(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤が充填された充填床の前端と後端が流体通路で連結され流体の循環を可能にしたクロマト分離系に、吸着剤に対する親和性が異なる複数の成分を含む糖液からなる原料流体を供給し、充填床の前端から後端の方向に床内を流通させて各成分の濃度分布を有する吸着帯域を形成させたのち２以上の画分に分離する方法であって、少なくとも（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から任意の一成分が富化された画分を抜き出す工程、（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から他の成分が富化された画分を抜き出す工程、（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、（i）の工程で抜き出された成分と他の成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、の各工程を含むサイクルを繰り返すことよりなるクロマト分離方法において、充填床は、吸着剤としてのイオン交換樹脂が充填された原料流体を供給する充填床と直列した１以上の他の充填床から構成され、且つ原料流体を供給する充填床には、他の充填床のイオン交換樹脂よりも平均粒径が１．２〜２．０倍大きい平均粒径のイオン交換樹脂が充填されていることを特徴とするクロマト分離方法。
【請求項２】
吸着剤が充填された充填床の前端と後端が流体通路で連結され流体の循環を可能にしたクロマト分離系に、吸着剤に対する親和性が異なる複数の成分を含む糖液からなる原料流体を供給し、充填床の前端から後端の方向に床内を流通させて各成分の濃度分布を有する吸着帯域を形成させたのち２以上の画分に分離する方法であって、少なくとも（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から任意の一成分が富化された画分を抜き出す工程、（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から他の成分が富化された画分を抜き出す工程、（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、（i）の工程で抜き出された成分と他の成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、の各工程を含むサイクルを繰り返すことよりなるクロマト分離方法において、充填床は、吸着剤としての架橋度５〜１０％のイオン交換樹脂が充填された原料流体を供給する充填床と直列した１以上の他の充填床から構成され、且つ原料流体を供給する充填床には、他の充填床のイオン交換樹脂よりも高架橋度のイオン交換樹脂が充填されていることを特徴とするクロマト分離方法。
【請求項３】
原料流体を供給する充填床に充填されたイオン交換樹脂は、その容量が全充填床の容量の１／８〜１／２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクロマト分離方法。
【請求項４】
吸着剤が充填された充填床の前端と後端が流体通路で連結され流体の循環を可能にしたクロマト分離系に、吸着剤に対する親和性が異なる複数の成分を含む糖液からなる原料流体を供給し、充填床の前端から後端の方向に床内を流通させて各成分の濃度分布を有する吸着帯域を形成させたのち２以上の画分に分離する方法であって、少なくとも（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から任意の一成分が富化された画分を抜き出す工程、（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から他の成分が富化された画分を抜き出す工程、（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、（i）の工程で抜き出された成分と他の成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、の各工程を含むサイクルを繰り返すことよりなるクロマト分離方法において、充填床は、吸着剤としてのイオン交換樹脂が充填された原料流体を供給する充填床と直列した１以上の他の充填床から構成され、原料流体を供給する充填床に充填されたイオン交換樹脂は、その容量が全充填床の容量の１／８〜１／２であり、且つ他の充填床のイオン交換樹脂よりも平均粒径が１．２〜２．０倍大きい平均粒径を有することを特徴とするクロマト分離方法。
【請求項５】
充填床に充填される吸着剤が架橋度５〜１０％のイオン交換樹脂であり、原料流体を供給する充填床に充填されたイオン交換樹脂は、他の充填床のイオン交換樹脂よりも高架橋度を有することを特徴とする請求項４に記載のクロマト分離方法。
【請求項６】
充填床に充填される吸着剤としてのイオン交換樹脂が陽イオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のクロマト分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロマト分離方法に関するものであり、詳しくは、２以上の成分を含む混合流体を、各成分が富化された２以上の画分にクロマト分離する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体吸着剤を用いるクロマト分離法は、工業的に広く実施されており、２成分以上の混合物から、各成分が富化された画分をクロマト分離により取得する方法も種々提案されている。
クロマト分離方法において、特に擬似移動床方式は分離性能に優れ、生産性が高い点から工業的に広く採用されている。この方式では、充填床への原料流体や脱着剤の供給は所定の流速で行われ、また充填床内を移動する流体も所定流速で流れている。しかしながら、擬似移動床方式は複雑な装置を必要とし、充填床への原料流体や脱着剤の供給、更には充填床内を循環する流体の移動等にかなり高度な制御技術が必要とされる。また、２成分を２分画する場合はその優れた分離性能を発揮するが、第３成分が存在する場合の第３成分の分画には充分な分離が達成できない欠点を持っている。
【０００３】
一方、より簡単な装置で良好な分離成績を上げることができるクロマト分離方法も、特開昭６３−１５８１０５、特開平２−０４９１５９などに示されている。例えば、特開昭６３−１５８１０５には、原料流体を供給する工程、脱着剤流体を供給する工程及び充填床内の流体を循環する工程の少なくとも３つの工程からなるサイクルを反復するクロマト分離法が開示されている。
擬似移動床法では、充填床内に形成されている濃度の分布は、マクロ的にみるとほぼ一定の形をしており、経時的にその濃度分布がその形状を維持したままで充填床内を循環的に移動している。従って、充填床内の液を移動させるために必要な圧力、つまり充填床内の前端から後端まで液を流下させて移動させる時に発生する圧力損失は、どの時間帯でもほぼ等しいと言える。この様な場合には、前述のように流速を一定に制御する方法により、再現性良く装置の運転制御が行われ、所望の各分離性能を得ることが出来る。
【０００４】
特開昭６３−１５８１０５でも、原料流体、脱着流体の供給や充填床内の液を移動させる際には、流速を所定流速に制御すると共に、工程の切り換えを所定の液量が流過した若しくは時間が経過した時に行うようにして制御する方法が用いられている。しかし、この方法の場合、充填床内の各成分の濃度及び充填床内に形成される濃度分布は、各工程で経時とともに変わり逐次変化している。即ち、原料流体が供給され、特定の成分が富化された液が抜き出される原料供給工程においては、その供給開始時点から終了時点までの間で充填床内の成分の濃度は逐次増加し、かつ、原料が供給される充填床において、原料は最大の濃度で分布する。また、脱着剤としての脱着剤が供給され、別の特定の成分が富化された液が抜き出される脱着剤供給工程においては、その開始時点から終了時点までの間で充填床内の成分の濃度は逐次減少している。即ち、原料供給工程で充填床に供給された原料は、充填床を下流側へ移動するに応じて濃度が低くなっていくのである。更に、液の供給と抜き出しを行わず、充填床内の流体を循環的に移動させ、複数成分混在帯域を充填床の前端に移動させる工程においても、その開始時点から終了時点までの間、充填床内の濃度分布は逐次変化するのである。
【０００５】
クロマト分離の対象として最も一般的な原料流体は各種の糖液であるが、糖液は濃度によって粘性が大きく異なり高濃度の糖液は高粘性を呈する。従って、原料流体が糖液のように、その濃度によって粘性が大きく異なる流体である場合には、充填床内に存在する成分の濃度やその分布が変化すると、充填床内の流体を移動させるために必要とされる圧力も変化する。換言すれば、充填床内の流体を移動させる時に発生する圧力損失は、原料流体が供給される充填床とその下流側に位置する充填床ではその単位充填高さ当たりの圧力損失（以下、単位圧力損失という。）が異なる。即ち、原料が流体供給される充填床（第１床）で最も高い単位圧力損失を示すということである。
【０００６】
この圧力損失の変化を詳細に解析してみると、複数成分を含む原料流体が供給される原料供給工程では、供給される原料流体よりも濃度が低く、且つ特定の成分が富化された液が抜出されているので、この工程の段階においては、充填床内に存在する流体中の原料成分の平均的な濃度は逐次増加していることになる。また、脱着剤を供給して、別の特定の成分に富化された液を抜出す工程では、脱着剤よりも抜出される流体の濃度が高いことが明らかであり、このことは脱着剤を供給して、別の特定の成分に富化された液を抜出す工程においては、充填床内に存在する流体中の原料成分の平均的な濃度は逐次減少していることを意味するのである。即ち、供給された原料流体が充填床内を移動すると共に、単位圧力損失を順次減少させながら移動して行くのである。一般的に単位圧力損失の最も高いのは、原料供給工程の終了付近における原料が供給される充填床においてである。
【０００７】
上記クロマト分離方法或いは擬似移動床方式によるクロマト分離方法においては、原料流体の各成分を分離するのに適した吸着剤を充填した複数の充填床からなる装置が使用されるが、吸着剤としては、陽イオン交換樹脂が使用されることが多い。使用する陽イオン交樹樹脂の性状によって、分離・回収を目的とする成分の純度や回収率が影響されるので、その選定には種々の試みがなされている。例えば、３種以上の多成分を含む原料を各成分に分画するのに、各成分に適したイオン形の異なるイオン交換体や、２種以上の吸着剤を混在させて使用する方法が提案されている（特開平１１−１８３４５９、特開平１１−２６７４０４）。
【０００８】
一般に、クロマト分離装置内の複数の充填床を移動する流体の分離性能を向上させるためには、全ての充填床に平均粒径が小さく、かつまた架橋度が低いイオン交換樹脂が充填されることが好ましい。何故なら、イオン交換樹脂の分離性能は、その平均粒径が小さい方が優れており、又架橋度は低い方が優れているので、所望の分離性能を得るために、通常、平均粒径の小さいもの及び／又は低架橋度のものが選定され充填されている。しかしながら、粒径が小さい場合は、単位圧力損失が大きくなり、また架橋度が低いと樹脂の強度が低くなる。
一方、特開昭６３−１５８１０５号に記載のクロマト分離方法においては、原料流体供給充填床と他の充填床とから構成される装置が用いられているが、この方法では原料供給工程、即ち原料流体の供給充填床における原料成分濃度が最も高くなる。その為、糖液のように濃度によって粘性が大きく異なり、濃度が高くなると高粘性を呈する原料流体を処理する場合、原料流体を供給する充填床では通液するのに要する単位圧力損失が最も高くなる。その圧力は、充填された吸着剤、つまりイオン交換樹脂に摩擦圧力として機械的な力を加えるため、イオン交換樹の形状維持に強い影響を及ぼし、場合により樹脂が破砕し形状維持出来ないことがある。
【０００９】
原料流体を供給する充填床のイオン交換樹脂の平均粒径が小さいと、圧損係数（フリクション・ファクター）が大きいため、その単位圧力損失はより高くなり、又、低架橋度のイオン交換樹脂は、機械的強度が相対的に低いため、一定の圧力を超えると、圧密現象が発生し、その圧力が加速度的に増大しついには所望の通液が出来なくなる場合がある。
しかして、所望の分離性能を得るためには、イオン交換樹脂は、平均粒径が小さく、且つ架橋度が低いものを使用する傾向が強いが、このようなイオン交換樹脂の使用は、小規模の装置においては、特に問題を生じないとしても、工業的規模の大型装置において長期間運転する場合、所望の分離性能を得るうえでの大きな障害となり、また、流体を移動させるのに要するエネルギー（ランニング・コスト）も大きく経済性においても問題である。
本発明者らは、原料流体が供給される充填床では、成分の分離程度が低いので、この充填床の吸着剤としてのイオン交換樹脂の平均粒径を大きくしても、或いは樹脂の架橋度を高くしても全体としての分離性能を低下させることなく運転が可能であることを見出し本発明に到達した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特開昭６３−１５８１０５号に示されるような、充填床内の原料成分の濃度及びその濃度分布が変化するクロマト分離方法により、複数成分を含む混合物から各成分の富化された画分を分離する方法を実施するに当たり、吸着剤として所定の物性を有する吸着剤、特にイオン交換樹脂が充填された複数充填床を用いる改善されたクロマト分離方法の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、当該クロマト分離方法における複数の充填床の内、原料流体を供給する充填床と、その他の充填床に充填する吸着剤、例えばイオン交換樹脂の物性を相互に調整することによってクロマト分離を行うものであり、その主な要旨は次の通りである。即ち、
吸着剤が充填された充填床の前端と後端が流体通路で連結され流体の循環を可能にしたクロマト分離系に、吸着剤に対する親和性が異なる複数の成分を含む原料流体を供給し、充填床の前端から後端の方向に床内を流通させて各成分の濃度分布を有する吸着帯域を形成させたのち２以上の画分に分離する方法であって、少なくとも
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から任意の一成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から他の成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、（i）の工程で抜き出された成分と他の成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を含むサイクルを繰り返すことよりなるクロマト分離方法において、
吸着剤、例えばイオン交換樹脂が充填された充填床は、原料流体を供給する充填床と１以上の他の充填床から構成され、且つ原料流体を供給する充填床には、他の充填床の吸着剤よりも大きい平均粒径及び／又は高架橋度を有するイオン交換樹脂が充填されていることを特徴とするクロマト分離方法に存する。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、上記クロマト分離方法において、原料流体を供給する充填床に充填される吸着剤、例えばイオン交換樹脂の平均粒径は、他の充填床のイオン交換樹脂の平均粒径の１．２〜２．０倍であること、或いは原料流体を供給する充填床に充填されたイオン交換樹脂の容量が、全充填床の容量の１／８〜１／２であり、且つ他の充填床のイオン交換樹脂よりも大きい平均粒径及び／又は高架橋度を有することよりなるクロマト分離方法を挙げることができる。更に、本クロマト分離方法は、原料流体として糖液を使用するのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を以下詳細に説明する。
特開昭６３−１５８１０５号に示されるような、原料流体が間欠的に供給され、かつ充填床内に原料流体の成分が常に存在するクロマト分離方法では、基本的には以下に示す(i)、(ii)、(iii)を含む複数の工程を１サイクルとし、このサイクルを繰り返すことにより行われる。
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から任意の一成分が富化された画分を抜き出す工程（原料供給工程と略称）、
（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から他の成分が富化された画分を抜き出す工程（脱着工程と略称）、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、（i）の工程で抜き出された成分と他の成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程（循環工程と略称）。
【００１４】
本発明に係わるクロマト分離方法では、分離対象とする原料の含有成分に応じて、上記(i)〜(iii)の各工程、更にはこれに付加工程を適宜組み合わせたサイクルを繰り返すことにより行われるが、分離に使用されるクロマト分離装置は、原料流体を供給する充填床（以下、原料供給充填床と略称）と１以上の他の充填床とから構成される複数の充填床を備えており、その各充填床には吸着剤が充填されている。吸着剤は分離の対象となる溶液の種類に応じて決められ、例えばイオン交換樹脂、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、ＯＤＳ、合成吸着剤等が挙げられる。クロマト分離装置の一例を図１に示す。図中、１及び２は吸着剤が充填された充填床であり、１は原料供給充填床である。充填床１及び２の容量は等しくても異なっていても良い。３は原料流体タンク、４は脱着剤流体タンクを表し、５〜９は各画分の抜き出しラインを表す。１０〜１９は各ラインに設けられた開閉弁を表し、２０は原料流体、脱着剤流体及び循環流体の移送用ポンプを表す。
【００１５】
このような装置を用いるクロマト分離法においては、充填床内の各成分の濃度及びその分布は、時間とともに変化する。
例えば、図１の装置において、タンク３より弁11,13を開いて充填床１に原料流体が供給され、弁15を開き特定の成分が富化された液がライン5より抜き出される原料流体供給工程において、原料流体の供給開始時点から終了時点までの間、充填床内の成分濃度は逐次増加し、かつ、原料が供給される充填床において、原料は最大の濃度で分布する。また、弁12,13を開いて脱着剤としての脱着剤が充填床２に供給され、別の特定の成分が富化された液が弁16を開きライン6より抜き出される脱着工程においても、脱着剤の供給開始時点から終了時点までの間、充填床内の成分濃度は次第に低下して終了時点で最低になる。つまり、原料流体が供給される充填床に供給された原料は、充填床を下流側へ移動するに応じて濃度が低くなって行くのである。更に、弁11,12を閉じ弁10,13を開いて充填床内の流体を循環する循環工程においては、全体としての各成分の保有量そのものは変化しないが、その開始時点から終了時点までの間、各成分は移動するにつれ充填床内で相互に分離し、その濃度分布は逐次変化する。
従って、上記のクロマト分離法では、供給工程と脱着工程が行われるので、充填床内に原料流体の成分が高濃度で存在する部所があたかも下流側に移動する状態が現出することになる。
【００１６】
ところが、クロマト分離に供される原料流体が各種の糖液のように、その濃度によって粘性が大きく異なる流体である場合は、充填床に存在する成分の濃度やその分布が変化することは、換言すれば、充填床を流体が一定の流速で移動する場合に必要な単位圧力損失が逐次変化することであり、充填床内を流体が一定の流速で移動する時に発生する単位圧力損失が、逐次変化していることを意味する。そして、糖液の成分が最も高濃度で存在する原料供給充填床が最も高い単位圧力損失を示すことになる。
【００１７】
図１に示すようなクロマト分離装置を用いて分離方法を行う場合、従来は、全充填床に同じ吸着剤、即ちイオン交換樹脂が充填されており、イオン交換樹脂の分離性能の点から、その平均粒径が比較的小さく、しかも架橋度も低いものが用いられている。しかして、特開昭６３−１５８１０５号に記載のクロマト分離方法においては、原料供給工程、即ち原料流体の供給充填床における原料成分濃度が最も高くなるので、糖液のように濃度が高くなるに従って液粘性が大きくなる原料流体を処理する場合、原料流体を供給する充填床では通液するのに要する圧力、即ち通液時に発生する単位圧力損失が最も高くなる。この高い圧力は、充填された吸着剤、つまりイオン交換樹脂に摩擦圧力として機械的な力を加えるため、イオン交換樹脂の形状維持に大きな影響を与え、物理的特性を損なうばかりか、場合により樹脂の破砕をも生ずることになる。
所望の分離性能を得るために、平均粒径が小さく、且つ低架橋度のイオン交換樹脂が充填された原料供給充填床では、イオン交換樹脂の平均粒径が小さいために圧損係数（フリクション・ファクター）が大きくなり、その単位圧力損失はより高くなる。しかも、低架橋度のイオン交換樹脂は、機械的強度が相対的に低いため、一定の圧力を超えると、圧密現象が発生し、その流体を流通させるために必要な圧力が加速度的に増大し、ついには所望の通液が出来なくなる場合さえ生じ、長期間安定した連続運転をすることができないのである。
【００１８】
本発明では、クロマト分離装置における原料流体の供給充填床とその他の充填床とに充填する吸着剤、例えばイオン交換樹脂の物性のバランスを調整することにより、通液時に生ずる高い圧力によってもたらされる障害を阻止するのである。
即ち、本発明のクロマト分離方法を実施するための充填床は、原料流体を供給する充填床と１以上の他の充填床から構成されるが、その原料流体を供給する充填床には、他の充填床に充填する吸着剤（イオン交換樹脂）の粒子よりも平均粒径の大きいイオン交換樹脂を充填することが必要である。分離性能を低下させない範囲で、平均粒径の大きいイオン交換樹脂を原料供給充填床に充填すれば、原料供給充填床での成分濃度が高くなっても通液に要する単位圧力損失の上昇を抑制することができ、イオン交換樹脂粒子に作用する力を低減し耐久性を持続し得るのである。
原料供給充填床に充填するイオン交換樹脂の平均粒径は、他の充填床のイオン交換樹脂の平均粒径の１．２〜２．０倍であることが好ましい。この範囲を超えて平均粒径の差異が小さすぎると本発明効果がえられず、他方大きすぎると全体としての分離性能が低下し好ましくない。
なお、イオン交換樹脂の平均粒径は、公知の方法により算出することができる（例えば、三菱化学（株）発行、「ダイヤイオンＩ  基礎編  第139〜141頁；第13版、平成10年発行」に記載の粒度分布測定法から求められる）。
【００１９】
原料流体を供給する充填床には、他の充填床に充填するイオン交換樹脂よりも高架橋度のイオン交換樹脂を充填することによっても本発明の目的を達成できる。架橋度が高い樹脂は、原料通液時に発生する高い単位圧力損失に対する耐性が優れているので、圧密現象の発生を緩和させることができ所望の分離性能を確保し得るのである。
イオン交換樹脂の架橋度は、分離性能、強度等に影響を及ぼすので、使用目的に応じた種々のグレードがあるが、標準的には５〜１０％程度されているので、この値を目安に適宜市販品の内から、充填するイオン交換樹脂を選定すればよい。
本発明で使用するイオン交換樹脂は、平均粒径及び架橋度のいずれかの要件を満たす限り特に制限されないが、両要件を満たすものが単位圧力損失を低下させ、吸着剤の機械的耐性を向上させるためには最も好ましい。
【００２０】
本発明により、原料流体を供給する充填床に充填する大きい平均粒径及び／又は高架橋度を有するイオン交換樹脂の量は、その容量がクロマト分離系内の全充填床のイオン交換樹脂の容量に対し、１／８〜１／２の範囲で選定される。この範囲外では、所望の分離性能が得られず好ましくない。
原料流体を供給する充填床に充填する吸着剤としてのイオン交換樹脂は、具体的にはNa，K等のアルカリ金属塩形、又はCa等のアルカリ土類金属塩形の強酸性カチオン交換樹脂が挙げられ、簡便には市販品の内から上記要件を満足するイオン交換樹脂を適宜選択使用することができる。
【００２１】
本発明方法は、複数成分を含みクロマト分離が可能な種々の混合物に適用することができる。対象とする混合物の代表的なものは、種々の糖類、或いは糖アルコールの混合物等であり、例えば異性化糖からの果糖の分離、異性化糖からのオリゴ糖の分離、糖蜜からの蔗糖の分離、マルトース、マルトデキストリン等を含む澱粉の加水分解物からの各成分の分離、イソマルトース及びイソマルトースデキストリンを含む混合物からの各成分の分離、ソルビトール、マルチトールなどの糖アルコールを含む混合物からの各成分の分離等に適用することができる。
【００２２】
本発明は、特開昭６３−１５８１０５号に示される前記(i)〜(iii)の基本的工程に、更に分離される被対象物及び分離条件に応じて付加工程を加えたより多数工程からなる分離方法を実施する場合にも適用することが出来、その実施態様例を示せば以下の通りである。
▲１▼  吸着剤が充填された充填床の前端と後端が流体通路で連結され流体の循環を可能にしたクロマト分離系に、吸着剤に対する親和性が異なる複数の成分を含む原料流体を供給し、充填床の前端から後端の方向に床内を流通させて各成分の濃度分布を有する吸着帯域を形成させたのち２以上の画分に分離するクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が高い成分と吸着剤に対する親和性が低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を２つの画分に分離する方法。
【００２３】
▲２▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iv）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が高い成分と吸着剤に対する親和性が低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を２つの画分に分離する方法。
【００２４】
▲３▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床中間部から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が高い成分が富化された画分をさらに抜き出す工程、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が高い成分と吸着剤に対する親和性が低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
（iv）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（v）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が高い成分と吸着剤に対する親和性が低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を２つの画分に分離する方法。
【００２５】
▲４▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が高い成分と吸着剤に対する親和性が低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
（iii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を２つの画分に分離する方法。
【００２６】
▲５▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も高い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
（iii）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iv）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（v）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を３つの画分に分離する方法。
【００２７】
▲６▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床中間部から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分が富化された画分をさらに抜き出す工程、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も高い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
（iv）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（v）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（vi）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を３つの画分に分離する方法。
【００２８】
▲７▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床前端から原料流体をさらに供給しつつ、充填床中間部から吸着剤に対する親和性が最も低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
（iv）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（v）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（vi）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も低い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を３つの画分に分離する方法。
【００２９】
▲８▼  上記▲１▼に記載のクロマト分離方法において、
（i）充填床前端から原料流体を供給しつつ、充填床後端から吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（ii）充填床中間部から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（iii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が最も高い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
（iv）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（v）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が最も低い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（vi）充填床前端から脱着剤流体を供給して充填床後端から吸着剤に対する親和性が３番目に高い成分が富化された画分を抜き出す工程、
（vii）充填床への流体の供給及び充填床からの流体の抜き出しを行わずに床内の流体を循環させ、吸着剤に対する親和性が２番目に高い成分と吸着剤に対する親和性が３番目に高い成分が混在する帯域を充填床の前端に移動させる工程、
の各工程を繰り返すことにより混合物を４つの画分に分離する方法。
【００３０】
なお、本発明は、特開昭６２−９１２０５、特開平１−８０４０９、特開平４−２２７８０４、特開平４−３３４５０３、特開平４−３６７７０１、特開平１１−２６７４０４特開平１１−１８３４５９、特開平４−３６３１０２などに記載されているような、１サイクルにおいて、限定された時間帯のみ原料流体を供給し特定の成分に富化された流体を抜き出し、他の時間帯では原料流体の供給は行わず、脱着剤の供給により特定の成分に富化された流体を抜き出し、また流体の循環移動を行うクロマト分離の方法においても適用できることは勿論である。
【００３１】
【実施例】
次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００３２】
実施例１
図２に示した装置を用いて、表−１に示す組成の原料（糖アルコール混合物）の分離を行った。
内径約43mm、高さ410mmのカラム４本（１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ）の１ａには、吸着剤として平均粒径0.36mm(360ミクロン)、架橋度６％のＣａ塩形の強酸性カチオン樹脂（ダイヤイオンUBK-535KN；三菱化学社製、登録商標）を、カラム１ｂ、２ａ及び２ｂには、平均粒径0.22mm(220ミクロン)、架橋度６％のＣａ塩形の強酸性カチオン樹脂（ダイヤイオンUBK-535；三菱化学社製、登録商標）をそれぞれ充填し、直列に連結した。各カラムの充填層高は、410mmである。脱着剤には水を使用し、充填床を８０℃に保った。床内を容積流速1200ml／hrで通液し、下記表−２の操作条件で分離操作を行った。
その結果、定常状態に達した15サイクル後に得られた各画分の成分組成と回収率を表−１に示す。その時の流量曲線（濃度分布）を図４に示す。縦軸は、各成分濃度（Wｔ%）、横軸は時間（分）を表す。
【００３３】
【表１】
0004879392.tif 000002
【００３４】
【表２】
0004879392.tif 000003
【００３５】
上記結果に基づき、下記規模のカラムを図２の如く連結して使用した場合における各床の圧力損失を算出した。その値を表−３に示す。
原料供給カラム(1a)：
3,300mm（内径）×1,750mm（高さ）１基
吸着剤：ダイヤイオンUBK-535KN
他の分離カラム(1b〜2b)：
3,300mm（内径）×1,750mm（高さ）３基
吸着剤：ダイヤイオンUBK-535
【００３６】
【表３】
0004879392.tif 000004
【００３７】
比較例１
図２に示した装置を用いて、表−４に示す組成の原料（糖アルコール混合水溶液）の分離を行った。
内径約27.3mm、高さ550mmのカラム４本（１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ）に、吸着剤として平均粒径0.22mm(220ミクロン)、架橋度６％のＣａ塩形の強酸性カチオン樹脂（ダイヤイオンUBK-535；三菱化学社製、登録商標）をそれぞれ充填し、直列に連結した。各カラムの充填層高は、550mmである。脱着剤には水を使用し、充填床を８０℃に保った。床内を容積流速600ml／hrで通液し、下記表−５の操作条件で分離操作を行った。又、定常状態に達した１５サイクル後に得られた各画分の成分組成と回収率を表−４に示す。その時の流量曲線（濃度分布）を図５に示す。縦軸は、各成分濃度（Wｔ%）、横軸は時間（分）を表す。
【００３８】
【表４】
0004879392.tif 000005
【００３９】
【表５】
0004879392.tif 000006
【００４０】
上記結果に基づき、下記に示す実施例１と同一カラムを図２の如く連結して使用した場合における各床の圧力損失を算出した。その値を表−６に示す。
分離カラム(1a〜2b)：
3,300mm（内径）×1,750mm（高さ）４基
吸着剤：ダイヤイオンUBK-535
【００４１】
【表６】
0004879392.tif 000007
【００４２】
実施例２
図３に示した装置を用いて、表−７に示す組成の原料（糖液）の分離を行った。
内径約30mm、高さ410mmのカラム６本（1a,1b,1c,2a,2b,2c）を使用し、その１ａには、吸着剤として平均粒径0.36mm(360ミクロン)、架橋度６％のＮａ塩形の強酸性カチオン樹脂（ダイヤイオンUBK-530KN；三菱化学社製、登録商標）を、カラム１ｂ〜２ｃには、平均粒径0.3mm(300ミクロン)、架橋度５％のＮａ塩形の強酸性カチオン樹脂（ダイヤイオンUBK-520M；三菱化学社製、登録商標）をそれぞれ充填し、直列に連結した。全充填層高は、2,460mmである。脱着剤には水を使用し、充填床を８０℃に保った。床内を容積流速600ml／hrで通液し、下記表−８の操作条件で分離操作を行った。又定常状態に達した15サイクル目の時の各画分の成分組成と回収率を表−７に示す。
【００４３】
【表７】
0004879392.tif 000008
【００４４】
【表８】
0004879392.tif 000009
【００４５】
上記結果に基づき、下記規模のカラムを図３の如く連結して使用した場合における各床の圧力損失を算出した。その値を表−９に示す。
原料供給カラム(1a)：
2,200mm（内径）×1,300mm（高さ）１基
吸着剤：ダイヤイオンUBK-530KN
他の分離カラム(1b〜2b)：
2,200mm（内径）×1,300mm（高さ）５基
吸着剤：ダイヤイオンUBK-520M
【００４６】
【表９】
0004879392.tif 000010
【００４７】
比較例２
実施例２で使用した装置において、６本のカラム全てに平均粒径300ミクロン、架橋度５％のＮａ塩形の強酸性カチオン樹脂（ダイヤイオンUBK-520M；三菱化学社製、登録商標）を充填し直列に連結した。全充填層高は2,460mmである。
脱着剤には水を使用した。充填床を８０℃に保ち、床内を表−１０に記載の組成の原料を表−１１の操作条件でクロマト分離した。又、定常状態に達した15サイクル目の時の各成分の組成と回収率を表−１０に示す。
【００４８】
【表１０】
0004879392.tif 000011
【００４９】
【表１１】
0004879392.tif 000012
上記結果に基づき、下記に示す実施例２と同一規模のカラムを図３の如く連結して使用した場合における各床の圧力損失を算出した。その値を表−１２に示す。
分離カラム(1a〜2c)：
2,200mm（内径）×1,300mm（高さ）６基
吸着剤：ダイヤイオンUBK-520M
【００５０】
【表１２】
0004879392.tif 000013
上記の如く、比較例２では分離性能に優れるといわれる小粒径のイオン交換樹脂を用い、実施例２とほぼ同等のＤＰ２Ｂ画分の純度と回収率を達成しているが、圧力損失(ΔＰ)が極めて高く、操作上不利であることが明らかである。
【００５１】
【発明の効果】
本発明方法によれば、充填床のイオン交換樹脂の寿命を延ばし、又イオン交換樹脂の圧密現象の発生を防止し得るので、所望の分離性能の低下を生ずることなく、運転操作圧力の圧力損失の上昇を防止し、よってポンプ動力及び消費電力を減縮をもたらし、運転コストを低減することができる。更に、充填床カラムの設計圧力の最小化をも可能にし、設備費の低減をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明方法を実施するのに用いられるクロマト分離装置の一例である。
【図２】図２は実施例１で使用したクロマト分離装置の概略図である。
【図３】図３は実施例２で使用したクロマト分離装置の概略図である。
【図４】図４は実施例１のクロマト分離における充填床の各成分濃度分布を示す一例であり、縦軸は、各成分濃度（Wｔ%）、横軸は時間（分）を表す。
【図５】図５は比較例１のクロマト分離における充填床の各成分濃度分布を示す一例であり、縦軸は、各成分濃度（Wｔ%）、横軸は時間（分）を表す。
【符号の説明】
１、１ａ；原料流体供給充填床
２、1b，1c，2a〜2c；充填床
３；原料タンク
４；脱着剤タンク
５〜９；画分抜き出しライン
10〜19；開閉弁
20；移送用ポンプ
【図１】
0004879392.tif 000014
【図２】
0004879392.tif 000015
【図３】
0004879392.tif 000016
【図４】
0004879392.tif 000017
【図５】
0004879392.tif 000018