JPH04168357A - プロセス液体クロマトグラフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は化学工業のプロセスラインなどに接続され、プ
ロセス側からオンラインで試料を採取して分析すること
のできるプロセス液体クロマトグラフに関するものであ
る。

（従来の技術） プロセス液体クロマトグラフを実現しようとすれば、プ
ロセス側から試料を採取して液体クロマトグラフに導入
する試料導入部として、試料を液体クロマトグラフで分
析するのに適当で、かつ試料濃度と検出値との間に直線
関係の得られる濃度範囲にまで希釈する機能を備える必
要がある。そのような希釈機能を備えた試料導入部を備
えたプロセス液体クロマトグラフとしては、第３図に示
されるような系が考えられる。

第３図で、２はプロセスラインの反応器であり、反応器
２の試料４は試料ポンプ６でミキサー８へ送られる。ミ
キサー８には試料を希釈液１２で希釈するために希釈液
ポンプ１０が接続されている。

ミキサー８で希釈された試料を採取して液体クロマドグ
ラフに注入するために、計量ループ１４を備えたインジ
ェクタ１６が設けられている。インジェクタ１６は例え
ば六方切換え弁穴であり、計量ループ１４に採取された
試料はインジェクタ１６の切換えにより分析部である高
速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）に注入される。１８
はインジェクタ１６を経て溶離液２０を供給する溶離液
ポンプ、２２はカラム、２４は検出器である。ミキサー
８を経てインジェクタ１６に供給され、採取されなかっ
た試料はドレイン１７へ排出される。

（発明が解決しようとする課題） ミキサー８における試料の希釈倍率は試料ポンプ６の流
量と希釈液ポンプ１０の流量の比で決まる。試料ポンプ
６の流量は試料の代表性を考慮するとある程度大きな流
量にする必要があり、例えば１ｍＡ／分程度に設定され
る。いま、例として試料を１００倍に希釈する場合を考
えると、試料ポンプ６の流量を１ｍＱ／分に設定すると
すれば、希釈液ポンプ１０の流量は１００ｍＱ／分に設
定しなければならなくなる。しかし、このような大型ポ
ンプは高価であり、希釈液の消費量も多くなる問題があ
る。その結果、１００倍以上の希釈は装置コストや維持
費の面から困難である。

また、試料ポンプ６及び希釈液ポンプ１０の流量精度が
希釈倍率に直接影響するので、高精度で信頼性の高いポ
ンプを使用する必要がある。この点でも装置コストが高
くなる。

１台の液体クロマトグラフで測定できる濃度範囲には制
約がある。そのため、複数の試料を測定する場合に、一
定の希釈倍率に設定されている希釈装置では試料によっ
てはその希釈された結果の試料が液体クロマトグラフの
適当な測定範囲に入ってこない場合がある。そのため、
複数の試料を測定しようとすれば複数台の液体クロマト
グラフを使用する必要があり、１つの試料当たりの設備
費が高価になる問題がある。

本発明は希釈液ポンプを小型で低価格なものにすること
ができ、ポンプの流量精度が希釈倍率に直接影響しない
ようにして、信頼性が高く、安定性も高く、かつ希釈倍
率を複数段階で変更することのできる希釈装置を備えた
プロセス液体クロマトグラフを提供することを目的とす
るものである。

本発明はまた、複数の試料を１台の液体クロマトグラフ
で測定することのできるプロセス液体クロマトグラフを
提供することを目的とするものである。

（作用） 計量ループで採取された試料は切換え弁により選択され
たミキサーへ希釈液とともに送られて希釈される。計量
ループの容積は一定であるが、複数のミキサーの容積は
互いに異なっている。希釈倍率は計量ループの容積とミ
キサーの容積との容積比で決まるため、切換え弁を切り
換えることにより複数の希釈倍率の１つが選択される。

試料導入部に複数のプロセスラインが試料導入弁を介し
て接続されているときは、その試料導入弁の選択により
選択されたプロセスラインの試料が試料導入部に導入さ
れ、ミキサーと希釈液ポンプの流量もそれに応じて選択
されて試料に対応した適当な希釈倍率になるように希釈
されて分析部に導かれる。

（実施例） 第１図は一実施例を表わし、第２図は第１図のプロセス
液体クロマトグラフに試料が導入される複数のプロセス
ラインのうちの１つを表わしている。分析部である高速
液体クロマトグラフは第３図のものと同じであるので、
同じ記号を使用する。

第２図において、プロセスラインのパイプ３０をプロセ
ス流体３１が流れており、プロセス流体はパイプ３０か
ら分岐した流路に設けられた試料ポンプ３２で流路３４
へ取り出され、流路３４からのプロセス流体は再びプロ
セスラインのパイプ３０へ戻る循環流路を構成している
。流路３４には分岐した流路３５が設けられ、流路３５
は試料導入弁３６を経て第１図のプロセス液体クロマト
グラフの試料導入部に接続されている。

第１図の実施例では一例として４つのプロセスラインの
試料を測定できるように、第２図に示されているプロセ
スライン４個がそれぞれの試料導入弁３６−１〜３６−
４を介して単一のプロセス液体クロマトグラフに接続さ
れている。

試料導入部では試料導入弁３６−１〜３６−４は希釈の
ためのサンプリング弁３８に接続されている。サンプリ
ング弁３８は六方切換え弁穴であり、計量ループ４０を
備えている。サンプリング弁３８には試料を希釈液と混
合する容積の異なる複数種類、例えば３種類のミキサー
４２−１〜４２−３が切換え弁４４を介して接続され、
またサンプリング弁３８には希釈液４６をサンプリング
弁３８から切換え弁４４を経ていずれかのミキサー４２
−１〜４２−３に供給する希釈液ポンプ４８も接続され
ている。ミキサー４２−１の容積は例えば２ｍΩ、ミキ
サー４２−２の容積は例えば０　、４　ｍ　Ｑ、４２−
３の容積はそれ以外の容積とし、サンプリング弁の計量
ループ４ｏの容積を例えば２０μＱとする。

ミキサー４２−１〜４２−３の出口は高速液体クロマト
グラフのインジェクタ１６に接続されている。インジェ
クタ１６は六方切換え弁穴であり、計量ループ１４を備
えている。いずれかのミキサー４２−１〜４２−３から
インジェクタ１６に供給された試料でカラム２２に注入
されない試料はドレイン１７へ排出される。インジェク
タ１６には高速液体クロマトグラフに溶離液２０を供給
する溶離液ポンプ１８及びカラム２２が接続されている
。２４は検出器、２６はデータ処理装置である。

５０はコントローラであり、試料導入弁３６−１〜３６
−４の切換え、サンプリング弁３８の切換え、切換え弁
４４の切換え、希釈液ポンプ４８の動作、インジェクタ
１６の切換え動作などを制御し、データ処理装置２６の
測定データを取り込む。

次に、本実施例の動作について説明する。

最初、サンプリング弁３８は実線の流路に設定され、イ
ンジェクタ１６も実線の流路に設定されているものとす
る。

各プロセスラインからそれぞれの循環流路３４を経て試
料導入弁３６−１〜３６−４の近くまで試料が引き込ま
れている。

まず、第１番目の試料を測定する。試料導入弁３６−１
を開き、サンプリング弁３８を破線の流路に切り換える
。１番目の試料が計量ループ４゜に満たされると、サン
プリング弁３８を実線の流路に切り換える。これと同期
して切換え弁４４がミキサー４２−１を選択するように
設定する。希釈液ポンプ４８を作動させ、希釈液４６を
計量ループ４０で採取された１番目の試料とともに切換
え弁４４からミキサー４２−１に送り込む。インジェク
タ１６が実線の流路に設定されているので、ミキサー４
２−１で希釈された試料は計量ループ１４を通りドレイ
ン１７へと流れる。

この場合の試料の希釈倍率はミキサー４２−１の容積と
計量ループ４０の容積との容積比で決まり、計量ループ
４０の容積が２０μＱ、ミキサー４２−１の容積が２　
ｍ　Ｑであるので、ミキサー４２−１では試料は１００
倍に希釈されてインジェクタの計量ループ１４に送られ
る。希釈液ポンプ４８の流量を例えば１　ｍ　Ｑ　７分
に設定しておいたとすれば、１００倍に希釈された試料
は２分後にインジェクタの計量ループ１４を通過するこ
とになるので、希釈開始後２分経過したときにインジェ
クタ１６を切り換えて破線の流路にすると、１００倍に
希釈された試料は溶離液ポンプ１８で送られる溶離液２
０とともにカラム２２に注入される。

カラム２２で分離された単成分は検出器２４で電気信号
に変換されてデータ処理装置２６に取り込まれる。

２番目の試料を２０倍に希釈して測定するとすれば、試
料導入弁３６−２を開けて２番目のプロセスラインから
試料を導入し、今度は切換え弁４４をミキサー４２−２
を選択するように切り換え、同様にしてその試料を希釈
する。ミキサー４２−２の容量が０．４ｍＱに改定され
ているので、希釈倍率が２０倍になる。また、このとき
、希釈液ポンプ４８の流量を例えば０　、２　ｍ　Ｑ　
７分に設定したとすると、希釈開始後２分を経過すると
２０倍に希釈された試料がインジェクタの計量ループ１
４を通るので、希釈開始から２分後にインジエフタ１６
を切り換えると、２０倍に希釈された試料がカラム２２
に注入されて測定される。

以下、同様にして所要の希釈倍率になるように各試料を
対応させると、１台の液体クロマトグラフで広範囲の濃
度に対応させることができる。

計量ループ４０の容積、ミキサーの容積の種類や数は実
施例に示されたものに限定されるものではなく、測定す
る試料に応じて適当に設定することができる。また、１
台のプロセス液体クロマトグラフに接続されるプロセス
ラインの数は実施例に示された４台に限らず、２台、３
台又は５台以上とすることもできる。

（発明の効果） 本発明では試料導入部に容積の異なる複数個のミキサー
を設け、いずれかのミキサーを選択して試料の希釈倍率
を変えることができるようにしたので、１台の液体クロ
マトグラフで広い濃度範囲の測定を行なうことができる
。

１つの試料中の各単成分の濃度範囲が広いためにそれら
の全成分の濃度測定範囲が１つのミキサーでカバーしき
れない場合には、２つのミキサーを使用して２回の測定
を行なうことにより、液体クロマトグラフの検出限界か
ら濃度１００％までの測定範囲をカバーすることができ
、実用上極めて有効な多成分分析計になる。

検出器の特性で試料濃度と検出強度の間に直線関係が得
られる範囲で希釈倍率を大きくして低濃度で測定するこ
とができので、カラムを流れる試料絶対量を少なくする
ことができ、カラム寿命を長くすることができる。

Ｓ／Ｎ比の最適領域で測定することができるので、測定
の信頼性が向上する゛。

また、複数のプロセスラインからの試料を導入し、コン
トローラにより導入試料の種類と希釈倍率を選択するこ
とにより、複数試料をそれぞれの適当な希釈倍率で測定
することができ、１台の液体クロマトグラフで複数試料
を測定できるようになり、１試料当たりの設備費が低下
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す流路図、第２図は同案流側に接
続される複数のプロセスラインの１つを示す流路図、第
３図は考えられるプロセス液体クロマトグラフを示す流
路図である。 １４・・・・・・インジェクタの計量ループ、１６・・
・・・・インジェクタ、１８・・・・・・溶離液ポンプ
、２２・・・・・・カラム、２４・・・・・・検出器、
３０・・・・・・プロセスラインのパイプ、３６−１〜
３６−４・・・・・・試料導入弁、３８・・・・・・サ
ンプリング弁、４０・・・・・・サンプリング弁の計量
ループ、４２−１〜４２−３・・・・・・ミキサー、４
４・・・・・・切換え弁、４６・・・・・・希釈液、４
８・・・・・・希釈液ポンプ、５ｏ・・・・・・コント
ローラ。 特許出願人　株式会社島津製作所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）分析部としての液体クロマトグラフと、プロセス
   側から試料を採取し希釈して分析部へ導入する試料導入
   部とを備え、前記試料導入部にはプロセス側と接続され
   計量ループに試料を採取するサンプリング弁、試料と希
   釈液を混合する容積の異なる複数個のミキサー、前記サ
   ンプリング弁と前記複数個のミキサーとの間に設けられ
   てミキサーを選択する切換え弁、及び前記計量ループを
   経て切換え弁からミキサーへ希釈液を送る希釈液ポンプ
   を備えているプロセス液体クロマトグラフ。
2. （２）前記試料導入部は複数のプロセスラインと試料導
   入弁を介して接続され、前記試料導入弁の選択、前記ミ
   キサーの選択及び前記希釈液ポンプの流量設定を行なう
   コントローラを備えている請求項１に記載のプロセス液
   体クロマトグラフ。