專利名稱：雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及包含有以吸附劑來處理液體的工業(yè)制備色譜分離裝置，尤其涉及一種可用于拆分手性藥物的雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置。
背景技術(shù)：
近年來，人們將在石化與食品領(lǐng)域已成功應(yīng)用的大型模擬移動床裝置的設(shè)計(jì)思想，與制備色譜分離技術(shù)相結(jié)合，發(fā)明了具備固定相利用率高、流動相消耗量小、自動化連續(xù)生產(chǎn)、分離成本低等優(yōu)勢的模擬移動床色譜，并在手性藥物的大規(guī)模拆分方面獲得了成功的應(yīng)用，如美國UOP、日本Daicel Chemical、比利時(shí)UCB Pharma等公司相繼建成了噸級規(guī)模的模擬移動床色譜工業(yè)裝置生產(chǎn)單一對映體手性藥物。
現(xiàn)有的模擬移動床色譜裝置一般采用四分區(qū)完全直接連通的單循環(huán)泵結(jié)構(gòu)，也就是在流動相循環(huán)的封閉管路上配備一臺工作流量與工作壓力均周期性變化的高壓循環(huán)泵。為了實(shí)現(xiàn)流動相的流動，該高壓循環(huán)泵必須克服所有四個分區(qū)流動阻力的總和，也就是說裝置的操作壓力是四個分區(qū)所有填充柱壓力降的總和。同時(shí)還需要配備洗脫液泵、進(jìn)樣液泵、萃取液泵、殘余液泵。現(xiàn)有裝置的不足之處是設(shè)備投資大、控制復(fù)雜、運(yùn)行性能不夠穩(wěn)定可靠。最近，日本Daicel Chemical公司Nagamatsu等人采用單循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置分離手性新藥中間體DOLE(Journal of Chromatography A，1999，83255-65)時(shí)，由于受到裝置的泵、閥、填料、柱體、密封件等部件能夠承受的壓力上限的限制，不得不在較低的操作流速下工作，以減少流動阻力和壓力降。他們發(fā)現(xiàn)低操作流速限制了裝置生產(chǎn)能力的進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置，和現(xiàn)有單循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置相比，能夠顯著降低裝置的操作壓力，有利于使用細(xì)填料和高流速來提高生產(chǎn)效率，尤其適用于手性藥物拆分等領(lǐng)域。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是它包括4根以上的填充柱，由前一根填充柱的出口端與后一根填充柱的進(jìn)口端經(jīng)單向閥或開關(guān)閥依次連接，最后一根填充柱的出口端與第一根填充柱的進(jìn)口端經(jīng)單向閥或開關(guān)閥連接而成；其特征在于每根填充柱的進(jìn)口端分別通過四個旋轉(zhuǎn)閥對應(yīng)流路口或四個對應(yīng)開關(guān)閥與洗脫液入口管路、進(jìn)樣液入口管路、萃取液循環(huán)入口管路、殘余液循環(huán)入口管路連接；每根填充柱的出口端分別通過二個旋轉(zhuǎn)閥對應(yīng)流路口或二個對應(yīng)開關(guān)閥與萃取液出口管路、殘余液出口管路連接；萃取液出口管路的出口端分成兩路，一路接入萃取液罐，另一路經(jīng)萃取液循環(huán)泵后接入萃取液循環(huán)入口管路；殘余液出口管路的出口端分成兩路，一路接入殘余液罐，另一路經(jīng)殘余液循環(huán)泵后接入殘余液循環(huán)入口管路；洗脫液罐依次經(jīng)第一在線脫氣機(jī)、洗脫液泵、第一過濾器后接入洗脫液入口管路；進(jìn)樣液罐依次經(jīng)第二在線脫氣機(jī)、進(jìn)樣液泵、第二過濾器后接入進(jìn)樣液入口管路。
在上述所有填充柱的內(nèi)部強(qiáng)制流體按照填充柱依次連接的順序向同一個方向流動，沿著流體流動方向，通過控制旋轉(zhuǎn)閥的流路選擇狀態(tài)或開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)，依次設(shè)置洗脫液入口位置、萃取液出口位置、萃取液循環(huán)入口位置、進(jìn)樣液入口位置、殘余液出口位置、殘余液循環(huán)入口位置，從而把所有的填充柱分成了四個分區(qū)，各個分區(qū)至少包含一根填充柱，在經(jīng)過了一個給定的時(shí)間周期后，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或可編程控制器等自動改變旋轉(zhuǎn)閥的流路選擇狀態(tài)或開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)，使洗脫液入口位置、萃取液出口位置、萃取液循環(huán)入口位置、進(jìn)樣液入口位置、殘余液出口位置、殘余液循環(huán)入口位置分別沿著流體流動的方向向下一根填充柱推移，同樣四個分區(qū)也隨之向下一根填充柱推移，形成流動相與填充柱填料向相反方向移動的效果，使強(qiáng)保留組分從萃取液出口位置連續(xù)采出、弱保留組分從殘余液出口位置連續(xù)采出，從而實(shí)現(xiàn)分離過程的自動化連續(xù)運(yùn)行。
上述四個分區(qū)分別完成不同的功能。位于洗脫液入口位置與萃取液出口位置之間的填充柱屬于分區(qū)I，主要作用是將強(qiáng)保留組分完全洗脫并富集到萃取液中；位于萃取液循環(huán)入口位置與進(jìn)樣液入口位置之間的填充柱屬于分區(qū)II，主要作用是將強(qiáng)保留組分吸附，置換出弱保留組分并送入分區(qū)III；位于進(jìn)樣液入口位置與殘余液出口位置之間的填充柱屬于分區(qū)III，主要作用是將弱保留組分洗脫并富集到殘余液中；位于殘余液循環(huán)入口位置與洗脫液入口位置的填充柱屬于分區(qū)IV，主要作用是將弱保留組分完全吸附，確保弱保留組分不會進(jìn)入分區(qū)I。萃取液出口位置與萃取液循環(huán)入口位置通過單向閥或開關(guān)閥隔斷，兩者之間沒有填充柱。殘余液出口位置與殘余液循環(huán)入口位置通過單向閥或開關(guān)閥隔斷，兩者之間沒有填充柱。
因此，上述四個分區(qū)通過萃取液循環(huán)泵與殘余液循環(huán)泵形成了兩個相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。其中一個結(jié)構(gòu)是分區(qū)II+III結(jié)構(gòu)，液體經(jīng)萃取液循環(huán)泵加壓后從分區(qū)II的入口輸入，在分區(qū)III的入口與進(jìn)樣液匯合后，從分區(qū)III的常壓出口流出。另外一個結(jié)構(gòu)是分區(qū)IV+I結(jié)構(gòu)，液體經(jīng)殘余液循環(huán)泵加壓后從分區(qū)IV的入口輸入，在分區(qū)I的入口與洗脫液匯合后，從分區(qū)I的常壓出口流出。
本實(shí)用新型具有的有益的效果是裝置所配備的四個泵中，洗脫液泵的工作壓力為分區(qū)I的流動阻力壓降，進(jìn)樣液泵的工作壓力為分區(qū)III的流動阻力壓降，萃取液循環(huán)泵的工作壓力為分區(qū)II與分區(qū)III的流動阻力壓降之和，殘余液循環(huán)泵的工作壓力為分區(qū)IV與分區(qū)I的流動阻力壓降之和。比較分區(qū)II+III結(jié)構(gòu)的壓降與分區(qū)IV+I結(jié)構(gòu)的壓降，兩者之中較大的壓降就是整個裝置的操作壓力。而現(xiàn)有的單循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置的操作壓力則為所有四個分區(qū)壓降的總和。因此，在完全相同的操作條件下，本實(shí)用新型與現(xiàn)有裝置相比，操作壓力降低了一半左右。由于填充柱壓降與操作流速成正比關(guān)系，因此如果維持相同的操作壓力，則本實(shí)用新型可以將操作流速增加一倍左右，生產(chǎn)能力將接近現(xiàn)有裝置的兩倍。此外，填充柱壓降還與填料顆粒粒徑的平方成反比關(guān)系，因此如果維持相同的操作壓力，則本實(shí)用新型可以采用更細(xì)、更高效的填料，從而顯著提升分離的效率?？傊?，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)以較低的操作壓力獲得較高的生產(chǎn)能力，是一種更為高效的模擬移動床色譜新型裝置，特別適用于以細(xì)顆粒手性固定相作為填充柱填料，并以較高流速操作，進(jìn)行大規(guī)模高效拆分手性藥物外消旋體的制藥領(lǐng)域。


圖1是基于旋轉(zhuǎn)閥與八根填充柱的雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是基于開關(guān)閥與八根填充柱的雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是基于旋轉(zhuǎn)閥與四根填充柱的雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是基于開關(guān)閥與四根填充柱的雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的操作壓力與現(xiàn)有的單循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的操作壓力進(jìn)行對比的示意圖；圖中1、洗脫液入口管路，2、進(jìn)樣液入口管路，3、萃取液循環(huán)入口管路，4、殘余液循環(huán)入口管路，5、殘余液出口管路，6、萃取液出口管路，T1、洗脫液罐，T2、進(jìn)樣液罐，T3、萃取液罐，T4、殘余液罐，P1、洗脫液泵，P2、進(jìn)樣液泵P3、萃取液循環(huán)泵，P4、殘余液循環(huán)泵，Z1～Z8、填充柱，CV1～CV8、單向閥，VZ1～VZ8、開關(guān)閥，V11～V68、開關(guān)閥，RV1～RV6、旋轉(zhuǎn)閥，DG1～DG2、在線脫氣機(jī)，F(xiàn)1～F2、過濾器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置，是本實(shí)用新型基于旋轉(zhuǎn)閥的最通用的實(shí)施形式。它包括八根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8，由第一根填充柱Z1的出口端經(jīng)單向閥CV1與第二根填充柱Z2的進(jìn)口端連接，由第二根填充柱Z2的出口端經(jīng)單向閥CV2與第三根填充柱Z3的進(jìn)口端連接，由第三根填充柱Z3的出口端經(jīng)單向閥CV3與第四根填充柱Z4的進(jìn)口端連接，由第四根填充柱Z4的出口端經(jīng)單向閥CV4與第五根填充柱Z5的進(jìn)口端連接，由第五根填充柱Z5的出口端經(jīng)單向閥CV5與第六根填充柱Z6的進(jìn)口端連接，由第六根填充柱Z6的出口端經(jīng)單向閥CV6與第七根填充柱Z7的進(jìn)口端連接，由第七根填充柱Z7的出口端經(jīng)單向閥CV7與第八根填充柱Z8的進(jìn)口端連接，由第八根填充柱Z8的出口端經(jīng)單向閥CV8與第一根填充柱Z1的進(jìn)口端連接；每根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8的進(jìn)口端分別通過洗脫液入口旋轉(zhuǎn)閥RV1的對應(yīng)流路口、進(jìn)樣液入口旋轉(zhuǎn)閥RV2的對應(yīng)流路口、萃取液循環(huán)入口旋轉(zhuǎn)閥RV3的對應(yīng)流路口、殘余液循環(huán)入口旋轉(zhuǎn)閥RV4的對應(yīng)流路口與洗脫液入口管路1、進(jìn)樣液入口管路2、萃取液循環(huán)入口管路3、殘余液循環(huán)入口管路4連接；每根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8的出口端分別通過萃取液出口旋轉(zhuǎn)閥RV6的對應(yīng)流路口、殘余液出口旋轉(zhuǎn)閥RV5的對應(yīng)流路口與萃取液出口管路6、殘余液出口管路5連接；萃取液出口管路6的出口端分成兩路，一路接入常壓的萃取液罐T3，另一路經(jīng)萃取液循環(huán)泵P3后接入萃取液循環(huán)入口管路3；殘余液出口管路5的出口端分成兩路，一路接入常壓的殘余液罐T4，另一路經(jīng)殘余液循環(huán)泵P4后接入殘余液循環(huán)入口管路4；洗脫液罐T1依次經(jīng)在線脫氣機(jī)DG1、洗脫液泵P1、過濾器F1后接入洗脫液入口管路1；進(jìn)樣液罐T2依次經(jīng)在線脫氣機(jī)DG2、進(jìn)樣液泵P2、過濾器F2后接入進(jìn)樣液入口管路2。
上述裝置中的八根填充柱，在確保四個分區(qū)中的每一個分區(qū)至少含一根填充柱的前提下，可以按照不同的數(shù)目配置到四個分區(qū)中。
在上述裝置中，八個單向閥CV1、CV2、CV3、CV4、CV5、CV6、CV7、CV8是利用管路中的流體壓力自行打開或關(guān)閉，其中的任何一個單向閥也可用一個開關(guān)閥替代；六個旋轉(zhuǎn)閥RV1、RV2、RV3、RV4、RV5、RV6的流路選擇狀態(tài)則有8種組合，并以適當(dāng)?shù)那袚Q周期依序切換并循環(huán)往復(fù)。舉例來說，將八根填充柱平均配置到四個分區(qū)中，也就是各分區(qū)均含二根填充柱時(shí)，上述旋轉(zhuǎn)閥的流路選擇狀態(tài)與單向閥的開關(guān)狀態(tài)是依照如下順序切換并循環(huán)往復(fù)的(1)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路⑤、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路⑦、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路⑥、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路②；單向閥CV2、CV6關(guān)；單向閥CV1、CV3、CV4、CV5、CV7、CV8開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z1+Z2、Z3+Z4、Z5+Z6、Z7+Z8。
(2)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路⑥、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路⑧、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路⑦、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路③；單向閥CV3、CV7關(guān)；單向閥CV1、CV2、CV4、CV5、CV6、CV8開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z2+Z3、Z4+Z5、Z6+Z7、Z8+Z1。
(3)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路⑦、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路⑤、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路⑧、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路④；單向閥CV4、CV8關(guān)；單向閥CV1、CV2、CV3、CV5、CV6、CV7開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z3+Z4、Z5+Z6、Z7+Z8、Z1+Z2。
(4)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路⑧、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路⑥、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路⑤；單向閥CV5、CV1關(guān)；單向閥CV2、CV3、CV4、CV6、CV7、CV8開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z4+Z5、Z6+Z7、Z8+Z1、Z2+Z3。
(5)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路⑤、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路⑦、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路⑥；單向閥CV6、CV2關(guān)；單向閥CV1、CV3、CV4、CV5、CV7、CV8開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z5+Z6、Z7+Z8、Z1+Z2、Z3+Z4。
(6)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路⑥、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路⑧、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路⑦；單向閥CV7、CV3關(guān)；單向閥CV1、CV2、CV4、CV5、CV6、CV8開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z6+Z7、Z8+Z1、Z2+Z3、Z4+Z5。
(7)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路⑦、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路⑤、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路⑧；單向閥CV8、CV4關(guān)；單向閥CV1、CV2、CV3、CV5、CV6、CV7開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z7+Z8、Z1+Z2、Z3+Z4、Z5+Z6。
(8)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路⑧、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路⑥、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路⑤、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路①；單向閥CV1、CV5關(guān)；單向閥CV2、CV3、CV4、CV6、CV7、CV8開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z8+Z1、Z2+Z3、Z4+Z5、Z6+Z7。
如圖2所示的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置，則是本實(shí)用新型基于開關(guān)閥的最通用的實(shí)施形式。它包括八根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8，由第一根填充柱Z1的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ1與第二根填充柱Z2的進(jìn)口端連接，由第二根填充柱Z2的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ2與第三根填充柱Z3的進(jìn)口端連接，由第三根填充柱Z3的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ3與第四根填充柱Z4的進(jìn)口端連接，由第四根填充柱Z4的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ4與第五根填充柱Z5的進(jìn)口端連接，由第五根填充柱Z5的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ5與第六根填充柱Z6的進(jìn)口端連接，由第六根填充柱Z6的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ6與第七根填充柱Z7的進(jìn)口端連接，由第七根填充柱Z7的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ7與第八根填充柱Z8的進(jìn)口端連接，由第八根填充柱Z8的出口端經(jīng)開關(guān)閥VZ8與第一根填充柱Z1的進(jìn)口端連接；每根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)閥V11、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18，分別通過各自的開關(guān)閥V21、V22、V23、V24、V25、V26、V27、V28，分別通過各自的開關(guān)閥V31、V32、V33、V34、V35、V36、V37、V38和分別通過各自的開關(guān)閥V41、V42、V43、V44、V45、V46、V47、V48與洗脫液入口管路1、進(jìn)樣液入口管路2、萃取液循環(huán)入口管路3、殘余液循環(huán)入口管路4連接；每根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8的出口端分別通過各自的開關(guān)閥V61、V62、V63、V64、V65、V66、V67、V68和分別通過各自的開關(guān)閥V51、V52、V53、V54、V55、V56、V57、V58與萃取液出口管路6、殘余液出口管路5連接；萃取液出口管路6的出口端分成兩路，一路接入常壓的萃取液罐T3，另一路經(jīng)萃取液循環(huán)泵P3后接入萃取液循環(huán)入口管路3；殘余液出口管路5的出口端分成兩路，一路接入常壓的殘余液罐T4，另一路經(jīng)殘余液循環(huán)泵P4后接入殘余液循環(huán)入口管路4；洗脫液罐T1依次經(jīng)在線脫氣機(jī)DG1、洗脫液泵P1、過濾器F1后接入洗脫液入口管路1；進(jìn)樣液罐T2依次經(jīng)在線脫氣機(jī)DG2、進(jìn)樣液泵P2、過濾器F2后接入進(jìn)樣液入口管路2。
在上述裝置中，八個開關(guān)閥VZ1、VZ2、VZ3、VZ4、VZ5、VZ6、VZ7、VZ8中的任何一個開關(guān)閥也可用一個單向閥替代，并利用管路中的流體壓力自行打開或關(guān)閉。
在上述裝置中，所有開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)也有8種組合，并以適當(dāng)?shù)那袚Q周期依序切換并循環(huán)往復(fù)。舉例來說，將八根填充柱以2根、2根、3根、1根的數(shù)目配置到分區(qū)I、II、III、IV中，則所有開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)是依照如下順序切換并循環(huán)往復(fù)的(1)開關(guān)閥V11、V25、V33、V48、V57、V62、VZ1、VZ3、VZ4、VZ5、VZ6、VZ8開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z1+Z2、Z3+Z4、Z5+Z6+Z7、Z8。
(2)開關(guān)閥V12、V26、V34、V41、V58、V63、VZ2、VZ4、VZ5、VZ6、VZ7、VZ1開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z2+Z3、Z4+Z5、Z6+Z7+Z8、Z1。
(3)開關(guān)閥V13、V27、V35、V42、V51、V64、VZ3、VZ5、VZ6、VZ7、VZ8、VZ2開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z3+Z4、Z5+Z6、Z7+Z8+Z1、Z2。
(4)開關(guān)閥V14、V28、V36、V43、V52、V65、VZ4、VZ6、VZ7、VZ8、VZ1、VZ3開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z4+Z5、Z6+Z7、Z8+Z1+Z2、Z3。
(5)開關(guān)閥V15、V21、V37、V44、V53、V66、VZ5、VZ7、VZ8、VZ1、VZ2、VZ4開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z5+Z6、Z7+Z8、Z1+Z2+Z3、Z4。
(6)開關(guān)閥V16、V22、V38、V45、V54、V67、VZ6、VZ8、VZ1、VZ2、VZ3、VZ5開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z6+Z7、Z8+Z1、Z2+Z3+Z4、Z5。
(7)開關(guān)閥V17、V23、V31、V46、V55、V68、VZ7、VZ1、VZ2、VZ3、VZ4、VZ6開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z7+Z8、Z1+Z2、Z3+Z4+Z5、Z6。
(8)開關(guān)閥V18、V24、V32、V47、V56、V61、VZ8、VZ2、VZ3、VZ4、VZ5、VZ7開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z8+Z1、Z2+Z3、Z4+Z5+Z6、Z7。
本實(shí)用新型并不僅限于上述八根填充柱的實(shí)施形式。理論上，當(dāng)所有填充柱加在一起的總長度維持不變時(shí)，縮短每根填充柱的長度同時(shí)增加填充柱的總數(shù)對分離效果將更為有利，但是填充柱數(shù)目的增加也導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜、投資增加、可靠性降低等缺點(diǎn)，所以本實(shí)用新型的填充柱總數(shù)一般不超過48根。所有旋轉(zhuǎn)閥流路選擇狀態(tài)組合的數(shù)目或所有開關(guān)閥開關(guān)狀態(tài)組合的數(shù)目一般來說與填充柱的總數(shù)是相同的。
本實(shí)用新型也可以用少于八根填充柱的形式實(shí)施。
如圖3所示的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置，是本實(shí)用新型基于旋轉(zhuǎn)閥的最簡單的實(shí)施形式。它包括四根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4，各分區(qū)均只含一根填充柱。六個旋轉(zhuǎn)閥RV1、RV2、RV3、RV4、RV5、RV6的流路選擇狀態(tài)與四個單向閥CV1、CV2、CV3、CV4的開關(guān)狀態(tài)，有4種組合，以適當(dāng)?shù)那袚Q周期，依照如下順序切換并循環(huán)往復(fù)(1)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路①；單向閥CV1、CV3關(guān)；單向閥CV2、CV4開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z1、Z2、Z3、Z4。
(2)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路②；單向閥CV2、CV4關(guān)；單向閥CV1、CV3開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z2、Z3、Z4、Z1。
(3)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路③；單向閥CV1、CV3關(guān)；單向閥CV2、CV4開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z3、Z4、Z1、Z2。
(4)旋轉(zhuǎn)閥RV1選擇流路④、旋轉(zhuǎn)閥RV2選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV3選擇流路①、旋轉(zhuǎn)閥RV4選擇流路③、旋轉(zhuǎn)閥RV5選擇流路②、旋轉(zhuǎn)閥RV6選擇流路④；單向閥CV2、CV4關(guān)；單向閥CV1、CV3開；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z4、Z1、Z2、Z3。
如圖4所示的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置，是本實(shí)用新型基于開關(guān)閥的最簡單的實(shí)施形式。它包括四根填充柱Z1、Z2、Z3、Z4，各分區(qū)均只含一根填充柱。所有開關(guān)閥的開關(guān)狀態(tài)有4種組合，以適當(dāng)?shù)那袚Q周期，依照如下順序切換并循環(huán)往復(fù)(1)開關(guān)閥V11、V23、V32、V44、V53、V61、VZ2、VZ4開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z1、Z2、Z3、Z4。
(2)開關(guān)閥V12、V24、V33、V41、V54、V62、VZ3、VZ1開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z2、Z3、Z4、Z1。
(3)開關(guān)閥V13、V21、V34、V42、V51、V63、VZ4、VZ2開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z3、Z4、Z1、Z2。
(4)開關(guān)閥V14、V22、V31、V43、V52、V64、VZ1、VZ3開，其余所有開關(guān)閥關(guān)；此時(shí)，處于分區(qū)I、II、III、IV的填充柱分別是填充柱Z4、Z1、Z2、Z3。
圖5是本實(shí)用新型裝置的操作壓力與現(xiàn)有裝置的操作壓力進(jìn)行對比的示意圖。雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的操作壓力如圖5(A)所示，現(xiàn)有的單循環(huán)泵結(jié)構(gòu)模擬移動床色譜裝置的操作壓力如圖5(B)所示。圖5表明，在相同條件下，本實(shí)用新型與現(xiàn)有裝置相比，操作壓力可以降低一半左右。
本實(shí)用新型中涉及的閥門并不僅限于上述旋轉(zhuǎn)閥、開關(guān)閥、單向閥的配套使用形式，也可以是這些閥門的不同組合。舉例來說，圖2中的一組開關(guān)閥V11、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18可以用一個八流路的旋轉(zhuǎn)閥替代。再舉例來說，旋轉(zhuǎn)閥的流路數(shù)目是有限的，一般來說不會超過24路，因此當(dāng)填充柱的總數(shù)較多時(shí)，就有必要將兩個或多個旋轉(zhuǎn)閥串聯(lián)起來使用，比如將兩個16路的旋轉(zhuǎn)閥串聯(lián)起來作為一個復(fù)合的旋轉(zhuǎn)閥來使用，就可以滿足31根填充柱模擬移動床色譜裝置的要求。
本實(shí)用新型中涉及的旋轉(zhuǎn)閥，適宜采用瑞士Valco Instruments Co.Inc.公司生產(chǎn)的SD結(jié)構(gòu)多位閥。需要進(jìn)一步說明的是，旋轉(zhuǎn)閥的流路一般來說有4路、6路、8路、10路、12路、16路等選項(xiàng)，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥的流路數(shù)目大于填充柱的總數(shù)時(shí)，將多余的流路堵死即可正常使用。舉例來說，8流路的旋轉(zhuǎn)閥堵死1流路后，就可正常應(yīng)用于由7根填充柱構(gòu)成的模擬移動床色譜裝置中。
本實(shí)用新型中涉及的填充柱，適宜采用動態(tài)軸向壓縮柱或靜態(tài)軸向壓縮柱，使填充柱的柱效保持穩(wěn)定，也便于在工業(yè)放大時(shí)解決柱效隨柱徑增大而降低的問題。但是在填充柱的柱徑較小或?qū)χУ囊蟛皇呛芨邥r(shí)，也可以使用沒有軸向壓縮功能的普通填充柱，也就是柱兩端直接用法蘭或柱頭螺絲密封、填料裝填高度固定的填充柱，以節(jié)省裝置的成本。
本實(shí)用新型中涉及的填充柱的填料，并不僅限于手性固定相，也可以是硅膠、活性炭、活性氧化鋁、沸石分子篩、吸附樹脂、離子交換樹脂等各種吸附分離用固體填充劑。
本實(shí)用新型并不僅限于用來拆分手性藥物或手性藥物中間體，也可以用來分離精制生物化工與精細(xì)化工等領(lǐng)域的小批量高附加值產(chǎn)品(比如蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、抗生素、香精香料、精細(xì)化學(xué)品、植物提取物、動物提取物等)，還可以用來分離石油化工與食品工業(yè)等領(lǐng)域的大宗產(chǎn)品(比如混合芳烴的分離、玉米糖漿中果糖的分離等)。
上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置，它包括4根以上的填充柱，由前一根填充柱的出口端與后一根填充柱的進(jìn)口端經(jīng)單向閥或開關(guān)閥依次連接，最后一根填充柱的出口端與第一根填充柱的進(jìn)口端經(jīng)單向閥或開關(guān)閥連接而成；其特征在于每根填充柱的進(jìn)口端分別通過四個旋轉(zhuǎn)閥對應(yīng)流路口或四個對應(yīng)開關(guān)閥與洗脫液入口管路、進(jìn)樣液入口管路、萃取液循環(huán)入口管路、殘余液循環(huán)入口管路連接；每根填充柱的出口端分別通過二個旋轉(zhuǎn)閥對應(yīng)流路口或二個對應(yīng)開關(guān)閥與萃取液出口管路、殘余液出口管路連接；萃取液出口管路的出口端分成兩路，一路接入萃取液罐，另一路經(jīng)萃取液循環(huán)泵后接入萃取液循環(huán)入口管路；殘余液出口管路的出口端分成兩路，一路接入殘余液罐，另一路經(jīng)殘余液循環(huán)泵后接入殘余液循環(huán)入口管路；洗脫液罐依次經(jīng)第一在線脫氣機(jī)、洗脫液泵、第一過濾器后接入洗脫液入口管路；進(jìn)樣液罐依次經(jīng)第二在線脫氣機(jī)、進(jìn)樣液泵、第二過濾器后接入進(jìn)樣液入口管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置，其特征在于所述的填充柱為4～48根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置，其特征在于所述的填充柱為動態(tài)軸向壓縮柱、靜態(tài)軸向壓縮柱或沒有軸向壓縮功能的填充柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置，其特征在于所述的填充柱的填料為手性固定相、硅膠、活性炭、活性氧化鋁、沸石分子篩、吸附樹脂或離子交換樹脂。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙循環(huán)泵結(jié)構(gòu)的模擬移動床色譜裝置。它由4根以上的填充柱首尾連接而成；每根填充柱的進(jìn)口端分別通過四個旋轉(zhuǎn)閥或四個開關(guān)閥與洗脫液入口管路、進(jìn)樣液入口管路、萃取液循環(huán)入口管路、殘余液循環(huán)入口管路連接；每根填充柱的出口端分別通過二個旋轉(zhuǎn)閥或二個開關(guān)閥與萃取液出口管路、殘余液出口管路連接；萃取液出口管路的出口端分成兩路，一路接入萃取液罐，另一路經(jīng)萃取液循環(huán)泵后接入萃取液循環(huán)入口管路；殘余液出口管路的出口端分成兩路，一路接入殘余液罐，另一路經(jīng)殘余液循環(huán)泵后接入殘余液循環(huán)入口管路。它能顯著降低裝置的操作壓力，有利于使用細(xì)填料和高流速來提高分離效率，尤其適用于手性藥物拆分等領(lǐng)域。
文檔編號B01D15/38GK2855500SQ20052013426
公開日2007年1月10日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者盧建剛, 施英姿 申請人:盧建剛