Устройство для непрерывной противоточной хроматографии

(51) 01 30/42 (2010.01) 01 15/08 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОТИВОТОЧНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ(57) Изобретение относится к устройству (1) для непрерывной противоточной хроматографии с несколькими вращающимися камерами (2, А, В, С),размещенными вокруг оси вращения , в котором камеры приспособлены для приема исследуемой жидкости или смеси жидкостей, причем отдельные камеры связаны друг с другом посредством проводящих жидкость соединений (3) таким образом, чтобы две жидкости направлялись в противотоке, при этом одна из жидкостей сначала проходила бы через несколько камер, а затем возвращалась в первоначально пройденные камеры.(74) Шабалина Галина Ивановна Шабалин Владимир Иванович Кучаева Ирина Гафиятовна 24460 Изобретение относится к устройству для непрерывной противоточной хроматографии,предназначенному для разделения и/или очистки веществ, в соответствии с принципом разделения жидкость-жидкость. Принцип разделения жидкость-жидкость известен уже много лет, но способы его реализации включают в себя периодический процесс, при котором может быть загружено только небольшое количество образца. Следующее количество образца может быть загружено только после полной обработки предыдущего образца. Такое устройство известно из 2004/079363 А, где фазу направляют через несколько вращающихся камер,расположенных по периметру цилиндра. Известно также из 6913692 В 2 устройство для хроматографии,содержащее несколько размещенных вокруг оси вращения вращающихся камер, приспособленных для содержания в себе исследуемой жидкости или смеси жидкостей. Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного, по сравнению с прототипом, устройства для хроматографии,которое позволяет эффективно, в непрерывном режиме разделять материалы. Указанная задача достигается с помощью устройства для непрерывной противоточной хроматографии, в соответствии с признаками пункта 1, формулы изобретения. В изобретении предложено устройство для непрерывной противоточной хроматографии с несколькими вращающимися камерами,размещенными вокруг оси вращения, в котором камеры приспособлены для приема исследуемой жидкости или смеси жидкостей, причем отдельные камеры связаны друг с другом посредством проводящих жидкость соединений таким образом,чтобы две жидкости направлялись в противотоке,при этом одна из жидкостей сначала проходила бы через несколько камер, а затем возвращалась в предыдущие камеры,с целью создания параллельного потока. Предложенное устройство для непрерывной противоточной хроматографии характеризуется тем,что оно демонстрирует хорошую эффективность разделения, а также хорошую производительность для эффективного полного смешивания и последующего разделения фаз. Добавляемый в жидкости материал образца оптимально распределяется между ними в зависимости от растворимости. Материал образца может быть также смесью различных веществ. По сравнению с прототипом, указанное устройство впервые позволяет частично рециркулировать образец во время процесса. В одном, из наиболее предпочтительных вариантов изобретения предусмотрено, что смесь жидкостей подают в камеры со стороны, лежащей ближе к оси вращения, после выхода смеси из соседней против направления вращения камеры со стороны, более удаленной от оси вращения. В еще одном, из наиболее предпочтительных вариантов изобретения предусмотрено, что смесь 2 жидкостей подают в камеры первой группы со стороны, более удаленной от оси вращения, после выхода смеси из следующей по направлению вращения, но одной камеры со стороны, лежащей ближе к оси вращения. В другом, наиболее предпочтительном варианте изобретения предусмотрено, что смесь жидкостей подают в камеры второй группы со стороны, более удаленной от оси вращения, после выхода смеси из соседней против направления вращения камеры со стороны, лежащей ближе к оси вращения,Предпочтительно, каждый из выходов и входов камеры расположен радиально. В дополнительном варианте настоящего изобретения предусмотрено, что две жидкости или смеси жидкостей состоят, с одной стороны, из тяжелой фазы, а с другой стороны, из легкой фазы. Камеры предпочтительно связаны между собой,с образованием непрерывного кольца. Предпочтительно, каждую из двух жидкостей подают на вход связанных между собой камер. В следующем, наиболее предпочтительном варианте изобретения предусмотрено, что материал образца подают между указанными входами в другой точке, связанных между собой камер,образующих последовательность. В одном из вариантов предусмотрено, что смеси жидкостей должны быть несмешивающимися. Жидкость или смесь жидкостей является предпочтительно растворителем или смесью растворителей для материала образца. В наиболее эффективном конструкторском решении предусмотрено, что камеры расположены по окружности. Камеры имеют предпочтительно одинаковую конструкцию. Более детально изобретение будет описано ниже с использованием чертежей. Фиг. 1 - схематический вид сверху устройства для непрерывной противоточной хроматографии по настоящему изобретению. Фиг.2 - схематическое изображение примеров трех камер с изображенным в них для пояснения потоком. Фиг. 3 - схематическое изображение результата разделения фаз в трех камерах, изображенных на фиг. 2, который достигается в направлении расположения камер слева направо. Одинаковые номера позиций на чертежах обозначают одинаковые или одинаково действующие элементы. На фиг.1 схематически изображено устройство 1 для непрерывной противоточной хроматографии, по настоящему изобретению, с несколькими камерами 2, размещенными вокруг оси вращенияи вращающимися в направлении . Камеры связаны между собой посредством проводящих жидкость соединений 3. Исследуемая жидкость или смесь жидкостей движется через связанные между собой камеры 2. После прохождения через несколько камер,жидкость возвращается противотоком в предыдущие камеры через систему соединений, в 24460 результате чего, в камерах образуется параллельный поток. Камеры 2 размещены по окружности на крепежной пластине 4, которая вращается вокруг оси вращения , причем камеры 2 связаны посредством соединений 3 в непрерывное кольцо. Каждый из выходов 23 и входов 24 камеры расположен радиально относительно оси вращения . В области разрыва кольцадве жидкости непрерывно подаются на соответствующий вход 31,32, 33, 34 связанных друг с другом камер, а разделенные жидкости выводятся. Жидкость или смесь жидкостей является сама по себе растворителем для материала образца. Последний подается через загрузочный канал 35 в связанные камеры 2,образующие последовательность между указанными входами. На фиг. 2 представлена другая схема,показывающая движение жидкости. Смесь жидкостей подается в камеры А, В, С со стороны 22 камеры В, С, А ближе к оси вращения, после выхода из камеры А, В, С, расположенной рядом против направления вращения, со стороны 21, более удаленной от оси вращения. Смесь жидкостей подается в камеры А, В (первая группа) со стороны 21, более удаленной от оси вращения, после выхода из следующей в направлении вращения, но одной камеры С, А со стороны 22, лежащей ближе к оси вращения. Смесь жидкостей подается в камеры С (вторая группа) со стороны 21, более удаленной от оси вращения, после выхода из камеры (В),расположенной рядом против направления вращения, со стороны 22, лежащей ближе к оси вращения. Две жидкости или смеси жидкостей состоят, с одной стороны, из тяжелой фазы, а с другой стороны, из легкой фазы. Это улучшает разделение материала образца. Фазуподают в камеру А через соединительный элемент А 7, в камеру В через соединительные элементы А 2 и В 9 и в камеру С через соединительные элементы В 4 и С 11. Затем фазучерез соединительный элемент С 6 подают к соединительному элементу А 7 камеры А в соседнем справа блоке других камер А, В, С (не показаны). Фазуподают через соответствующий соединительный элемент А 8 из камеры А соседнего блока (не показан) в камеру В через соединительный элемент В 3. Через соединительные элементы В 10 и С 5 фазуподают в камеру С с соединительным элементом СП и далее через соединительные элементы С 12 и А 1 в камеру А. Далее фазуподают через соединительный элемент А 8 к соединительному элементу В 3 камеры В левого блока (не показан). Множество связанных друг с другом камер позволяют перемещать две практически не смешивающиеся жидкости в противотоке. В камерах фазы полностью перемешиваются,благодаря чему материал образца распределяется в соответствующих фазах в зависимости от его растворимости. В данном устройстве используются принцип сферической делительной воронки и распределение Нернста. Принудительное вращение генерирует в камерах центробежную силу, в результате чего происходит разделение фаз в одной и той же камере, так что в следующую камеру фазы могут быть направлены раздельно. Поскольку быстрое полное смешивание и разделение и, следовательно, заданное перемещение соответственно чистых фазине может быть реализовано в противотоке, фазы в отдельных камерах подают поперечно. Эти камеры сгруппированы в блоки (то есть камеры А, В, С) посредством специального набора соединений, и в этих блоках фазы перемещаются параллельно. Противоточный процесс достигается за счет расположения соединений между отдельными блоками,На фиг. 3 схематически изображен результат разделения фаз в направлении расположения камер слева направо. Список ссылок 1 - устройство для хроматографии 2 - камера 21 - сторона, более удаленная от оси вращения 22 - сторона, лежащая ближе к оси вращения 23 - выход 24 - вход 3 - проводящие жидкость соединения 31 - вход 32 - вход 33 - вход 34 - вход 35 - загрузочный канал 4 - крепежная пластина А 1, А 2, А 7, А 8 - соединительный элемент В 1, В 2, В 9, В 10 - соединительный элемент С 5, С 6, С 11, С 12 - соединительный элемент- ось вращения- разрыв кольца- направление вращения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство(1) для непрерывной противоточной хроматографии с несколькими вращающимися камерами (2,А,В,С),размещенными вокруг оси вращения , в котором камеры приспособлены для приема исследуемой жидкости или смеси жидкостей, отличающееся тем, что отдельные камеры связаны друг с другом посредством проводящих жидкость соединений (3) таким образом, чтобы две жидкости направлялись в противотоке, причем одна из жидкостей сначала проходила бы через несколько камер, а затем возвращалась в первоначально пройденные в направлении потока камеры. 2. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по п. 1, отличающееся тем, что смесь жидкостей подают в камеры (А, В, С) со стороны (22) камеры (В, С, А) ближе к оси вращения, после выхода смеси из соседней против 3 24460 направления вращения камеры (А, В, С) со стороны(21), более удаленной от оси вращения. 3. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по п. 1 или 2, отличающееся тем,что смесь жидкостей подают в камеры (А, В) первой группы со стороны (21), более удаленной от оси вращения, после выхода смеси из следующей по направлению вращения, но одной камеры (С, А) со стороны (22), лежащей ближе к оси вращения. 4. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из п.п. 1-3,отличающееся тем, что смесь жидкостей подают в камеры (С) второй группы со стороны (21), более удаленной от оси вращения, после выхода смеси из соседней против направления вращения камеры (В) со стороны (22), лежащей ближе к оси вращения. 5. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов,отличающееся тем, что каждый из выходов (23) и входов (24) камеры (2) расположен радиально относительно оси вращения (О). 6. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов,отличающееся тем, что две жидкости или смеси жидкостей состоят, с одной стороны, из тяжелой фазы, а с другой стороны, из легкой фазы. 7. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов, 4 отличающееся тем, что камеры (2) связаны друг с другом в непрерывное кольцо. 8. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов,отличающееся тем, что две жидкости непрерывно подают через соответствующий вход (31, 32, 33, 34) в связанные друг с другом камеры (2). 9. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по п. 8, отличающееся тем, что материал образца подают между указанными входами в другой точке (35) связанных друг с другом камер (2), образующих последовательность. 10. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов,отличающееся тем, что жидкости являются несмешивающимися. 11. Устройство дли непрерывной противоточной хроматографии по п. 9 или 10, отличающееся тем,что жидкость или смесь жидкостей состоит из растворителя или смеси растворителей для материала образца. 12. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов,отличающееся тем, что камеры (2) размещены по окружности. 13. Устройство для непрерывной противоточной хроматографии по одному из предыдущих пунктов,отличающееся тем, что камеры имеют одинаковую конструкцию.