JPS6046383B2 - 気泡向流分離方法 - Google Patents
気泡向流分離方法Info
- Publication number
- JPS6046383B2 JPS6046383B2 JP51144511A JP14451176A JPS6046383B2 JP S6046383 B2 JPS6046383 B2 JP S6046383B2 JP 51144511 A JP51144511 A JP 51144511A JP 14451176 A JP14451176 A JP 14451176A JP S6046383 B2 JPS6046383 B2 JP S6046383B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separation column
- coil
- bubbles
- gas
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- Y02E60/364—
Description
【発明の詳細な説明】
本発明気泡向流分離方法に関するものである。
気泡による分離技術（ｆｏａｍｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
拍ｃｈｎｉｑｕｅ）は小さいイオンから微視的および巨
とができる。しかし、この分離方法はその潜在的な利用
分野の多様さ広さにもかかわらず、効率のよい装置がな
いために、あまり利用されていないのが現状である。
例えば、従来の気泡による分離方法としては、０ｓｔｗ
ａＵ型のものがある（日本化学会編、実験化学横座７、
Ｐ２１５、Ｐ２１６）。
拍ｃｈｎｉｑｕｅ）は小さいイオンから微視的および巨
とができる。しかし、この分離方法はその潜在的な利用
分野の多様さ広さにもかかわらず、効率のよい装置がな
いために、あまり利用されていないのが現状である。
例えば、従来の気泡による分離方法としては、０ｓｔｗ
ａＵ型のものがある（日本化学会編、実験化学横座７、
Ｐ２１５、Ｐ２１６）。
これは円筒状の容器に試料溶液を入れ、下方からガス
を溶液中に吹き込むことにより気泡を発生させ、この気
泡中に溶液中の試料成分を吸着させ分離させるものであ
る。
を溶液中に吹き込むことにより気泡を発生させ、この気
泡中に溶液中の試料成分を吸着させ分離させるものであ
る。
この装置によれば分離効率すなわち濃縮効率を上げる
ためには同じ操作を繰り返さねばならなず複雑な操作が
必要であつた。
ためには同じ操作を繰り返さねばならなず複雑な操作が
必要であつた。
本発明は、短時間で効率よく試料成分が分離できる方
法を提供することを目的する。
法を提供することを目的する。
本発明は、遠心力場を利用して分離に必要な気泡を効
率よく発生させ、しかも向流効果によつて気泡と試料成
分の接触割合を大きくし、短時間で試料成分の分離がで
きるようにしたものである。
率よく発生させ、しかも向流効果によつて気泡と試料成
分の接触割合を大きくし、短時間で試料成分の分離がで
きるようにしたものである。
具体的には本発明は流過コイル遊星型遠心機（Πｏｗ−
ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｉｌｐｌａｎｅｔｃｅｎｔｒｉｆｕ
朋）を使用し長いコイル状の管内に溶媒の流れに対抗し
て気泡を通過させる。すなわち、コイル状に巻かれた管
をコイルの軸を中心に自転させるとともに、コイルの軸
に平行な軸のまわりに公転させると、この管内に閉じ込
められた液体とガスはすぐに動的平衡状態に達する。な
お、以下で用いる回転いう語は、このような自転および
公転を指す。
ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｉｌｐｌａｎｅｔｃｅｎｔｒｉｆｕ
朋）を使用し長いコイル状の管内に溶媒の流れに対抗し
て気泡を通過させる。すなわち、コイル状に巻かれた管
をコイルの軸を中心に自転させるとともに、コイルの軸
に平行な軸のまわりに公転させると、この管内に閉じ込
められた液体とガスはすぐに動的平衡状態に達する。な
お、以下で用いる回転いう語は、このような自転および
公転を指す。
この状態においては、コイル状管の各ターンはヘッド（
Ｈｅａｄ）と呼ばれる一端部からテイル（ＴａｉＩ）と
呼ばれる他端部に至るまではほぼ同じ比率の気相と液相
によつて占められる。一般にこの動的平衡状態は、気相
よりも重くかつ液相よりも軽い第３の相があると、その
相はコイルのテイル端の方へ移動するという興味ある特
徴をもつている。
Ｈｅａｄ）と呼ばれる一端部からテイル（ＴａｉＩ）と
呼ばれる他端部に至るまではほぼ同じ比率の気相と液相
によつて占められる。一般にこの動的平衡状態は、気相
よりも重くかつ液相よりも軽い第３の相があると、その
相はコイルのテイル端の方へ移動するという興味ある特
徴をもつている。
従つて、液が表面活性剤を含んでいると、コイルの回転
によつて発生した気泡がコイルのテイルの方へ流れ、気
泡に対して親和力をもつ溶質あるいは粒子をその方向へ
運んでいく。この向流作用は、ガスをコイルのヘッドか
らテイル端に向つてたえず供給できることによつて、一
層増加させることができる。長いコイル状細管による効
果的な分離を達成するためには、強い向流の下でプラグ
フロー（ＰｌｕｇｆｌＯｗ）を防止し、かつ、余分の液
を迅速に除くのに十分な遠心力を加える必要がある。
によつて発生した気泡がコイルのテイルの方へ流れ、気
泡に対して親和力をもつ溶質あるいは粒子をその方向へ
運んでいく。この向流作用は、ガスをコイルのヘッドか
らテイル端に向つてたえず供給できることによつて、一
層増加させることができる。長いコイル状細管による効
果的な分離を達成するためには、強い向流の下でプラグ
フロー（ＰｌｕｇｆｌＯｗ）を防止し、かつ、余分の液
を迅速に除くのに十分な遠心力を加える必要がある。
コイル状細管に回転による遠心力を加えるには流過コイ
ル遊星型遠心機を使用できる。この装置は回転シールを
使用しないので、所望数の管を使用し数百ＰＳｌの圧力
に対して回転カラムを通して液相または気相を動かすこ
とがてきる。以下図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。
ル遊星型遠心機を使用できる。この装置は回転シールを
使用しないので、所望数の管を使用し数百ＰＳｌの圧力
に対して回転カラムを通して液相または気相を動かすこ
とがてきる。以下図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。
本発明は、例えば多量の液体中に含まれる微量，の物質
を連続的に除去または濃縮するために、効果的に使用で
きる。第１図は本発明方法の実施に使用する装置の一例
を示す。
を連続的に除去または濃縮するために、効果的に使用で
きる。第１図は本発明方法の実施に使用する装置の一例
を示す。
図中、１０は分離カラムで、例えば内径２．５Ｔｗｔ１
長さ３０ｒＴ１のテフロン管を外径１．３ｃｍのプラ．
スチツク管６本に約１０００回巻回してコイル状となし
たものである。分離カラム（コイル）には４本の管が接
続される。すなわち、１１は液収集管、１２はガス供給
管でこれらはコイル１０のヘッド側（図で右側）におい
て接続される。１３は液供く給管、１４は気泡収集管で
気泡収集管はコイル１０のテイル端（図で左側）に接続
され、液供給管１３はコイル１０のテイル端よりもヘッ
ド側に所定の距離においてコイル１０に接続されるＪ所
定の距離においてョとは、テイル端よりヘッド側へ少し
離してという意味である。
長さ３０ｒＴ１のテフロン管を外径１．３ｃｍのプラ．
スチツク管６本に約１０００回巻回してコイル状となし
たものである。分離カラム（コイル）には４本の管が接
続される。すなわち、１１は液収集管、１２はガス供給
管でこれらはコイル１０のヘッド側（図で右側）におい
て接続される。１３は液供く給管、１４は気泡収集管で
気泡収集管はコイル１０のテイル端（図で左側）に接続
され、液供給管１３はコイル１０のテイル端よりもヘッ
ド側に所定の距離においてコイル１０に接続されるＪ所
定の距離においてョとは、テイル端よりヘッド側へ少し
離してという意味である。
コイル１０は例えば前述の流過コイル遊星型遠心機（図
示略）によつて回転させられる。
示略）によつて回転させられる。
コイルが所定の回転速度に達すると、表面活性剤を含ん
だ溶媒が供給源２０からポンプ２１によつて供給管１３
を介してコイル１０にテイル側から導入される。
だ溶媒が供給源２０からポンプ２１によつて供給管１３
を介してコイル１０にテイル側から導入される。
導入された溶媒はコイル１０の回転による遠心力の作用
によつてコイル１０内をヘツノド側に流れる。一方ガス
（例えば窒素ガス）がボンベ２２から弁２３を開くこと
により供給管１２を介してコイル１０にヘッド側から導
入される。ガスン流量は気泡収集管１４に接続した流量
計２６によつてモニターされる。気泡が気泡収集管１４
の末端から出始めると、液収集管１１のニードル弁２４
を開いて所望の流量で液を流出させるとともに、溶媒に
代えて試料溶液を導入する。
によつてコイル１０内をヘツノド側に流れる。一方ガス
（例えば窒素ガス）がボンベ２２から弁２３を開くこと
により供給管１２を介してコイル１０にヘッド側から導
入される。ガスン流量は気泡収集管１４に接続した流量
計２６によつてモニターされる。気泡が気泡収集管１４
の末端から出始めると、液収集管１１のニードル弁２４
を開いて所望の流量で液を流出させるとともに、溶媒に
代えて試料溶液を導入する。
この試料溶液は遠心力の作用によりコイル１０内をヘッ
ド側へ流れるが、気泡は試料溶液に含まれる試料成分を
捕集してコイル１０内を分離カラムの回転により、さら
に移動速度を増すためボンベ２２からのガスの圧力によ
つてテイル側へ移動し気泡収集管４を経てフラスコ２７
に入り、捕収された試料成分を含む気泡の液分はフラス
コ２７内に溜り、気泡のガス分は流量計２６を通つて大
気中に排出される。気泡収集管１４を通る気泡の流量は
、液の供給流量と収集流量の差に等しく、それは弁２牡
または、この弁の下流に挿入した抵抗によつて調節する
ことができる。
ド側へ流れるが、気泡は試料溶液に含まれる試料成分を
捕集してコイル１０内を分離カラムの回転により、さら
に移動速度を増すためボンベ２２からのガスの圧力によ
つてテイル側へ移動し気泡収集管４を経てフラスコ２７
に入り、捕収された試料成分を含む気泡の液分はフラス
コ２７内に溜り、気泡のガス分は流量計２６を通つて大
気中に排出される。気泡収集管１４を通る気泡の流量は
、液の供給流量と収集流量の差に等しく、それは弁２牡
または、この弁の下流に挿入した抵抗によつて調節する
ことができる。
液収集管１１の末端にはガストラツプ２５を接続し、こ
れをガス供給管１２に接続することにより液収集管中の
ガス相を供給管１２へ自動的に戻すことができ従つて液
の回収を容易ならしめるとともに、この液とガスの繰返
し使用を可能ならしめる。尚、前述したコイル１０中の
動的平衡状態はコイルのテイル側からヘッド側に直線的
に増加する圧力勾配を生せしめるのでコイルの二つの部
分を接続するそのループを通して内容物が直ちの循環す
る。試料溶液は継続的に二つの対抗する流れに分離され
る。一つの流れは試料成分が除かれた溶液（Ｓｔｒｉｐ
ｐｅｄｓＯｌｕｔｉＯｎ）で液収集管１１へ流れ、他の
流れは試料成分濃度が高められた気泡（Ｅｎｒｉｃｈｅ
ｄｆＯａｍｓ）で気泡収集管１４へ流れる。
れをガス供給管１２に接続することにより液収集管中の
ガス相を供給管１２へ自動的に戻すことができ従つて液
の回収を容易ならしめるとともに、この液とガスの繰返
し使用を可能ならしめる。尚、前述したコイル１０中の
動的平衡状態はコイルのテイル側からヘッド側に直線的
に増加する圧力勾配を生せしめるのでコイルの二つの部
分を接続するそのループを通して内容物が直ちの循環す
る。試料溶液は継続的に二つの対抗する流れに分離され
る。一つの流れは試料成分が除かれた溶液（Ｓｔｒｉｐ
ｐｅｄｓＯｌｕｔｉＯｎ）で液収集管１１へ流れ、他の
流れは試料成分濃度が高められた気泡（Ｅｎｒｉｃｈｅ
ｄｆＯａｍｓ）で気泡収集管１４へ流れる。
この方法は多量の液から少量の物質を連続的に除去する
のに適している。気泡活性物質（ＦＯａｍａｃｔｉｖｅ
ＳＬｌｂＳｔａｎＣｅ）の濃縮を目的とする場合は、上
述の方法を修正して最初にこの物質をカラム内に保持し
、洗浄し、濃縮状態で、溶離させる。
のに適している。気泡活性物質（ＦＯａｍａｃｔｉｖｅ
ＳＬｌｂＳｔａｎＣｅ）の濃縮を目的とする場合は、上
述の方法を修正して最初にこの物質をカラム内に保持し
、洗浄し、濃縮状態で、溶離させる。
これは上述したと同じ溶離システムによつて行うことが
できる。この場合は、液収集率が液供給率に等しくある
いはこれより少し低くなるように調節することにより気
泡が気泡収集管から出てこないようにして、試料成分を
カラム内に保持する。試料の供給が完了すると、洗浄溶
液を液供給管１３を介して導入し、液収集管１１からの
流出液が試料成分を含まなくなるまてカラム５１０を通
す。そして液収集管１１の弁２４を閉じて液供給流量を
下げ、気泡収集管１４を介して試料成分濃度の高まつた
気泡を効率よく収集する。ラウリル硫酸ナトリウムを捕
集剤として使用して、ローダミンＢの除去および濃縮に
ついて上記方法の有効性をテストした。
できる。この場合は、液収集率が液供給率に等しくある
いはこれより少し低くなるように調節することにより気
泡が気泡収集管から出てこないようにして、試料成分を
カラム内に保持する。試料の供給が完了すると、洗浄溶
液を液供給管１３を介して導入し、液収集管１１からの
流出液が試料成分を含まなくなるまてカラム５１０を通
す。そして液収集管１１の弁２４を閉じて液供給流量を
下げ、気泡収集管１４を介して試料成分濃度の高まつた
気泡を効率よく収集する。ラウリル硫酸ナトリウムを捕
集剤として使用して、ローダミンＢの除去および濃縮に
ついて上記方法の有効性をテストした。
１ｐｐｍのローダミン５Ｂ１１００ｐｐｍのラウリル硫
酸ナトリウムおよび０．０１Ｍの塩化ナトリウムを含む
５００１１１１の試料溶液を毎時１２０ｎ１１の流量で
供給し、装置を回転半径３０ｃｍで毎分３６０回転させ
た。
酸ナトリウムおよび０．０１Ｍの塩化ナトリウムを含む
５００１１１１の試料溶液を毎時１２０ｎ１１の流量で
供給し、装置を回転半径３０ｃｍで毎分３６０回転させ
た。
窒素ガス圧は２００ｐＳｉにセットしたが、これは気収
集管の出口において毎，分４リットルの流量を与える圧
力である。これらの条件のもとでカラム１０内の液容量
は約２７ｍ１であつた。液収集管１１からの流出液を１
００ｒｎＩの間隔で採取してけい光分析を行つた。
集管の出口において毎，分４リットルの流量を与える圧
力である。これらの条件のもとでカラム１０内の液容量
は約２７ｍ１であつた。液収集管１１からの流出液を１
００ｒｎＩの間隔で採取してけい光分析を行つた。
結果を第２図のグラフに示す。ここに示されるように、
３００ｎ１１の採取時まではけい光活動は何ら検出され
ず、３００ｒＴ１１の採取時において０．００００６ｐ
ｐｍの濃度が検出されこれが溶離の終りまで持続した。
そして保持された洗料は気泡収集管を介して毎時２．４
ｍＩで溶離された。この染料は１ｍ１以下濃度６２０ｐ
ｐｍでほとんどすべて回収された。以上のように本発明
によれば多量の液体中に含まれる微量の物質を短時間で
効率よく連続的に除去あるいは濃縮して取り出すことが
でき、また比較的少量の試料の成分をクロマトブラフ的
に分離することができる。
３００ｎ１１の採取時まではけい光活動は何ら検出され
ず、３００ｒＴ１１の採取時において０．００００６ｐ
ｐｍの濃度が検出されこれが溶離の終りまで持続した。
そして保持された洗料は気泡収集管を介して毎時２．４
ｍＩで溶離された。この染料は１ｍ１以下濃度６２０ｐ
ｐｍでほとんどすべて回収された。以上のように本発明
によれば多量の液体中に含まれる微量の物質を短時間で
効率よく連続的に除去あるいは濃縮して取り出すことが
でき、また比較的少量の試料の成分をクロマトブラフ的
に分離することができる。
また、液収集管をガストラツプを介してガス供給管に接
続したので、試料成分を除かれた溶媒中のガス相をガス
供給管に自動的に戻すことができるので、溶媒の回収を
容易にするとともに、溶媒およびガスを繰り返し使用す
ることができる。
続したので、試料成分を除かれた溶媒中のガス相をガス
供給管に自動的に戻すことができるので、溶媒の回収を
容易にするとともに、溶媒およびガスを繰り返し使用す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例装置の概略構成図、第２図は
第１図の装置による試料成分の捕集効率を示すグラフで
ある。 １０・・・コイル状カラム、１１・・・液収集管、１２
・・・ガス供給管、１３・・・液供給管、１４・・・気
泡収集管、２０・・・液供給源、２１・・・ポンプ、２
５・・・ガストラツプ。
第１図の装置による試料成分の捕集効率を示すグラフで
ある。 １０・・・コイル状カラム、１１・・・液収集管、１２
・・・ガス供給管、１３・・・液供給管、１４・・・気
泡収集管、２０・・・液供給源、２１・・・ポンプ、２
５・・・ガストラツプ。
Claims (1)
- １ コイル状に多数回巻回された分離カラムをコイル軸
を中心に自転するとともにコイルの軸に平行な軸のまわ
りに公転しうるように保持し、前記分離カラムのテイル
側端に気泡収集管を接続し、この接続端から前記分離カ
ラムのヘッド側へ所定の距離をおいて前記分離カラムに
液供給管を接続し、前記分離カラムにそのヘッド側にお
いて液収集管とガス供給管を接続し、前記液供給管より
表面活性剤を含んだ溶媒を前記分離カラムに導入すると
ともに前記ガス供給管を介してガスを前記分離カラムに
導入し、前記分離カラム内にその自転および公転に基づ
く遠心力によつて前記ガスの気泡を形成し、前記気泡収
集管の末端から気泡が出始めた後前記液供給管より試料
溶液を導入し、この気泡に前記試料溶液の成分を捕集さ
せその気泡を前記分離カラムの自転および公転の作用に
より前記分離カラムから前記気泡収集管を介して導出す
るようにしたことをを特徴する気泡向流分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51144511A JPS6046383B2 (ja) | 1976-11-30 | 1976-11-30 | 気泡向流分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51144511A JPS6046383B2 (ja) | 1976-11-30 | 1976-11-30 | 気泡向流分離方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60119630A Division JPS6122251A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 気泡クロマトグラフイ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5369094A JPS5369094A (en) | 1978-06-20 |
| JPS6046383B2 true JPS6046383B2 (ja) | 1985-10-15 |
Family
ID=15364051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51144511A Expired JPS6046383B2 (ja) | 1976-11-30 | 1976-11-30 | 気泡向流分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046383B2 (ja) |
-
1976
- 1976-11-30 JP JP51144511A patent/JPS6046383B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5369094A (en) | 1978-06-20 |
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