Колонки для радиальной хроматографии
Рис.3. Колонка для радиальной хроматографии фирмы Sepragen
Колонки для радиальной хроматографии конструкционно отличаются от описанных выше коаксиальных колонок. В данном типе колонок слой сорбента представляет собой "трубку" и поток ПФ направлен с наружной поверхности данной "трубки" и элюируется внутри "трубки". Такая конструкция значительно сложнее применяемой в коаксиальной колонке, но за счет значительно увеличенной площади внешней мембраны можно значительно увеличить скорость нанесения, а за счет значительно меньшей площади выходной мембраны при элюции адсорбат концентрируется, что требуется при многих биотехнологических процессах. Еще одним достоинством данной конструкции является легкость масштабируемости. Для моделирования данного процесса можно использовать сектор пропорциональный колонке
Насосы.
В жидкостной хроматографии используют множество типов насосов. При ЖХ низкого давления зачастую используют перистальтические насосы (Рис.1).
Рис.1 Програмируемый перистальтический насос MasterFlex.
При ВЭЖХ для обеспечения расхода подвижной фазы через колонку с указанными параметрами используются насосы высокого давления.
К наиболее важным техническим характеристикам насосов для ВЭЖХ относятся: диапазон расхода; максимальное рабочее давление; воспроизводимость расхода; диапазон пульсаций подачи растворителя.
По характеру подачи растворителя насосы могут быть постоянной подачи (расхода) и постоянного давления. В основном при аналитической работе используется режим постоянного расхода, при заполнении колонок - постоянного давления.
По принципу действия насосы для ВЭЖХ делятся на шприцевые и на плунжерные возвратно-поступательные.
Шприцевые насосы
Основной отличительной особенностью данных насосов является цикличность их работы, в связи с чем хроматографы, в которых применяются данные насосы, также отличаются цикличностью работы.
Рис. 2. Принципиальное устройство шприцевого насоса для ВЭЖХ.
Рис. 2А. Шприцевой насос.
Блок управления БУ подает напряжение на двигатель Д, определяющее скорость и направление его вращения. Вращение двигателя с помощью редуктора Р преобразуется в перемещение поршня П внутри цилиндра Д. Работа насоса осуществляется в 2 цикла. В цикл заполнения клапан К2 закрыт, К1 - открыт, растворитель поступает из резервуара в цилиндр Ц. В режиме подачи клапан К1 закрыт, а через клапан К2 подвижная фаза поступает в дозирующее устройство.
Для насосов этого типа характерно практически полное отсутствие пульсаций потока подвижной фазы в ходе работы.
Недостатки насоса:
а) большой расход времени и растворителя на промывку при смене растворителя;
б) ограниченный объемом шприца объем ПФ, а следовательно ограниченное время разделения;
в) приостановка разделения во время заполнения насоса;
г) большие габариты и вес при обеспечении большого расхода и давления (нужен мощный двигатель и большое усилие поршня с его большой площадью).
Плунжерные возвратно-поступательные насосы.
Рис. 3. Принципиальное устройство плунжерного насоса.
Принцип действия.
Двигатель Д через редуктор Р приводит в возвратно-поступательное движение плунжер П, перемещающийся в рабочей головке насоса. Клапаны К1 и К2 открываются, когда насос находится в фазе всасывания и подачи соответственно. Величина объемной подачи определяется тремя параметрами: диаметром плунжера (обычно 3.13; 5.0; 7.0 мм), его амплитудой (12-18 мм)и частотой(что зависит от скорости вращения двигателя и редуктора).
Насосы этого типа обеспечивают постоянную объемную подачу подвижной фазы длительное время. Максимальное рабочее давление 300-500 атм, расход 0.01-10 мл/мин. Воспроизводимость объемной подачи -0.5%. Основной недостаток - растворитель подается в систему в виде серии последовательных импульсов, поэтому существуют пульсации давления и потока (Рис.4). Это является основной причиной повышенного шума и снижения чувствительности почти всех детекторов, применяемых в ЖХ, особенно электрохимического.
|
Рис.4. Пульсации плунжерного насоса.
Способы борьбы с пульсациями.