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J型高速逆流色谱仪演进及未来(四)

2020.6.24

三、演进过程

随着分离柱,解绕方式,减震系统,温控系统相关技术的发展,高速逆流色谱仪的发展也经历了从单分离柱+解绕管,三分离柱+解绕管,多分离柱+旋转密封模式的演变。

3.1单分离柱+解绕管

最初引进逆流色谱技术时,国内的高速逆流色谱仪生产厂家采用了单分离柱加解绕管的结构设计逆流色谱仪,这种设备的共同特点是柱体总容积较小,系统运行震动大,噪音高等。

3.2三分离柱+解绕管

随着用户对高速逆流色谱仪的柱体总容积需求的增大,国内的各个高速逆流色谱仪生产厂家在单分离柱系列机器后开始研究多个分离柱的逆流色谱仪。在2010年前,由于旋转密封技术尚未成熟,解绕管是唯一可行的解绕方式,在这种条件下,双分离柱加解绕管或三分离柱加解绕管的逆流色谱仪成为业界厂商的研究目标。

由于机械原理问题,解绕轴会得整个系统的动平衡破坏,此现象在双分离柱条件下会尤为明显。在未使用旋转密封技术的条件下,采用三分离柱加解绕轴的方案相对于双分离柱加解绕轴的方案会带来更好的系统稳定性,降低系统运行时的震动。

为此,虽然采用双分离柱加解绕轴相对于三分离柱加解绕轴可以一定程度上简化系统的复杂性,但是由于带来的系统不稳定问题较为突出,业界普遍采用了三分离柱加解绕轴的实现方式。

采用三分离柱相应的至少需要包括中轴在内的7根旋转轴和7个齿轮、至少8根连接管路连接单元,如下图所示。这种设计使得机器的可靠性大大降低,另外,如同前文所述,采用三分离柱降低了系统能达到的最大β值,从而又降低了分离效率。

 

采用三分离柱由于需要的柱子较多,占用空间体积较大,因此,实际在市面销售的三分离柱加解绕管的高速逆流色谱仪的柱体总容积通常在300ml左右。

3.3多分离柱+旋转密封

江阴逆流科技有限公司在2010年成功的研制独特的旋转密封解绕和弹簧减震技术,采用了旋转密封解绕技术,因为无需解绕轴,不破坏机器整体动平衡,所以双分离柱机型和三分离柱机型有同样的稳定性。

采用了旋转密封技术的双分离柱设计一方面可以满足系统运转稳定性和柱体总容积需求,同时又提高了系统的β值,大大提高了分离效率。

四、发展趋势

4.1 大制备量

由于旋转密封解绕技术的出现和减震、温控系统的进步,除了常见的300ml,500ml,1L等常规柱体总容积的逆流色谱仪外,更大的诸如10L以上的逆流色谱仪已经成为可能。

4.2 产业化

传统的逆流色谱仪由于受限于柱体总容积和分离效率,大部分都是在实验室内部进行使用,未来,随着大制备量的高速逆流色谱仪的成熟,逆流色谱仪及相关技术必将走出实验室,进入大规模的产业化应用中。


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