本発明の擬似移動層装置の利点のひとつに挙げられ
る。なお分離しようとする各成分の組成によっては展開
液、第１溶離液、第２溶離液ともに水などの同一の液を
用いることも勿論可能である。 なお原液に含まれるＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分として
は、それぞれ単一の各成分に限定されるものでなく、分
配係数が近似している成分同志をひとまとめにして成分
群とし、たとえばＡ成分群とＢ成分（単独成分）、Ｃ成
分（単独成分）、あるいはＡ成分群、Ｂ成分群、Ｃ成分
（単独成分）、あるいはＡ成分群、Ｂ成分群、Ｃ成分群
などに分離することも本発明の技術範囲に含まれる。 ＜効果＞ 以上説明したごとく本発明の擬似移動層装置によれ
ば、原液中に含まれる３成分を１系統の擬似移動層装置
でそれぞれに分離することができるので、従来のように
２系統の分離装置を用いる必要がなく、したがって装置
の設備費を安価とすることができ、操作を簡略化するこ
とが可能となる。 また１回の分離操作で３成分をそれぞれ分離すること
ができるので、充填材を用いる分離操作で１回行う毎に
必然的に増える希釈を最少限度にすることができ、濃度
の濃い各成分の分離液を得ることができる。 以下に本発明の効果をより明確とするため、本発明の
実施例を説明する。 実施例 デキストリンとグルコースと塩化ナトリウムの３成分
を含む原液を用いて本発明の擬似移動層装置によって各
成分を分離した。 （１）原液組成 デキストリン、グルコース、塩化ナトリウムそれぞれ
１重量％水溶液 （２）使用充填材 第１充填材；強酸性カチオン交換樹脂アンバーライト
（登録商標）HFS−471X 第２充填材；イオン遅滞樹脂ダウエックス（登録商
標）11A−８ （３）両充填材の各成分の分配係数 第１表に示した。 （４）使用した擬似移動層装置 31.4mlの第１充填材を充填した直径15mm、長さ180mm
（充填層高178mm）のカラムと、31.4mlの第２充填材を
充填した直径15mm、長さ180mm（充填層高178mm）のカラ
ムをそれぞれ交互に全体で４本直列に配置し（第１図に
おける１ゾーンを削除したもの）、それぞれのカラムの
流入側および流出側に原液、展開液、溶離液の各液の流
入管および流出管を付設した。 （５）操作 第１図で参照される１ゾーンの部分を削除し、かつ各
分離塔の流入側と流出側とを連通するバイパス管を削除
して４塔式の擬似移動層として操作した。 すなわち第１図における２ゾーンの空塔速度を0.96cm
/min、３ゾーンの空塔速度を0.91cm/min、４ゾーンの空
塔速度を充填材が第１充填材の場合は0.85cm/min、充填
材が第２充填材の場合は1.15cm/minとした。 また原液の流入量を0.09ml/minとし、展開液および両
充填材の溶離液ともに水を用い、展開液の流入量を1.6m
l/min、第１充填材に対する溶離液の流入量を1.5ml/mi
n、第２充填材に対する溶離液の流入量を2.0ml/minと
し、各カラムの切り換え周期を10分とした。 （６）結果 以上の操作を行った結果、４ゾーンから流出されるエ
クストラクトはグルコースに富む流出液と、塩化ナトリ
ウムに富む流出液が交互に流出し、また２ゾーンから流
出されるラフィネートはデキストリンに富む流出液が流
出した。 これらの各流出液の各成分濃度の操作開始から定常状
態に至るまでの変化を第２図および第３図に示した。な
おグルコース濃度はグルコスタット法で、デキストリン
濃度はフェノール硫酸法で、塩化ナトリウム濃度は電気
伝導度からそれぞれ定量した。
それぞれ異なる２種類の充填材を充填した分離塔を交互
に配置することにより、３成分からなる原液から各成分
をそれぞれ分離することができる擬似移動層装置に関す
るものである。 ＜従来の技術＞ 従来からたとえば果糖とブドウ糖の混合原液から両者
を分離するために、あるいは蔗糖と塩類の混合原液から
両者を分離するために、クロマトグラフィーやイオン排
除の原理を応用した擬似移動層装置が用いられている。 このような従来の擬似移動層装置は、いずれも原液中
に存在する２成分に対する分配係数が相違する１種類の
充填材を用いるものである。 すなわちあらかじめ選定された前記１種類の充填材を
充填した分離塔を複数塔配置し、当該分離塔間を配管で
直列に連通するとともに、最後部の分離塔と最前部の分
離塔も配管で連通することによって、無端に連結した分
離塔群を形成し、また各分離塔の入口側あるいは出口側
に原液流入管、充填材に対して分配係数の小さい成分を
多く含む分離液（ラフィネート）流出管、溶離液流入
管、充填材に対して分配係数の大きい成分を多く含む分
離液（エクストラクトまたはプロダクト）流出管をそれ
ぞれ連通したもので、操作するにあたっては各分離塔間
に循環液流を形成するとともに、あらかじめ定めた原液
流入管およびその循環液流の下流側にそれぞれ順に位置
するあらかじめ定めたラフィネート流出管、溶離液流入
管、エクストラクト流出管を用いて各液の流入および流
出を行い、かつあらかじめ定めた時間毎に、各流入管お
よび流出管の位置を循環液流の下流側に向かって、１塔
毎に切り換えるものである。 このような従来の擬似移動層装置を用いることによ
り、たとえば果糖、ブドウ糖混合原液から両者を分離し
たり、あるいは蔗糖、塩類混合原液から両者を分離した
りするように、原液中に含まれる２成分の分離を固定層
や充填材そのものを実際に移動させる移動層と比較し
て、効率よくかつ安定して分離することができる。 しかしながら従来の擬似移動層装置は原液中の３成分
を各成分毎に分離することはできない。したがってこの
ような場合は、まず原液中の３成分の内、１成分と残り
の２成分との分離を行い、次いで残りの２成分をあらた
めて成分毎に分離せねばならず、これを擬似移動層装置
で行う場合は、結局２系統の擬似移動層装置を必要と
し、装置の設備費が高価となるとともに、操作も煩雑と
なる。さらに最初の原液に対して２回分離操作を行うの
であるから、すくなくとも３成分の内、２成分の分離液
の濃度は１回の分離操作で得られる分離液の濃度と比較
して希釈されてしまうという欠点を有している。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は従来の擬似移動層装置におけるかかる欠点に
鑑みてなされたものであり、１系統の擬似移動層装置に
よって３成分を含む原液から各成分を分離することがで
きる擬似移動層装置を提供することを目的とするもので
ある。 また本発明の他の目的は３成分を含む原液を１回の分
離操作によって分離することにより、可及的に濃度の濃
い各分離液が得られる擬似移動層装置を提供するもので
ある。 ＜問題点を解決するための手段＞ かかる目的を実現するためになされた本発明の擬似移
動層は、Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を含む原液から各成分
を分離する擬似移動層装置であって、各成分に対する分
配係数がＡ成分＜Ｂ成分＜Ｃ成分である第１充填材を充
填した分離塔と、前記分配係数がＡ成分＜Ｃ成分＜Ｂ成
分である第２充填材を充填した分離塔を、それぞれ交互
にすくなくとも４塔以上配置して、各塔を遮断弁を有す
る配管で直列に連結するとともに、最後部の分離塔と最
前部の分離塔も遮断弁を有する配管で連結することによ
って、無端に連結した分離塔群を形成し、各分離塔間に
原液流入管、展開液流入管、溶離液流入管および各成分
の分離液流出管をそれぞれ連通させたことを特徴とする
ものであり、また前記擬似移動層装置において、遮断弁
を有するバイパス管で各分離塔の流入側と流出側とを連
通させたものである。 以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第１図は分離塔を６塔用いる場合の本発明の実施態様
の一例である擬似移動層装置のフローを示す説明図であ
って、１、２、３、４、５、６はそれぞれ分離塔を示
し、分離塔２、４、６には原液に含まれるＡ成分、Ｂ成
分、Ｃ成分に対する分配係数が、Ａ成分＜Ｂ成分＜Ｃ成
分である第１充填材Ｉをそれぞれ充填するとともに、分
離塔１、３、５には前記分配係数がＡ成分＜Ｃ成分＜Ｂ
成分である第２充填材IIをそれぞれ充填する。 図中太線は各分離塔１ないし６を直列に無端に連結す
るための配管７であり、当該配管７には各塔の間の位置
にそれぞれ遮断弁８ないし13を付設し、また配管７中に
循環液流を形成させるための循環ポンプ14を設置する。
なお配管７に記載した矢印は循環液流の流れ方向を示し
ている。 15は原液流入管であって、各分岐管15aないし15fによ
って各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通する。 16は展開液流入管であって、各分岐管16aないし16fに
よって各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通す
る。 17は第１溶離液流入管であって、各分岐管17aないし1
7fによって各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通
する。 18は第２溶離液流入管であって、各分岐管18aないし1
8fによって各分離塔１ないし６の流入側の配管７に連通
する。 19はラフィネート流出管であって、各分岐管19aない
し19fによって各分離塔１ないし６の流出側の配管７に
連通する。 20は第１エクストラクト流出管であって、各分岐管20
aないし20fによって各分離塔１ないし６の流出側の配管
７に連通する。 21は第２エクストラクト流出管であって、各分岐管21
aないし21fによって各分離塔１ないし６の流出側の配管
７に連通する。 22、23、24、25、26、27はそれぞれ各分離塔１ないし
６の流入側と流出管を連通させたバイパス管であって、
28ないし33はバイパス管22ないし27に付設した遮断弁で
あり、34ないし75はそれぞれ弁を示す。 ＜作用＞ 次に本発明の擬似移動層装置の操作を以下に説明す
る。なお以下にのべる操作は、当該擬似移動層装置が定
常状態にある際の、任意に選定されたある時点からの操
作である。 すなわち遮断弁８および13を閉じるとともに、遮断弁
９、10、11、12を開口し、かつバイパス管22の遮断弁28
を開口し、循環ポンプ14を駆動することにより配管７お
よびバイパス管22を用いて分離塔２、３、４、５、６を
循環液流の内に入れ、分離塔１は循環液流から切り離
す。 このような状態においてＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を含
む原液を分離塔３（２ゾーン）の流入側に弁41を開口し
て原液流入管15から流入するとともに、展開液を分離塔
２（３ゾーン）の流入側に弁37を開口して展開液流入管
16から流入する。 このような操作により第２充填材II（分離塔３）、第
１充填材Ｉ（分離塔４）とで形成される２ゾーンにおい
て、第２充填材IIの部分が主に原液中のＢ成分が吸着さ
れ、Ａ成分およびＣ成分は展開液とともに分離塔４の第
１充填材Ｉに移行する。さらに２ゾーン中の第１充填材
Ｉでは主にＣ成分が吸着され、Ａ成分および展開液は２
ゾーンを出て一部は弁45を経てＡ成分を多く含むラフィ
ネートとしてラフィネート流出管19から流出させる。 一方分離塔１である４ゾーンにおいては、第２充填材
IIに主にＢ成分のみが吸着されているので、他の分離塔
が循環操作されている間に、弁51、53を開口して、第２
溶離液流入管18から第２溶離液を流入することによって
Ｂ成分を脱着し、Ｂ成分を多く含む第２溶離液（第２エ
クストラクト）を第２エクストラクト流出管21から流出
する。また分離塔５および６で形成される１ゾーンにお
いては前周期および前々周期に４ゾーンに位置していた
ためＢ成分およびＣ成分ともに脱着されているので、ど
の成分も吸着されておらず、したがって２ゾーンからの
流出液の一部を通過させることによりＡ成分が第２充填
材IIおよび第１充填材Ｉに吸着し濃縮される。 このプロセスを１周期とし、次の周期は、遮断弁９お
よび８を閉じるとともに、遮断弁10、11、12、13を開口
し、かつバイパス管23の遮断弁29を開口して、分離塔
１、３、４、５、６を循環液流の内に入れ、分離塔２を
循環液流から切り離す。そして原液の流入位置、ラフィ
ネートの流出位置および展開液の流入位置をそれぞれ１
塔づつ循環液流の下流側に移動させるとともに、この間
に分離塔２の脱着を行う。すなわち周期が変わることに
より第１図中の点線で示したごとく各ゾーンが１塔づつ
下流側に移り、分離塔２内の第１充填材ＩにはＣ成分が
吸着しているので弁56、弁58を開口して、第１溶離液流
入管17から第１溶離液を流入することによってＣ成分を
脱着し、Ｃ成分を多く含む第１溶離液（第１エクストラ
クト）を第１エクストラクト流出管20から流出する。 第１図に示した実施態様においては、各分離塔の流入
側と流出側に遮断弁を有するバイパス管を設け、４ゾー
ンに位置する各分離塔について第１溶離液あるいは第２
溶離液で吸着成分を脱着する際に、当該分離塔を循環液
流から切り離し、該当するバイパス管の遮断弁を開口す
ることにより、４ゾーンに位置する分離塔の前後におけ
る分離塔を当該バイパス管で連結して循環液流を形成し
たが、場合によっては当該バイパス管を省略することも
できる。 なおバイパス管を省略した場合は、１ゾーンの出口か
ら３ゾーンの入口側に流入すべき循環液に相当する液が
全て１ゾーンの出口側から系外に流出してしまうのでこ
の液に相当する液量だけ３ゾーンの入口から多量に展開
液を流入せねばならず、結果としてＡ成分の濃度が多少
希釈されることとなる。 したがってＡ成分を濃度の高い液として分離する場合
は、前記バイパス管を設置して１ゾーンの出口から得ら
れる液の一部を３ゾーンの入口側に循環することが望ま
しい。 さらに第１図に示した実施態様においては、各分離塔
への流入液および流出液の切り換えを各分離塔の流入側
および流出側に設けた各弁の切り換えで行っているが、
これに限らず、たとえばロータリー弁で行っても差し支
えない。 このように本発明の擬似移動層装置は原液中に存在す
る３成分に対する分配係数がそれぞれ異なる２種類の充
填材を充填した分離塔をそれぞれ交互に配置し、上述し
た操作を順に繰り返すことによって各成分をそれぞれ分
離するものであるが、上述したごとく分離塔を６塔用い
る場合は、１ゾーンにおいてはＡ成分の吸着濃縮が、２
ゾーンにおいてはＡ成分の脱着とＢ成分およびＣ成分の
分離が、また３ゾーンにおいてはＢ成分およびＣ成分の
濃縮が交互に行われ、さらに４ゾーンにおいてはＢ成分
あるいはＣ成分の脱着が交互に行われるものである。 なお本発明において原液中のＡ成分すなわち第１充填
材Ｉおよび第２充填材IIに対して、いずれもその分配係
数の小さい成分の濃縮を必要としない場合は、１ゾーン
を削除してよく、したがってこの場合は分離塔を４塔と
することができる。 本発明に用いる充填材としては原液中に存在するＡ成
分、Ｂ成分、Ｃ成分に対する分配係数がＡ成分＜Ｂ成分
＜Ｃ成分である第１充填材と、前記分配係数がＡ成分＜
Ｃ成分＜Ｂ成分である第２充填材であるごとく、Ａ成分
に対してはいずれもその分配係数は小さいが、Ｂ成分お
よびＣ成分についてはその分配係数が逆転しているよう
な２種類の充填材を用いる必要があり、原液中に含まれ
ている３成分に対して上述のような関係にある充填材、
たとえばイオン交換樹脂、イオン遅滞樹脂、シリカゲ
ル、ゼオライト系吸着剤、活性炭、他の天然、合成吸着
体などからその目的に応じた２種類の充填剤を選定すれ
ばよく、また充填材の形状は粉末、粒状、繊維状など各
種のものを用いることができる。 また本発明に用いる展開液は通常原液中の各成分を溶
かしている溶媒と同一のものを使用し、たとえば原液が
水溶液であれば水を用いる。 また本発明に用いるそれぞれの溶離液はそれぞれの充
填材に吸着したＢ成分あるいはＣ成分を脱着できる液を
用い、水、酸、アルカリ水溶液、塩類水溶液、アルコー
ル等の有機溶媒等から適当なものを選定する。なおＢ成
分とＣ成分を脱着する際に両者ともに同一の溶離液を用
いることもでき、あるいは同一の溶離鍵でも温度が異な
る溶離液を用いることもでき、あるいは種類の異なる溶
離液を用いることもできる。このようにＢ成分あるいは
Ｃ成分を脱着するのに最も適した溶離液を用いることが
でき、種類の異なる溶離液を用いることができるところ
も本発明の擬似移動層装置の利点のひとつに挙げられ
る。なお分離しようとする各成分の組成によっては展開
液、第１溶離液、第２溶離液ともに水などの同一の液を
用いることも勿論可能である。 なお原液に含まれるＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分として
は、それぞれ単一の各成分に限定されるものでなく、分
配係数が近似している成分同志をひとまとめにして成分
群とし、たとえばＡ成分群とＢ成分（単独成分）、Ｃ成
分（単独成分）、あるいはＡ成分群、Ｂ成分群、Ｃ成分
（単独成分）、あるいはＡ成分群、Ｂ成分群、Ｃ成分群
などに分離することも本発明の技術範囲に含まれる。 ＜効果＞ 以上説明したごとく本発明の擬似移動層装置によれ
ば、原液中に含まれる３成分を１系統の擬似移動層装置
でそれぞれに分離することができるので、従来のように
２系統の分離装置を用いる必要がなく、したがって装置
の設備費を安価とすることができ、操作を簡略化するこ
とが可能となる。 また１回の分離操作で３成分をそれぞれ分離すること
ができるので、充填材を用いる分離操作で１回行う毎に
必然的に増える希釈を最少限度にすることができ、濃度
の濃い各成分の分離液を得ることができる。 以下に本発明の効果をより明確とするため、本発明の
実施例を説明する。 実施例 デキストリンとグルコースと塩化ナトリウムの３成分
を含む原液を用いて本発明の擬似移動層装置によって各
成分を分離した。 （１）原液組成 デキストリン、グルコース、塩化ナトリウムそれぞれ
１重量％水溶液 （２）使用充填材 第１充填材；強酸性カチオン交換樹脂アンバーライト
（登録商標）HFS−471X 第２充填材；イオン遅滞樹脂ダウエックス（登録商
標）11A−８ （３）両充填材の各成分の分配係数 第１表に示した。 （４）使用した擬似移動層装置 31.4mlの第１充填材を充填した直径15mm、長さ180mm
（充填層高178mm）のカラムと、31.4mlの第２充填材を
充填した直径15mm、長さ180mm（充填層高178mm）のカラ
ムをそれぞれ交互に全体で４本直列に配置し（第１図に
おける１ゾーンを削除したもの）、それぞれのカラムの
流入側および流出側に原液、展開液、溶離液の各液の流
入管および流出管を付設した。 （５）操作 第１図で参照される１ゾーンの部分を削除し、かつ各
分離塔の流入側と流出側とを連通するバイパス管を削除
して４塔式の擬似移動層として操作した。 すなわち第１図における２ゾーンの空塔速度を0.96cm
/min、３ゾーンの空塔速度を0.91cm/min、４ゾーンの空
塔速度を充填材が第１充填材の場合は0.85cm/min、充填
材が第２充填材の場合は1.15cm/minとした。 また原液の流入量を0.09ml/minとし、展開液および両
充填材の溶離液ともに水を用い、展開液の流入量を1.6m
l/min、第１充填材に対する溶離液の流入量を1.5ml/mi
n、第２充填材に対する溶離液の流入量を2.0ml/minと
し、各カラムの切り換え周期を10分とした。 （６）結果 以上の操作を行った結果、４ゾーンから流出されるエ
クストラクトはグルコースに富む流出液と、塩化ナトリ
ウムに富む流出液が交互に流出し、また２ゾーンから流
出されるラフィネートはデキストリンに富む流出液が流
出した。 これらの各流出液の各成分濃度の操作開始から定常状
態に至るまでの変化を第２図および第３図に示した。な
おグルコース濃度はグルコスタット法で、デキストリン
濃度はフェノール硫酸法で、塩化ナトリウム濃度は電気
伝導度からそれぞれ定量した。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施態様の一例である擬似移動層装置
のフローを示す説明図であり、第２図および第３図は実
施例における結果を示すグラフで、第２図はエクストラ
クトにおける各成分の濃度の経時変化を示し、第３図は
ラフィネートにおける各成分の濃度の経時変化を示し、
両グラフともに縦軸に濃度を、横軸に時間を表す。 １、２、３、４、５、６……分離塔 ７……配管 ８、９、10、11、12、13、28、29、30、31、32、33……
遮断弁 14……循環ポンプ、15……原液流入管 16……展開液流入管、17……第１溶離液流入管 18……第２溶離液流入管 19……ラフィネート流出管 20……第１エクストラクト流出管 21……第２エクストラクト流出管 22、23、24、25、26、27……バイパス管、34ないし75…
…弁 Ｉ……第１充填材、II……第２充填材
のフローを示す説明図であり、第２図および第３図は実
施例における結果を示すグラフで、第２図はエクストラ
クトにおける各成分の濃度の経時変化を示し、第３図は
ラフィネートにおける各成分の濃度の経時変化を示し、
両グラフともに縦軸に濃度を、横軸に時間を表す。 １、２、３、４、５、６……分離塔 ７……配管 ８、９、10、11、12、13、28、29、30、31、32、33……
遮断弁 14……循環ポンプ、15……原液流入管 16……展開液流入管、17……第１溶離液流入管 18……第２溶離液流入管 19……ラフィネート流出管 20……第１エクストラクト流出管 21……第２エクストラクト流出管 22、23、24、25、26、27……バイパス管、34ないし75…
…弁 Ｉ……第１充填材、II……第２充填材
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を含む原液から各成分を分
離する擬似移動層装置であって、各成分に対する分配係
数がＡ成分＜Ｂ成分＜Ｃ成分である第１充填材を充填し
た分離塔と、前記分配係数がＡ成分＜Ｃ成分＜Ｂ成分で
ある第２充填材を充填した分離塔を、それぞれ交互にす
くなくとも４塔以上配置して、各塔を遮断弁を有する配
管で直列に連結するとともに、最後部の分離塔と最前部
の分離塔も遮断弁を有する配管で連結することによっ
て、無端に連結した分離塔群を形成し、各分離塔間に原
液流入管、展開液流入管、溶離液流入管および各成分の
分離液流出管をそれぞれ連通したことを特徴とする擬似
移動層装置。 ２．遮断弁を有するバイパス管で各分離塔の流入側と流
出側とを連通させた特許請求の範囲第１項記載の擬似移
動層装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235014A JP2740780B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 擬似移動層装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235014A JP2740780B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 擬似移動層装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6480409A JPS6480409A (en) | 1989-03-27 |
| JP2740780B2 true JP2740780B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=16979793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62235014A Expired - Lifetime JP2740780B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 擬似移動層装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740780B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6013639B1 (ja) * | 2016-05-20 | 2016-10-25 | フィトファーマ株式会社 | 多成分を３以上の画分に分離するクロマト分離方法および装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198120A (en) * | 1989-12-26 | 1993-03-30 | Japan Organo Co., Ltd. | Process for fractional separation of multi-component fluid mixture |
| FI86440C (fi) | 1990-01-15 | 1992-08-25 | Cultor Oy | Foerfarande foer samtidig framstaellning av xylitol och etanol. |
| US7109005B2 (en) | 1990-01-15 | 2006-09-19 | Danisco Sweeteners Oy | Process for the simultaneous production of xylitol and ethanol |
| US6331250B1 (en) | 1997-09-22 | 2001-12-18 | Organo Corporation | Method and equipment for chromatographic separation |
| JP3478325B2 (ja) | 1997-12-25 | 2003-12-15 | オルガノ株式会社 | クロマト分離方法 |
| FI114553B (fi) * | 2001-12-31 | 2004-11-15 | Danisco Sweeteners Oy | Menetelmä sokereiden ottamiseksi talteen |
-
1987
- 1987-09-21 JP JP62235014A patent/JP2740780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6013639B1 (ja) * | 2016-05-20 | 2016-10-25 | フィトファーマ株式会社 | 多成分を３以上の画分に分離するクロマト分離方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6480409A (en) | 1989-03-27 |
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