Флэш-хроматография

[kika]

Здравствуйте, коллеги!
Если кому эта тема знакома, может, подскажите вот по какому вопросу.
Пробный эксперимент проводился с 2 г смеси (около 30% целевого продукта) на колонке 90 мл с 50 г силикагеля и скоростью подачи растворителя 50 мл/мин.
Вопрос - что нужно учитывать при переходе на колонку бóльшего объема?
Дело в том, что стоит задача перейти на колонку объемом 2.5 л с 1500 г силиканеля и прогнать через нее 60 г смеси.
Заранее спасибо!

[Jokermaniak]

А как вы в 2.5 л 1500 г силики забьете, у флешной насыпная плотность 0.5 после уплотнения. Ну да ладно, предположим что это округленные значения.

На килограммовых колонках многое меняется:
-Падает разрешение. С этим ничего не сделать.
-Фронт сильнее искривляется. Просто из-за большого диаметра.
-Проявляется экзотерма. Экзотерма при загрузке элюента в сухую колонку на 2.5 литра может сильно её нагреть, зависит от состава элюента. Надо проверять. Ну и сорбция смеси тоже может сопровождаться экзотермой. Хотя для ваших масштабов это ещё не так актуально.
-Чем длиннее колонка, тем больше на ней падение давления. Поэтому обязательно устанавливайте отсечку по давлению, соответствующую паспортному для колонки.
-Если колонка стеклянная, надо паковать не очень плотно, а то может распереть при набухании. Пластиковым и стальным это пофиг, у силики расширение довольно слабое.

Что ещё? Да ХЗ, вроде всё. А, ну и заранее продумайте как и куда будете фракции собирать. У вас это будут литровые емкости, скорее всего, и их будет много.

[Phobos]

Еще зависит от разницы Rf между продуктом и точками, ближайшими к нему на плате ТСХ

[kika]

А как вы в 2.5 л 1500 г силики забьете, у флешной насыпная плотность 0.5 после уплотнения. Ну да ладно, предположим что это округленные значения.

А, ну и заранее продумайте как и куда будете фракции собирать. У вас это будут литровые емкости, скорее всего, и их будет много.

Огромное спасибо, Jokermaniak!
Колонка стандартизована, инфо написано на ней. Через насыпную плотность 0.5 рассчитала свободый объем.
Но что мне непонятно?!
Для 2 г смеси мне понадобилось 1000 мл растворителя, т.е. грубо говоря, 500 мл на 1 г смеси.
Так для 60 г, подумала я, мне понадобится 30 л.
И вот я запаслась 25 л растворителя, литровыми емкостями, а ГХ мне был в помощь.
Первые 1400 мл (первая фракция) отобрались отдельно, по моим расчетам, там должен был бы быть один растворитель. Так оно и было.
Последующие фракции собирались в литровые емкости.
Однако, после пятой фракции, т.е. в сумме было отобрано 5400 мл, было ясно, что продукт весь вышел.
В итоге, вместо 500 мл/г я потратила растворителя 90 мл/г.
Расход растворителя в первом случае был 50 мл/мин, во втором 300 мл/мин.
Получается, деление на колонке бóльшего размера было успешнее. Но непонятно, почему.

[vmu]

Получается, деление на колонке бóльшего размера было успешнее.

Не получается. Вы разделение как-то контролируете? Чистоту продукта проверяете? Пока вы просто имеете элюирование, более быстрое по сравнению с вашими ожиданиями. Длины и диаметры колонок, диаметр частиц сорбента, объемы проб какие?

[kika]

Получается, деление на колонке бóльшего размера было успешнее.
Не получается. Вы разделение как-то контролируете? Чистоту продукта проверяете? Пока вы просто имеете элюирование, более быстрое по сравнению с вашими ожиданиями. Длины и диаметры колонок, диаметр частиц сорбента, объемы проб какие?

Да, разделение контролирую, конечно же. И чистоту тоже. И потери подсчитываю. При большой колонке продукт был даже чище - около 90%, на маленькой колонке - 85%.
Длины и диаметры посмотрю, диаметр частиц сорбента был одинаков - 25 um. А вот с об'емом проб при большой колонке я промахнулась. Надо было вторую фракцию не 1 литр отбирать, а лучше 5х200 мл. Но на время это не повлияло бы.

[vmu]

А вот с об'емом проб при большой колонке я промахнулась.

Я имел в виду объем вводимой в колонку пробы.

[kika]

Я имел в виду объем вводимой в колонку пробы.

Вводимая проба взвешивалась.
В первом случае (маленький эксперимент) было 2 г на 50 г силикагеля. Во втором случае (эксперимент побольше) было подобное соотношение: 60/1500=2/50, т е. 25 г силикагеля на 1 г пробы.

[vmu]

Вводимая проба взвешивалась.

Что взвешивалось? Раствор? Сухое вещество? Вы же не сухое вещество в колонку кладете, а пропускаете через нее раствор вещества. Какой объем? В каком растворителе? Какой элюент? Короче, бестолковое обсуждение без всех условий эксперимента.

[kika]

Что взвешивалось? Раствор? Сухое вещество? Вы же не сухое вещество в колонку кладете, а пропускаете через нее раствор вещества. Какой объем? В каком растворителе? Какой элюент? Короче, бестолковое обсуждение без всех условий эксперимента.

Взвешивалась проба реакционной смеси.
Хорошо, бестолковое - так бестолковое, раз так считаете!
Первый раз работала с этой установкой.
И на первый раз, наконец-то, получила продукт такой чистоты. До этого никакие ректификации не помогали...
Мне просто было непонятно, почему масштабирование процесса тут не сработало.

[Jokermaniak]

Мне просто было непонятно, почему масштабирование процесса тут не сработало.

У вас длина колонки увеличилась при масштабировании?

[kika]

У вас длина колонки увеличилась при масштабировании?

Да, конечно, с 8 см на 34 см.

[vmu]

с 8 см на 34 см.

Т.е. внутренний диаметр колонки с 3,8 см на 9,7 см?

[Jokermaniak]

У вас длина колонки увеличилась при масштабировании?

Да, конечно, с 8 см на 34 см.

Ну так у вас теоретических тарелок-то в колонке в 4 раза больше стало)

[vmu]

Ну так у вас теоретических тарелок-то в колонке в 4 раза больше стало)

Осталось понять, почему у нее коэффициент распределения вещества в несколько раз упал при переходе к большей колонке.

[kika]

Ну так у вас теоретических тарелок-то в колонке в 4 раза больше стало)

Тарелок? А не с ректификацией ли они связаны?!
В маленьком и большом эксперимента было сохранено количество (в г) силикагеля на грамм пробы.
И это значение для двух экспериментов было 25.
Думаю, это ключевой момент при переходе от малого к бóльшему.

[Jokermaniak]

Ну так у вас теоретических тарелок-то в колонке в 4 раза больше стало)

Тарелок? А не с ректификацией ли они связаны?!
В маленьком и большом эксперимента было сохранено количество (в г) силикагеля на грамм пробы.
И это значение для двух экспериментов было 25.
Думаю, это ключевой момент при переходе от малого к бóльшему.

Связаны, связаны. Исторически. Концепция теоретических тарелок применяется для любых распределительных систем разделения:

Код: Выделить всё

https://goldbook.iupac.org/terms/view/P04694.html

Если по-простому - эффективность разделения зависит по большей части от длины колонки. Площадь сечения нужна только чтобы не перегружать сорбент.

Представьте, что вы в своей толстой колонке поставили тонкие вертикальные перегородки, по сути разделив еë на пучок тонких. Должно ли что-то поменяться в плане разделения? Нет, ведь в идеале массопереноса в поперечной плоскости колонки вообще быть не должно, разделение происходит исключительно за счет массопереноса вдоль оси колонки. Значит, эффективность разделения зависит только от длины. В реальной жизни от диаметра зависят краевые эффекты, но это уже вторичные эффекты.

[kika]

Понятно, спасибо, Jokermaniak!
Одним словом, я смело могу увеличивать нагрузку на мою большую колонку (например, с 60 г пробы на 100 г), раз так хорошо поделилось?

[maks]

думается, что вполне можно делить

[Jokermaniak]

Понятно, спасибо, Jokermaniak!
Одним словом, я смело могу увеличивать нагрузку на мою большую колонку (например, с 60 г пробы на 100 г), раз так хорошо поделилось?

Да.