PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA REGULACION DEL NIVEL DE MODIFICADOR EN UNA CROMATOGRAFIA O EXTRACCION SUPERCRITICA CON RECICLADO.

Procedimiento de cromatografía o extracción, que comprende:

- una operación de separación (1) en una columna o un extractor,

recibiendo dicha columna o dicho extractor un producto P y siendo alimentado a un eluyente que incluye un fluido supercrítico, introducido por una primera operación de bombeo (2), y un modificador, introducido por al menos una segunda operación de bombeo (3),

- una operación de recogida (4) de al menos una fracción del producto P aguas abajo de la columna o del extractor,

- una operación de reciclado (5) del fluido supercrítico mezclado con una cantidad residual de modificador, que se realiza a continuación de la operación (4) de recogida y antes de la primera operación de bombeo (2), sirviendo dicha primera operación de bombeo para bombear al menos dicho fluido supercrítico mezclado con una cantidad residual de modificador, y

- una operación de condensación (6) que se realiza a continuación de la operación de recogida (4) y antes de la primera operación de bombeo (2),

caracterizado dicho procedimiento porque comprende, además:

- aguas abajo de la operación de recogida (4) y aguas arriba de la operación de separación (1), una operación de determinación (1) de al menos una magnitud ligada al nivel de modificador mezclado con el fluido supercrítico reciclado y, si es necesario,

- una operación de corrección (8) del caudal de la primera operación de bombeo (2) y del caudal de la segunda operación de bombeo (3) con el fin de limitar las variaciones, en el curso del procedimiento, del nivel de modificador en el eluyente a la entrada de la columna o del extractor, y en un sentido propio para alcanzar un primer punto de ajuste, previamente definido, del caudal total correspondiente a la suma de los caudales de la primera operación de bombeo (2) y de la segunda operación de bombeo (3)

Procedimiento e instalación para la regulación del nivel de modificador en una cromatografía o extracción supercrítica con reciclado.

La presente invención se refiere, en general, a los procedimientos que recurren a un fluido en un estado supercrítico y, en particular, al campo de la cromatografía y de la extracción en fase supercrítica.

Más precisamente, la invención se refiere, de acuerdo con uno primero de sus aspectos, a un procedimiento de cromatografía o extracción, que comprende:

Tal procedimiento de cromatografía o extracción, en el que el fluido supercrítico es reciclado, es conocido por el técnico en la materia.

El reciclado del fluido supercrítico es preferible con el fin de reducir el coste en aplicación del procedimiento y las manipulaciones necesarias, particularmente cuando se emplean caudales elevados.

Por ejemplo, con un caudal de dióxido de carbono (CO₂), como fluido supercrítico, de 80 ml/min., se pierden aproximadamente 115 kg de CO₂ cada 24 horas, si no se recicla. Esta pérdida representa un coste considerable.

En un procedimiento clásico de cromatografía o extracción, la adición de modificador es necesaria a menudo para aumentar la polaridad del fluido supercrítico.

En cromatografía y en extracción, el nivel de modificador a la entrada de la columna de cromatografía o del extractor es un parámetro importante que afecta a los rendimientos del procedimiento.

Cuando el fluido supercrítico no es reciclado, este nivel de modificador se mantiene fácilmente constante, lo que depende del caudal de la bomba que suministra el modificador así como del caudal de la bomba que suministra el fluido supercrítico, manteniéndose constantes estos dos caudales.

Por el contrario, cuando el fluido supercrítico es reciclado a continuación de la operación de recogida, puede existir también una cierta cantidad de modificador. De ello se deduce una variación del nivel de modificador a la entrada de la columna o del extractor, que es perjudicial para el procedimiento.

En cromatografía, por ejemplo, una variación del nivel de modificador a la entrada de la columna afecta a los tiempos de retención, a la resolución y a veces a la selectividad de los productos eluidos y, por consiguiente, a la estabilidad del procedimiento.

Lo mismo se aplica para la extracción, en la que el nivel de modificador afecta al tiempo de extracción y a la concentración de producto extraído.

Se conoce la patente francesa FR 2 601 883, que se refiere a un procedimiento y un dispositivo de separación con la ayuda de un fluido supercrítico, en los que el fluido supercrítico es reciclado.

Después de la operación de separación y antes de su reciclado, el fluido supercrítico, en fase gaseosa o casi-gaseosa y que contiene una cantidad residual de modificador, se pone en contacto con modificador en fase líquida en un conmutador clásico de gas/líquido.

La composición de la fase de volumen de masa más pequeño (gaseoso o casi-gaseoso) se ajusta haciendo variar la presión y la temperatura para obtener a la salida del conmutador la mezcla deseada de fluido supercrítico y modificador.

No obstante, este procedimiento está limitado, debido a los equilibrios termodinámicos a respetar en el conmutador, a mezclas que contienen como máximo 10% en peso de modificador.

Además, este procedimiento es de realización compleja. En efecto, implica la aplicación de un cierto número de elementos en y con relación al conmutador, tal como un sistema de relleno y de control del nivel de modificador, un revestimiento, un material sinterizado y un dispositivo eliminador de impurezas.

En este contexto, la presente invención tiene como objeto proponer un procedimiento de cromatografía o de extracción, en el que el fluido supercrítico es reciclado, libre de las limitaciones de la técnica anterior.

Con esta finalidad, el procedimiento de la invención, por lo demás conforme a la definición genérica que se da en el preámbulo anterior, se caracteriza esencialmente porque comprende, además:

La invención presenta, por lo tanto, la ventaja de proponer un control del nivel de modificador a la entrada de la columna o del extractor. En consecuencia, el procedimiento según la invención es más estable que los procedimientos de la técnica anterior que utilizan un modificador y que reciclar el fluido supercrítico sin regulador del nivel de modificador. Se entiende por estabilidad del procedimiento el mantenimiento del conjunto de sus parámetros (temperaturas, presiones, caudales, niveles, etc.) en valores constantes. En particular, el procedimiento según la invención permite asegurar una variación mínima del nivel de modificador a la entrada de la columna o del extractor.

Además, en el procedimiento según la invención, no existe ninguna limitación del nivel de modificador en el eluyente. El usuario puede seleccionar constituir un eluyente que contiene entre 0 y 100% de modificador.

De manera general, el eluyente constituye la fase móvil de una cromatografía o de una extracción. Según la invención, la fase móvil es a base de un fluido seleccionado entre cualquier fluido compatible con una aplicación en cromatografía o extracción en fase supercrítica. Se designará a continuación a tal fluido como un fluido supercrítico, incluso si en ciertas condiciones de presión y de temperatura, el fluido no está en un estado supercrítico en el sentido estricto del término. El estado supercrítico corresponde a un valor de presión P superior a la presión crítica Pc y a un valor de temperatura T superior a la temperatura crítica Tc. Se incluye también en el estado supercrítico el estado subcrítico para el que P > Pc y T < Tc.

Se habla de fluido supercrítico o subcrítico con referencia al fluido, cuya masa volumétrica y, por lo tanto, el poder disolvente experimentan una gran variación con la presión y la temperatura cuando es puro.

Por simplificación, se refiere al estado supercrítico o subcrítico como el estado en el que estaría el fluido si estuviera sólo en las condiciones de presión y de temperatura citadas, incluso si en estas condiciones se mezcla con otro disolvente y en el que el estado de mezcla no es necesariamente supercrítico o subcrítico.

Por último, se parte de fluido supercrítico reciclado, incluso si el fluido en las condiciones de temperatura y de presión no está en un estado supercrítico en el sentido estricto del término, sino en un estado que puede ser gaseoso (siendo la temperatura superior a la temperatura de equilibrio de líquido-vapor para el fluido puro a la presión...

1. Procedimiento de cromatografía o extracción, que comprende:

caracterizado dicho procedimiento porque comprende, además:

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la operación de determinación (7) de al menos una magnitud ligada al nivel de modificador mezclado con el fluido supercrítico reciclado tiene lugar aguas arriba de la primera y de la segunda operación de bombeo (2, 3), y comprende:

en el que la operación de corrección (8) consiste en modificar el caudal de la primera operación de bombeo (2) y el caudal de la segunda operación de bombeo (3) con el fin de satisfacer el primer punto de ajuste y un segundo punto de ajuste, previamente fijado, de nivel de modificador en el eluyente.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la primera operación de bombeo (2) y la segunda operación de bombeo (3) tienen lugar en paralelo la una de la otra.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la segunda operación de bombeo (3) tiene lugar aguas arriba de la primera operación de bombeo (2).

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la operación de determinación (7) de una magnitud ligada al nivel de modificador en el eluyente consiste en medir la masa volumétrica del eluyente aguas arriba de la primera operación de bombeo (2) y aguas abajo de la segunda operación de bombeo (3), y en el que la operación de corrección (8) consiste en modificar el caudal de la primera operación de bombeo (2) y el caudal de la segunda operación de bombeo (3) en un sentido adecuado para alcanzar el primer punto de ajuste y un tercer punto de ajuste, previamente fijado, de masa volumétrica del eluyente.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la operación de determinación (7) de al menos una magnitud ligada al nivel de modificador mezclado con el fluido supercrítico reciclado se realiza aguas abajo de la operación de condensación (6).

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la operación de determinación (7) de al menos una magnitud ligada al nivel de modificador mezclado con el fluido supercrítico reciclado se realiza aguas arriba de la operación de condensación (6).

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el fluido supercrítico es el dióxido de carbono.

9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el modificador es un disolvente orgánico líquido, por ejemplo un alcohol.

10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende, además, al menos una operación de regulación (9) de la presión seguidas de al menos una operación de regulación (10) de la temperatura, aguas abajo de la operación de separación (1) y aguas arriba de la operación de recogida (4).

11. Instalación de cromatografía o de extracción, que comprende:

caracterizada dicha instalación porque incluye, además, un dispositivo de medición y corrección (18), colocado sobre la vía de reciclado (16) o aguas abajo de la primera bomba (13) y aguas arriba del dispositivo de separación, que mide al menos una magnitud ligada al nivel de modificador mezclado con el fluido supercrítico reciclado y que, si es necesario, efectúa la corrección del caudal de la primera bomba (13) y del caudal de la segunda bomba (14), con el fin de limitar las variaciones, en el curso del funcionamiento de la instalación, de dicho nivel a la entrada del dispositivo de separación, en un sentido adecuado para alcanzar un primer punto de ajuste, previamente definido, de caudal total correspondiente a la suma de los caudales de la primera bomba (13) y de la segunda bomba (14).

12. Instalación de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el dispositivo de medición y de corrección (18) está colocado en un punto de medición situado aguas arriba de la primera y de la segunda bomba (13, 14) y que mide la masa volumétrica del fluido supercrítico reciclado y mezclado con una cantidad residual de modificador, a partir de la cual evalúa el nivel de modificador mezclado con el fluido supercrítico reciclado por medio de una curva de calibración de densidad = f (nivel de modificador) previamente establecida a la presión y la temperatura reinantes en el punto de medición y alrededor de éste; y en la que dicho dispositivo (8) de medición y de corrección modifica el caudal de la primera bomba (13) y el caudal de la segunda bomba (14) con el fin de alcanzar el primer punto de ajuste y un segundo punto de ajuste, previamente fijado, de nivel de modificador en el eluyente.

13. Instalación de acuerdo con la reivindicación 12, en la que la primera bomba (13) y la segunda bomba (14) están montadas en paralelo una de la otra.

14. Instalación de acuerdo con la reivindicación 12, en la que la segunda bomba (14) está colocada aguas arriba de la primera bomba (13).

15. Instalación de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el dispositivo de medición y corrección (18) mide la masa volumétrica del eluyente aguas arriba de la primera bomba (13) y aguas abajo de la segunda bomba (14), y modifica el caudal de la primera bomba (13) y el caudal de la segunda bomba (14) en un sentido adecuado para alcanzar el primer punto de ajuste y un tercer punto de ajuste, previamente fijado, de masa volumétrica del eluyente.

16. Instalación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en la que el dispositivo de medición y corrección (18) está colocado aguas abajo del condensador (17).

17. Instalación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en la que el dispositivo de medición y corrección (18) está colocado aguas arriba del condensador (17).

18. Instalación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, que incluye, además, un dispositivo para regular la presión, por ejemplo un reductor de presión (19), seguido de un dispositivo para regular la temperatura del eluyente, por ejemplo para calentarlo, aguas abajo del dispositivo de separación y aguas arriba del dispositivo de recogida (15).