NO145327B - Fremgangsmaate for kromatografisk separering av sukker eller polyoler. - Google Patents

Fremgangsmaate for kromatografisk separering av sukker eller polyoler. Download PDF

Info

Publication number
NO145327B
NO145327B NO754164A NO754164A NO145327B NO 145327 B NO145327 B NO 145327B NO 754164 A NO754164 A NO 754164A NO 754164 A NO754164 A NO 754164A NO 145327 B NO145327 B NO 145327B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
column
resin
solution
particle size
polyols
Prior art date
Application number
NO754164A
Other languages
English (en)
Other versions
NO145327C (no
NO754164L (no
Inventor
Asko J Melaja
Lauri Haemaelaeinen
Lasse Rantanen
Original Assignee
Suomen Sokeri Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suomen Sokeri Oy filed Critical Suomen Sokeri Oy
Publication of NO754164L publication Critical patent/NO754164L/no
Publication of NO145327B publication Critical patent/NO145327B/no
Publication of NO145327C publication Critical patent/NO145327C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/36Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
    • B01D15/361Ion-exchange
    • B01D15/362Cation-exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/20Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the sorbent material
    • B01D15/206Packing or coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/22Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the construction of the column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/50Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
    • G01N30/56Packing methods or coating methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/96Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation using ion-exchange
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/32Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
    • G01N2030/324Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed speed, flow rate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

Kromatografiske separeringer og fraksjoneringer av organiske og uorganiske materialer på ionebytte-harpikser er vel omtalt i faglitteraturen. De fremgangsmåter som beskrives er i de fleste tilfeller analytiske prosesser som er gjennomfbrt i små laboratoriekolonner. De separeringsprosesser som foreslås for kommersielt bruk, er i de fleste tilfeller basert på eksperimenter utfort i kolonner med små dimensjoner.
Det teoretiske grunnlag for kromatografiske separeringer er f.eks. beskrevet i den nylig utgitte bok med tittelen "Introduction To Modem Liguid Chromatography", skrevet av Snyder og Kirkland og utgitt av John Wiley, London 1974.
De teorier som fremfores i denne bok er også for det meste grunnlagt på eksperimenter med små laboratoriekolonner.
Det er vel kjent i teknikken at ekstra-polering av laboratorie-resultater er vanskelige. Særlig ved kromatografiske prosesser, hvor teoretiske modeller er utilstrekkelige, kan kommersielle anlegg ikke konstrueres på grunnlag av data som er oppnådd ved laboratorietorsbk. Det er likéledes kjent at det ikke er bnskelig å anvende store harpikskolonner, f.eks. med diameter stbrre enn 1 m og hbyde over ca. 2,5 m, da disse gir dårlige separeringsresultater og sterk utspedning av de eluerede komponenter. Begge disse faktorer gjor vedkommende prosess ubkonomisk. Selv om den tilforte væske foreligger jevnt fordelt ved'kolonnens øvre del, så kan likevel en del av væskefronten beveae seg nedover med en hastighet som avviker fra frontens hastighet forbvrig, således at det fremkommer strbmninger på skrå i leiet samt "hale- og f ingerdannelse". For å unngå disse problemer er det onskelig at væskefronten både ved tilforsel av den losning som skal fraksjoneres og elueringsvæsken beveger seg videre nedover med ensartet hastighet, således at væskefronten hovedsakelig danner et smalt skikt i horisontalplanet.
Disse tidligere problemer omtales f.eks. av Baddour i US. patentskrift 3.250.058. God separering har blitt oppnådd ved anvendelse av smale laboratoriekolonner, men ved forsok på å tillempe sådan separering i teknisk eller kommersiell skala ved anvendelse av kolonner med diameter på 5 cm eller mer, vil det forekomme "hale- og fingerdannelse" i vedkommende kolonne, hvilket både frembringer utspedning og dårlig separeringsresultat. Baddour har forsokt å overvinne disse problemer ved å anvende en anordning med tversgående "melloinvegger inne i kolonnen for å få den væske som strommer gjennom kolonnen til å stromme i sideretningen. Videre anser Baddour det som nodvendig å anvende sådanne mellomvegger i kombinasjon med sidemellomvegger.
Denne grunntanke angående vertikal tvangstyrt stromning i kolonner i stor skala ble videreutviklet av Lauer et al. i US.patentskrift nr. 3.539.505, som innforte enheter for radial blanding i kolonnen> eller oppdelte kolonnen i flere korte seksjoner, slik det er beskrevet i den offentliggjorte tyske patentansokning DOS 2.036.525. Ytterligere en losning er beskrevet i DOS 2.224.798 samt det japanske patentskrift nr. 73-68752, og i henhold til disse skrifter mettes kolonnen med den losning som skal separeres. Ved hjelp av sådanne mettede kolonner og motstromning unngås de forstyrrelser som bevirkes av tetthetsgradienter i kolonnen.
De temmelige kompliserte fremgangsmåter som er beskrevet ovenfor, gjor det mulig å utfore kromatografiske separeringer i stor skala på kommersielt grunnlag. Disse fremgangsmåter forer imidlertid til ganske innviklede kolonnekonstruksjoner og til prosesser som er vanskelige å gjennomfore i kommersiell skala. Hvis vedkommende kolonne inneholder innebygde konstruksjoner fremkommer det vesentlige problemer når den anvendte harpiks motstrømsvaskes eller når harpiksens ioneform må forandres. Motstrømsvasking kreves i henhold til disse fremgangsmåter etter et visst antall produksjons-cykler, idet mekaniske forurensninger fra den tilførte væske eller elueringsmidlet akkumuleres på harpiksleiet, således at kolonnens ydelseevne gradvis nedsettes. Ved endring av harpiksens ioneform forandres vanligvis har-pikspartiklenes volum, hvilket medfører svelning eller krympning av harpiksleiet. Det er åpenbart at innebygde konstruksjoner i kolonnen utgjør en ulempe i sådanne situasjoner. Mettede harpiksleier og motstrømning fører også til innviklede konstruksjoner, slik det er beskrevet i den offentliggjorte tyske patentansøkning nr. DOS 2.224.794 eller til en komplisert fremgangsmåte ved praktisk anvendelse av prosessen. Fransk patentskrift nr. 2.190.918 angir at kolonner med diameter på 3 m og høyde på 7 m har blitt anvendt i en prosess for å oppnå sukker av melasse ved hjelp av ioneseparering. Det fremgår imidlertid ikke av dette patentskrift om det har vært anvendt mellomvegger. Prosessen i henhold til det franske patentskrift gjelder imidlertid separeringsprosesser med ioneavvisning, mens fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse gjelder kromatografiske separeringer.
Det er således et formål for foreliggende oppfinnelse å
angi en fremgangsmåte for kromatografisk separering i store kolonner uten tidligere kjente innebygde konstruksjoner og uten anvendelse av tidligere kjente mettede systemer.
Oppfinnelsen gjelder såeldes en fremgangsmåte for kromatografisk separering av sukker eller polyoler i vannløsning ved anvendelse av sulfonert polystyrenharpiks tverrbundet med 2-6% divenylbenzen i sylinderformede kolonner uten mellomveggkonstruksjoner samt med diameter på minst 1,2 m og høyde på 2,5 - 6 m, idet fremgangsmåtens særtrekk består i at harpiksen i form av graderte ionebytterpartikler av midlere størrelse 0,2 - 0,5 mm og med 95% av partiklene innenfor - 25% av den midlere partikkelstørrelse, under motstrømvasking med vann sammenpakkes til et leie med gjennomslippsfaktof k på 1 x 10<10> til 4 x IO<10> l/m<2>, og deretter nevnte sukker- eller polyolløsning både tilføres og elueres med en strømningshastighet som er 0,5 - 2,0 ganger systemets kritiske hastighet.
En hensiktsmessig anordning for jevn tilførsel av løsning til oversiden av leiet er beskrevet i US patentskrift nr. 3.814.253.
Ved oppfinnelsens fremgangsmåte oppnås en enkel nedstrøms-tilførsel ved hjelp av en separerbar væskes, henhv. elueringsmidlets eget trykk. En jevn strømning fremkommer ved den angitte anvendelse av harpikspartikler av omtrent samme størrelse, ved sikring av en homogenisk blanding av nevnte harpikspartikler, ved valg av et harpiksmaterial med en sådan midlere partikkelstørrelse at det oppnås minst mulig gjennomstrømningsmotstand i betrakning av de foreliggende fordelingskoeffisienter for det materiale som skal separeres, samt ved frembringelse av en jevn turbulensfri tilførsel drevet av eget trykk fra oversiden av kolonnen, og ved jevn, turbulensfri fjerning av den foreliggende løsning fra kolonnens bunn under påvirkning av tyngdekraften. Som ovenfor angitt må væskens strømnings-hastighet gjennom systemet herunder være 0,5 - 2 ganger den kritiske hastighet.
De store kolonner som oppfinnelsens fremgangsmåte gjelder, er ønskelige for å oppnå utstyr med tilstrekkelig kapa-sitet til å gjøre vedkommende prosess anvendbar på kommersielt grunnlag.
Den anvendte harpiks leveres i sin alminnelighet av til-virkeren i visse kvaliteter og kornstørrelse. Det har vist seg at det ved anvendelse av harpikspartikler av innbyrdes svært forskjellig størrelse blir vanskelig å frembringe den rette jevne væskestrømning. Følgelig vil det ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse være nødvendig å ytterligere klassifisere de kommersielt tilgjengelige harpikser for derved å oppnå harpiksmaterialer med så jevn partikkelstørrelse som mulig. Det har vist seg at de ønskede resultater og god separering av komponentene bare oppnås når 95% av harpiksartiklene ligger innenfor 25% av den midlere partikkelstørrelse. Som ovenfor angitt ligger den midlere partikkelstørrelse herunder i området 0,5 - 0,20 mm.
En annen faktor som har vist seg å være av betydning for
å oppnå jevn strømning, er partikkelmassens homogenitet. Som det vil være vel kjent på dette tekniske område,
har partikler av forskjellig størrelse i kolonnen av partikkelmateriale en tendens til å fordele seg etter størrelse, således at f.eks. partikler av forskjellige størrelser samles i forskjellige sjikt i kolonnen. Ved utøvelse av oppfinnelsens fremgangsmåte er det imidlertid viktig at sådan lagdeling i kolonnen reduseres til et minimum, og harpikspartiklene fordeles homogent og uten hensyn til partikkelstørrelsen over kolonnens tverrsnitt og lengdeutstrekning. Dette resultat kalles jevn pakning. En måte å oppnå dette på, er en grundig og kraftig mot-strømsvasking av harpiksleiet.
Den mekaniske fasthet av det anvendte harpiksmaterial er en ytterligere faktor som bør tas i betraktning. Ved anvendelse av mekanisk svake harpiksmaterialer i lange kolonner vil nemlig vekten av kolonneinnholdet bevirke deformasjon av partiklene i leiet hvilket i sin tur vil medføre forstyrrelser i strømningen. Ved anvendelse av polystyrenharpikser vil harpiksmaterialets fasthet være avhengig av dets innhold av divinylbenzen. Til-fredsstillende kromografiske separeringer i henhold til oppfinnelsen er oppnådd med harpikser som inneholder 2-6% divinylbenzen.
En annen viktig faktor for å oppnå jevn strømning er
valg av en hensiktsmessig midlere kornstørrelse for harpiksmaterialet. Optimal ytelse i kolonnen oppnås når strømningshastighet og temperatur såvel som innholdet av tørrsubstans i væsketilførselen velges slik at viskositet og tetthetsgradienter i kolonnen ikke bevirker "haledannelser" eller "fingerdannelser", men heller viser tendens til å stabilisere forholdene ved grensene mellom fraksjonene. Disse er funnet å variere i overensstemmelse med fordelingskoeffisienten for komponentene i væsken som skal separeres. Den midlere partikkelstørrelse velges således i samsvar med fordelingskoeffisienten for de komponenter som skal adskilles, på sådan måte at strømningsmotstanden i kolonnen blir minst mulig og således at diffusjon inn i og ut av harpikspartiklene ikke kommer til å være den faktor som bestemmer hastig-heten av separeringsprosessen. Hvis disse koeffisienter er storé kan det anvendes et grovt harpiksmaterial. Ut-over de ovenfor angitte faktorer, som berører jevn strømning av den tregtflytende væske, er det viktig at optimal gjennomslippsfaktor for kolonnen anvendes og at løsningen strømmer gjennom kolonnen med en hastighet av samme størrelsesorden som den kritiske hastighet for systemet.
Ved kromatografisk separering er oppløsningen mellom de komponenter som skal adskilles avhengig av strømningens lineære hastighet gjennom kolonnen og avtar i alminnelighet med avtagende hastighet. Systemets gjennomslippsfaktor øker med økning av harpiksens partikkelstørrelse. Det er ønskelig å oppnå så høy gjennomslippsfaktor som mulig for å opprette en kommersielt anvendbar produk-sjonshastighet. På den annen side må strømningshastig-heten være tilstrekkelig lav for å sikre tilfredstillende oppløsning eller separering av løsningens komponenter. Denne oppløsning danner en øvre grense for gjennomslippsfaktoren og strømningshastigheten gjennom systemet. Gjennomslippsfaktoren må under utøvelse av foreliggende oppfinnelse fastlegges empirisk for hvert system.
Denne faktor kan bestemmes ut fra følgende ligning:
hvor
A P = trykkfallet i harpiksleiet (N/m 2)
v = løsningens lineære strømningshastighet (m/s)
L = harpiksleiets høyde (m)
,u = løsningens viskositet (Ns/m 2)
k = gjennomslippsfaktoren (l/m 2)
Formelen (1) er en modifisering av den såkalte Darcys lov for strømning i et porøst medium i det tilfelle Reynolds tall ligger under 1.
Det er funnet at finger- og haledannelser, som forekommer selv i meget jevnt pakkede leier og bevirkes av tett-hets- og viskositetsforskjeller i løsningen, kan unngås eller nedsettes til et minimum hvis strømningshtistighet (v ) er av omtrent kritisk størrelse i avhengighet av de foreliggende systemparametre eller i alle fall ligger innenfor området 0,5 - 2,0 ganger denne størrelse.
Den kritiske hastighet må fastlegges empirisk for det foreliggende kromatografiske system og er avhengig av viskositet- og tetthetsforskjeller i løsningen.
S. Hill behandler den kritiske hastighet for pakkede kolonner i Chem. Eng. Sei. Vol. 1, side 247 (1952).
Den kritiske hastighet kan på dette grunnla uttrykkes Ved følgende formel:
hvori:
vc = kritisk hastighet (m/s)
S = tetthet (kg/m 3)
,u = viskositet (Ns/M 2)
k . = leiets gjennomslippsfaktor (l/m 2)
g = tyngdens aksellerasjon 9,81 m/s<2>
Hvis en væske med viskositet og tetthet S_ tenkes erstatte en væske med viskositet ^u^ og tetthet S^ ved strømning nedover henviser indeksen 1 og 2 i ligning (2) til henhv. øvre og nedre væskeskikt.
Innenfor de konsentrasjonsområder som anvendes ved industriell separering av sukker og polyoler, varierer tettheten og viskositeten tilnærmet lineært med konsentrasjonen. Således oppnås folgende ligninger:
3
hvori a og p er empiriske konstanter og c er losningens konsentrasjon i vektprosent., mens SQ er vannets tetthet og
. / ai ° vannets viskositet.
Ved å innsette ligningene (3) og (4) i ligningen (2), oppnås folgende virkning for den kritiske hastighet:
Det har vist seg at for separering av sukker og polyoler ved hjelp av industriell kromatografi i kolonner med diameter over 1 m og hoyde over 3 m, idet kolonnene er fylt med en polystyren/ divinylbenzen-harpiks med partikkelstorrelse på 0,25 - 0,50 mm og preparert med ioner av et alkalisk jordartsmstall, bor
gjennomslippsfaktoren k være omtrent 1 x 10"^ - 4 x
..10 , , 2
10 l/m .
Gjennomslippsfaktoren er avhengig av harpiksleiets tverrsnitt og høyde, harpiksens partikkelstørrelse og størr-elsesfordeling, samt den anvendte harpikstype.
Det er videre funnet følgende verdier for konstantene a og 6 ved separering av monosakkarider eller polyoler ved 50°C:
Således kan de kritiske hastigheter for de separeringer som er beskrevet i de etterfølgende eksempler 2 og 3, beregnes til følgende verdier:
Trykkfallet i kolonnen, P/L er herunder 2 000 N/m, 2pr. meter dybde av harpiksleiet.
Den ovenfor angitte hastighet og gjennomslippsfaktor gjelder stabiliserte kromatografiske systemer. Etter en motstrømsvaskning bør kolonner atter få stabilisere seg. Dette oppnås ved å tilføre kolonnen vann inntil leiet
har oppnådd stabil tilstand.
Tilførselsintervallene velges så korte som mulig, men
dog således at de fraksjonerte komponenter ikke overlappes fra en tilførsel til den følgende. Tørrsubstansinnholdet i tilførselen velges således at det oppnås optimale forhold med hensyn til separeringens virkning og kvalitet såvel som avdunstning og bygningsomkostninger.
Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å gjennomføre kromatografiske separeringer i stor skala med en separeringsvirkning som er like god som ved separering i små laboratoriekolonner. Dette oppnås ved anvendelse av enkle og forholdsvis billige konstruksjoner, som er lette å fylle med harpiks, lette å mot-strømsvaske samt oppviser liten strømningsmotstand. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen utgjør verken svelning eller krymning av harpiksmaterialet noe stort problem. Dette gjelder både under separeringscyklen og under regenereringen. Sammenlignet med en rekke små kolonner for frembringelse av samme virkning", er en anordning i henhold til foreliggende oppfinnelse billigere å bygge og å underholde samtidig som det kreves færre hjelpeanordninger, slik som rørledninger, ventiler og pumper, hvorved driftsomkostningene blir betraktelig lavere.
Oppfinnelsens fremgangsmåte gjennomføres som en enkel nedstrømskromatografi med tilførsel ved eget trykk, således at den tilførte løsning og det tilførte elueringsmiddel i rekkefølge tilføres den øvre ende av kolonnen. De følgende utførelseseksempler vil nærmere belyse utførelsen av en industriell kolonne. I hvert eksempel beskrives bare en eneste separeringscykel. Det vil imidlertid være innlysende at det elueringsmiddel som anvendes i separeringsprosessen, i praksis etterfølges av neste løsnings-tilførsel, som i.sin tur etterfølges av elueringsmiddel.
I eksempel 1 varer separeringstrinnet 120 min., hvoretter neste løsningsmengde tilføres kolonnen. I eksempel 2
og 3 varer separeringstrinnet i begge tilfeller 160 min.
Det bør videre bemerkes at hver av de følgende utførelses-eksempler fant sted i en kolonne som var utstyrt med en væskereguleringsanordning i henhold til US patentskrift nr. 3.814.253. Harpikskolonnen bæres således på et fin-masket filter i kolonnens bunn, som i sin tur bæres av en jevnt perforert plate. Under denne plate fins et fritt område for oppsamling av løsning som har passert kolonnen. Hjelpeanordninger er anbragt på kolonnens bunn for turbulensfri fjerning av denne løsning under påvirkning av tyngdekraften.
EKSEMPEL 1
Organiske (sukker) og uorganiske (ikke-sukker) komponenter ble separert fra et bjerkevedhydrolysat ved hjelp av kromatografiske prosesser og anvendelse av følgende apparatur under følgende driftsforhold:
Kolonnen ble fylt med harpiksmaterialer til en høyde av 350 cm, hvoretter harpiksmaterialet ble grundig motstrøms-vasket for å sikre en homogen harpikspartikkelstørrelse gjennom hele kolonnen. En midlere harpikspartikkel-størrelse på 0,43 mm ble valgt etter vurdering av flere partikkelstørrelser. Den valgte harpikspartikkelstørrelse utgjorde en særlig liten strømningsmotstand ved tilførsel av bjerkeved-hydrolysatløsning.
Både den tilførte løsning og elueringsmidlet (vann) ble tilført ved kolonnens øvre ende ved anvendelse av væske-reguleringsanordningen i henhold til US patentskrift nr.
3.814.253, idet vedkommende væsker ble sprøytet som fine dråper over en skivelignende anordning innrettet for å slippe gjennom væske over harpiksleie. En jevn strømning ble oppnådd i hele kolonnen og opprettholdt under hele prosessen. De utskilte fraksjoner ble fjernet ved ko- ; lonnens bunn uten forstyrrelse av den jevne strømning..
Kolonnen ble eluert med vann og komponentene ble innbyrdes adskilt etter følgende tabell:
En sammenligning av ovenfor angitte separeringsprosess med en lignende separering i en liten forsøkskolonne, slik den er beskrevet i den offentliggjorte tyske patentan-søkning DOS 2 224 794, viser at ytelsen for den store kolonne i henhold til dette utførelseseksempel er like god eller bedre enn ytelsen for den tidligere kjente lille kolonne.
EKSEMPEL 2
Glykose og fruktose ble separert fra en vannholdig løsning som inneholdt begge disse sukkerarter ved hjelp av kromatografiske prosesser og anvendelse av følgende apparatur under følgende driftsforhold:
Kolonnen ble fylt med harpiksmaterial til en høyde av
350 cm, hvoretter materialet ble grundig motstrømsvasket for å sikre en homogen fordeling av harpikspartikkelstørr-elsen gjennom hele kolonnen. Den midlere partikkelstørrelse på 0,38 mm ble valgt etter vurdering av flere størrelse-verdier. Den valgte harpikspartikkelstørrelse ga særlig liten strømningsmotstand. jt
f.
Både den tilførte løsning og elueringsniidlet (vann) ble tilført ved kolonnens øvre ende ved anvfendelse av væske-reguleringsanordningen i henhold til US patentskrift
hr 3.814.253, hvorunder vedkommende væsker ble sprøytet ,i form av fine dråper over en skivelignende anordning montert for å slippe gjennom væske over harpiksleiet.
En jevn strømning ble frembragt i hele kolonnen og opprettholdt under hele separeringsprosessen. De oppnådde fraksjoner ble fjernet fra kolonnens bunn uten for-styrrelse av den jevne strømning.
Kolonnen ble eluert med vann og sukkerartene innbyrdes adskilt i samsvar med følgende tabell:
Sammenlignet med et laboratorieforsøk under anvendelse
av en kolonne med dian.eter på 9,5 cm, som er beskrevet i US. patentrkrift nr. 3.044.904, er utbyttene like gode eller bedere, trots at foreliggende utforelse er meget storre skala.
EKSEMPEL 3
Enkelte polyoler ble utskilt fra en vandig løsning som inneholdt en blanding av forskjellige polyoler, ved anvendelse av den apparatur som er beskrevet i eksemplene 1 og 2. Driftsforholdene var som følger:
Kolonnen ble fylt med harpiksmaterial til en høyde av
350 cm, og materialet ble grundig motstrømsvasket for å sikre en homogen partikkelstørrelse gjennom hele kolonnen. Den midlere harpikspartikkelstørrelse på 0,27 mm ble
valgt etter vurdering av flere midlere partikkelstørrelser. Det viste seg at harpiksmaterialet ved den utvalgte partikkelstørrelse utgjorde særlig liten motstand mot strømningen av den tilførte løsning.
Både den tilførte løsning og elueringsmidlet (vann) ble ført inn gjennom den øvre ende av kolonnen ved anvendelse av en væskereguleringsanordning i henhold til US patentskrift nr. 3 814 253, idet vedkommende væsker ble sprøytet som fine dråper over en skivelignende anordning plassert over harpiksleiet og utført for å slippe gjennom væsken.
En jevn strømning ble opprettet gjennom hele kolonnen
og bibeholdt under hele separeringsprosessen. De oppnådde fraksjoner ble fjernet fra kolonnens bunn uten forstyrrelse av den jevne strømning.
Kolonnen ble eluert med vann og komponentene adskilt i henhold til følgende tabell:
Disse resultater som ble oppnådd ved bruk av en stor kolonne, er like gode eller bedre enn resultater oppnådd med små laboratoriekolonner med diameter på 22,5 cm.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for kromatografisk separering av sukker eller polyoler i vannløsning ved anvendelse av sulfonert polystyrenharpiks tverrbundet med 2-6% divinylbenzen i sylinderforemede kolonner uten mellomveggkonstruksjoner samt med diameter på minst 1,2 m og høyde på 2,5-6 m, karakterisert ved at harpiksen i form av graderte ionebytterpartikler av midlere størrelse 0,2-0,5 mm og med 95% av partiklene innenfor - 25% av den midlere partikkelstørrelse, under motstrømvasking med vann sammenpakkes til et leie med gjennomslippsfaktor k på 1 x 10<10> til 4 x 10<10> l/m<2>, og deretter nevnte sukker- eller polyolløsning både tilføres og elueres med en strømningshastighet som er 0,5-2,0 ganger systemets kritiske hastighet.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, for separering av invertsukkér i glykoseog fruktose karakterisert ved at harpiksen foreligger i Ca -form med midlere partikkelstørrelse på 0,38 mm, og harpiksleiet gis en gjennomslippsfaktor k 10 2 på 2,2 x 10 l/m , hvoretter invertsukkerløsningen ledes gjennom kolonnen med en strømningshastighet på 0,25-1,0 m/h.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, for separering av polyoler, karakterisert ved at harpiksen foreligger i Sr<+1>"-form med en midlere partikkelstørrelse på 2,7 mm, og harpiksleiet gis en gjennomslippsfaktor k 10 2 på 2,6 x 10 l/m , hvoretter polyol-løsningen ledes gjennom kolonnen med en strømningshastighet på 0,15-0,60 m/h.
NO754164A 1975-02-14 1975-12-09 Fremgangsmaate for kromatografisk separering av sukker eller polyoler. NO145327C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US550026A US3928193A (en) 1975-02-14 1975-02-14 Process for large scale chromatography

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO754164L NO754164L (no) 1976-08-17
NO145327B true NO145327B (no) 1981-11-23
NO145327C NO145327C (no) 1982-03-03

Family

ID=24195427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO754164A NO145327C (no) 1975-02-14 1975-12-09 Fremgangsmaate for kromatografisk separering av sukker eller polyoler.

Country Status (24)

Country Link
US (1) US3928193A (no)
JP (1) JPS6021761B2 (no)
AT (1) AT353288B (no)
AU (1) AU497787B2 (no)
BE (1) BE836736A (no)
BR (1) BR7600042A (no)
CA (1) CA1058337A (no)
CH (1) CH629971A5 (no)
CS (1) CS190522B2 (no)
CU (1) CU34455A (no)
DE (1) DE2601459C2 (no)
DK (1) DK147815C (no)
FI (1) FI760360A (no)
FR (1) FR2300598A1 (no)
GB (1) GB1508470A (no)
IE (1) IE41958B1 (no)
IT (1) IT1060519B (no)
NL (1) NL181911C (no)
NO (1) NO145327C (no)
PL (1) PL102735B1 (no)
RO (1) RO71034A (no)
SE (1) SE426912B (no)
SU (1) SU1126203A3 (no)
ZA (1) ZA757598B (no)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988919A (en) * 1975-10-07 1976-11-02 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Use of graphitized carbon beads for gas liquid chromatography
MX6742E (es) * 1977-01-24 1986-06-18 Staley Mfg Co A E Mejoras en metodo para la separacion cromatografica de fructuosa y dextrosa
US4366060A (en) * 1977-01-24 1982-12-28 A. E. Staley Manufacturing Company Process and equipment for chromatographic separation of fructose/dextrose solutions
US4293346A (en) * 1979-11-05 1981-10-06 Uop Inc. Simulated countercurrent sorption process employing ion exchange resins with backflushing
US4319929A (en) * 1979-11-19 1982-03-16 Uop Inc. Simulated countercurrent sorption process employing ion exchange resins with periodic backflushing
US4277626A (en) * 1980-01-24 1981-07-07 Forss Kaj G Method for the isolation of vanillin from lignin in alkaline solutions
US4359430A (en) * 1980-02-29 1982-11-16 Suomen Sokeri Osakeyhtio Betaine recovery process
US4325742A (en) * 1981-02-05 1982-04-20 Uop Inc. Rare earth cation exchanged adsorbents for carbohydrate separations
US4450082A (en) * 1981-06-11 1984-05-22 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method for obtaining uniform stream in adsorption column
DE3173386D1 (en) * 1981-09-29 1986-02-13 Uop Inc Simulated countercurrent sorption process employing ion exchange resins with backflushing
US4471114A (en) 1982-12-30 1984-09-11 Union Carbide Corporation Separation of mannose by selective adsorption on zeolitic molecular sieves
US4516566A (en) * 1982-12-30 1985-05-14 Union Carbide Corporation Separation of arabinose by selective adsorption on zeolitic molecular sieves
USRE33105E (en) * 1982-12-30 1989-10-31 Uop Separation of mannose by selective adsorption on zeolitic molecular sieves
US4591388A (en) * 1982-12-30 1986-05-27 Union Carbide Corporation Separation of arabinose by selective adsorption on zeolitic molecular sieves
FR2575666B1 (fr) * 1985-01-04 1989-08-18 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif pour la separation chromatographique de macromolecules biologiques
FR2590499B1 (fr) * 1985-11-27 1988-06-10 Flork Sa Laboratoires Colonne de traitement physique ou chimique en phase heterogene
US5230742A (en) * 1987-02-02 1993-07-27 A. E. Staley Manufacturing Co. Integrated process for producing crystalline fructose and high-fructose, liquid-phase sweetener
US5234503A (en) * 1987-02-02 1993-08-10 A.E. Saley Manufacturing Co. Integrated process for producing crystalline fructose and a high-fructose, liquid-phase sweetener
US5350456A (en) * 1987-02-02 1994-09-27 A. E. Staley Manufacturing Company Integrated process for producing crystalline fructose and a high fructose, liquid-phase sweetener
US5656094A (en) * 1987-02-02 1997-08-12 A.E. Staley Manufacturing Company Integrated process for producing crystalline fructose and a high-fructose, liquid phase sweetener
US5094694B1 (en) * 1987-03-31 1995-07-11 Dow Chemical Co Process for demineralizing a sugar-containing solution
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
US5081160A (en) * 1991-04-02 1992-01-14 The Dow Chemical Company Method of preparing uniform size ion exchange resin particles by partial functionalization
FI96225C (fi) 1993-01-26 1996-05-27 Cultor Oy Menetelmä melassin fraktioimiseksi
US6663780B2 (en) 1993-01-26 2003-12-16 Danisco Finland Oy Method for the fractionation of molasses
US5795398A (en) 1994-09-30 1998-08-18 Cultor Ltd. Fractionation method of sucrose-containing solutions
US6224776B1 (en) 1996-05-24 2001-05-01 Cultor Corporation Method for fractionating a solution
FI20010977A (fi) 2001-05-09 2002-11-10 Danisco Sweeteners Oy Kromatografinen erotusmenetelmä
US20100160624A1 (en) * 2008-12-20 2010-06-24 Ragus Holdings, Inc. Process for Producing High-Purity Sucrose

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1745421A (en) * 1924-10-01 1930-02-04 United Water Softeners Ltd Apparatus for use in carrying out exchange reactions
US3044904A (en) * 1960-02-15 1962-07-17 Central Aguirre Sugar Company Separation of dextrose and levulose
GB1028870A (en) * 1962-12-24 1966-05-11 Abcor Inc Method of and apparatus for chromatographic separations
DE1598049B2 (de) * 1965-06-03 1972-04-06 Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim Verfahren und vorrichtung zur technischen durchfuehrung der saeulenchromatographie
US3474908A (en) * 1965-12-23 1969-10-28 Technicon Corp Chromatography apparatus
US3657864A (en) * 1970-04-03 1972-04-25 Texaco Inc Separation system for the resolving of volatile mixtures
US3695011A (en) * 1971-05-26 1972-10-03 Texaco Inc Gas flow diffuser
US3814253A (en) * 1971-10-01 1974-06-04 K Forsberg Liquid control apparatus for chromatography columns
IT986260B (it) * 1972-06-29 1975-01-20 Pfeifer Und Langen Procedimento ed impianto per rica vare zucchero da melassa mediante disgregazione ionica
US3835043A (en) * 1972-12-21 1974-09-10 Exxon Research Engineering Co Minimizing elution volumes in liquid chromatographic separations

Also Published As

Publication number Publication date
NO145327C (no) 1982-03-03
US3928193A (en) 1975-12-23
GB1508470A (en) 1978-04-26
AT353288B (de) 1979-11-12
IT1060519B (it) 1982-08-20
NO754164L (no) 1976-08-17
RO71034A (ro) 1982-09-09
NL181911C (nl) 1987-12-01
PL102735B1 (pl) 1979-04-30
AU497787B2 (en) 1979-01-11
CH629971A5 (de) 1982-05-28
FI760360A (no) 1976-08-15
ZA757598B (en) 1976-11-24
CS190522B2 (en) 1979-05-31
FR2300598A1 (fr) 1976-09-10
IE41958L (en) 1976-08-14
DK147815C (da) 1985-06-10
FR2300598B1 (no) 1980-01-11
NL7600605A (nl) 1976-08-17
BR7600042A (pt) 1976-09-14
IE41958B1 (en) 1980-05-07
CU34455A (es) 1979-09-08
SE426912B (sv) 1983-02-21
ATA987175A (de) 1979-04-15
NL181911B (nl) 1987-07-01
DK560175A (da) 1976-08-15
DK147815B (da) 1984-12-17
AU8715975A (en) 1977-06-09
DE2601459C2 (de) 1983-08-04
BE836736A (fr) 1976-04-16
JPS5194479A (no) 1976-08-19
SE7513857L (sv) 1976-08-16
DE2601459A1 (de) 1976-08-26
SU1126203A3 (ru) 1984-11-23
JPS6021761B2 (ja) 1985-05-29
CA1058337A (en) 1979-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO145327B (no) Fremgangsmaate for kromatografisk separering av sukker eller polyoler.
US5628907A (en) Process for separating acid-sugar mixtures using ion exclusion chromatography
US4267054A (en) Method for the chromatographic separation of soluble components in feed solution
FI76593B (fi) Selektiv adsorptioprocess foer separation av mannos ur dess blandningar med glukos och/eller galaktos.
US5156736A (en) Simulated moving bed apparatus using a single sorbent bed for separating components from a fluid stream
US5637225A (en) Method for fractionating sulphite cooking liquor
US4157267A (en) Continuous separation of fructose from a mixture of sugars
RU2191617C2 (ru) Способ фракционирования путем хроматографического процесса, имитирующего подвижный слой
US3214293A (en) Process and apparatus for purifying solutions containing sugars
CA1075236A (en) Method for separation of water soluble carbohydrates
Mckay et al. Fixed bed adsorption for the removal of pollutants from water
KR100560321B1 (ko) 크로마토그래피 분리 방법
US5667693A (en) Exclusion chromatographic separation of ionic from nonionic solutes
US3560400A (en) Process for concentrating silica aquasols
CN204745741U (zh) 层析系统
WO1992007097A1 (en) Process for producing glucose and fructose from sucrose
CA1119102A (en) Process and equipment for chromatographic separation of fructose/dextrose solutions
Dendene et al. Study of the separation of lactose, lactulose and galactose by liquid chromatography using cationic ion-exchange resin columns
US5604169A (en) Process for producing mixed-cation zeolites
Rao et al. Production of motor fuel grade alcohol by concentration swing adsorption
US2981681A (en) Mass transfer process
EP0137063B1 (en) Bulk separation of polyhydric alcohols by selective adsorption on zeolitic molecular sieves
Markovska et al. Investigation on the Effect of Properties of the Filler on the Efficiency of the Separation of Water-Petroleum Emulsions
Kavun Unified Design of chromatographic separation processes in non-ideal conditions–influence of NTP on the shape and position of the feasible operating parameter space
DE2601459C3 (no)