(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤が充填された複数の単位充填塔を直列に連結して、該単位充填塔に通流された原料液および溶離液が循環可能な循環系を構成し、２以上の成分を含む原料液を前記循環系に通流して前記吸着剤に対する親和力に従った吸着帯域を形成させ、原料液および／または溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から、前記任意の成分の画分を抜き出す第一工程と、
前記循環系を構成する任意の単位充填塔から循環系内の液を抜き出し、該液を抜き出した単位充填塔の循環方向下流側の単位充填塔に抜き出した液を供給して、前記循環系内を循環させ、次いで、循環系内の液を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環系内の液を供給する単位充填塔とを前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環を行う第二工程と、を有するクロマト分離方法。
【請求項２】
前記第一工程と前記第二工程とを繰り返し行い、
前記第二工程では、循環系内の液の循環により、任意の成分が富化される部分を循環方向のより下流側の単位充填塔に移動させ、
その移動に対応して、前記第一工程は、原料液および／または溶離液を供給する単位充填塔と、前記任意の成分の画分を抜き出す単位充填塔とを循環系の下流側の単位充填塔に、順次移行する移行操作を有し、
該移行操作は、第二工程での循環系内の液を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環系内の液を供給する単位充填塔とを前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えた後に、行うことを特徴とする、請求項１に記載のクロマト分離方法。
【請求項３】
前記第二工程は、前記循環系への原料液ならびに溶離液の供給、および、前記循環系からの画分の抜き出しを停止して行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のクロマト分離方法。
【請求項４】
前記第二工程は、循環系内の液を抜き出す単位充填塔を前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えた後に、抜き出した循環系内の液を供給する単位充填塔を前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクロマト分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクロマト分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クロマトグラフィーの手法により液体中の複数の成分を分離（クロマト分離）する方法が、工業的に利用されている。クロマト分離は、固体の吸着剤を用い、この吸着剤に対する吸着特性の差を利用して、原料液中の成分を分離する。クロマト分離の原理は、吸着剤を充填した充填層に、分離しようとする２以上の成分を含む原料液を供給し、この原料液を水等の溶離液で流下させることで、上記各成分の吸着剤に対する吸着性の違いにより、吸着性の弱い成分（非吸着質成分）は相対的に速く流下し、吸着性の強い成分（吸着質成分）は相対的に遅く流下することで、各成分を含む画分に分離するものである。
【０００３】
クロマト分離の方式としては、例えば固定層方式、移動層方式、擬似移動層方式がある。擬似移動層方式は、原料液中に含まれる２以上の成分の中で、特定成分に対して選択的吸着能力を有する吸着剤が充填された複数の単位充填塔を直列に連結し、最下流部の単位充填塔と最上流部の単位充填塔を連結することで無端状になっている循環系に、原料液と溶離液を通流して分離するものである。擬似移動層方式では、循環系内を移動する速度が大きい非吸着質成分を含む画分（非吸着質画分）と循環系内を移動する速度が小さい吸着質成分を含む画分（吸着質画分）をそれぞれ異なる位置から抜き出し、かつ、原料液供給位置、溶離液供給位置、非吸着質画分抜き出し位置、吸着質画分抜き出し位置を、一定の位置関係に保ちながら循環系の循環方向下流側に順次移動させることで、移動層の処理操作を擬似的に実現する装置であることは良く知られている。
【０００４】
このような擬似移動層方式のクロマト分離装置では、常に、原料液と溶離液の供給および非吸着質画分と吸着質画分の抜き出しを行いながら循環系を循環しているため、原料液供給ポンプ、溶離液供給ポンプ、非吸着質画分抜き出しポンプ、吸着質画分抜き出しポンプおよび１個以上の循環ポンプを必要とする。特に循環ポンプは一定の単位充填塔間に固定されているため、周期的に吐出流量が変化する。また循環ポンプに流入する流体の濃度および組成も逐次変化するので、それにつれて流体の比重、粘性等の物性も変化する。そして、設定値と実際に流れる流量の差が大きくなるにつれ、分離性能は低下する。このような流量設定値の変更や、物性の変化に合わせて循環ポンプの流量を自動的に制御するためには、高価な制御装置が必要である。
【０００５】
上述した循環ポンプの問題に対し、循環ポンプが常に一定の位置になるように、単位充填塔を１本ずつずらして切り替えて、循環ポンプに導入される流体の物性変化が小さくなるようにしたクロマト分離方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
また、循環ポンプを設置するかわりに、循環系の一箇所から原料液および／または溶離液を抜き出し、循環系から抜き出した原料液および／または溶離液（以下、循環流体と言うことがある）を溶離液ポンプまたは原料液供給ポンプに流入させて、循環流体を再び循環系に供給することによって循環を行う、クロマト分離方法が開示されている（例えば、特許文献２）。特許文献２に記載の方法では、充填塔数が少なく、クロマト分離装置を原料液供給ポンプと溶離液供給ポンプの２台で制御でき、ポンプの制御が簡単な、全体として簡素でしかも安価な装置とし、かつ、高い安定した分離性能を得ることができる。
【特許文献１】特公平６−９５０９０号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のクロマト分離方法では、原料液供給位置、溶離液供給位置、非吸着質画分抜き出し位置、吸着質画分抜き出し位置の切り替え直前に、循環流体に混入した非吸着質成分が、溶離液供給ラインに残ることがある。そして、次の工程での溶離液供給に伴い、前記非吸着質成分が循環系に供給され、吸着帯域を乱すという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載のクロマト分離方法では、溶離液供給配管や原料液供給配管が、循環流体を循環系に循環させるために使用されている。加えて、循環流体の循環系への循環（循環工程）は、循環系への原料液ならびに溶離液の供給、および、前記循環系からの画分の抜き出しを停止して行う。この際、循環工程の開始時と終了時では、抜き出し箇所の成分濃度が変化している。このため、循環工程を通して、目的の成分濃度の流体を抜き出すことができない。この結果、循環工程開始時に、適切でない成分濃度の流体が供給されるという問題や、循環工程終了時に溶離液供給配管や原料液供給配管に残った液体が、次工程で供給される溶離液や原料液に混入するという問題がある。特に、溶離液供給配管に原料液中の成分が残存していると、これらの成分は次の溶離液を供給する際に、溶離液と共に循環系内に供給されて吸着帯域を乱し、分離性能を低下させる原因となる。
【０００８】
また、循環工程終了時の抜き出し位置を成分濃度の低い位置になるように設定した場合、循環工程開始時の抜き出し位置は、成分濃度が比較的高い位置となる。この場合、溶離液供給配管から溶離液が供給され、濃度分布が分断され、分離性能を低下させる原因となる。
【０００９】
溶離液供給配管内に、原料液中に含まれる成分が残存しないようにする方法として、循環流体の流量を減らす方法が考えられる。しかし、この方法では、循環工程の後に実施される、非吸着質画分の抜き出し工程の開始直後に、非吸着質画分をほとんど含まない液が出てくることになり、非吸着質画分の抜き出し流量を増やすことになるため、結果として溶離液の使用量が増大する。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような従来装置における種々の問題点に着目し、原料液中の目的成分を高純度で得ることができる、クロマト分離方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のクロマト分離方法は、吸着剤が充填された複数の単位充填塔を直列に連結して、該単位充填塔に通流された原料液および溶離液が循環可能な循環系を構成し、２以上の成分を含む原料液を前記循環系に通流して前記吸着剤に対する親和力に従った吸着帯域を形成させ、原料液および／または溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から、前記任意の成分の画分を抜き出す第一工程と、前記循環系を構成する任意の単位充填塔から循環系内の液を抜き出し、該液を抜き出した単位充填塔の循環方向下流側の単位充填塔に抜き出した液を供給して、前記循環系内を循環させ、次いで、循環系内の液を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環系内の液を供給する単位充填塔とを前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環を行う第二工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
前記第一工程と前記第二工程とを繰り返し行い、前記第二工程では、循環系内の液の循環により、任意の成分が富化される部分を循環方向のより下流側の単位充填塔に移動させ、その移動に対応して、前記第一工程は、原料液および／または溶離液を供給する単位充填塔と、前記任意の成分の画分を抜き出す単位充填塔とを循環系の下流側の単位充填塔に、順次移行する移行操作を有し、該移行操作は、第二工程での循環系内の液を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環系内の液を供給する単位充填塔とを前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えた後に行っても良く、前記第二工程は、前記循環系への原料液ならびに溶離液の供給、および、前記循環系からの画分の抜き出しを停止して行っても良く、循環系内の液を抜き出す単位充填塔を前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えた後に、抜き出した循環系内の液を供給する単位充填塔を前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のクロマト分離方法によれば、原料液中の目的成分を高純度で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のクロマト分離方法について、以下に例を挙げて説明するが、本発明はこれに限られることはない。
【００１５】
なお、本明細書中、「循環方向下流側」とは、基点に対して、相対的に、循環系の循環方向の下流であることを意味する。「循環方向下流側」の範囲は特に限定されず、吸着剤の種類や、分離対象とする成分等に応じて「循環方向下流側」の範囲を定めることができる。例えば、「循環方向下流側」の範囲は、基点の循環方向下流側であって、循環系を構成する単位充填塔の５０％の単位充填塔が含まれる範囲とすることが好ましく、２５％の単位充填塔が含まれる範囲とすることがより好ましい。また、「循環方向上流側」とは、基点に対して、相対的に循環系の循環方向の上流であることを意味する。「循環方向上流側」の範囲は特に限定されず、吸着剤の種類や、分離対象とする成分等に応じて「循環方向上流側」の範囲を定めることができる。例えば、「循環方向上流側」の範囲は、基点の循環方向上流側であって、循環系を構成する単位充填塔の５０％の単位充填塔が含まれる範囲とすることが好ましく、２５％の単位充填塔が含まれる範囲とすることがより好ましい。
【００１６】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態にかかるクロマト分離装置８の模式図である。図１に示すとおり、クロマト分離装置８は、吸着剤を充填した８本の単位充填塔１１〜１８（以下、総じて単位充填塔と言うことがある）が配管１１１〜１１８により直列に連結され、循環系１０が形成された擬似移動層方式のクロマト分離装置である。
【００１７】
単位充填塔１１は、配管１１１により、バルブＲ１を介して単位充填塔１２と接続され、単位充填塔１２は、配管１１２により、バルブＲ２を介して単位充填塔１３と接続されている。単位充填塔１３は、配管１１３により、バルブＲ３を介して単位充填塔１４と接続され、単位充填塔１４は、配管１１４により、バルブＲ４を介して単位充填塔１５と接続されている。単位充填塔１５は、配管１１５により、バルブＲ５を介して単位充填塔１６と接続され、単位充填塔１６は、配管１１６により、バルブＲ６を介して単位充填塔１７と接続されている。単位充填塔１７は、配管１１７により、バルブＲ７を介して単位充填塔１８と接続され、単位充填塔１８は、配管１１８により、バルブＲ８を介して単位充填塔１１と接続されている。配管１１１〜１１８には、逆止弁１０１が設けられている。こうして、単位充填塔１１〜１８と、配管１１１〜１１８と、バルブＲ１〜Ｒ８と、逆止弁１０１とにより循環系１０が構成されている。
【００１８】
原料液貯槽３２には、配管３４、３６が接続され、配管３４、３６は分岐３９で配管３８に接続されている。配管３４には、ポンプＰＦが備えられ、配管３６には、バルブＦ０が設けられている。配管３８には、分岐配管５１〜５８が接続され、分岐配管５１〜５８には、それぞれバルブＦ１〜Ｆ８（以下、総じて原料液供給弁Ｆと言うことがある）が設けられている。分岐配管５１は配管１１８と、分岐配管５２は配管１１１と、分岐配管５３は、配管１１２と、分岐配管５４は配管１１３と、分岐配管５５は配管１１４と、分岐配管５６は配管１１５と、分岐配管５７は配管１１６と、分岐配管５８は配管１１７と、それぞれ接続されている。そして、ポンプＰＦ、配管３４、３８、分岐配管５１〜５８、バルブＦ１〜Ｆ８により、原料液の供給手段が構成されている。また、原料液貯槽３２、ポンプＰＦ、配管３４、３６、バルブＦ０により、原料液循環ライン３１が構成されている。
【００１９】
溶離液貯槽４２には、配管４４が接続され、配管４４には、ポンプＰＤが備えられている。配管４４には、分岐配管６１〜６８が接続され、分岐配管６１〜６８には、それぞれバルブＤ１〜Ｄ８（以下、総じて溶離液供給弁Ｄと言うことがある）が設けられている。分岐配管６１は配管１１８と、分岐配管６２は配管１１１と、分岐配管６３は配管１１２と、分岐配管６４は配管１１３と、分岐配管６５は配管１１４と、分岐配管６６は配管１１５と、分岐配管６７は配管１１６と、分岐配管６８は配管１１７と、それぞれ接続されている。配管４６は、ポンプＰＤの一次側の分岐４５で、配管４４と接続されている。そして、ポンプＰＤ、配管４４、分岐配管６１〜６８、バルブＤ１〜Ｄ８により、溶離液の供給手段が構成されている。
【００２０】
流下させた非吸着質画分が通流する配管７０には、分岐配管７１〜７８（以下、総じて分岐配管Ａと言うことがある）と、非吸着質画分流出配管７９とが接続されている。分岐配管７１〜７８には、それぞれバルブＡ１〜Ａ８（以下、総じて抜き出し弁Ａと言うことがある）が設けられている。分岐配管７１は配管１１１と、分岐配管７２は配管１１２と、分岐配管７３は配管１１３と、分岐配管７４は配管１１４と、分岐配管７５は配管１１５と、分岐配管７６は配管１１６と、分岐配管７７は配管１１７と、分岐配管７８は配管１１８と、それぞれ接続されている。また、非吸着質画分流出配管７９には、ポンプＰＡが備えられている。
【００２１】
流下させた吸着質画分が通流する配管８０には、分岐配管８１〜８８（以下、総じて分岐配管Ｃと言うことがある）と、吸着質画分流出配管８９とが接続されている。分岐配管８１〜８８には、それぞれバルブＣ１〜Ｃ８（以下、総じて抜き出し弁Ｃと言うことがある）が設けられている。分岐配管８１は配管１１１と、分岐配管８２は配管１１２と、分岐配管８３は配管１１３と、分岐配管８４は配管１１４と、分岐配管８５は配管１１５と、分岐配管８６は配管１１６と、分岐配管８７は配管１１７と、分岐配管８８は配管１１８と、それぞれ接続されている。また、吸着質画分流出配管８９には、ポンプＰＣが備えられている。
【００２２】
循環系１０内を循環する流体（循環流体）が通流する配管９０は、分岐配管９１〜９８（以下、総じて分岐配管Ｚと言うことがある）と接続されている。分岐配管９１〜９８には、バルブＺ１〜Ｚ８（以下、総じて抜き出し弁Ｚと言うことがある）が設けられている。分岐配管９１は配管１１１と、分岐配管９２は配管１１２と、分岐配管９３は配管１１３と、分岐配管９４は配管１１４と、分岐配管９５は配管１１５と、分岐配管９６は配管１１６と、分岐配管９７は配管１１７と、分岐配管９８は配管１１８と、それぞれ接続されている。また、配管９０は、配管４６と接続されている。
【００２３】
単位充填塔１１〜１８には、吸着剤が充填されている。該吸着剤は、原料液に含まれる２以上の成分に対して、選択的吸着能力を有するものであれば特に限定されず、例えば、イオン交換樹脂、シリカゲル、ＯＤＳ（オクタデシル基結合シリカゲル；長鎖脂肪族のオクタデシル基が導入されたシリカゲル）、合成吸着剤等を挙げることができる。これらは単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、単位充填塔１１〜１８には、同一の吸着剤を充填しても良いし、それぞれに異なる吸着剤を充填しても良い。吸着剤の種類と組み合わせは、分離対象となる成分に応じて決定することができる。
【００２４】
クロマト分離装置８を用いた、クロマト分離方法について説明する。本実施形態におけるクロマト分離方法は、２以上の成分を含む原料液を循環系１０に通流して吸着帯域を形成させ、原料液および溶離液を任意の単位充填塔に供給し、非吸着質画分と吸着質画分を抜き出す第一工程を有する。加えて、循環系１０内から抜き出した循環流体を循環系１０に供給して循環させ、次いで、循環系１０内の液を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環系１０内の液を供給する単位充填塔とを前記循環系１０の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環する第二工程を有する。
【００２５】
［第一工程］
第一工程は、原料液を循環系に通流して吸着帯域を形成させ、原料液および／または溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から画分（非吸着質画分および吸着質画分）を抜き出す工程である。
第一工程では、原料液３０をポンプＰＦにより配管３４、３８を通流させて、いずれかの原料液供給弁Ｆを開とし、対応する単位充填塔に原料液３０を供給する。同時に、溶離液４０をポンプＰＤにより配管４４を流通させて、いずれかの溶離液供給弁Ｄを開とし、対応する単位充填塔に溶離液４０を供給する。そして、非吸着質画分が富化している単位充填塔の直下に位置する抜き出し弁Ａを開、吸着質画分が富化している単位充填塔の直下に位置する抜き出し弁Ｃを開とする。こうして、原料液３０と溶離液４０とを循環系１０に通流することにより、非吸着質画分は、開とした抜き出し弁Ａ、分岐配管Ａ、配管７０、ポンプＰＡを経由して、非吸着質画分流出配管７９から流出する。また、吸着質画分は、開とした抜き出し弁Ｃ、分岐配管Ｃ、配管８０、ポンプＰＣを経由して、吸着質画分流出配管８９から流出する。
【００２６】
［第二工程］
第二工程は、循環系を構成する任意の単位充填塔から、循環流体を抜き出し、抜き出した循環流体を前記循環系に供給して前記循環系内を循環させ（第一処理）、次いで、循環流体を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環流体を供給する単位充填塔とを前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環を行う（第二処理）工程である。
本実施形態の第二工程は、上述の第一工程と平行して行われる。第二工程では、バルブＲ１〜Ｒ８（以下、総じて遮断弁Ｒと言うことがある）のいずれかであって、第一工程で溶離液４０を供給する単位充填塔と、該単位充填塔の循環方向上流側に位置する単位充填塔とを接続している配管が有する遮断弁Ｒを閉とする。また、該遮断弁Ｒを有する配管と、配管９０とを接続している分岐配管Ｚが有する抜き出し弁Ｚを開とする。そして、溶離液４０を供給する単位充填塔よりも循環方向上流側に位置する単位充填塔に対応する抜き出し弁Ｚから循環流体を抜き出す。抜き出された循環流体は、配管９０から配管４６を通流し、分岐４５で溶離液４０と合流し、ポンプＰＤにより配管４４に流され、溶離液４０と共に単位充填塔に再び供給される。こうして、循環系１０から抜き出された循環流体は、溶離液の供給手段により循環系１０に供給され循環する（第一処理）。
【００２７】
任意の期間、第一処理が行われた後、原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｃは、上述の第一処理の状態を維持したまま、開とする溶離液供給弁Ｄと抜き出し弁Ｚと、閉とする遮断弁Ｒとを循環系１０の循環方向下流側の溶離液供給弁Ｄ、抜き出し弁Ｚ、遮断弁Ｒに切り替える。そして、切り替え後の遮断弁Ｒの循環方向上流側に位置する単位充填塔に対応する抜き出し弁Ｚから、循環流体を抜き出す。抜き出された循環流体は、配管９０から配管４６を通流し、分岐４５で溶離液４０と合流し、ポンプＰＤにより配管４４に流され、溶離液４０と共に単位充填塔に再び供給される。こうして、循環流体を抜き出す単位充填塔と、循環流体を供給する単位充填塔とを循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて、循環流体は循環系に循環される（第二処理）。
【００２８】
任意の期間、第二処理が行われた後、抜き出し弁Ｚ、遮断弁Ｒは、上述の第二処理の状態を維持したまま、開とする原料液供給弁Ｆと抜き出し弁Ａと抜き出し弁Ｄとを循環系１０の循環方向下流側の原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｄに切り替える。このようにして、原料液３０と溶離液４０とを供給する単位充填塔と、非吸着質画分と吸着質画分とを抜き出す単位充填塔とを循環系１０のより下流側の充填塔に移行させる。そして、原料液と溶離液とを循環系に通流させ、連続的に非吸着質画分と吸着質画分とに分離する。なお、本実施形態では、開とする原料液供給弁Ｆと抜き出し弁Ａと抜き出し弁Ｄとを循環系１０の循環方向下流側の原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｄに切り替える操作が、「移行操作」に相当する。
【００２９】
上述の第一工程と第二工程における各バルブおよび各ポンプの動作の一例について、表１を用いて以下に説明する。表１中、バルブのＦ、Ｄ、Ａ、Ｃ、Ｚの項に記載した番号は、「開」としたバルブを示し、「−」は全てのバルブが「閉」であることを示している。例えば、Ｆの項で「１」と記載されている場合は、原料液供給弁Ｆの内、バルブＦ１のみが「開」となっていることを示す。表１中、バルブのＲの項に記載された番号は、「閉」としたバルブを示している。例えば、Ｒの項に「１」と記載されている場合は、遮断弁Ｒの内、バルブＲ１のみが「閉」となっていることを示す。また、ポンプの項では、「○」は運転状態を示している。
【００３０】
【表１】
0004938728.tif 000002
【００３１】
［操作１−１］
表１に示すとおり、操作１−１では、バルブＦ１、Ｄ５、Ａ２、Ｃ６、Ｚ４を開とし、バルブＲ４を閉とする。次いで、原料液３０を単位充填塔１１に供給し、溶離液４０を単位充填塔１５に供給する。この間、単位充填塔１２で富化した非吸着質画分は、流下して配管１１２、分岐配管７１、配管７０の順に通流して、非吸着質画分流出管７９から流出する。また、単位充填塔１６で富化した吸着質画分は、流下して配管１１６、分岐配管８６、配管８０との順に通流して、吸着質画分流出管８９から流出する。従って、この操作は、原料液を循環系に通流して吸着帯域を形成させ、原料液および／または溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から画分（非吸着質画分および吸着質画分）を抜き出す、第一工程に相当する。
【００３２】
同時に、単位充填塔１４から抜き出された循環流体は、配管１１４、分岐配管９４、配管９０、配管４６の順に通流し、分岐４５で配管４４に至る。そして、前記循環流体は溶離液４０と合流し、ポンプＰＤによって、配管４４、分岐配管６５の順に通流し、単位充填塔１５に供給される。供給された循環流体は、単位充填塔１５、配管１１５、単位充填塔１６、配管１１６、単位充填塔１７、配管１１７、単位充填塔１８、配管１１８、単位充填塔１１、配管１１１、単位充填塔１２、配管１１２、単位充填塔１３、配管１１３、単位充填塔１４の順に通流し、循環系１０内を循環する。従って、この操作は、循環系を構成する任意の単位充填塔から循環流体を抜き出し、抜き出した循環流体を循環系に供給して循環系内を循環させる、第二工程の第一処理に相当する。
【００３３】
［操作１−２］
表１に示すとり、操作１−２では、バルブＦ１、Ｄ６、Ａ２、Ｃ６、Ｚ５を開とし、バルブＲ５を閉とする。即ち、原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｃは、上述の第二工程の第一処理における状態を維持したまま、開とする溶離液供給弁Ｄ、抜き出し弁Ｚと、閉とする遮断弁Ｒとを循環系１０の循環方向下流側の溶離液供給弁Ｄ、抜き出し弁Ｚ、遮断弁Ｒに切り替える。単位充填塔１５から抜き出された循環流体は、配管１１５、分岐配管９５、配管９０、配管４６の順に通流し、分岐４５で配管４４に至る。そして、前記循環流体は溶離液４０と合流し、ポンプＰＤによって、配管４４、分岐配管６６の順に通流し、単位充填塔１６に供給される。供給された循環流体は、単位充填塔１６、配管１１６、単位充填塔１７、配管１１７、単位充填塔１８、配管１１８、単位充填塔１１、配管１１１、単位充填塔１２、配管１１２、単位充填塔１３、配管１１３、単位充填塔１４、配管１１４、単位充填塔１５の順に通流し、循環系１０内を循環する。従って、この操作は、第二工程の第一処理の後、循環流体を抜き出す単位充填塔および循環流体を供給する単位充填塔を循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環を行う、第二工程の第二処理に相当する。
【００３４】
［操作２−１］
表１に示すように、操作２−１では、バルブＦ２、Ｄ６、Ａ３、Ｃ７、Ｚ５を開とし、バルブＲ５を閉とする。この結果、原料液の供給位置、溶離液の供給位置、非吸着質画分の抜き出し位置、吸着質画分の抜き出し位置が、循環系１０の循環方向下流側に移動され、非吸着質画分と吸着質画分との抜き出しが行われる。
【００３５】
以上のようなバルブ切り替えによる一連の操作１−１〜１−２では、原料液ならびに溶離液の供給位置、非吸着質画分ならびに吸着質画分の抜き出し位置、および、循環流体の抜き出し位置は、ある特定の位置関係を保って行われる。このような一連の操作１−１〜１−２が終了すると、前述の特定の位置関係を維持しつつ、制御対象となる各バルブを循環方向下流側に１単位充填塔分だけ移行し、次の一連の操作２−１〜２−２を行う。この移行を順次行うことにより、擬似移動層方式クロマト分離装置の運転を行う。
【００３６】
［操作２−１以降］
表１に示すとおり、操作１−１〜１−２に続く操作２−１〜２−２、操作３−１〜３−２、操作４−１〜４−２、操作５−１〜５−２、操作６−１〜６−２、操作７−１〜７−２、操作８−１〜８−２では、開とする原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｃ、抜き出し弁Ｚと、閉とする遮断弁Ｒとを順次、循環系の循環方向下流側の原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｃ、抜き出し弁Ｚ、遮断弁Ｒに切り替えて、操作１−１〜１−２と同様の操作を行う。操作１−１〜８−２までの操作が行われると、クロマト分離の１サイクルが終了する。
【００３７】
原料液３０は、２以上の成分を含むものであれば特に限定されず、例えば、ショ糖製造途中における糖液や、生体抽出物、微生物醗酵により得られる培養液等を挙げることができる。
【００３８】
溶離液４０としては、原料液中の各成分を単位充填塔内に流下させ、かつ、分離対象とする成分を適切に分離できるものであれば特に限定されず、目的に応じて決定することができる。例えば、水、水酸化ナトリウム水溶液等の塩基性水溶液、塩酸水溶液等の酸性水溶液、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等のアルコール類等を挙げることができる。溶離液は、これらの一種を単独で溶離液としても良いし、二種以上を混合した混合溶液を溶離液としても良い。また、溶離液は、酸、塩基、緩衝剤、塩を含んでいても良い。
【００３９】
第一工程における、原料液３０の単位充填塔への供給量は特に限定されず、分離対象とする成分や、単位充填塔に充填した吸着剤の種類、吸着帯域の状態等を勘案して決定することが好ましい。第一工程における溶離液４０の単位充填塔への供給量は特に限定されず、分離対象とする成分や、単位充填塔に充填した吸着剤の種類、吸着帯域の状態等を勘案して決定することが好ましい。
【００４０】
第二工程における、循環流体の単位充填塔への通液量は特に限定されず、分離対象とする成分や、単位充填塔に充填した吸着剤の種類、吸着帯域の状態等を勘案して決定することが好ましい。
【００４１】
第二工程の第一処理における循環流体の抜き出す単位充填塔は、循環流体における、原料液３０の成分（非吸着質画分、吸着質画分）が、相対的に最も低い濃度である循環流体が得られる単位充填塔とすることが好ましい。また、第二工程の第一処理の期間は特に限定されず、抜き出される循環流体における、非吸着質画分および吸着質画分の濃度が上昇しない範囲で設定することができる。抜き出される循環流体に、原料液３０の成分が高濃度に含まれていると、循環層１０内の吸着帯を乱し、その後の操作で得られる非吸着質画分および吸着質画分の純度が低下するためである。
【００４２】
第二工程の第二処理の期間は特に限定されず、抜き出される循環流体における、非吸着質画分または吸着質画分の濃度が上昇しない範囲で設定することができる。
【００４３】
上記クロマト分離方法においては、ポンプＰＦおよびポンプＰＤは、定流量吐出設定としてもよいし、流量制御を行ってもよい。
【００４４】
本実施形態のクロマト分離方法によれば、第二工程において第二処理を行うことで、原料液の成分が、相対的に最も低い濃度、即ち、溶離液に近い物性である循環流体を継続的に抜き出して、循環系に循環することができる。また、第二処理で循環系に供給される循環流体は、第一処理の際よりも循環系の循環方向下流側の単位充填塔から抜き出すため、原料液の成分の含有量を少なくすることができる。加えて、第二工程の第二処理の後、開とする原料液供給弁Ｆと抜き出し弁Ａと抜き出し弁Ｄとを循環系の循環方向下流側の原料液供給弁Ｆ、抜き出し弁Ａ、抜き出し弁Ｄに切り替える移行操作を行い、非吸着質画分と吸着質画分との抜き出しを行う。このため、溶離液の供給手段に、原料液の成分が高濃度に残存することがない。即ち、非吸着質成分、吸着質成分のいずれもが富化されていない単位充填塔に、原料液中の非吸着質画分相当の成分と吸着質画分相当の成分とが高濃度に供給されて、循環系に形成された吸着帯域を乱すことを防止できる。この結果、高純度の非吸着質画分および吸着質画分を連続的に得ることができる。
【００４５】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態にかかるクロマト分離装置３００の模式図である。図２に示すとおり、クロマト分離装置３００は、吸着剤を充填した４本の単位充填塔３１１〜３１４（以下、総じて単位充填塔と言うことがある）が配管３２１〜３２４により直列に連結され、循環系３１０が形成された擬似移動層方式のクロマト分離装置である。
【００４６】
単位充填塔３１１は、配管３２１により、バルブｒ１を介して単位充填塔３１２と接続され、単位充填塔３１２は、配管３２２により、バルブｒ２を介して単位充填塔３１３と接続されている。単位充填塔３１３は、配管３２３により、バルブｒ３を介して単位充填塔３１４と接続され、単位充填塔３１４は、配管３２４により、バルブｒ４を介して単位充填塔３１１と接続されている。配管３２１〜３２４には、逆止弁３０１が設けられている。こうして、単位充填塔３１１〜３１４、配管３２１〜３２４と、バルブｒ１〜ｒ４と、逆止弁３０１とにより、循環系３１０が構成されている。
【００４７】
原料液貯槽３２には、配管３３４、３３６が接続され、配管３３４、３３６は分岐３３９で配管３３８に接続されている。配管３３４には、ポンプＰｆが備えられ、配管３３６には、バルブｆ０が設けられている。配管３３８は、分岐配管３５１〜３５４と接続され、分岐配管３５１〜３５４には、それぞれバルブｆ１〜ｆ４（以下、総じて原料液供給弁ｆと言うことがある）が設けられている。分岐配管３５１は配管３２４と、分岐配管３５２は配管３２１と、分岐配管３５３は配管３２２と、分岐配管３５４は配管３２３と、それぞれ接続されている。そして、ポンプＰｆ、配管３３４、３３８、分岐配管３５１〜３５４、バルブｆ１〜ｆ４により、原料液の供給手段が構成されている。また、原料液貯槽３２、ポンプＰｆ、配管３３４、３３６、バルブｆ０により、原料液循環ライン３３０が構成されている。
【００４８】
溶離液貯槽４２には、配管３４４が接続され、配管３４４には、ポンプＰｄが備えられている。配管３４４は、分岐配管３６１〜３６４と接続され、分岐配管３６１〜３６４には、それぞれバルブｄ１〜ｄ４（以下、総じて溶離液供給弁ｄと言うことがある）が設けられている。分岐配管３６１は配管３２４と、分岐配管３６２は配管３２１と、分岐配管３６３は配管３２２と、分岐配管３６４は配管３２３と、それぞれ接続されている。配管３４６は、ポンプＰｄの一次側の分岐３４５で、配管３４４と接続されている。配管３４６には、溶離液貯槽４２と分岐３４５の間に、バルブｄ０が設けられている。そして、ポンプＰｄ、配管３４４、分岐配管３６１〜３６４、バルブｄ０〜ｄ４により、溶離液の供給手段が構成されている。
【００４９】
流下させた非吸着質画分が通流する配管３７０には、分岐配管３７１〜３７４（以下、総じて分岐配管ａと言うことがある）と、非吸着質画分流出配管３７９とが接続されている。分岐配管３７１〜３７４には、それぞれ、バルブａ１〜ａ４（以下、総じて抜き出し弁ａと言うことがある）が設けられている。分岐配管３７１は配管３２１と、分岐配管３７２は配管３２２と、分岐配管３７３は配管３２３と、分岐配管３７４は配管３２４と、それぞれ接続されている。
【００５０】
流下させた吸着質画分が通流する配管３８０には、分岐配管３８１〜３８４（以下、総じて分岐配管ｃと言うことがある）と、吸着質画分流出配管３８９とが接続されている。分岐配管３８１〜３８４には、それぞれバルブｃ１〜ｃ４（以下、総じて抜き出し弁ｃと言うことがある）が設けられている。分岐配管３８１は配管３２１と、分岐配管３８２は配管３２２と、分岐配管３８３は配管３２３と、分岐配管３８４は配管３２４と、それぞれ接続されている。
【００５１】
循環流体が通流する配管３９０には、分岐配管３９１〜３９４（以下、総じて分岐配管ｚと言うことがある）が接続されている。分岐配管３９１〜３９４には、それぞれバルブｚ１〜ｚ４（以下、総じて抜き出し弁ｚと言うことがある）が設けられている。分岐配管３９１は配管３２１と、分岐配管３９２は配管３２２と、分岐配管３９３は配管３２３と、分岐配管３９４は配管３２４と、それぞれ接続されている。また、配管３９０は、配管３４６と接続されている。
【００５２】
単位充填塔３１１〜３１４に充填されている吸着剤は、第一の実施形態における単位充填塔１１〜１８に充填されている吸着剤と同様である。また、単位充填塔３１１〜３１４は、同一の吸着剤を充填しても良いし、それぞれに異なる吸着剤を充填しても良い。吸着剤の種類と組み合わせは、分離対象となる成分に応じて決定することができる。
【００５３】
クロマト分離装置３００を用いた、クロマト分離方法について説明する。本実施形態におけるクロマト分離方法は、２以上の成分を含む原料液を循環系３１０に通流して吸着帯域を形成させ、原料液および溶離液を任意の単位充填塔に供給し、非吸着質画分と吸着質画分を抜き出す第一工程を有する。加えて、循環系３１０への原料液ならびに溶離液の供給、および、前記循環系３１０からの画分の抜き出しを停止し、循環系３１０内から抜き出した循環流体を循環系３１０に供給して循環させ、次いで、循環系３１０内の液を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環系３１０内の液を供給する単位充填塔とを前記循環系３１０の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環する第二工程を有する。
【００５４】
［第一工程］
第一工程は、原料液を循環系に通流して吸着帯域を形成させ、原料液および／または溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から画分（非吸着質画分および吸着質画分）を抜き出す工程である。
第一工程では、原料液３０をポンプＰｆにより配管３３４、３３８を通流させて、いずれかの原料液供給弁ｆを開とし、対応する単位充填塔に原料液３０を供給する。そして、抜き出し位置に相当し、非吸着質画分が富化している単位充填塔に対応する抜き出し弁ａを開とし、かつ、バルブｒ１〜ｒ４（以下、総じて遮断弁ｒと言うことがある）のいずれかであって、該非吸着質画分が富化している単位充填塔の循環方向下流側に位置する遮断弁ｒを閉とする。こうして、供給された原料液３０と略等量の非吸着質画分が抜き出される。そして、抜き出された非吸着質画分は、開とした抜き出し弁ａ、分岐配管ａ、配管３７０を経由して、非吸着質画分流出配管３７９から流出する。
【００５５】
次いで、バルブｆ０を開、バルブｆ１〜ｆ４を閉とし、循環系３１０への原料液３０の供給を停止する。その後、溶離液４０をポンプＰｄにより配管３４４を流通させて、いずれかの溶離液供給弁ｄを開とし、対応する単位充填塔に溶離液４０を供給する。そして、吸着質画分が富化している単位充填塔の直下に位置する抜き出し弁ｃを開とする。こうして、供給された溶離液４０と略等量の吸着質画分が抜き出される。抜き出された吸着質画分は、開とした抜き出し弁ｃ、分岐配管ｃ、配管３８０を経由して、吸着質画分流出配管３８９から流出する。
【００５６】
次いで、バルブｆ０を開、バルブｆ１〜ｆ４を閉とし、循環系３１０への原料液３０の供給を停止した状態とし、抜き出し弁ｃを全て閉とする。その後、溶離液４０をポンプＰｄにより配管３４４を流通させて、いずれかの溶離液供給弁ｄを開とし、対応する単位充填塔に溶離液４０を供給する。そして、非吸着質画分が富化している単位充填塔の直下に位置する抜き出し弁ａを開とする。こうして、供給された溶離液４０と略等量の非吸着質画分が抜き出される。抜き出された非吸着質画分は、開とした抜き出し弁ａ、分岐配管ａ、配管３７０を経由して、非吸着質画分流出配管３７９から流出する。
【００５７】
［第二工程］
第二工程は、循環系を構成する任意の単位充填塔から、循環流体を抜き出し、抜き出した循環流体を前記循環系に供給して前記循環系内を循環させ（第一処理）、次いで、循環流体を抜き出す単位充填塔と、抜き出した循環流体を供給する単位充填塔とを前記循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環を行う（第二処理）工程である。
本実施形態の第二工程は、循環系３１０への原料液３０ならびに溶離液４０の供給、および、非吸着質画分ならびに吸着質画分の抜き出しを停止して行われる。第二工程では、第一工程で溶離液４０を供給する単位充填塔と、該単位充填塔の循環方向上流側に位置する単位充填塔とを接続している配管が有する遮断弁ｒを閉とする。また、該遮断弁ｒを有する配管と、配管３９０とを接続している分岐配管ｚが有する抜き出し弁ｚを開とする。前記の溶離液４０を供給する単位充填塔の循環方向上流側に位置する単位充填塔に対応する抜き出し弁ｚから循環流体を抜き出す。抜き出された循環流体は、配管３９０から配管３４６を通流し、分岐３４５で溶離液４０と合流し、ポンプＰｄにより配管３４４に流され、溶離液４０を供給する単位充填塔に再び供給される。こうして、循環流体は、溶離液の供給手段により、循環系３１０に供給されて循環する（第一処理）。
【００５８】
任意の期間、第一処理を行った後、原料液供給弁ｆ、抜き出し弁ａ、抜き出し弁ｃは、上述の第一処理の状態を維持したまま、開とする溶離液供給弁ｄと抜き出し弁ｚと、閉とする遮断弁ｒとを循環系３１０の循環方向下流側の溶離液供給弁ｄ、抜き出し弁ｚ、遮断弁ｒに切り替える。そして、切り替え後の遮断弁ｒの循環方向上流側に位置する単位充填塔に対応する抜き出し弁ｚから循環流体を抜き出す。抜き出された循環流体は、配管３９０から配管３４６を通流し、分岐３４５で溶離液４０と合流し、ポンプＰｄにより配管３４４に流され、溶離液４０を供給する単位充填塔に再び供給される。こうして、循環流体を抜き出す単位充填塔と、循環流体を供給する単位充填塔とを循環系の循環方向下流側に切り替えて、該循環流体は循環系に循環される（第二処理）。
【００５９】
任意の期間、第二処理が行われた後、溶離液供給弁ｄ、抜き出し弁ｚ、遮断弁ｒは、上述の第二処理の状態を維持したまま、開とする原料液供給弁ｆと抜き出し弁ａと抜き出し弁ｃを循環系３１０の循環方向下流側の原料液供給弁ｆ、抜き出し弁ａ、抜き出し弁ｃに切り替える。このようにして、原料液３０と溶離液４０とを供給する単位充填塔と、非吸着質画分と吸着質画分とを抜き出す単位充填塔とを循環系３１０のより下流側の充填塔に移行させる。そして、再び第一工程が行われる。なお、本実施形態では、開とする原料液供給弁ｆと抜き出し弁ａと抜き出し弁ｃを循環系３１０の循環方向下流側の原料液供給弁ｆ、抜き出し弁ａ、抜き出し弁ｃに切り替えて移行する操作が、「移行操作」に相当する。
【００６０】
上述の第一工程と第二工程における各バルブおよび各ポンプの動作の一例について、表２を用いて以下に説明する。表２中、バルブのｆ、ｄ、ａ、ｃ、ｚの項に記載した番号は、「開」としたバルブを示し、「−」は全てのバルブが「閉」であることを示している。例えば、ｆの項で「１」と記載されている場合は、原料液供給弁ｆの内、バルブｆ１のみが「開」となっていることを示す。表２中、バルブのｒの項に記載された番号は、「閉」としたバルブを示している。例えば、ｒの項に「１」と記載されている場合は、遮断弁Ｒの内、バルブｒ１のみが「閉」となっていることを示す。また、ポンプの項では、「○」は運転状態を示し、「−」は停止状態を示している。
【００６１】
【表２】
0004938728.tif 000003
【００６２】
［操作Ｉ−１］
表２に示すとおり、操作Ｉ−１では、バルブｆ１、ａ１を開、バルブｒ１を閉とする。ポンプＰｆを運転状態とし、ポンプＰｄは停止状態とする。原料液３０は、ポンプＰｆにより、配管３３４、配管３３８、分岐配管３５１を順に通流し、単位充填塔３１１に供給される。単位充填塔３１１に供給された原料液３０は、単位充填塔３１１で富化した非吸着質画分を流下させる。流下した非吸着質画分は、配管３２１、分岐配管３７１、配管３７０の順に通流して、非吸着質画分流出管３７９から流出する。従って、この操作は、原料液を循環系に通流して吸着帯域を形成させ、原料液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から画分（非吸着質画分）を抜き出す、第一工程に相当する。
【００６３】
［操作Ｉ−２］
表２に示すとおり、操作Ｉ−２では、バルブｆ０、ｄ０、ｄ３、ｃ３を開、バルブｒ３を閉とし、ポンプＰｆ、Ｐｄを運転状態とする。原料液３０は、ポンプＰｆにより配管３３４から、配管３３６を通流し、原料液貯槽３２に戻されるように循環される。溶離液４０は、ポンプＰｄにより、配管３４４、分岐配管３６３を通流し、単位充填塔３１３に供給される。単位充填塔３１３に供給された溶離液４０は、単位充填塔３１３で富化した吸着質画分を流下させる。流下した吸着質画分は、配管３２３、分岐配管３８３、配管３８０の順に通流し、吸着質画分流出管３８９より流出する。従って、この操作は、溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から画分（吸着質画分）を抜き出す、第一工程に相当する。
【００６４】
［操作Ｉ−３］
表２に示すとり、操作Ｉ−３では、バルブｆ０、ｄ０、ｄ３、ａ１を開、バルブｒ１を閉とし、ポンプＰｆ、Ｐｄを運転状態とする。原料液３０は、ポンプＰｆにより配管３３４から、配管３３６を通流し、原料液貯槽３２に戻されるように循環される。溶離液４０は、ポンプＰｄにより、配管３４４、分岐配管３６３を通流し、単位充填塔３１３に供給される。単位充填塔３１３に供給された溶離液４０は、配管３２３、単位充填塔３１４、配管３２４、単位充填塔３１１との順に通流する。そして、溶離液４０は、単位充填塔３１１で富化した非吸着質画分を流下させる。流下した非吸着質画分は、配管３２１、分岐配管３７１、配管３７０の順に通流して、非吸着質画分流出管３７９から流出する。従って、この操作は、溶離液を任意の単位充填塔に供給し、任意の成分が富化された単位充填塔から画分（非吸着質画分）を抜き出す、第一工程に相当する。
【００６５】
［操作Ｉ−４］
表２に示すとおり、操作Ｉ−４では、バルブｆ０、ｄ３、ｚ２を開、バルブｒ２を閉とし、ポンプＰｆ、Ｐｄを運転状態とする。原料液３０は、ポンプＰｆにより配管３３４から、配管３３６を通流し、原料液貯槽３２に戻されるように循環している。溶離液４０は、バルブｄ０を閉として、溶離液貯槽３２からの循環系３１０への供給を停止している。また、全ての抜き出し弁ａと、全ての抜き出し弁ｃを閉とし、非吸着質画分、吸着質画分の抜き出しを停止している。循環流体は、単位充填塔３１２から、配管３２２、分岐配管３９２、配管３９０、配管３４６を通流し、分岐３４５で配管３４４に流入する。そして、前記循環流体は、ポンプＰｄにより配管３４４、分岐配管３６３、配管３２２を通流し、単位充填塔３１３に供給される。供給された循環流体は、単位充填塔３１３、配管３２３、単位充填塔３１４、配管３２４、単位充填塔３１１、配管３２１、単位充填塔３１２の順に通流し、循環系３１０内を循環する。従って、この操作は、循環系への原料液ならびに溶離液の供給、および、前記循環系からの画分の抜き出しを停止して、循環系を構成する任意の単位充填塔から循環流体を抜き出し、抜き出した循環流体を循環系に供給して循環系内を循環させる、第二工程の第一処理に相当する。
【００６６】
［操作Ｉ−５］
表２に示すとおり、操作Ｉ−５では、バルブｆ０、ｄ４、ｚ３を開、バルブｒ３を閉とし、ポンプＰｆ、Ｐｄを運転状態とする。即ち、上述の操作Ｉ−４のバルブｆ０を開とする状態を維持したまま、開とする溶離液供給弁ｄ、抜き出し弁ｚ、遮断弁ｒが、循環系３１０の循環方向下流側に切り替える。原料液３０は、ポンプＰｆにより配管３３４から、配管３３６を通流し、原料液貯槽３２に戻されるように循環している。溶離液４０は、バルブｄ０を閉として、溶離液貯槽４２からの循環系３１０への供給を停止している。また、全ての抜き出し弁ａと、全ての抜き出し弁ｃを閉とし、非吸着質画分、吸着質画分の抜き出しを停止している。
【００６７】
循環流体は、単位充填塔３１３から、配管３２３、分岐配管３９３、配管３９０、配管３４６を通流し、分岐３４５で配管３４４に流入する。そして、前記循環流体は、ポンプＰｄにより配管３４４、分岐配管３６４、配管３２３を通流し、単位充填塔３１４に供給される。供給された循環流体は、単位充填塔３１４、配管３２４、単位充填塔３１１、配管３２１、単位充填塔３１２、配管３２２、単位充填塔３１３の順に通流し、循環系３１０内を循環する。従って、この操作は、第二工程の第一処理の後に、循環流体を抜き出す単位充填塔および循環流体を供給する単位充填塔を循環系の循環方向下流側の単位充填塔に切り替えて循環を行う、第二工程の第二処理に相当する。
【００６８】
以上のようなバルブ切り替えによる一連の操作Ｉ−１〜Ｉ−５では、原料液ならびに溶離液の供給位置、非吸着質画分ならびに吸着質画分の抜き出し位置、および、循環流体の抜き出し位置は、ある特定の位置関係を保って行われる。このような一連の操作Ｉ−１〜Ｉ−５が終了すると、前述の特定の位置関係を維持しつつ、制御対象となる各バルブを循環方向下流側に１単位充填塔分だけ移行し、次の一連の操作ＩＩ−１〜ＩＩ−５を行う。この移行を順次行うことにより、擬似移動層方式クロマト分離装置の運転を行う。
【００６９】
表２に示すとおり、操作Ｉ−１〜Ｉ−５に続く操作ＩＩ−１〜ＩＩ−５、操作ＩＩＩ−１〜ＩＩＩ−５、操作ＩＶ−１〜ＩＶ−５では、開とする原料液供給弁ｆ、抜き出し弁ａ、抜き出し弁ｃ、抜き出し弁ｚと、閉とする遮断弁ｒとを順次、循環系の循環方向下流側の原料液供給弁ｆ、抜き出し弁ａ、抜き出し弁ｃ、抜き出し弁ｚ、遮断弁ｒに切り替えて、操作Ｉ−１〜Ｉ−５と同様の操作を行う。操作Ｉ−１〜ＩＶ−５までが実行されると、クロマト分離の１サイクルが終了する。
【００７０】
第一工程における、原料液３０の単位充填塔への通液量は、非吸着質画分が富化された単位充填塔から、非吸着質画分の全量を抜き出せる量であれば特に限定されない。第一工程における、原料液４０の単位充填塔への通液量は、非吸着質画分または吸着質画分が富化された単位充填塔から、非吸着質画分または吸着質画分の全量を抜き出せる量であれば特に限定されない。第一工程における原料液３０、溶離液４０の通液量は、分離対象とする成分と、単位充填塔に充填した吸着剤の種類等を勘案して決定することが好ましい。
【００７１】
第二工程における、循環流体の単位充填塔への通液量は特に限定されず、分離対象とする成分や、単位充填塔に充填した吸着剤の種類等を勘案して決定することが好ましい。
【００７２】
第二工程の第一処理における、循環流体の抜き出す単位充填塔は、循環流体における、原料液３０の成分（非吸着質画分、吸着質画分）が、相対的に最も低い濃度である循環流体が得られる単位充填塔とすることが好ましい。また、第二工程の第一処理の期間は特に限定されず、抜き出される循環流体における、非吸着質画分および吸着質画分の濃度が上昇しない範囲で設定することができる。抜き出される循環流体に、原料液３０の成分が高濃度に含まれていると、循環系３１０内の吸着帯を乱し、その後の操作で得られる非吸着質画分および吸着質画分の純度が低下するためである。
【００７３】
第二工程の第二処理の期間は特に限定されず、抜き出される循環流体における、非吸着質画分または吸着質画分の濃度が上昇しない範囲で設定することができる。
【００７４】
上記クロマト分離方法においては、ポンプＰｆおよびポンプＰｄは、定流量吐出設定としてもよいし、流量制御を行ってもよい。
【００７５】
本実施形態のクロマト分離方法において、第一工程では、抜き出し対象となる非吸着質画分または吸着質画分の全量が抜き出される。このため、抜き出し対象とする画分に的を絞って、分離および抜き出すことができ、非吸着質画分と吸着質画分とを同時に分離、抜き出し対象とする場合に比べ、少ない単位充填塔の数で高精度の分離が可能となる。また、１つの対象画分の全量を抜き出すため、２つの画分を同時に抜き出す場合のような、非吸着質画分と吸着質画分との抜き出し量のバランスを考慮する必要がなく、抜き出し側には、流量制御手段や背圧制御手段が不要となる。この結果、少ない単位充填塔数、抜き出し側の簡素化により、クロマト分離装置全体として大幅に簡素化される。
【００７６】
また、本実施形態のクロマト分離方法において、第二工程では、原料液と溶離液の供給、および、非吸着質画分と吸着質画分の抜き出しを行わずに、循環系において分離対象となる成分を展開し、吸着帯域を形成させる。このため、所望の状態の吸着帯域を的確かつ容易に形成することができ、より高純度の非吸着質画分と吸着質画分を得ることができる。
【００７７】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。第一、第二の実施形態の第二工程においては、溶離液供給手段を用いて循環系から抜き出した循環流体を循環系に供給しているが、循環流体の供給手段はこれに限られず、原料液供給手段を用いても良いし、別途設置された循環手段を用いて循環系に供給しても良い。
【００７８】
第一、第二の実施形態では、第二工程の第二処理は、循環流体を供給する単位充填塔の循環方向下流側の単位充填塔への切り替えと、循環流体を抜き出す単位充填塔の循環方向下流側の単位充填塔への切り替えとを同時に行っている。しかし、循環流体を抜き出す単位充填塔を循環方向下流側の単位充填塔へ切り替えた後に、循環流体を供給する単位充填塔を循環方向下流側の単位充填塔に切り替えても良い。かかる切り替え方式を採用することで、溶離液の供給手段に残存した原料液中の成分が、非吸着質画分および吸着質画分のいずれも富化されていない循環方向下流側の単位充填塔に供給されることを防ぐ。この結果、循環系の吸着帯域に新たな吸着帯が形成されて、吸着帯域の乱れが生じることを防止することができる。
【００７９】
第一の実施形態では単位充填塔を８本とし、第二の実施形態では単位充填塔を４本としているが、単位充填塔の数は４本以上であればこれに限られない。
【００８０】
第二の実施形態の第二工程では、原料液３０は、原料液循環ライン３３０を循環しているが、ポンプＰｆを停止して、原料液３０の循環系３１０への供給を停止しても良い。ただし、原料液３０の粘度の維持等のために、原料液循環ライン３３０に原料液３０を循環させることが好ましい。また、第一の実施形態においても、必要に応じて、原料液３０は、原料液循環ライン３１を循環させても良い。
【００８１】
第一、第二の実施形態における原料液循環ライン同様の、溶離液循環ラインが設けられていても良い。
【００８２】
第二の実施形態では、溶離液貯槽４２と分岐３４５の間に設けられたバルブｄ０を閉じて、第二工程を行っているが、循環系３１０内の液の循環を円滑に行うため、バルブｄ０の開度を調節しながら第二工程を行ってもよい。
【００８３】
第二の実施形態では、第一工程と第二工程とを交互に繰り返して行っているが、本発明はこれに限られず、第一工程の間に第二工程を行ってもよい。例えば、第二の実施形態における操作Ｉ−１〜Ｉ−５の順序は、操作Ｉ−１→操作Ｉ−３→操作Ｉ−４→操作Ｉ−５→操作Ｉ−２としてもよい。また、例えば、操作Ｉ−１→操作Ｉ−３→操作Ｉ−４→操作Ｉ−２→操作Ｉ−４→操作Ｉ−５としてもよい。かかる操作の順序は、原料液に含まれる成分の種類や、単位充填塔のサイズや数を勘案して、適切な組み合わせとすることができる。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、実施例に限定されるものではない。
【００８５】
（製造例１）クロマト分離装置の製造
内径２０ｍｍ、高さ０．９ｍの円筒形のジャケット付きステンレス製カラムに、吸着剤としてカルシウム型強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライト（商品名）ＣＲ１２２０、ローム・アンド・ハース社製）１．１３Ｌを充填して、４本の単位充填塔を作製した。作成した単位充填塔を用い、図２に示したクロマト分離装置３００と同様のクロマト分離装置Ａを製造した。前記単位充填塔のジャケットには、恒温水槽と接続した。
【００８６】
（実施例１）
クロマト分離装置Ａの各単位充填塔のジャケットに温水を通流させ、単位充填塔内を６０℃に保持した。次いで、原料液を表２に示したバルブ操作に従い、また、下記に示す運転条件（１サイクルあたりの量として記載）により、グルコースを非吸着質画分、フルクトースを吸着質画分とするクロマト分離を行った。原料液には、グルコース５２質量％、フルクトース４２質量％、二糖類６質量％からなる、全糖濃度６０質量％の糖液を用いた。また、溶離液には純水を用いた。クロマト分離は、２０サイクルを繰り返し行った後、定常状態に至ったとみなし、非吸着質画分および吸着質画分を採取し、糖組成ならびに回収率を測定し、その結果を表４に示す。
【００８７】
＜運転条件＞
（１）原料液供給量・・・・・・・・・・・・・・・・・０．０２３Ｌ
（２）溶離液供給量・・・・・・・・・・・・・・・・・０．２３０Ｌ
（３）原料液供給に伴う非吸着質画分抜き出し量・・・・０．０２３Ｌ
（４）溶離液供給に伴う非吸着質画分抜き出し量・・・・０．１１２Ｌ
（５）吸着質画分抜き出し量・・・・・・・・・・・・・０．１１８Ｌ
（６）第二工程第一処理の循環流体の流量・・・・・・・０．３８０Ｌ
（７）第二工程第二処理の循環流体の流量・・・・・・・０．３８０Ｌ
（８）１サイクルあたりの時間・・・・・・・・・・・・０．４４Ｈ
【００８８】
（比較例１）
クロマト分離装置Ａの各単位充填塔のジャケットに温水を通流させ、単位充填塔内を６０℃に保持した。次いで、原料液を表３に示したバルブ操作に従い、操作ｉ−１〜ｉｖ−４を１サイクルとし、また、下記に示す運転条件（１サイクルあたりの量として記載）により、グルコースを非吸着質画分、フルクトースを吸着質画分とするクロマト分離を行った。原料液には、グルコース５２質量％、フルクトース４２質量％、二糖類６質量％からなる、全糖濃度６０質量％の糖液を用いた。溶離液には純水を用いた。クロマト分離は、２０サイクルを繰り返し行った後、定常状態に至ったとみなし、非吸着質画分および吸着質画分を採取して、糖組成ならびに回収率を測定し、その結果を表４に示す。
【００８９】
＜運転条件＞
（１）原料液供給量・・・・・・・・・・・・・・・・０．０２３Ｌ
（２）溶離液供給量・・・・・・・・・・・・・・・・０．２３０Ｌ
（３）非吸着質画分抜き出し量・・・・・・・・・・・０．１３５Ｌ
（４）吸着質画分抜き出し量・・・・・・・・・・・・０．１１８Ｌ
（５）第二工程の循環流体の流量・・・・・・・・・・０．７６０Ｌ
（６）１サイクルあたりの時間・・・・・・・・・・・０．４４Ｈ
【００９０】
【表３】
0004938728.tif 000004
【００９１】
（全糖量）
原料液および非吸着質画分、吸着質画分の全糖量は、Ｂｒｉｘ計を用いて測定した。
【００９２】
（糖組成）
原料液および非吸着質画分、吸着質画分における糖組成は、ＨＰＬＣ（ＬＣ−ＶＰシリーズ、株式会社島津製作所製）により下記条件にて、測定した。
［測定条件］
カラム：ＴＳＫｇｅｌ  ＳＣＸ、東ソー株式会社製
溶離液：純水
流速：０．８ｍＬ／ｍｉｎ
サンプル量：１０μＬ
温度：６０℃
検出器：示差屈折計（ＲＩ）
【００９３】
（回収率）
回収率は、原料液中の各成分が、非吸着質画分と吸着質画分に含まれる比率をもって表した。
【００９４】
【表４】
0004938728.tif 000005
【００９５】
表４に示す非吸着質画分と吸着質画分の組成から、実施例１の非吸着質画分は、目的とするグルコースの全糖中の組成が８７．５質量％であった。また、実施例１の吸着質画分は、目的とするフルクトースの全糖中の組成が９８．０質量％であった。対して比較例１の非吸着質画分は、グルコースの全糖中の組成が８６．１質量％であった。また、比較例１の吸着質画分は、フルクトースの全糖中の組成が、９７．６質量％であった。この結果、第二工程で第二処理を行った実施例１では、比較例１に比べ、非吸着質画分中のグルコース濃度および吸着質画分中のフルクトース濃度が高いことから、目的成分を高純度に分離できることが判った。
【００９６】
表４に示す非吸着質画分と吸着質画分の回収率から、実施例１では、添加したフルクトースの９５．２質量％が吸着質画分に含まれていた。加えて、添加した二糖類の６．６質量％が、吸着質画分に含まれていた。対して、比較例１では、添加したフルクトースの９３．０質量％が、吸着質画分に含まれていた。加えて、添加した二糖類の１２．３質量％が、吸着質画分に含まれていた。この結果、第二工程で第二処理を行った実施例１では、比較例１に比べ、吸着質画分に分離される二糖類を低減させ、吸着質画分におけるフルクトースの純度向上が図れていることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかるクロマト分離装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第二の実施形態にかかるクロマト分離装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９８】
８、３００        クロマト分離装置
１０、３１０      循環系
１１〜１８、３１１〜３１４      単位充填塔
３４、３６、３８、４４、４６、７０、８０、９０、１１１〜１１８、３２１〜３２４、３３４、３３６、３３８、３７０、３８０、３９０    配管
５１〜５８、６１〜６８、７１〜７８、８１〜８８、９１〜９８、３５１〜３５４、３６１〜３６４、３７１〜３７４、３８１〜３８４、３９１〜３９４      分岐配管
１０１、３０１    逆止弁
ＲＦ、ＲＤ、ＰＡ、ＰＣ、Ｐｆ、Ｐｄ      ポンプ
Ｆ０〜Ｆ８、ｆ０〜ｆ４、Ｄ１〜Ｄ８、ｄ０〜ｄ４、Ａ１〜Ａ８、ａ１〜ａ４、Ｃ１〜Ｃ８、ｃ１〜ｃ４、Ｚ１〜Ｚ８、ｚ１〜ｚ４、Ｒ１〜Ｒ８、ｒ１〜ｒ４      バルブ
【図１】
0004938728.tif 000006
【図２】
0004938728.tif 000007