KR100430554B1

KR100430554B1 - 의사 이동상식 분리 장치

Info

Publication number: KR100430554B1
Application number: KR10-1998-0704129A
Authority: KR
Inventors: 신지 나가마츠; 고이치 무라즈미
Original assignee: 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2004-06-16
Also published as: DE69632076D1; WO1997020608A1; JPH09206502A; EP0878222A4; CN1087640C; EP0878222B1; DE69632076T2; KR19990071847A; US6217774B1; CN1203534A; EP0878222A1

Abstract

본 발명은, 순환 유체 유로 중의 성분의 농도 분포를 리얼 타임으로 감시가능한 의사 이동상식 분리 장치, 혹은 최적 운전 조건을 자동 결정 가능한 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 의사 이동상식 분리 장치는 순환 유체 유로 중에 형성된 농도 검출기, 및 순환 유체 유로로부터의 추출구에 농도 측정 수단을 형성하여 이루어진다.

Description

의사 이동상식 분리 장치 {Quasi-moving bed separator}

종래의 의사 이동상식 분리 장치를 사용한 크로마토 분리 방법은, 내부에 충전제를 수용한 복수의 칼럼을 직렬로 연결하고, 칼럼의 전단과 후단을 유체 통로(혹은 유체 유로라고도 한다)로 결합함으로써 무단(無端) 형상으로 연결되며, 내부에 유체가 한 방향으로 유통하고 있는 충전상(充塡床)에, 분리해야할 성분을 포함하는 혼합물인 원료를 함유하는 원료 함유 용액 및 용리액을 도입하고, 동시에 분리된 성분을 함유하는 액과 다른 성분을 함유하는 액을 골라내는 것으로 이루어진다.

의사 이동상식 분리 장치에 있어서의 상기 충전상에는, 용리액 도입구, 흡착되기 쉬운 물질을 함유하는 액(이 액은 엑스트랙트(extract)라고도 한다. 이 액은 흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액이다)의 추출구, 원료 함유 용액 도입구, 흡착되기 어려운 물질을 함유하는 액(이 액은 라피네이트(raffinate)라고도 한다. 이 액은 비흡착질 또는 약흡착질이 풍부한 용액이다)의 추출구가 유체의 흐름 방향을 따라서 이 순서로 배치되며, 또한 이들 도입구 및 추출구는 순환 유로내에 있어서의 이들의 상대적인 위치 관계를 유지한 채 유체의 흐름 방향을 향하여 간헐적으로 순차이동되도록 되어 있다.

이와 같은 종래의 공업용의 의사 이동상식 분리 장치는, 1967년에 미국 UOP(유니버셜 오일 프로덕트 컴퍼니)가 개발한 시스템이 기본이 되며, 현재 엔지니어링 각 회사에 의하여 여러 가지 개량형 의사 이동상식 분리 장치가 개발되고 있다. 대표적인 예로서는 과당이나 포도 등의 분리 등을 위한 플랜트가 알려져 있다.

이와 같은 시스템의 제어에는, 통상 의사 이동상식 분리 장치에 있어서의 순환 유체 통로중에 조립되어 있는 각 펌프 또는 순환 유체 통로 중에 형성되는 각 존(zone)에 있어서의 유량을 정확히 측정하고, 그들데이터를컴퓨터로 해석하고 유량 제어데이터를오퍼레이터에 제시함으로써, 운전 제어를 수동으로 행하고 있는 것이 일반적이다.

또한, 순환 유체 통로내에 배치된 내압성의 낮은 농도계(통상 10kg/cm²이하의 압력에 견디는 농도계이다)에 의해 모니터링하는 시스템을 갖는 장치도 알려져 있다. 단, 이들 제안되어 있는 공업용의 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 충전제로서 이온 교환 수지, 합성 흡착체, 무기 흡착제(예를 들면 제올라이트 등)를 사용하며, 이들 충전제의 입경은 200μm이상인 것에 의하여 시스템 전체의 운전시의 내압 설정은 대략 10kg/cm²이하로 되어 있다. 따라서, 이들 모니터링 시스템에서는 HPLC레벨의 충전제(입경으로서는, 1∼100μm)를 사용한 의사 이동상식 분리 장치에서는, 시스템 압력으로서는 50kg/cm²이상으로 되어 있는 것이 일반적이다. 게다가, 이와 같은 의사 이동상식 분리 장치에서는 사이클 타임을 짧게 하여 펌프에 의한 유속을 상승시키는 편이 생산성을 향상시킨다는 것이 알려져 있다.

또한, 현 상황의 모니터링 시스템 및 시스템 제어의 방법에 있어서는, 순환유로 중을 유통하는 유체의 유속을 엄밀히 제어하는 것이 요망되고 있다. 게다가, HPLC타입의 충전제를 사용하는 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 시스템 전체의 온도 제어 및 유량 제어를 상기의 저압 시스템보다도 매우 엄밀히 행할 필요가 있다.

그러나, HPLC타입의 충전제를 사용하는 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 연속 운전시에 안정된 품질의 제품을 효율성 좋게 제조하기 위하여, 현상황에서는 경험과 감에 의존하여 최적 운전 조건을 결정시키지 않을 수 없는 상황이다.

무엇보다, 종래의 저압의 의사 이동상식의 크로마토 분리에 있어서의 모니터방법의 일례로서, 예를 들면 엑스트랙트 혹은 라피네이트의 추출구가 일정 시간마다 간헐적으로 이동할 때에 그 추출구로부터 배출되는 용액중의 용질의 농도를 측정하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 추출구로부터 배출되는 액의 농도는 상기 추출구의 간헐적 이동의 전후에서 크게 변동하며, 정확한 농도의 변화를 감시하는 것이 곤란하며, 또한 예를 들면 광학 이성체의 분리에 있어서는, 상기 농도만을 감시하는 것에 의해서는 분리의 상태를 정확히 감시할 수가 없다고 하는 문제를 가지고 있었다.

또한, 일본국 특허공개 평4-131104호 공보에는, 「의사 이동상식의 크로마토그래피의 분리 방법에 있어서, 한 쪽 또는 양쪽의 유체 추출구의 유체 성분 농도를 측정하여 상기 공급구 및 추출구를 간헐적으로 이동하는 시간을 단축 혹은 연장함으로써 미리 정해진 성분 순도를 조정, 유지하는 것을 특징으로 하는 의사 이동 방식의 제어 방법」이 개시되어 있다.

이 공보에 기재된 제어 방법에 있어서는, 통상 공급구 및 추출구로부터 농도 검출기까지의 배관이 길기 때문에, 공급구 혹은 추출구에서 농도를 검출한다고는 하면서도 실은 타임 래그(time lag)를 생기게 하여 정확한 농도 검출은 되지 않는다. 또한, 타임 래그 외에도, 배관중을 흐르는 엑스트랙트 혹은 라피네이트 중에서 성분의 확산이나 대류가 생기고 있어서 이 점에 있어서도 정확한 농도 검출을 할 수 없다고 하는 문제가 있다.

이와 같이 종래의 의사 이동상식 크로마토 분리에 있어서는, 경시적으로 변화하는 농도나 광학 순도를 정확히 파악할 수가 없어서, 분리의 상태를 신속히 판단할 수가 없다고 하는 문제를 가지고 있었다. 게다가, 분리 상태를 신속히 판단할 수 없기 때문에, 예를 들면 도입구 및 추출구를 간헐적으로 이동하는 시간적 간격, 순환하는 유체의 유속 및 온도 등의 운전 조건 등을 최적의 조건으로 설정하는 것이 곤란하며, 효율적인 크로마토 분리를 행할 수가 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 의사(擬似) 이동상(移動床)식 분리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의사 이동상 중에 형성되는 농도 분포 전체를 리얼 타임으로 검출할 수가 있는 의사 이동상식 분리 장치, 혹은 리얼 타임으로 의사 이동상식 분리 장치의 운전 상태를 파악할 수가 있으며, 게다가 불합격품을 만들어내지 않고 시료 손실이 적어서 회수 효율이 높으며, 높은 생산성으로 복수 성분을 함유하는 혼합물로부터 각 성분을 분리할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치, 혹은 리얼 타임으로, 더욱 정확히 말하면 1사이클마다 혹은 1스텝마다 운전 조건시에 1사이클마다의 농도(경우에 따라서는 순도)의 패턴 변화 또는 1스텝마다의 농도(경우에 따라서는 순도)의 패턴 변화를 파악하며 그들 패턴 변화에 관한 테이터를 기초로 하여, 온도, 각 펌프의 유량, 스텝 타임 등을 변화시켜서 농도가 안정된 제품을 연속적으로 분리제조할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 의사 이동상식 분리 장치의 한 실시예를 나타내는 설명도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 있어서, 순환 유체 유로의 일부를 이루는 칼럼과 칼럼을 잇는 배관중에 형성된 농도 검출기인 UV계를 나타내는 설명도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 엑스트랙트 추출구로부터 추출된 엑스트랙트 중의 성분을 분석하는 성분 농도 측정 수단을 나타내는 설명도이다.

도 4는 상기 성분 농도 측정 수단의 작용을 나타내는 설명도이다.

도 5는 엑스트랙트 추출관에서 추출된 엑스트랙트 중의 성분을 분리 수단에 의하여 분리한 상태를 나타내는 설명도이고, 도면에서 시간축에 대한 축은 강도를 나타내며, 농도 검출기에 의하여 출력되는 전기 신호의 크기를 나타낸다.

도 6은 라피네이트 추출관에서 추출된 라피네이트 중의 성분을 분리 수단에 의하여 분리한 상태를 나타내는 설명도이고, 도면에 있어서 시간축에 대한 축은 강도를 나타내며, 농도 검출기에 의하여 출력되는 전기 신호의 크기를 나타낸다.

도 7은 순환 유체 유로를 형성하도록 직렬로 접속된 8개의 칼럼내에서 형성되는 농도의 패턴을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 8은 본 발명의 한 실시예인 의사 이동상식 분리 장치에 있어서의 칼럼에 의하여 형성되는 각 존 중에서의 용질의 농도 분포를 나타내는 상상 설명도이다.

도 9는 순환 유체 유로를 형성하도록 직렬로 접속된 8개의 칼럼내에서 형성되는 농도의 패턴이 도입구 및 추출구의 전환마다 변화하는 양상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 10은 라피네이트 추출구를 전환한 순간부터 경시적으로 변화하는 농도의 패턴을 나타내는 설명도이다.

도 11은 라피네이트 추출구를 전환한 순간부터 경시적으로 변화하는 농도의 각종 패턴을 나타내는 설명도이다.

도 12는 엑스트랙트 추출구를 전화한 순간부터 경시적으로 변화하는 농도의 각종 패턴을 나타내는 설명도이다.

본 발명의 목적은, 의사 이동상에 있어서의 각 존 중의 농도를 정확히 모니터링할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 액체 크로마토그래피 장치를 취급하는 것과 동일한 정도로 간단한 조작으로 운전할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 불합격품을 적게 하고, 시료의 손실 또한 적게 하며, 높은 회수율로 생산성 좋게 성분 분리를 행할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 목적은, 장치의 조업에 숙련과 감을 필요로 하지 않으며, 용이하고도 정확하게 조업할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 고압의 운전 조건하이더라도 리얼 타임으로 각 존의 농도 패턴(순도 패턴)을 모니터할 수 있으며, 용이하게 운전 상황을 파악할 수 있으며 장시간에 걸쳐서 품질이 안정된 조업이 가능한 자동 제어 시스템 조립의 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 기술적 효과를 발휘할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면, (1)분리용 충전제를 수용한 복수의 충전상을 무단 형상으로 연결하고, 내부에 유체를 한 방향으로 강제 순환시킬 수 있는 순환 유체 유로를 형성하며, 이 순환 유체 유로중에, 용리액을 도입하는 용리액 도입구와, 흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액을 추출하는 엑스트랙트 추출구와, 분리되어질 성분의 혼합물을 포함하는 원료 용액을 도입하는 원료 용액 도입구와, 비흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액을 추출하는 라피네이트 추출구를, 유체의 흐름 방향으로 이 순서로 형성하고, 또한 각각의 도입구 및 추출구를 간헐 이동시키도록 하여 이루어지는 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, (2)상기 (1)에 기재된 의사 이동상식 분리 장치에 있어서, 엑스트랙트 추출구로부터 추출된 엑스트랙트 중의 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단 및 라피네이트 추출구로부터 추출된 라피네이트 중의 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단 중의 어느 하나 또는 양자를 더 구비하는 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, (3)분리용 충전제를 수용한 복수의 충전상을 무단 형상으로 연결하고, 내부에 유체를 한 방향으로 강제 순환시킬 수 있는 순환 유체 유로를 형성하고, 이 순환 유체 유로중에, 용리액을 도입하는 용리액 도입구와, 흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액을 추출하는 엑스트랙트 추출구와, 분리되어질 성분의 혼합물을 포함하는 원료 용액을 도입하는 원료 용액 도입구와, 비흡착질 또는 약흡착질이 풍부한 용액을 추출하는 라피네이트 추출구를, 유체의 흐름 방향으로 이 순서로 형성하고, 또한 각각의 도입구 및 추출구를 간헐 이동시키도록 하여 이루어지는 의사 이동상식 분리 장치에 있어서,

상기 순환 유체 유로내에 배치된 고내압성의 농도 검출기와 그것에 연동한 컴퓨터를 구비하며, 의사 이동상식 분리 장치에 있어서의 변동 요인에 의하여 생기는 목적 성분의 농도 변동에 따라서 운전 조건을 자동 수정 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, (4)상기 (3)에 기재된 의사 이동상식 분리 장치에 있어서, 엑스트랙트 추출구로부터 추출된 엑스트랙트 중의 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단 및 라피네이트 추출구로부터 추출된 라피네이트 중의 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단중의 어느 하나, 또는 양자를 더 구비하는 상기 (3)에 기재된 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, (5)상기 (4)에 기재된 농도 측정 수단이, 소정 시간마다 샘플링 수단에 의해 샘플링된 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 소망의 성분과 소망하지 않는 성분을 분리하는 분리 수단과, 각각의 성분의 농도를 측정하는 성분 농도 측정 수단을 가지고 이루어지는 상기 (4)에 기재된 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면, (6)상기 (4)에 기재된 농도 측정 수단은, 소정 시간마다 샘플링된 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 소망 성분과 소망하지 않는 성분의 농도를 측정하는 복수 종류의 농도 검출기인 상기 (4)에 기재된 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, (7) 상기 (4)에 기재된 농도 측정 수단은, 소정 시간 마다 샘플링된 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 소망 성분과 소망하지 않는 성분의 농도를 측정하는 한 종류의 농도 검출기인 상기 (4)에 기재된 의사 이동상식 분리 장치가 제공된다.

본 발명의 의사 이동상식 분리 장치는, 순환 유체 유로 및 농도 검출기를 갖는다.

-순환 유체 유로-

본 발명에 있어서의 의사 이동상식 분리 장치는, 분리용 충전제를 수용한 복수의 충전상을 무단 형상으로 연결하고, 이에 따라서 내부에 유체를 한 방향으로 강제 순환시킬 수 있는 순환 유체 유로를 갖는다. 이 분리용 충전제를 수용한 충전상은, 통상 칼럼이라고 칭해진다. 그리고 공업적인 순환 유체 유로는, 분리용 충전제를 수용한 복수의 칼럼이 파이프 등의 배관을 통하여 무단 형상으로 연결됨으로써 형성된다.

칼럼을 이용한 순환 유체 유로에는, 유체 강제 순환 수단이 형성되어 있어서, 순환 유체 유로중에서 유체를 한 방향으로 강제적으로 순환시킬 수 있도록 되어 있다.

이 유체 강제 순환 수단으로서는, 유체를 한 방향으로 강제적으로 순환시킬 수 있는 한 어떠한 구조, 형식 등의 수단이어도 되고, 예를 들면 순환 유체 유로 중에 개재된 펌프를 들 수 있다. 또한, 펌프를 채용하지 않더라도 압력 밸런스를 조절함으로써 유체를 순환 가능하게 하는 압력 조절 밸브의 조합 등도 유체 강제 순환 수단으로 할 수도 있다.

또한, 순환 유체 유로를 형성하는 칼럼과 칼럼을 연결하는 배관에는, 이 순환 유체 유로중을 유통하는 유체의 유통 방향을 따라서, 용리액(탈리액, 혹은 디솔벤트(desorbent)라고도 한다)을 도입하는 용리액 도입구과, 흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액(엑스트랙트라고도 한다)을 추출하는 엑스트랙트 추출구와, 분리되어질 성분의 혼합물을 포함하는 원료 용액(피드(feed)라고도 한다)을 도입하는 원료 용액 도입구와, 비흡착질 또는 약흡착질이 풍부한 용액(라피네이트라고도 한다)을 추출하는 라피네이트 추출구가 이 순서대로 형성되어 있다.

본 발명의 의사 이동상식 분리 장치는, 상기 용리액 도입구, 엑스트랙트 추출구, 원료 용액 도입구 및 라피네이트 추출구가 이 순서대로 형성되는데, 게다가 그 상대적인 위치를 바꾸지 않고 순환 유체의 흐름 방향을 따라서 일정 시간마다 전환되도록 형성된다. 이 도입구 및 추출구의 전환에는, 로터리 밸브나 온-오프의 개폐 밸브 등의 전환 수단이 채용된다.

도입구 및 추출구를 전환하기까지의 동안, 용리액 도입구로부터 엑스트랙트추출구까지의 충전상에서는, 탈착 존이 형성되며, 엑스트랙트 추출구로부터 원료 용액 도입구까지의 충전상에서는 농축 존이 형성되며, 원료 용액 도입구로부터 라피네이트 추출구까지의 충전상에서는 정제 존이 형성되며, 라피네이트 추출구로부터 용리액 도입구까지의 충전상에서는 흡착 존이 형성된다.

상기 탈착 존에서는, 용리액 도입구로부터 도입되는 용리액이 유체와 함께 충전상 내를 유통하고, 용리액이 분리용 충전제와 접촉하면, 그곳까지 분리용 충전제에 흡착되어 있던 흡착질 성분(흡착이 용이한 성분이며, 강흡착 성분이라고도 한다)이 충전제로부터 탈착되며, 흡착질 성분 또는 강흡착질 성분이 엑스트랙트로서 엑스트랙트 추출구로부터 추출된다. 이 탈착 존에서는, 용리액 도입구 직후의 존에서는 유체중의 흡착질 성분의 농도는 실질적으로 0에 가깝고, 유체의 진행 방향을 따라서 이 존 중에서 유체중의 흡착질 성분의 농도가 상승해간다.

농축 존에서는, 원료 용액 도입구로부터 도입된 원료 용액 중의 비흡착질 성분(흡착이 곤란한 성분, 혹은 비흡착성의 성분이며 약흡착 성분이라고도 한다)가 분리용 충전제에 흡착되며, 흡착질 성분이 충전제로부터 탈착된다. 이 농축 존에서는, 엑스트랙트 추출구로부터 원료 용액 도입구까지의 영역에서, 원료 용액중의 비흡착질 성분이 분리용 충전제에 흡착되는 한편, 흡착질 성분이 분리용 충전제로부터 탈착되므로, 유체의 진행 방향을 따라서 유체중의 흡착질 성분의 농도가 상승에서 감소로 바뀌는 한편 유체중의 비흡착질 성분의 농도가 상승을 개시한다.

정제 존에서는, 원료 용액 도입구에서 도입된 원료 용액중의 흡착질 성분이 분리용 충전제에 흡착되며, 분리용 충전제에 흡착되어 있던 비흡착질 성분이 탈착된다. 이 정제 존에서는, 원료 용액 도입구에서 도입된 원료액중의 흡착질 성분을 흡착하는 한편, 비흡착질 성분을 탈착한다. 이 정제 존에서는, 원료 용액 도입구에서 라피네이트 추출구까지의 영역에서, 유체중의 흡착질 성분의 농도가 실질적으로 0에 가까워짐과 아울러, 비흡착질 성분의 농도가 상승해가며, 라피네이트 추출구로부터는 고농도의 비흡착질 성분을 함유하는 액이 추출되게 된다.

흡착 존에서는, 비흡착질 성분이 완전히 탈착되며, 분리용 충전제는 흡착질 성분을 흡착하는 한편, 실질적으로 비흡착질 성분도 흡착질 성분도 함유하지 않는 용리액만의 유체가 리사이클 라인으로 토출된다. 이 흡착존에서는, 유체중의 비흡착질 성분의 농도가 감소하여 실질적으로 0이 된다.

-분리용 흡착제-

칼럼에는, 분리하여야 할 성분을 흡착할 수 있는 분리용 충전제가 수용된다. 이 분리용 충전제의 바람직한 예로서는, 액체 크로마토그램(LC)용의 충전제 예를 들면 순상(順相) 충전제 및 역상(逆相) 충전제를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 HPLC용 충전제를 들 수가 있다.

또한, 바람직한 분리용 충전제의 구체적인 예로서는, 예를 들면 각종의 공지의 이성체 분리용 충전제를 사용할 수가 있다. 예를 들면, 광학 이성체 분리용 충전제로서, 광학 활성인 고분자 화합물, 및 광학 분할능을 갖는 저분자 화합물을 이용한 광학 분할용 충전제를 들 수가 있다. 상기 광학 활성의 고분자 화합물로서는, 예를 들면 다당 유도체(셀룰로오스나 아밀로스의 에스테르 혹은 카르바메이트 등), 폴리아크릴레이트 유도체, 혹은 폴리아미드 유도체를 실리카 겔에 담지시킨 충전제, 또는 실리카겔을 사용하지 않고 상기 폴리머 그 자체를 입상으로 한 비즈형 충전제 및 폴리머를 더 가교시켜서 이루어지는 가교형 충전제 등을 들 수 있다. 또한, 광학 분할능을 갖는 저분자 화합물로서는, 예를 들면 아미노산 혹은 그 유도체, 크라운 에테르 혹은 그 유도체, 시클로덱스트린 혹은 그 유도체 등을 들 수 있다. 이들 저분자 화합물은, 통상 실리카겔, 알루미나, 지르코니아, 산화티탄, 규산염, 규소토 등의 무기 담체, 및 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산 유도체 등의 유기 담체에 담지하여 사용된다.

광학 분할용 충전제는 시판품을 사용할 수도 있으며, 예를 들면 각각 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이야 제품인 CHIRACEL OB(등록상표), CHIRALCEL OD(등록상표), CROWNPAK CR(+)(등록상표), CHIRALCEL CA-1(등록상표), CHIRALCEL OA(등록상표), CHIRALCEL OK(등록상표), CHIRALCEL OJ(등록상표), CHIRALCEL OC(등록상표), CHIRALCEL OF(등록상표), CHIRALCEL OG(등록상표), CHIRALPAK WH(등록상표), CHIRALPAK WM(등록상표), CHIRALPAK WE(등록상표), CHIRALPAK OT(+)(등록상표), CHIRALPAK OP(+)(등록상표), CHIRALPAK AS(등록상표), CHIRALPAK AD(등록상표), CHIRALPAK OJ-R(등록상표), CHIRALPAK OD-R(등록상표) 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.

칼럼중에 충전되는 분리용 충전제의 평균 입경은, 분리하고자 하는 성분의 종류 및 각 단위 칼럼내에 유통하는 용매의 체적 유통 속도 등에 따라서 여러 가지로 변화하지만, 통상 1∼100μm, 바람직하게는 2∼50μm이다. 무엇보다도, 의사 이동상을 형성하는 칼럼 내에서의 압력 손실을 작게 억제하는 것이라면, 10∼50μm로분리용 충전제의 평균 입경을 조정하여 두는 것이 바람직하다. 분리용 충전제의 평균 입경이 상기 범위내에 있으면 의사 이동상에 있어서의 압력 손실을 적게 할 수 있으며, 예를 들면 50kgf/cm²이하로 억제할 수도 있다. 한편, 분리용 충전제의 평균 입경이 커지면 커질수록 흡착 이론 단수(段數)는 저하한다. 따라서, 실용적인 흡착 이론 단수가 달성되는 것만을 고려한다면, 상기 분리용 충전제의 평균 입경은 통상 15∼75μm이다.

-용리액-

이 순환 유체 유로에 공급되는 용리액으로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 탄화 수소류 및 여러 가지 유기 용제, 게다가 이들의 혼합 용액, 메탄올, 아세토니트릴과 같은 극성이 높은 유기 용제와 물 및 버퍼와의 혼합액 등을 들 수 있다. 이 용리액은 순상계 이동상으로사, 혹은 역상계 이동상으로서 채용될 수가 있다. 어떠한 용리액이 바람직한가는, 분리하고자 하는 성분 혹은 화합물의 종류에 따라서 적절히 결정된다. 또한, 이 용리액에는, 첨가제로서 디에틸아민과 같은 염기성 물질, 초산과 같은 산성 화합물이 포함되어 있어도 되고, 이들 첨가제가 용리액에 함유되어 있으면, 분리를 개선할 수가 있다.

-원료 용액-

이 순환 유체 유로에 공급되는 원료 용액으로서는, 분리할 필요가 있는 용질을 갖는 이성분 혼합물 등의 다성분 혼합물이면 특히 제한이 없으며, 예를 들면 의약, 농약, 식품, 사료, 향료 등의 분야에서 사용되는 각종의 화합물 예를 들면 의약품의 탈리도마이드(thalidomide), 유기 인계의 농약인 EPN, 화학 조미료인 글루타민산모노나트륨염, 향료인 멘톨 등을 들 수 있으며, 또한 광학 활성의 알코올류, 광학 활성의 에스테르류 등을 들 수 있다. 또한, 상기 용질으로서는, 예를 들면 광학 이성체, 위치 이성체, 어느 관점에서 필요한 성분과 불필요한 성분의 혼합물 등이다. 또한, 본 발명에 있어서는, 용질은 분리되어질 복수 성분 예를 들면 3성분, 4성분 등의 다성분 혼합물이어도 된다. 다성분 혼합물의 경우, 본 발명의 의사 이동상식 분리 장치를 이용하여 필요한 한 성분을 분리하기 위해서는, 필요한 한 성분을 함유하는그룹과 필요한 성분을 함유하지 않는 그룹으로 분리하고, 이어서 상기 필요한 한 성분을 함유하는 그룹을 그 필요한 한 성분을 함유하는 소그룹과 다른 소그룹으로 분리한다고 하는 2개의 그룹으로 분리하는 조작을 소정 회수 반복함으로써 필요한 성분을 분리할 수가 있다. 또한, 의사 이동상식 분리 장치 이외의 분리 장치를 이용한 배치 조작과 본 발명의 의사 이동상식 분리 장치를 이용하여 다성분 혼합물로부터 필요한 한 성분을 분리할 수가 있다.

-순환 유체 유로 중의 농도 검출기-

본 발명의 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 상기 순환 유체 유로 중에 적어도 1기의 농도 검출기가 형성되어 있다.

농도 검출기는, 순환 유체 유로중을 유통하는 용액중의 용질의 농도를 검출할 수가 있는 수단이다. 게다가, 농도라는 개념은, 일반적으로 어느 대상물에 있어서의 특정물의 존재량을 나타내는 비율이다. 따라서, 상황에 따라서 혹은 경우에따라서 농도라고 하는 말은 순도라고 하는 말로 치환하여 이해될 수가 있다.

상기 농도 검출기로서는, 예를 들면 전자파를 이용한 농도 검출기, 음향학적 농도 검출기, 전기적 농도 검출기, 자기적 농도 검출기 등을 들 수 있으며, 구체적으로는 근자외선, 자외선, 가시광선, 적외선, 원적외선 등의 전자파를 이용한 농도 검출기, 시차 굴절계, 탁도계(濁度計), 초음파를 이용한 농도 검출기, 이온 전극을 이용한 농도 검출기, pH계를 이용한 농도 검출기, 선광계를 이용한 농도 검출기 등을 들 수 있다.

어떠한 농도 검출기를 채용하는가는, 용질의 종류에 따라서 결정된다. 농도 검출기로서, 예를 들면 용질이 전자파에 대하여 특이적인 흡수 패턴을 갖는 경우에는, UV검출기, IR검출기, 형광검출기, 색센서, LED검출기 등의 여러 가지 종류의 검출기를 피측정물에 따라서 채용할 수가 있다. 또한, 용질이 운전 조건에 있어서 이온성을 나타내는 경우에는, pH메타, 전도도 검출기, 전기 화학 검출기 등을 채용할 수가 있다. 게다가, 상기 이외의 특성을 갖지 않는 용질 예를 들면 당, 지질로서, 상기와 같은 검출기에서는 검출할 수 없는 용질에 대해서는, 예를 들면 시사 굴절계, 초음파 검출기, 탁도계 등을 채용하는 것이 좋다. 본 발명에 있어서는, 어떠한 농도 검출기를 채용한다고 하더라도, 순환 유체 유로내에 농도 검출기를 설치할 때에는, 낮아도 50kg/cm²의 압력에 견딜 수 있는 고내압성의 농도 검출기인 것이 바람직하며, 특히 낮아도 100kg/cm²의 압력, 더욱이 100∼500kg/cm²의 압력에 견딜 수 있는 고내압성의 농도 검출기인 것이 바람직하다.

이 농도 검출기가 형성되는 부위는, 칼럼 내이어도 되지만, 바람직하게는 칼럼과 칼럼을 연결하는 배관중에 형성된다. 또한, 농도 검출기의 설치 개수는 복수개이어도 된다. 일반적으로 말하면, 농도 검출기의 설치 개수가 많아지면 많아질수록 순환 유체 유로 내를 순환하는 용액의 농도 분포를 단시간에 측정할 수가 있으며, 리얼 타임의 농도를 용이하게 파악할 수가 있다. 그렇다고 하더라도, 공업적으로는, 통상 1개, 2개 혹은 3개의 농도 검출기가 순환 유체 유로 내에, 특히 칼럼과 칼럼 사이의 배관에 형성된다.

칼럼 사이에 설치하는 농도 검출기는, 경우에 따라서는 순도 검출기로서 기능하는 수도 있다. 예를 들면 본 발명에 관한 의사 이동상식 분리 장치를 이용하여 광학 이성체를 분리하는 경우에, 칼럼 사이에 농도 검출기로서 선광계를 설치할 때, 광학 이성체는 서로 다른 선광성을 가짐으로써, 각 칼러내의 각 광학 이성체의 순도를 산출할 수가 있다. 또한, 칼럼내에 설치하는 농도 검출기로서 UV-다파장 검출기를 채용하면, 분리 대상 화합물의 UV 패턴이 다른 경우에는, 2점 이상의 흡수 강도로부터 각각의 순도를 산출할 수도 있다. 이 UV 다파장 검출기는 한 종류의 검출기에서 복수의 용질의 농도 혹은 순도를 검출할 수 있는 검출기이다.

칼럼 사이에 설치하는 농도 검출기의 개수가 복수개인 경우에는, 그들 농도 검출기를 서로 근접한 위치에 설치하며, 그들 농도 검출기의 종류가 서로 다르면, 그들의 데이터를 해석함으로써 순도를 산출할 수가 있다. 예를 들면, 필요 성분의 화합물만이 형광 등의 특수한 흡수를 가지고 있는 경우에, 전체의 농도를 어느 농도 검출기에서 측정하고, 다른 농도 검출기인 형광 검출기에 의하여 측정된 형광강도로부터 필요 성분의 농도를 산출하고, 이에 따라서 필요 성분의 순도를 산출할 수도 있다.

게다가, 농도 검출기는 칼럼 사이에 설치되는 것 외에도, 라피네이트 추출구, 엑스트랙트 추출구, 혹은 경우에 따라서 리사이클 라인(이것은, 첫 번째의 칼럼과 최종 칼럼을 연결하는 유로이다)에 농도 검출기를 더 형성하면, 운전 조건 제어의 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수가 있다. 어떠한 추출구 혹은 리사이클 라인에 몇 개의 농도 검출기를 설치할 것인가는, 분리의 난이도 및 비용을 고려하여 결정된다.

본 발명에 있어서의 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 상기 농도 검출기에서 출력되는 검출 신호는 연산 제어부로 출력된다.

연산 제어부에 있어서는, 농도 검출기에서 출력되는 데이터에 의하여 용질의 농도가 계산된다. 예를 들면, 농도 검출기가 순환 유체 유로 중에 1개 설치되어 있는 경우에는, 각 도입구 및 추출구의 위치를 소정 시간마다 전환할 때마다, 농도 검출기에 의하여 용질의 농도를 검출하며, 전환 1 사이클 마다 데이터가 수정된다. 농도 검출기가 복수개 설치되어 있는 경우에는, 그 수정에 요하는 시간이 짧아지며, 각 존(각 칼럼)의 농도 분포(용질의 토탈 농도, 목적하는 화합물의 농도 혹은 불필요물의 농도)에 관한 정보를 더욱 리얼 타임으로 얻을 수 있다고 하는 이점이 있다. 게다가, 라피네이트, 엑스트랙트 및 리사이클 라인에 형성된 농도 검출기로부터 더욱 구체적인 머티이얼 밸런스를 그 즉시 알 수 있다.

본 발명에 있어서는, 이들 정보가 연산 제어부에서 처리되며, 표시 장치 예를 들면 CRT 등에 표시된다. 게다가, 본 발명에 있어서는, 그 표시 장치에서 농도의 변동을 표시할 뿐만 아니라, 스텝 타임의 전환 시간, 순환 유로내의 액의 유속, 그 액의 온도, 칼럼내의 압력, 및 온도 등의 변동을 최소한으로 하여 그들의 값을 소정의 설정값으로 하기 위한 정보를 표시하고, 혹은 자동적으로 운전 조선을 변경하여 각 칼럼 혹은 각 존내의 농도 패턴을 소망의 패턴으로 할 수가 있다.

이 연산 제어부, 표시 장치 등을 조립한 조직으로서 통상의 컴퓨터를 들 수 있다. 컴퓨터에는 중앙 연산 처리 장치, 기억 장치가 포함되어 있어서 상술한 연산 제어부에 있어서의 처리를 용이하게 실행할 수가 있다.

연산 제어부는, 운전 조건을 변경할 경우에는, 통상 수사이클의 운전 상황을 모니터하면서 오퍼레이터에 대하여 정상, 주의, 경고의 3단계의 정보를 보낼 수가 있다.

본 발명자의 검토에 의하면, 각 존의 변동은 극히 약간의 온도 변동, 유속 변동에서 무너지는 것 같은 경우에 10사이클 정도의 모니터에서는 설명할 수 없을 정도의 장시간 후에(예를 들면 20사이클∼200사이클의 운전 후에) 그 영향을 받을 수가 있다는 것이 판명되었다. 또한 운전 개시시의 농도 변화(순도 변화)에는 원료 용액마다 여러 가지 패턴이 있다. 예를 들면 평형 상태에 이르기까지에는 상당한 시간이 필요한 원료 용액이 있다. 환언하면, 예를 들면 분리용 충전제에 대한 원료의 흡착 거동의 패턴이 원료마다 상이하므로, 원료마다 평형 시간이 상이하게 된다. 또한, 이들은 칼럼내에 고농도의 원료 용액이 체류하거나 혹은 그 과도적 평형 상태에 놓여지게 되어, 분리용 충전제와 원료 용액의 상호 작용 및 원료 용액내의여러 가지 화합물 간의 상호 작용 등이 복잡하게 서로 얽혀서 일어난다고 생각된다.

따라서, 이 의사 이동상식 분리 장치의 운전 제어 수법도 여러 가지 각 방법 및 조건폭이 요구된다.

본 발명에 있어서는, 이들 원료 용액에 의한 존 변동의 다양성에 대응하기 위하여 어느 농도(순도)로 셋트 포인트(역치)를 설정하고, 각 제어 인자 예를 들면 스텝 타임, 순환 유로내의 액의 유속, 칼럼내의 온도 및 칼럼내의 압력 등에 대하여 변동폭이 설정된다. 본 발명자의 검토에 의하면, 예를 들면 입자 지름 20μm의 분리용 충전제에 의한 장기 운전 결과로부터, 어느 정도 장기간의 운전을 행하여 변동 요인을 해석함으로써, 이 셋트 포인트 및 제어 인자의 변동폭이 한정되게 되는 것을 발견하였다. 이 발견에 의하여, 미립자 예를 들면 입경 1∼100μm의 분리용 충전제를 갖는 칼럼을 구비한 의사 이동상식 분리 장치의 운전에 있어서는, 상당히 고정밀도의 유속 제어, 온도 제어가 요구되는 것이지만, 어느 정도 예를 들면 온도가 ±3℃의 변동을 하는 것 같은 환경하이더라도, 본 발명에 있어서는 안정되고도 효율적으로 연속 운전을 행할 수가 있다.

본 발명에 있어서는, 연산 제어부에 의하여 용질의 농도가 연산되면, 그 연산 결과에 따라서 운전 조건을 제어하기 위한 지령 신호가 출력된다. 이 지령 신호로서는, 각 펌프의 유량을 바꾸기 위한 지령 신호, 칼럼의 온도(예를 들면 칼럼 온도 및 순환 유통 유로에 투입되는 용액 예를 들면 원료 용액의 온도 등)을 바꾸기 위한 지령 신호, 칼럼에의 유체의 투입 및 추출의 전환 시간(스텝 타임)을 바꾸기위한 신호 등을 들 수 있다.

-온도 측정 수단-

본 발명의 바람직한 의사 이동상식 분리 장치는, 온도 측정 수단을 더 구비한다.

이 온도 측정 수단은, 엑스트랙트 및 라피네이트 중의 어느 하나 혹은 양자에 있어서의 용액 중의 성분의 농도 및 순도를 측정하도록 구성된다.

이와 같은 농도 측정 수단은, 엑스트랙트에 대하여 말하면, 엑스트랙트 추출구에서 추출되는 엑스트랙트로부터 샘플링 수단에서 채취된 소정량의 시료 중의 용질의 농도 및 순도를 측정하는 성분 농도 측정 수단에서 형성할 수가 있다. 또한, 라피네이트에 관한 농도 측정 수단은, 라피네이트 추출구에서 추출되는 라피네이트로부터 샘플링 수단에서 채취된 소정량의 시료 중의 용질의 농도 및 순도를 측정하는 성분 농도 측정 수단에서 형성할 수가 있다. 또한,농도 측정 수단은, 엑스트랙트 및 라피네이트 중의 어느 하나만에 관하여 형성되어도 되지만, 이 의사 이동상식 분리 장치의 운전 상태를 정확히 파악하여 효율적인 운전을 행하기 위해서는, 엑스트랙트 및 라피네이트 중의 어느 하나에 관해서도 이 온도 측정 수단을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 샘플링 수단으로서는, 엑스트랙트 추출구에서 추출된 엑스트랙트 혹은 라피네이트 추출구에서 추출된 라피네이트로부터 소정량의 시료액을 채취할 수 있는 수단이면 된다. 이 샘플링 수단의 바람직한 예로서는, 예를 들면 엑스트랙트의 추출구 또는 라피네이트의 추출구에 결합된 배관과; 이 배관에 결합된 6방 전환 밸브와; 이 6방 전환 밸브에 결합된 샘플관과; 이 6방 전환 밸브에 결합된 펌프를 갖는 액체 압출 수단;을 갖는 장치를 들 수 있다. 이와 같은 샘플링 수단에 있어서는, 6방 전환 밸브의 전환에 의하여, 엑스트랙트 또는 라피네이트의 추출구에서 엑스트랙트 또는 라피네이트의 소정량을 샘플링관 중에 넣고, 6방 전환 밸브의 전환에 의하여 샘플관 중에 채취된 엑스트랙트 또는 라피네이트의 소정량을 압출할 수가 있다.

성분 농도 측정 수단은, 엑스트랙트 및 라피네이트 각각, 혹은 어느 한쪽에서 샘플링된 시료 중의 용질의 농도 및 순도를 측정하는 수단이다. 엑스트랙트 및 라피네이트 중에 포함되는 용질이 한 종류인 경우도 있으나, 공업적인 상황하에서는 반드시 복수의 성분으로 용질로서 엑스트랙트 또는 라피네이트 중에 포함되어 있다. 예를 들면, 광학 이성체의 혼합물 예를 들면 D체와 L체를 함유하는 원료 용액인 때에는, 예를 들면 엑스트랙트 추출구에서 D체 함유 용액으로서 엑스트랙트를 추출하고, 라피네이트 추출구에서 L체 함유 용액으로서 라피네이트를 추출하는 경우, 그 엑스트랙트 중에는 불순물과 D체가 용질로서 함유되어 있다.

따라서, (1)이 성분 농도 측정 수단에 있어서는, 시료 중의 용질을 필요 성분과 불필요 성분으로 분리하고, 분리된 각 성분의 농도를 측정함으로써 필요 성분(경우에 따라 목적 성분이라고 칭하기도 한다)의 농도 및 순도가 측정되며, 혹은 (2)물리적으로 시료 중의 용질을 필요 성분과 불필요 성분으로 분리하지 않더라도, 필요 성분의 특정의 특성에 착안하여 그 필요 성분의 농도를 측정하고, 불필요 성분의 특정의 특성에 착안하여 그 불필요 성분의 농도를 측정함으로써, 결국 2종류 이상의 다른 농도 검출기에서 농도를 측정함으로써 필요 성분의 농도 및 순도가 측정된다.

성분 농도 측정 수단에 있어서, 시료 중의 복수의 용질을 물리적으로 분리하기 위해서는, 분리 수단이 채용된다. 이 분리 수단으로서는 예를 들면 칼럼 분리 장치, HPLC 분리 장치, GC 분리 장치, IR 분리 장치, 캐필러리 전기 영동 분리 장치 등의 분리 장치를 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 이들 분리 수단은, 라피네이트 추출구 및 엑스트랙트 추출구에 연동(連動)되어 있어서, 농도 및 목적 성분의 순도를 측정하기 위하여 사용된다. 일반적으로 바람직한 것은, 본 발명의 의사 이동상식 분리 장치에 사용된 것과 동일한 충전제로서, 게다가 단시간에 분리가능한 입경이 작은, 예를 들면 1∼10μm의 충전제가 충전된 고성능 HPLC 칼럼 분리 장치가 바람직하다.

상기 분리 장치에 의하여 분리된 각 용질의 농도는, 순환 유체 유로 중에 배치되는 농도 검출기와 동일한 농도 검출기에 의하여 측정된다. 농도 검출기로서는, 예를 들면 전자파를 이용한 농도 검출기, 음향학적 농도 검출기, 전기적 농도 검출기, 자기적 농도 검출기 등을 들 수 있으며, 구체적으로는 근자외선, 자외선, 가시광선, 적외선, 원적외선 등의 전자파를 이용한 농도 검출기, 시차 굴절계, 탁도계, 초음파를 이용한 농도 검출기, 이온 전극을 이용한 농도 검출기, pH계를 이용한 농도 검출기, 선광계를 이용한 농도 검출기 등을 들 수 있다. 어떠한 농도 검출기를 채용하는가는 용질의 종류에 따라서 결정된다.

성분 농도 측정 수단으로서, 용질의 물리적인 분리를 행하는 분리 수단을 채용하지 않는 경우에는, 복수 종류의 농도 검출기의 조합, 혹은 복수의 용질의 농도를 한 번에 측정할 수 있는 1종의 농도 검출기가 채용된다. 복수의 농도 검출기를 조합한 경우, 일측의 농도 검출기에서 특정 용질의 농도를 측정하고, 타측의 농도 검출기에서 다른 용질의 농도를 측정하게 되며, 1종의 농도 검출기인 경우에는, 그 농도 검출기에서 복수의 용질의 농도가 측정된다.

농도로서 광학 이성체의 순도를 측정하는 것이라면, 바람직한 농도 검출기로서 선광계를 들 수 있다. 또한, 복수 종류의 농도 검출기를 조합할 경우, 예를 들면 적외선 분광 광도계와 자외선 분광 광도계를 조합하면, 어느 특정의 성분에 대해서는 적외선 분광 광도계로 농도를 측정하고, 다른 특정 성분에 대해서는 적외선 분광 광도계 및 자외선 분광 광도계로 농도를 측정하도록 하여 순도를 결정할 수가 있다.

성분 농도 측정 수단에서 측정된 특정 성분의 농도(경우에 따라서 순도)에 관한 데이터가 연산 제어부로 출력된다.

연산 제어부에 있어서는, 상술한 농도 검출기에서 출력되는 농도 데이터 및 농도 측정 수단에서 출력되는 농도 데이터에 의거하여 의사 이동상식 분리 장치의 운전 제어 내용을 결정한다.

순환 유로 중에 설치된 농도 검출기에서 출력되는 농도 데이터와 농도 측정 수단에서 출력되는 농도 데이터에 의거하는 연산 제어부에 의한 제어와, 상술한 농도 검출기에서 출력되는 농도 데이터에 의거하는 연산 제어부에 의한 제어는 서로 다르다.

농도 검출기 및 온도 측정 수단에서 출력되는 2종의 농도 데이터에 의거하는 연산 제어부에 의한 제어에서는, 먼저 농도 검출기에서 출력되는 농도 데이터를 연산 제어부는 감시한다. 그리고, 예를 들면 농도 검출기에서 출력되는 농도 데이터에 의하여 결정되는 특정 성분의 농도가 경시적으로 측정되며, 엑스트랙트 또는 라피네이트의 추출구가 전환된 시점(스텝 타임 마다)에 있어서의 농도를 베이스로 하여 그 베이스의 농도에서 어느 역치까지의 시간을 설정함으로써 존 변동을 모니터한다. 일반적으로, 라피네이트 추출구측에서는 전환된 시점에서 농도는 0에 가깝고, 시간의 경과와 함께 농도가 상승하고, 전환되기 직전에 가장 농도가 높아진다. 엑스트랙트 추출구측에서는, 농도는 전환된 시점에서 최대이며 시간과 함께 농도가 저하한다. 농도 검출기에 의거하여 검출된 농도값이 소정의 역치에 달하기 까지의 시간과 농도 측정 수단에서 출력되는 순도에 의하여, 연산 제어 수단은 라피네이트에 관해서는 표 1에 나타내는 바와 같은 제어 명령을 출력하고, 엑스트랙트에 관해서는 표 2에 나타낸 바와 같은 제어 명령 중 어느 하나 혹은 복수의 제어 지령을 출력할 수가 있다. 각종의 제어 명령 중 범용되는 것은 유속을 바꾸는 제어 지령이다.

표 1 및 표 2에 있어서, 「온도가 역치(세트 포인트(set point))에 달하기 까지의 시간」은 이미 설정되는 시간이다. 이 세트 포인트의 값은 대상 물질에 따라서 상위한 것이지만, 라피네이트 중의 성분 및 엑스트랙트 중의 성분의 순도 및 농도의 관계과 순환 유체 유로에 있어서의 농도(순도)의 패턴과의 상관 관계를 해석함으로써 결정될 수가 있다.

또한, 그들의 상관 관계는, 실제로 장기간의 런닝 중에 생기는 여러 가지 시스템 변동에 의하여 초래되는 각 칼럼(존)내의 농도 변동과 제품 순도와의 관계를 해석함으로써 패턴 식별 등의 수법에 의하여 더욱 정밀도를 높일 수가 있다. 이들 데이터는, 연산 제어부에 있어서의 기억 수단에서 기억됨으로써, 최종적으로는 자동적으로 시스템 변동에 대처할 수가 있다. 세트 포인트에 달하기 까지의 시간이 어떠한 시간길이인가는, 분리하고자 하는 대상물의 종류, 의사 이동상식 분리 장치의 운전 방법이나 규모 등에 따라서 적절히 결정된다.

표 1 및 표 2에 있어서, 「순도가 역치에 달했는가 아닌가」에 있어서의 역치는 미리 설정된 값이며, 분리하고자 하는 대상물의 종류나 의사 이동상식 분리 장치의 규모 등에 따라서 적절히 결정된다.

라피네이트의 제어

농도가 역치에 달하기 까지의 시간	순도가 소정의 역치에 달했는가 아닌가(합격 여부)	제어 내용
시간이 짧다	순도 합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 많게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 적게 한다.③스텝 타임을 길게 한다.④순환 유로 중의 유체의 온도를 상승시킨다.⑤피드 펌프의 유량을 많게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 많게 한다.
시간이 짧다	순도 불합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 적게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 많게 한다.③스텝 타임을 짧게 한다.④순환 유로 중의 유체의 온도를 하강시킨다.⑤피드 펌프의 유량을 적게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 적게 한다.
시간이 길다	순도 불합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 적게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 많게 한다.③스텝 타임을 짧게 한다.④순환 유로 중의 유체 온도를 내린다.⑤리사이클 펌프의 유량을 적게 한다.
시간이 길다	순도 합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 많게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 적게 한다.③스텝 타임을 길게 한다.④순환 유로 중의 유체의 온도를 상승시킨다.⑤피드 펌프의 유량을 많게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 많게 한다.

엑스트랙트의 제어

농도가 역치에 달하기 까지의 시간	순도가 소정의 역치에 달했는가 아닌가(합격 여부)	제어 내용
시간이 짧다	순도 합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 적게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 많게 한다.③스텝 타임을 짧게 한다.④순환 유로 중의 유체의 온도를 내린다.⑤피드 펌프의 유량을 많게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 적게 한다.
시간이 짧다	순도 불합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 많게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 적게 한다.③스텝 타임을 길게 한다.④순환 유로 중의 유체의 온도를 상승시킨다.⑤피드 펌프의 유량을 적게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 많게 한다.
시간이 길다	순도 불합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 많게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 적게 한다.③스텝 타임을 길게 한다.④순환 유로 중의 유체 온도를 올린다.⑤피드 펌프의 유량을 적게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 많게 한다.
시간이 길다	순도 합격	①디솔벤트 펌프의 유량을 적게 한다.②엑스트랙트 펌프의 유량을 적게 한다.③스텝 타임을 짧게 한다.④순환 유로 중의 유체의 온도를 내린다.⑤피드 펌프의 유량을 많게 한다.⑥리사이클 펌프의 유량을 적게 한다.

본 발명에 관한 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 상기 연상 제어부에 의하여 파악되는 순환 유로내를 유통하는 유체 중의 소정 성분의 농도 분포를 표시하고, 또한 순도를 표시할 수 있는 표시 수단을 구비하고 있으면, 바람직하다.

표시 수단으로서는, 프린터, CRT 등을 들 수 있다. 예를 들면 CRT의 표시 화면에 순환 유로내의 농도 분포를 그래프로서 표시할 수 있으면, 시각적으로 용이하게 상황을 파악할 수 있어서 편리하다.

(실시예)

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명하겠다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 한 실시예인 의사 이동상식 분리 장치(1)는, 제 1∼제 8칼럼(단위 충전상이라고도 한다)(2a∼2h)를 갖는다. 각 칼럼은, 그 입구가 인접하는 칼럼의 출구에 배관에 의해 결합되며, 또한 그 출구가 그 인접하는 입구에 배관에 의해 결합되며, 전체적으로 무단 형상으로 결합된 순환 유체 유로가 형성된다. 이 순환 유체 유로에는, 유체를 강제적으로 순환시키는 리사이클 펌프, 용리액을 도입하는 용리액 도입관, 엑스트랙트를 추출하는 엑스트랙트 추출관, 원료 용액(피드)를 도입하는 원료 용액 도입관, 및 라피네이트를 추출하는 라피네이트 추출관이 부착되며, 이들 도입관 및 추출관이 소정 시간마다 칼럼 1기분마다 전환되도록 되어 있다.

도 1에 나타낸 의사 이동상식 분리 장치(1)는, 어느 시점에서의 전환 상태가 표시된다. 어느 시점의 상태에 있어서, 예를 들면 제 8칼럼(2h)의 출구와 제 1칼럼(2a)의 입구가 배관(3)에 의해 결합된다. 이 제 8칼럼(2h)의 출구에서 제 1칼럼(2a)의 입구까지의 배관(3)에는, 순환 유체 유로중에서 제 8칼럼(2h)에서 제 1칼럼(2a)을 향하여 강제적으로 유체를 유통시키는 리사이클 펌프(P5)가 설치된다.

도 1에 있어서는, 제 8칼럼(2h)의 출구에서 제 1칼럼(2a)의 입구까지가 연결되며, 도중에 리사이클 펌프(P5)를 개재하는 곳의 배관(3)이, 특히 리사이클 라인(3a)이라고도 불리워진다. 일반적으로 말하면, 리사이클 라인은, 흡착 존을 형성하는 말단 칼럼의 출구에서 탈착 존을 형성하는 선단 칼럼의 입구까지를 연결하는 유체 유로를 말한다. 이 리사이클 펌프(P5)에서 송출된 유체가 제 1칼럼(2a)의 입구에 도달하기 까지의 리사이클 라인(3a)의 도중에는, 디솔벤트 탱크(4)중의 용리액(디솔벤트)을 디솔벤트 펌프(P1)를 통하여 리사이클 라인(3a)중에 도입하는 용리액 도입관(5)이 결합된다.

이 순환 유체 유로에는, 용리액 도입구 전환 수단(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 이 용리액 도입구 전환 수단에 의하여, 용리액 도입관(5)에 있어서의 용리액 도입구가 제 1칼럼(2a)의 입구에서 제 2칼럼(2b)의 입구로, 제 2칼럼(2b)의 입구에서 제 3칼럼(2c)의 입구로, 소정 시간마다 전환되도록 되어 있다.

이 용리액 도입구 전환 수단은, 이 실시예에 있어서는 로터리 밸브에 의하여 형성된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제 2칼럼(2b)의 출구와 제 3칼럼(2c)의 입구를 결합하는 배관(3), 제 5칼럼(2e)의 출구와 제 6칼럼(2f)의 입구를 결합하는 배관(3) 및 제 8칼럼(2h)의 출구에서 리사이클 펌프(P5)에 이르는 배관(3)에는 각각 농도 검출기가 설치된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 배관(3)에는 농도 검출기로서 제 1UV검출기(UVD₁)가 배치된다. 이 제 1 UV검출기(UVD₁)로부터는 전기신호인 검출 신호가 연산 제어부(CMP)(도 1 참조)로 출력된다.

여기서, 배관(3)내를 유통하는 유체에, 석영 셀 등을 통하여 특정 파장의 자외선을 조사하고, 특정 성분 예를 들면 약흡착 성분의 농도에 따른 특정 파장의 투과 광량의 감쇠를 검출함으로써 약흡착 성분의 농도에 대응하는 전기 신호를 출력할 수 있는 기능을 갖는 한, 제 1 UV검출기(UVD₁)는 그 구조, 종류, 형식 등에 대해서는 제한이 없으며, 예를 들면 공지의 액체 크로마토그래피용의 UV검출기 등을 바람직하게 사용할 수가 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제 3칼럼(2c)의 출구와 제 4칼럼(2d)의 입구를 결합하는 배관(3)에는 엑스트랙트 추출관(7)이 결합되며, 엑스트랙트 추출관(7)에서 추출된 엑스트랙트는 엑스트랙트 추출 펌프(P4)를 통하여 엑스트랙트 탱크(8)에 송출되도록 되어 있다.

이 순환 유체 유로에는, 도시하지 않은 엑스트랙트 추출구 전환 수단이 형성되어 있어서, 이 엑스트랙트 추출 전환 수단에 의하여 엑스트랙트 추출관(7)의 배관(3)으로의 접속이, 제 3칼럼(2c)의 출구와 제 4칼럼(2d)의 입구까지의 배관(3)으로부터, 제 4칼럼(2d)의 출구에서 제 5칼럼(2e)의 입구까지의 배관(3)으로, 순차로 소정 시간마다 전환되도록 되어 있다.

이 엑스트랙트 추출구 전환 수단은, 본 실시예에 있어서는 로터리 밸브에 의하여 형성된다.

이 엑스트랙트 추출관(7)의, 엑스트랙트 추출 펌프(P4)와 엑스트랙트 탱크(8)의 도중에는, 육방 전환 밸브(13)(도 3 참조)를 통하여, 엑스트랙트에 있어서의 목적 성분 농도 측정 시스템(10)이 형성된다.

이 목적 성분 농도 측정 시스템(10)은, 엑스트랙트 중의 필요 성분의 농도를 측정하는 곳으로 본 발명에 있어서의 성분 농도 측정 수단이다. 본 실시예에 있어서는, 이 목적 성분 농도 시스템(10)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 샘플링 수단(11)에 의하여 채취된 엑스트랙트 중의 성분을 분리하는 분리 수단인 제 1 분리 칼럼(12), 엑스트랙트 중의 각 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단인 제 2UV검출기(UVD₂)가 형성된다.

이 샘플링 수단(11)은, 엑스트랙트 추출 펌프(P4)에서 토출된 엑스트랙트를 유통시키는 배관(9)과, 이 배관(9)에 결합된 육방 전환 밸브(13)와, 이 육방 전환 밸브(13)에 결합된 샘플관(14)과, 이 육방 전환 밸브(13)에 결합된 펌프(15)를 갖는다. 이 샘플링 수단(11)에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 육방 전환 밸브(13)를 전환하여, 배관(9), 육방 전환 밸브(13) 및 샘플관(14)이 서로 통하도록 해 둔다. 그렇게 하면, 엑스트랙트 추출관(7)을 통하여 유통하는 엑스트랙트가 샘플관(14)에 장진된다. 그 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 육방 전환 밸브(13)를 전환하여, 펌프(15)에 의하여 샘플관(14)중의 엑스트랙트를 제 1 분리 칼럼(12)에 흘려보낸다.

제 1 분리 칼럼(12)은, 엑스트랙트 중의 특정 성분을 분리하는데 바람직한 분리용 충전제를 장진하며, 바람직한 분리용 충전제로서는, 통상 제1∼8 칼럼(2a∼2h)에 충전된 것과 동일한 분리 충전제를 채용할 수가 있다.

이 제 1 분리 칼럼(12)중에 엑스트랙트를 통과시키면, 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이, 엑스트랙트 중의 목적 성분(필요 성분이며, 흡착성 내지 강흡착성이다)과 비목적 성분(불필요 성분이며, 약흡착성 내지 비흡착성이다)으로 분리된다. 엑스트랙트 중의 불필요 성분이 최초로 분리되며, 이 불필요 성분 다음에 필요 성분이 분리된다.

따라서, 제 2 UV검출기(UVD₂)는, 엑스트랙트에서 분리된 각 성분에 UV광을 조사하고, 상기 각 성분(필요 성분과 불필요 성분)의 농도에 따른 전기 신호를 출력할 수가 있는 기능을 갖는다.

본 실시예에 관한 의사 이동상식 분리 장치(1)에 있어서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 4 칼럼(2d)의 출구와 제 5칼럼(2e)의 입구를 연이어 통하게 하는 배관(3)에는, 원료 용액을 저류하는 피드 탱크(16)로부터 피드 펌프(P2)를 통하여 원료 용액을 도입하는 원료 용액 도입관(17)이 결합되어 있다.

이 순환 유체 유로에는, 원료 용액 도입구 전환 수단(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 이 원료 용액 도입구 전환 수단에 의하여 원료 용액 도입관(17)의 배관(3)으로의 접속이, 제 4칼럼(2d)의 출구와 제 5칼럼(2e)의 입구까지의 배관(3)으로부터, 제 5칼럼(2e)의 출구로부터 제 6칼럼(2f)의 입구까지의 배관(3)으로, 순차로 소정 시간마다 전환되도록 되어 있다.

이 원료 용액 도입구 전환 수단은, 본 실시예에 있어서는 로터리 밸브에 의하여 형성된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제 6칼럼(2f)의 출구와 제 7칼럼(2g)의 입구를 결합하는 배관(3)에는, 라피네이트 추출관(18)이 결합되며, 라피네이트 추출관(18)으로부터 추출된 라피네이트는 라피네이트 추출 펌프(P3)를 통하여 라피네이트 탱크(19)로 송출되도록 되어 있다.

이 순환 유체 유로에는, 라피네이트 추출구 전환 수단(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 이 라피네이트 추출구 전환 수단에 의하여 라피네이트 추출관(18)의 배관(3)으로의 접속이, 제 6칼럼(2f)의 출구와 제 7칼럼(2g)의 입구까지의 배관(3)으로부터, 제 7칼럼(2g)의 출구로부터 제 8칼럼(2h)의 입구까지의 배관(3)으로, 순차로 소정 시간마다 전환되도록 되어 있다.

이 라피네이트 추출구 전환 수단은, 본 실시예에 있어서는 로터리 밸브에 의하여 형성된다.

이 라피네이트 추출관(18)의, 라피네이트 추출 펌프(P3)와 라피네이트 탱크(19)의 도중에는, 육방 전환 밸브(20)를 통하여 라피네이트에 관한 목적 성분 농도 측정 시스템(21)이 형성된다.

이 목적 성분 농도 측정 시스템(21)은, 라피네이트 중의 필요 성분의 농도를 측정하는 곳으로 본 발명에 있어서의 성분 농도 측정 수단이다. 본 실시예에 있어서는, 이 목적 성분 농도 시스템(21)은, 엑스트랙트 중의 필요 성분의 농도를 측정하는 목적 성분 농도 측정 시스템(10)의 구성과 마찬가지로, 샘플링 수단에 의하여 채취된 라피네이트 중의 성분을 분리하는 분리 수단인 제 2분리 칼럼(도시하지 않음), 라피네이트 중의 각 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단인 제 3UV검출기(도시하지 않음)가 형성된다.

이 샘플링 수단, 제 2 분리 칼럼 및 제 3 UV검출기의 구조 및 그들의 결합 관계는, 엑스트랙트 중의 필요 성분의 농도를 측정하는 목적 성분 농도 측정 시스템(10)에 있어서의 것과 동일하기 때문에 그의 상세한 설명을 생략한다.

게다가, 제 2 분리 칼럼은, 라피네이트 중의 특정 성분을 분리하는데 바람직한 분리용 충전제를 장진하고, 바람직한 분리용 충전제로서는 통상 제 1∼제 8칼럼(2a∼2h)에 충전된 것과 동일한 분리 충전제를 채용할 수가 있다.

이 제 2분리 칼럼 중에 라피네이트를 통과시키면, 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이, 라피네이트 중의 목적 성분(필요 성분이며, 비흡착성 내지 약흡착성이다)과 비목적 성분(불필요 성분이며, 흡착성 내지 강흡착성이다)으로 분리된다.

따라서, 제 3UV검출기는, 라피네이트에서 분리된 각 성분에 UV광을 조사하고, 상기 각 성분(필요 성분과 불필요 성분)의 농도에 따른 전기 신호를 출력할 수 있는 기능을 갖는다.

도 1에 나타낸 의사 이동상식 크로마토그래피 장치에 있어서는, 도 7에 나타내 바와 같이 4종의 존이 형성된다.

이 3종의 존에 있어서는, 예를 들면 흡착 존에서는 유체의 유속(U₄)은 리사이클 라인(3a)중의 유체의 유속(UR)과 도입되는 용리액의 유속(UD)의 합, 즉 U₄=UR+UD이며, 농축 존에 있어서의 유체의 유속(U₃)은 탈착 존 중의 유체의 유속(U₄)에서 엑스트랙트 추출구로부터 추출되는 유체의 추출 유속(UE)을 뺀 값, 즉 U₃=U₄-UE이며, 정제 존에 있어서의 유체의 유속(U₂)은 농축 존 중의 유체의 유속(U₃)와 원료 용액 도입구에서 도입되는 원료 용액의 유속(UF)의 합, 즉 U₂=U₃+UF이며, 흡착 존에 있어서의 유체의 유속(U₁)은 정제 존 중의 유체의 유속(U₂)에서 라피네이트 추출구에서 추출되는 라피네이트의 유속(UR_a)을 뺀 값, 즉 U₁=U₂-UR_a이다.

이와 같이, 도 1에 나타낸 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 예를 들면 제 8칼럼(2h)→리사이클 라인(3a)→제 1∼제 8칼럼(2a∼2h)의 순서로 유체가 순환하는 순환 유체 유로가 형성된다. 그리고, 일정시간 간격 마다 로터리 밸브의 전환 조작에 의하여 용리액의 공급 위치, 원료 용액의 공급 위치 및 각 추출 위치를 용매의 유통 방향으로 단위 칼럼 1기분만큼 이동시킨다.

이상과 같은 4종의 존에 있어서의 엑스트랙트 성분 및 라피네이트 성분의 농도 패턴을 모식적으로 도 9에 나타낸다. 도 9에 있어서, 사선으로 나타낸 산형상의 농도 분포는 엑스트랙트 성분에 관한 것이고, 희게 나타낸 산형상의 농도 분포는 라피네이트 성분에 관한 것이다.

이 도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1칼럼(2a) 및 제 2칼럼(2b)에 의하여 형성되는 탈착 존에 있어서는, 흡착 성분 또는 강흡착 성분 즉 엑스트랙트 성분이 충전제로부터 쫓겨나므로 엑스트랙트 성분의 농도가 증가 경향에 있으며, 제 3칼럼(2c)과 제 4칼럼(2d)에 의하여 형성되는 농축 존에서는, 충전제상에 잔존해 있는 약흡착 성분이 쫓겨나며, 강흡착 성분이 농축되며 제 5칼럼(2e) 및 제 6칼럼(2f)에 의하여 형성되는 정제 존에 있어서는, 충전제에 흡착 용이한 성분(강흡착 성분)이 흡착되므로 그 농도가 감소 경향을 보이며, 흡착곤란한 다른 성분(약흡착 성분)이 라피네이트분으로서 용리액과 함께 회수되며, 제 7칼럼(2g) 및 제 8칼럼(2h)에 의하여 형성되는 흡착 존에서는, 순환하는 유체 중의 라피네이트 성분이 충전제에 흡착됨으로써, 라피네이트를 포함하지 않는 실질적인 용리액이 회수분으로서 회수된다.

이 도 9에 나타낸 바와 같이, 전환 수단 예를 들면 로터리 밸브에 의하여 도입구 및 추출구를 전환할 때마다, 농도 분포의 산이 유체의 유통 방향으로 이동해 간다. 이 농도 분포는 운전 조건의 약간의 변동에 의하여 영향을 받아서 변동한다.

실제로는, 칼럼중을 유통하는 순환 유체 중의 용질의 농도 분포의 양상은, 도 8에 나타낸 바와 같다. 도 8에 있어서는, 농도 패턴이 제 3칼럼(2c)∼제 5칼럼(2e)에서는 평탄하게 되어 있지만, 이것은 유체중의 용질의 농도값이 농도 검출기의 최대 검출값을 뿌리친 모습을 나타내고 있다.

도 9에 나타낸 바와 같은 4종의 존에서 나타나는 농도 패턴이, 용리액 도입구, 엑스트랙트 추출구, 원료 용액 도입구, 라피네이트 추출구를 칼럼 1기분 전환할 때마다 변화하고(실제로는 로터리 밸브를 전환할 때마다 변화하고), 그 변화의 양상으로서 각 존에 있어서의 엑스트랙트 및 라피네이트의 농도 분포의 일례를 도 9에 나타낸다.

본 발명에 있어서는, 구체적으로는 본 실시예에 있어서는, 이와 같은 농도 분포의 변동을 리얼 타임으로 모니터하기 때문에, 순환 유체 유로를 유통하는 액중의 용질의 농도를 직접 측정하고, 농도 변화에 따라서 라피네이트 및 엑스트랙트를 효율적으로 추출한다.

상기 3기의 농도 검출기(6)인 제 1UV검출기(UVD₁)는, 연산 제어부(CMP)와 통신 케이블에 의해 전기적으로 접속되어 있어서, 상기 제 1UV검출기(UVD₁)에서 출력되는 검출 신호가 연산 제어부(CMP)로 출력되도록 되어 있다.

이 제 1UV검출기(UVD₁)로부터는, 예를 들면 약흡착 성분의 농도에 대응하여 예를 들면 전기 신호가 출력된다. 이 전기 신호는 전환 수단 예를 들면 로터리 밸브를 일제히 전환한 순간에서 다음의 전환 까지의 시간, 즉 스텝 타임의 초기를 0으로 하고, 시간의 경과와 함께 유체 중의 약흡착 성분의 농도가 상승하므로, 시간의 경과와 신호 강도(예를 들면 전합 혹은 전류값)가 상승한다. 이 전기 신호의 신호 강도에 대응하는 농도의 변화와 시간의 경과와의 관계를 도 10에 나타낸다.

본 발명, 특히 본 실시예에서는, 상기 농도 검출기를 사용하여 목적 성분 예를 들면 라피네이트 성분의 각 존에 있어서의 농도 데이터를 미리 취득하여 둔다. 이 조작은 종종 런닝 운전이라고도 한다. 이 예비적인 농도 데이터는, 라피네이트 성분의 농도 기지(旣知)의 원료 용액(피드)을 장시간(예를 들면 농도 분포 패턴이 안정된 산형상으로 되기까지의 시간이며, 예를 들면 사이클 타임이 50∼100이다) 이 순환 유체 유로로 계속하여 흐름으로써 취득할 수가 있다.

예비적인 농도 데이터는 연산 제어부(CMP)에 있어서의 메모리 등의 기억 수단에 격납된다.

그리고, 분리하여야 할 성분을 포함한 원료 용액을 이용하여 이 의사 이동상식 분리 장치의 본 운전을 행한다.

본 운전에 있어서는, 순환 유체 유로 중에 배치되어 있는 농도 검출기에 의하여 예를 들면 목적하는 소망 성분의 농도를 검출하는 것이지만, 예를 들면 라피네이트 추출구를 전환하였을 때의 그 라피네이트 추출구 부근에 있어서의 순환 유체 유로중의 목적 성분의 농도는, 예를 들면 도 11에 나타낸 바와 같이 전환 당초는 거의 실질적으로 0이며, 시간의 경과와 함께 그 농도가 상승해간다. 또한, 순환 유체 유로 중에 배치되어 있는 농도 검출기에 의하여, 예를 들면 엑스트랙트 추출구 부근에 있어서의 순환 유체 유로중의 목적 성분의 농도도 검출할 수 있지만, 예를 들면 엑스트랙트 추출구를 전환하였을 때의 그 엑스트랙트 추출구 근방의 순환 유체 유로중의 목적 성분의 농도는 예를 들면 도 12에 나타낸 바와 같이 전환 당초는 최고 농도이며, 시간의 경과와 함께 그 농도가 감소해간다.

본 운전에 있어서는, 이 농도 검출기에서 출력되는 전기 신호(농도 데이터에 대응한다)를 입력하는 연산 제어부(CMP)에서는 스타트 업의 초기에서 시간의 경과와 함께 목적 성분의 농도를 감시하고 있으며, 도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 라피네이트 추출구 근방에 있어서의 약흡착 성분의 농도가 최대값에 대한 소정의 역치 예를 들면 10%가 되기까지의 시간을 측정한다. 또한, 엑스트랙트 추출구 근방에 있어서의 강흡착 성분의 농도에 대해서는 로터리 밸브 전환의 시점에서는최대 농도가 되며, 시간의 경과와 함께 그 농도가 저하한다. 연산 제어부(CMP)에서는 스타트 업의 초기로부터의 시간 경과를 측정하고, 예를 들면 엑스트랙트 추출구 근방에 있어서의 목적 성분의 농도가 소정의 세트 포인트가 되기까지의 시간을 측정한다.

본 운전에 있어서 농도 검출기에 의하여 검출되며, 상기 연산 제어부(CMP)에 의하여 감시되는 라피네이트 추출구 근방의 목적 성분의 농도 패턴으로서, 예를 들면 도 11에 나타낸 바와 같이, 시간(T1)에서 세트 포인트에 달하는 패턴(A1) 혹은 시간(T3)에서 세트 포인트에 달하는 패턴(A3)으로 나타낸다. 한편, 상기 런닝 운전에 의하여 연산 제어부(CMP)에 축적된 라피네이트의 표준적인 농도 패턴이 A2로 나타내어지며, 이 패턴(A2)에 있어서는 시간(T2)에서 세트 포인트에 달한다. 또한, 이들 패턴은 가상적이다.

본 운전에 있어서 농도 검출기에 의하여 검출되며, 상기 연산 제어부(CMP)에 의하여 감시되는 라피네이트 추출구 근방에서의 목적 성분의 농도 패턴이 A1일 때에는, 표준 패턴(A2)으로 보정하기 위하여, 예를 들면 (1)디솔벤트 펌프의 유량을 낮추고, (2)리사이클 펌프의 유량을 낮추는 등의 조작을 행하여 운전 조건을 변경한다. 또한 라피네이트 추출구 근방의 목적 성분의 농도 패턴이 A3일 때에는, 표준 패턴(A2)로 보정하기 위하여, 예를 들면 (1)디솔벤트 펌프의 유량을 높이고, (2)리사이클 펌프의 유량을 올리는 등의 조작을 행하여 운전 조건을 변경한다.

엑스트랙트 추출구 근방에 있어서의 목적 성분의 농도에 대해서도 마찬가지이며, 본 운전에 있어서 농도 검출기에 의하여 검출되며 상기 연산 제어부(CMP)에의하여 감시되는 엑스트랙트 추출구 근방에 있어서의 목적 성분의 농도 패턴으로서 예를 들면 도 12에 나타낸 바와 같이, 시간(T'1)에서 세트 포인트에 달하는 패턴(B1) 혹은 시간(T'3)에서 세트 포인트에 달하는 패턴(B3)으로 나타낸다. 한편, 상기 런닝 운전에 의하여 연산 제어부(CMP)에 축적된 엑스트랙트의 표준적인 농도 패턴이 B2로 나타내어지며, 이 패턴(B2)에 있어서는 시간(T'2)에서 세트 포인트에 달한다. 게다가, 이들 패턴은 가상적이다.

본 운전에 있어서, 농도 검출기에 의하여 검출되며, 상기 연산 제어부(CMP)에 의하여 감시되는 엑스트랙트 추출구 근방에서의 목적 성분의 농도 패턴이 B1일 때에는, 표준 패턴(B2)으로 보정하기 위하여, 예를 들면 (1)디솔벤트 펌프의 유량을 낮추고, (2)리사이클 펌프의 유량을 낮추는 등의 조작을 행하여 운전 조건을 변경한다. 또한, 엑스트랙트 추출구 근방에 있어서의 목적 성분의 농도 패턴이 B3일때에는, 표준 패턴(B2)으로 보정하기 위하여, 예를 들면 (1)디솔벤트 펌프의 유량을 올리고, (2)리사이클 펌프의 유량을 올리는 등의 조작을 행하여 운전 조건을 변경한다.

본 실시예에 있어서는, 순환 유체 유로 중에 농도 검출기를 배치하는 이외에, 엑스트랙트 추출관(7)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 샘플링 수단(11)을 통하여 농도 측정 수단으로서, 분리 수단인 제 1 분리 칼럼(12) 및 성분 농도 측정 수단인 제 2 UV 검출기(UVD₂)가 형성된다. 또한, 라피네이트 추출관(18)에는 샘플링 수단(20)을 통하여 농도 측정 수단으로서, 분리 수단인 제 2 분리 칼럼 및 성분 농도 측정 수단인 제 3 UV검출기가 형성된다.

연산 제어부(CMP)에서는 상기 제 2UV 검출기(UVD₂)에서 출력되는 전기 신호를 입력하여, 예를 들면 엑스트랙트 추출관(7)에서 추출되는 엑스트랙트 중의 각 성분의 농도 및 순도를 산출한다. 이 경우, 각 성분의 농도는 미리 표품(標品)을 사용하여 작성된 검량선(檢量線)에 의거하여 결정될 수 있으며, 순도는 결정된 필요 성분의 농도 및 불필요 성분의 농도로부터 결정될 수 있다. 예를 들면 엑스트랙트에 대해서는 도 5에 나타내어지는 면적값으로부터 농도 및 순도가 각각 계산된다.

라피네이트 추출관(18)에 형성된 농도 측정 수단에 있어서의 제 3 UV 검출기는 제 2 UV 검출기(UVD₂)와 마찬가지의 구성을 갖는다.

단, 제 3 UV 검출기에서 출력되는 전기 신호는 라피네이트 중의 각 성분의 농도에 대응한 전기 신호가 출력된다. 이 전기 신호는, 라피네이트 추출구를 전환한 순간에서 다음 전환까지의 시간, 즉 스텝 타임의 초기에 있어서는 0이며, 추출되는 액 중의 라피네이트 중의 성분의 농도가 감소하므로 시간의 경과와 함께 신호 강도(예를 들면, 전압, 혹은 전류값)가 저하한다. 이러한 양상은 도 11로부터 용이하게 이해된다. 이 제 3 UV 검출기로부터는 전기 신호인 검출 신호가 연산 제어부로 출력된다.

연산 제어부에 있어서는, 제 1 UV 검출기(UVD₁)에서 출력되는 전기 신호에 의거하여, 각 도입구 및 각 추출구를 일제히 전환한 순간에서부터 다음의 전환 까지의 시간, 즉 스텝 타임의 초기를 0으로 하고, 시간의 경과와 함께 상승하는 유체중의 약흡착 성분의 농도를 감시한다.

연산 제어부에 있어서는, 제 1 UV 검출기(UVD₁)에 의하여, 각 도입구 및 각 추출구를 전환할 때마다 그 배관(3) 내를 유통하는 유체 중의 성분의 농도를 산출한다. 농도는 기지(旣知)의 농도의 시료를 동일한 유속으로 UV검출기에 도입하고, 농도와 UV 검출기의 출력과의 관계를 미리 조사해 둠으로써 구할 수가 있다. 각 도입구 및 각 추출구의 전환에 의하여, 제 1 UV 검출기(UVD₁)의 바로 앞의(상류측의) 칼럼이 흡착 존, 정제 존, 농축 존 및 탈착 존을 순회하면, 제 1 UV검출기(UVD₁)에 의하여 상기 전체 존에 걸친 약흡착 성분 및 강흡착 성분의 농도 분포가 산출된다.

연산 제어부에 있어서는, 제 2 UV 검출기(UVD₂) 및 제 3 UV 검출기로부터의 전기 신호를 입력하고, 제 2 UV 검출기(UVD₂)에서 출력되는 검출 신호에 의거하여 그 파형 면적으로부터 엑스트랙트 및 라피네이트 중의 성분의 평균 농도가 계산된다.

농도는, 기지의 농도의 시료를 동일한 유속으로 UV 검출기에 도입하고, 농도와 UV검출기의 출력과의 관계를 미리 조사하여 둠으로써 구할 수가 있다. 또한, 엑스트랙트 및 라피네이트의 유량과 UV검출기로부터의 출력과의 관계에 대해서도 기지의 농도의 시료를 이용하여 측정하여 두는 것이 바람직하다. 또한, 농도나 순도에 대한 산출 방법은, 일반적인 크로마토그램의 해석 방법에 준하여 행해질 수 있다.

본 실시예에 관한 의사 이동상식 분리 장치에 있어서는, 상기 순환 유체 유로내에 설치된 제 1 UV 검출기(UVD₁)에 의하여 측정되는 순환 유체 유로내의 성분의 농도가 소정의 역치에 달하기까지의 시간 및 상기 라피네이트 및 엑스트랙트의 순도에 따라서, 상기 표 1 및 표 2에 나타내어지는 제어를 행하기 위한 제어 지령 신호가 연산 제어부로부터 출력된다. 또한, 표 1 및 표 2에 나타내어지는 제어 내용은, 그 어느 1종이어도 되고, 또한 2종 이상이어도 된다.

예를 들면 라피네이트에 관한 측정 결과의 한 예를 도 13에 나타내고, 엑스트랙트에 관한 측정 결과의 한 예를 도 14에 나타낸다.

이상 본 발명의 한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(1)예를 들면, 칼럼의 개수는 4의 배수, 즉 4종의 존이 형성되도록 칼럼의 개수가 결정되는 경우가 있으며, 통상의 경우, 4∼24 중 4의 배수의 개수의 칼럼이 채용된다. 무엇보다도, 순환 유체 유로를 복수의 배관으로 서로 연결된 칼럼에 의하여 형성할 경우, 각 존을 구성하는 칼럼의 개수는 존 마다 서로 달라도 된다.

(2)도입구 및 추출구를 전환하는 밸브는 로터리 밸브에 한하지 않으며 개폐 밸브의 조합이어도 된다.

(3)성분 농도 측정 수단은, 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 각 성분을 분리하는 분리 수단을 사용하지 않고, 예를 들면 엑스트랙트 중의 각 성분을 측정할수 있는 복수 종류의 농도 검출기의 조합이더라도, 또한 복수의 성분을 동시에 측정할 수 있는 다파장 분석 장치를 채용할 수도 있다.

(4)순환 유체 유로 중에서 유체를 강제적으로 한 방향을 향하여 순환시키기 위하여, 리사이클 펌프를 사용하는 대신에 압력 밸런스를 조정하는 압력 조정 밸브를 이용하여도 된다. 예를 들면, 용리액 도입구를 통하여 순환 유체 유로 중에 디솔벤트 펌프를 이용하여 소정의 압력으로써 용리액을 압입하고, 게다가 원료 용액 도입구를 통하여 순환 유체 유로 중에 원료 용액 도입 펌프를 이용하여 소정의 압력으로 원료 용액을 압입하면, 엑스트랙트 추출구 및 라피네이트 추출구로부터는 그곳에 형성된 압력 조정 밸브를 조정하는 것만으로, 순환 유체 유로 중을 유통하는 유체의 유속이 조정된다.

본 발명에 의하면, 의사 이동상에 있어서의 각 존 중의 농도를 정확히 모니터할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공할 수가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 액체 크로마토그래피 장치를 취급하는 것과 동일한 정도로 간단한 조작으로 운전할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공할 수가 있다. 본 발명에 의하면, 불합격품을 내지 않으며 시료의 손실이 적고 높은 회수율로 생산성 좋게 성분 분리를 행할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공할 수가 있다. 게다가, 본 발명에 의하면, 장치의 조업에 숙련과 감을 필요로 하지 않고 용이하고도 정확히 조업할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 의사 이동상식 분리 장치에 있어서의 전체 칼럼에 의하여형성되는 의사 이동상 중에서의 성분의 농도 분포를 연속적으로 감시할 수 있으며, 그 성분의 농도 분포에 따라서 최적 운전 조건을 자동 제어할 수 있는 의사 이동상식 분리 장치를 제공할 수가 있다.

Claims

분리용 충전제를 수용한 복수의 충전상(充塡床)을 무단(無端) 형상으로 연결하고, 내부에 유체를 한 방향으로 강제 순환시킬 수 있는 순환 유체 유로를 형성하며, 이 순환 유체 유로 중에, 용리액을 도입하는 용리액 도입구와, 흡착질 또는 강흡착질이 풍부한 용액을 추출하는 엑스트랙트(extract) 추출구와, 분리되어질 성분의 혼합물을 포함하는 원료 용액을 도입하는 원료 용액 도입구와, 비흡착질 또는 약흡착질이 풍부한 용액을 추출하는 라피네이트(raffinate) 추출구를, 유체의 흐름 방향으로 이 순서대로 형성하고, 또한 각각의 도입구 및 추출구를 간헐 이동시키도록 하여 이루어지는 의사 이동상식 분리 장치에 있어서,

상기 순환 유체 유로 중에 형성된 적어도 하나의 농도 검출기;

샘플링 수단에 의하여 상기 엑스트랙트 추출구와 연결되고 엑스트랙트 추출구로부터 추출된 엑스트랙트 중의 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단 및 샘플링 수단에 의하여 상기 라피네이트 추출구에 연결되고 라피네이트 추출구에서 추출된 라피네이트 중의 성분의 농도를 측정하는 농도 측정 수단 중의 어느 하나 또는 양자; 및

상기 농도 검출기로부터 얻어진 농도 데이터 및 상기 하나 또는 양자의 농도 측정 수단으로부터 얻어진 농도 데이터에 근거하여 의사 이동상식 분리 장치의 운전 조건을 결정하는 연산 제어기;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 의사 이동상식 분리 장치.
(삭제)
제1항에 있어서, 상기 순환유로 중에 형성된 적어도 하나의 농도 검출기는 고내압성 농도 검출기이고, 상기 연산 제어기는 상기 농도 검출기 및 상기 하나 또는 양자의 농도 측정 수단과 연동하는 컴퓨터를 포함하여 의사 이동상식 분리 장치에 있어서의 변동 요인에 의해 발생하는 목적 성분의 농도 변동에 따라서 운전 조건을 자동 수정 가능하게 한 것을 특징으로 하는 의사 이동상식 분리 장치.
(삭제)
제3항에 있어서, 상기하나 또는 양자의농도 측정 수단은 소정 시간 마다 샘플링 수단에서 샘플링된 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 소망 성분과 소망하지 않는 성분을 분리하는 분리 수단과, 각각의 성분의 농도를 측정하는 성분 농도 측정 수단을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 의사 이동상식 분리 장치.
제3항에 있어서, 상기하나 또는 양자의농도 측정 수단은, 소정 시간 마다 샘플링된 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 소망 성분과 소망하지 않는 성분의 농도를 측정하는 복수 종류의 농도 검출기인 것을 특징으로 하는 의사 이동상식 분리 장치.
제3항에 있어서, 상기하나 또는 양자의농도 측정 수단은 소정 시간 마다 샘플링된 엑스트랙트 또는 라피네이트 중의 소망 성분과 소망하지 않는 성분의 농도를 측정하는 한 종류의 농도 검출기인 것을 특징으로 하는 의사 이동상식 분리 장치.