DE1517944B

DE1517944B - Kontakt Trennvorrichtung und verfahren

Info

Publication number: DE1517944B
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Pretonus, Victor, Prof Dr , Hahn, Hans Helmut, Dr , Pretoria (Sudafrika)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stofftrennung durch Kontakt zwischen zwei Phasen mit einem mit porösem Material angefüllten Trennraum, insbesondere eine Chromatographier- oder Der.tilliervorrichtung, und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung sowie eine Anordnung der Vorrichtung innerhalb von Flüssigkeiten oder Gase fördernden Fernleitungen.

In bekannten chromatographischen Trennsäulen . wird die Trennfähigkeit von der Uneinheitlichkeit beeinträchtigt, die sich aus ungleichmäßigen Fülldichten und uneinheitlicher Korngröße ergibt, wobei letztere aus wirtschaftlichen Erwägungen bisher schwer vermeidbar war, während erstere sich aus technischen Gründen praktisch nicht vermeiden lassen und beide Faktoren teilweise miteinander zusammenhängen.

Störungen der Füllungsgleichmäßigkeit längs der Säulenwandung und die sich daraus ergebenden Porositätsabweichungen gegenüber dem Säujeninnern stellen ein äußerst schwerwiegendes und praktisch unvermeidbares Problem selbst mit den besten- dicht-^:

gepackten Pulverfüllungen dar. Ähnliche Schwierigkeiten sind jedoch aus Füllkörpersäulen für die Destillation bzw. die Adsorption bekannt. Ein wesentliches Ergebnis solcher Unzulänglichkeiten ist ein stark entwickeltes, häufig unregelmäßiges Geschwindigkeitsprofil (Fingerbildung) quer zur Hauptströmungsrichtung und Wandgängigkeit, woraus sich seinerseits eine erhöhte Bodenhöhe ergibt.

In der.Chromatographie kann man das Strömungsprofil durch Vermischung der Förderphase (bewegliche Phase) in Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung (also radialer Vermischung im Falle gewöhnlicher Trennsäulen) glätten und abflachen. Die Dichte der meisten herkömmlichen Füllungen wirkt einer solchen Vermischung sowohl direkt entgegen als auch indirekt durch die Erschwerung der Erzielung hoher Strömungsgeschwindigkeiten. Bei kornförmigen Füllungen läßt sich die Porosität durch weniger dichte Schüttung erhöhen, woraus sich jedoch eine häufig unerwünschte mechanische Unstabilität ergibt.

Weiter sind Adsorptionsverfahren bekannt, wobei Viskoseschwämme benutzt werden, jedoch wird hierbei lediglich die reine Kapillarwirkung des Schwamms beim Aufsaugen der zu trennenden nüssigen Phase

ausgenutzt, welche durch Ausdrücken wieder aus dem Schwammvolumen entfernt werden kann. Wiederholte Ad- und Desorptionsphasen finden hierbei nicht statt, so daß auch nicht die einzelnen Substanzen nach und nach auf Grund ihrer verschiedenen Wanderungsgeschwindigkeit in Zonen aufgetrennt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile ganz oder mindestens teilweise zu beseitigen und eine verhältnismäßig große bzw. gleichmäßig zugängliche, wirksame Oberfläche der Füllung sowie ίο eine verhältnismäßig hohe Durchlässigkeit und einen geringen Druckverlust zu erreichen. Ferner soll dem Fachmann eine sehr große, neue Auswahl verschiedener Oberflächen angeboten werden, so daß die Vorteile der Erfindung gegenüber herkömmlichen Trennsäulen für möglichst viele Verwendungszwecke, was in bezug auf chemische Stabilität und andere erwünschte .Eigenschaften wichtig ist, zur Geltung kommen. Das Füllmaterial soll bezüglich Starrheit bzw. Elastizität oder Biegsamkeit viele Variationsmöglichkeiten zulassen.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur Stofftrennung durch Kontakt zwischen zwei Phasen mit einem mit einem porösen Material angefüllten Trennraum, insbesondere Chromatographier- «5 oder Destilliervorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Trennraum ein feststoffartiges Material mit einer offenporigen, schaumartigen Porenstruktur enthält, dessen Skelett als eine der Phasen bzw. als deren Träger ausgebildet ist, und daß Durchfiußkanäle für mindestens eine strömende Phase von der schaumartigen Porenstruktur gebildet sind.

Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Skelettoberfiächea der Porenstruktur undurchlässig sind. Vorzugsweise werden die Skelettoberflächen mit einer un-. durchlässigen Schutzschicht versehen. Insbesondere ist das feststoffartige Material selbst mit Ausnahme der Poren undurchlässig. Ferner ist es zweckmäßig, daß die Porositätseigenschaften des Schaummaterials sowohl quer zur Hauptströmungsrichtung als auch in der Hauptströmungsrichtung selbst im wesentlichen einheitlich sind und daß femer das Schaummaterial als zusammenhängender, sich über den ganzen Raum erstreckender, mit der Wandung des. .Trennraums fest verbundener Körper vorliegt Die-Skelettoberfiäche· kann insbesondere mit einer stationären, chromatographischen Phase beschichtet oder zur Bildung von chromatographisch aktiven Oberflächensteilen behandelt sein, wobei das Schaummaterial beispielsweise mit einer flüssigen stationären Phase imprägniert ist und eventuell die Poren des Schaummaterials mit einer flüssigen chromatographischen Förderphase gefüllt sind. Insbesondere bestehen mindestens 80% des Trennraumes aus Durchflußkanälen für die Förderphase. Porendurchmesser des Schaummaterials zwisehen etwa 5 mm und mehreren Zentimetern haben sich vor allem für Destilliervorrichtungen als zweckmäßig erwiesen. Das Trägermaterial besteht für manche großtechnischen Anwendungen vorzugsweise aus grobporigen Schaumkcrpern mit Porengrößen zwisehen etwa ¹Z₃₀ cm bis zu einigen Zentimetern.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betrieb dieser Chromatographiervorrichtuag, Gas dadurch gcKennzeichnet ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit mindestens auf einen vorausbestimmten Wert eingestellt wird, bei dem die Quervermischung etwaige Geschwindigkeitsprofileffekte im Dabei ist es zweckmäßig, die Geschwindigkeit bei einer gasförmigen beweglichen Phase auf mindestens 15 cm/See und bei einer flüssigen, beweglichen Phase, deren Geschwindigkeit auf mindestens 0,2 cm/See, vorzugsweise 0,3 cm/See, einzustellen. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Chromatographiervorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß nacheinander in mindestens zwei verschiedenen Richtungen eluiert wird.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb von Flüssigkeiten oder Gase fördernden Femleitungen.

Die Erfindung bietet insbesondere fast unbeschränkte Variationsmöglichkeiten bezüglich der Porengröße der Säule und des Gesamtporenvolumens, das in einzelnen Anwendungen bis zu etwa 97 % ^es Gesamtvolumens betragen kann.

Gewisse Ausführungen zeichnen sich durch außergewöhnliche Leichtigkeit bzw. geringe Kosten aus, wobei beides für die Konstruktion von Trenngeräten -. für den Großbetrieb erhebliche Bedeutung'hat ^■-.

Ein weiterer Vorteil, der sich, falls erforderlich, mit..' gewissen Ausführungen erreichen läßt, ist die Vermeidung bevorzugter Flüssigkeitsansammlungen, z. B. der _:, chromatographischen stationären Phase an den Be- i rühnmgsstellen zwischen den Einzelteilchen der Fül- * lung. .' '

Der verwendete Ausdruck »Träger« heißt nicht un-' bedingt, daß sich die andere Phase relativ zur Füllung im Stillstand befindet. In Destillationssäulen fließt z. B. die flüssige Phase über die Oberfläche der Säulenfüllung im Gegenstrom mit der durch die Poren der Füllung aufsteigenden Dampfphase abwärts. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematisphe Ansicht verschiedener Stadien der Herstellung e)nes Füllmaterials für eine erfindungsgemäße Trennvorrichtung; . , '.

F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur einer anderen Ausführungsform des Fülimaterialsr

F i g. 3 und 4 sind schematische Schnitte durch einige typische Beispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung; .--■-.

F i g. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur chromatographischen Elution in zwei Richtungen;

F i g. 6 ist eine weitere Ausführangäforni zur chromatographischen Elution in einer Richtung und gleichzeitigen selektiven Beförderung von Stoffen längs eines Potentialgradienten in einer weiteren Richtung;

Fig./ zeigt ein riiittcis uss enmuungsgsrn3.i^en r erfahrens erhaltenes Gaschromatogramm;

F i g. 8 und 9 sind Destillationskurven aus Vergleichsversuchen.

F i g. 1 zeigt ein Pulver, das im wesentlichen aus kugelförmigen Teilchen besteht, die sich in einem willkürlichen Schüttzustand befinden. Dieser Zustand ist normalerweise uneinheitlich und entspricht hauptsächlich dem der herkömmlichen Säulenfüllung in der Chromatographie oder der Füllkörpersäule für die Destillation oder Adsorption (z. B. Glasperlen). Wenn die Teilchen massiv sind bzw. wenn man blinde Poren solcher Füllmaterialien, z. B. bei Kieselgur, außer Betracht läßt, beträgt das Hohlraumvolumen höchstens 40% des Gesamtvolumens, und dies auch nur

durch Aussieben alle etwa die gleiche Größe besitzen. In Wirklichkeit sind die Teilchen herkömmlich'erweise meist von sehr verschiedener Größe, was den Hohlraumanteil weiter verringert.

In der Durchführung der Erfindung wird Verzugs- ^;5 weise ein Hohlraumvolumen von mindestens 45%. vorzugsweise. mehr,' angestrebt, wobei blinde Poren außer' Betracht gelassen werden. Ferner muß eine einheitliche Porosität sowohl in bezug auf die Verteilung der Porehgröfien und Formen als auch auf die Gesamtporösität gesichert sein, und zwar mindestens für die gesamte Füllung, quer zur Nettoströmungsrichmng gemessen, und vorzugsweise ebenfalls in Richtung der •\Nettostromung- selbst. In der willkürlichen Schüttung ist eine solche Einheitlichkeit völlig unwahrscheinlich, -15 selbst im Innern der Füllung und ganz besonders in der Nähe der umschließenden Wandungen. ■ · ■'

Die beste praktische Probe auf Einheitlichkeit dürfte wohl'die eigentliche Trennfähigkeit selbst sein, -und ■obwohl ■ es; schwer ist, allgemeingültige' Richtlinien "so festzulegen-, läßt'sich im allgemeinen sagen, daß eine Füllung, in welcher lokale Variationen 20%, vorzugsweise 10 %,; nicht überschreiten, eine im Vergleich zum Stand'der'Technik ausgezeichnete Einheitlichkeit "besitzt.;· ■'■" ^: ■'■'.'_ ■ '■ '■ '- ■ ^:·' · ■ · ' '_ 'a'5

Um .'dies zu .erreichen, wird gemäß einer Aus-, führung das' Material 1 in an sich bekannter Weise in den _ Wirbelschichtzustand versetzt, d. h. durch Einblasen eines" gleichmäßig verteilten Wirbelmittels, ■z. B. Luft, . von unten her, bis die . Pulverschicht turbulent wird und die ' Fließ ei genschaften eines ■ dünnen' kochenden Breies annimmt. Danach wird die Luftgeschwindigkeit verringert, bis die Turbulenz gerade völlig aufhört, wobei die Teilchen .emander'gerade berühren und sich in dem genau festgelegten metastabilen Zustand der losesten Raumfüllung 2 befinden, in welchen der Luftstrom gerade die Neigung der Teilchen ausgleicht, einen dichteren ' Schüttzustand anzunehmen. Die Bildung des erforderlichen., einheitlichen metastabilen Zustands läßt sich mittels Vibration fördern. In diesem Zustand mit einem Gesamthohlraumvclumen von 48% werden die Teilchen sodann miteinander verklebt. Beispielsweise bestehen die-Teilchen aus einem sinterbaren Material bzw. sind .damit beschichtet, z. B. Glas- oder Metallperlen, Wachs, thermoplastischer Kunststoff wie PoIykohlenwasserstoffe,-Polyvinylchlorid. Fluorkohlenstoffkunststoffe, Polyamide,, chlorinierte Polyäther, Silikonharze, Polyakrylate oder ungehärtete bzw. teilveise' g;h£rtete Duiopteste. z.B. Epoxyharz in dar B-Stufe der Härtung, in welcher der Kunststoff bei ^jmmertemijeratur lest ist. sicn acer ggcu. sintern läßt. Einige Polymerisationsverfahren" ergeben von selbst im wesentlichen kugelförmige Teilchen. Solche Fuher werden dann, falls erforderlich, lediglich zur Erzielung eines engen Größenbereiches ausgesiebt.

Andere Rohstoffe lassen sich durch Gießen des geschmolzenen Materials durch ein Sieb in kugelförmige Teilchen umwandeln (Schrotturm-Verfahren). Das Sintern der Teilchen zur Fixierung im ausgedehnten metastabilen Zustand des Materials wird gemäß ' einer Ausführung durch Erhöhung der Temperatur des Auflcckerungsmittels sowie der Temperatur des Gefäßes, in weicher die Auflockerung stattfindet, durchgeführt.

Die Zwischenraumes werden nun mit einer verfestigbaren flüssigen Masse, z. B. mit einem Duro-Härtung des Kunststoffs' wird das ursprüngliche •körnige Material 4 aus dem Aggregat entfernt, beispielsweise durch Lösung, Schmelzung oder Abdampfung, und es bleibt dann ein poröser Körper 5 mit einem Hohlraumvolumen von 52% zurück.

Eine etwas ähnliche Textur erhält man, wenn man das gesinterte bzw. verklebte Produkt2, z.B.''durch

■ 'Druck von innen, so weit ausdehnt, bis die Perlen sich strecken und verziehen und eine ähnliche Form und •Anordnung wie bei 5 annehmen. Zu diesem Zweck ■kann man die.Hohlräume 3 mit einem unter Wärme-Oder Lösungsmitteleinwirkung sich 'ausdehnenden Stoff zufüllen, der nach der Ausdehnung beispielsweise durch Herauslösung bzw. '.Herausverdunstung entfernt wird; ... · :

■ Es ist auch möglich, die Perlen 1 mit einem Klebemittel zu überziehen,· das nach Erreichen des Zustandes 2 durch Wärme oder zeitweiliger- Einführung 'eines Lösungsmitteldarhpfes oder chemischer Reagenz k'lebrig gemacht wird. In ähnlicher Weise können auch massive Polymethylmethacrylatteilchen zusam-^ ■mengeklebt werden, indem man" zeitweilig" der Luft-- ^:oder anderem Auflockerungsmittel eine ausreichende Menge Chloroform zugibt. ■

' Zum:Sintern ist es auch möglich, die Wärme dielek-: trie ei anzuwenden, falls die Teilchen einen hohen ■ ,^; elektrischen Widerstand, besitzen, wie im Falle der/, meisten soeben aufgezählten Stoffe. Im Falle metalli-; ' scher'Teilchen oder Teilchen mit einem Metallkern ist' es auch möglich, die Sinterwärme durch Induktion anzuwenden. ·...··. . · · - ' . ■ . / . Vorausgesetzt, daß die Reibung zwischen den Teilchen äußerst gering und die Teilchen äußerst gleichförmig und rund sind, läßt sich auch ein weiterer, "genau festgelegter und völlig einheitlicher Zustand 6, nämlich der der dichtesten Teilchenanordnung, er-

■ reichen. Nach Verklebung der Teilchen ergibt sich ein Hohlraumvolumen von nu/ 26 %· falls andererseits

■ein Aggregat mit den Teichen in diesem Zustand, eingebettet in einem nachträglich erstarrten Grund-• gefüge, hergestellt wird,, wonach man die Teilchen aus dem Grundgefüge entfernt, so ergibt sich ein. poröser Körper mit einem Hohlraumvolumen von 74%, was für die Zwecke der Erfindung sehr günstig ist."":'"': V--¹

Das gleiche Verfahren, angewandt auf ein Aggregat, in welchem die Teilchen willkürlich gemäß 1 angeordnet sind, ergibt ein Hohlraumvolumen des Grtrndgefüges nach Entfernung der Teilchen von etwa 60%. 'Verausgesetzt, daß die ursprünglichen Teilchen sich alle in einem engen Komgrcßenbereich befanden und •wenigstens annähernd gleichmäßig geschüttet waren, so wird das poröse zusömmeiihängende Grundgefügc den praktischen Erfordernissen an gleichmäßiger Porosität für die Zwecke der Erfindung genügen, selbst da, wo das willkürlich geschüttete Pulver Selbst diesen Ansprüchen nicht entsprach. Die Begründung hierfür liegt darin, daß im porösen Grundgefüge die Porenform und -größen genau den vorausbestimmbaren Formen und Größen der nachträglich entfernten Teilchen entsprechen.

In den verschiedensten Ausführungen dieser Art kann das Grundgefüge organisch oder anorganisch sein. Es läßt sich in Form einer¹ Flüssigkeit oder eines semifiüssigen Stoffes anwenden, der nachträglich beispielsweise durch chemische Reaktion aushärtet. Beispiele sind Duroplaste wie Polyester oder Epoxykunststoff oder anoraanische Kitte wie.Sorelzement

Ιμ'υ.^Μ

il. ii Cl UIiL. iNCwii UZi ci lux

iic /-\%cCa.c sogar

ocrr

Gips. Für einige Zwecke wäre es selbst denkbar, ein kolloidales System, z. B. eine Tonaufschwemmung, zu verwenden, die nachträglich durch Wasserverlust erhärtet und die dann, falls erforderlich, mit oder ohne Glasur gebrannt werden kann. Andere Materialien für das Grundgefüge, z. B. schmelzbare Kunststoffe, Wachse, Metalle und Gläser mit niedrigem Schmelzpunkt, werden im geschmolzenen Zustand verwendet und durch Abkühlung erstarren gelassen.

Das körnige Material wird je nach dem Grundgefüge so gewählt, daß die nachträgliche Entfernung der Körner das Grundgefüge nicht beschädigt. Geeignete Stoffe zur nachträglichen Entfernung durch Schmelzen sind Wachsperlen. Kunststoffe oder Metalle mit niedererem Schmelzpunkt als das Gefüge. Metallperlen lassen sich auch mit Säuren ausätzen. Perlen aus Wachs, bituminösen oder anderen organischen Stoffen lassen sich auch mit entsprechenden organischen Lösungsmitteln herauslösen. Schwefelperlen können herausgeschmolzen oder mit Schwefelkohlenstoff herausgelöst werden, Perlen der verschiedensten Salze, Gelatine, Stärke od. dgl. lassen sich auch mit Wasser herauslösen. Die meisten organischen und einige anorganische Stoffe lassen sich auch durch Verdunstung mit Wärmeanwendung -entfernen, in einigen Fällen mittels Zersetzung.

Der Ausdruck »Füllmaterial«, wie er in dieser Beschreibung zur Anwendung kommt, ist im breiten loseren Sinne entsprechend dem Sprachgebrauch dieser Fachrichtung zu verstehen, d. h. im Sinne eines Materials, womit eine Säule oder ähnliche Vorrichtung mit abwechselnd massiven und hohlen Stellen (Poren) gefüllt wird. Der Ausdruck »Poren« ist in diesem Zusammenhang auch im breiteren Sinne zu verstehen in Abhängigkeit von den übrigen Dimensionen der Säulen oder ähnlichen Vorrichtungen. Die verschiedensten Porenformen und -größen sind möglich, solange das Füllmaterial im wesentlichen in Form eines Schaumes mit offener Porenstruktur vorliegt. Gemäß einer äußersten und für viele Zwecke bevorzugten Ausführung sind die Hohlräume bzw. Poren bei weitern das überwiegende Kennzeichen der Füllung, wobei der Festkörperanteil nur in Form einer Skelettstruktur von etwa 3 ⁰I₀, z. B. zwischen 2 und 5 °/„ desvGesamtsäulenvolumens vorliegt. Ein solcher Schaum läßt sich aus einem beliebigen Material herstellen, das den Ansprüchen der Füllung entspricht und gleichzeitig in einen Schaum organischer oder anorganischer Zusammensetzungverwandelbarist. Als Beispiele schäumbarer anorganischer Stoffe seien Glas, Schlacke, kalkhaltige Bindemittel einschließlich Portland und verwandter Zementmischungen. Gips u. dgl. genannt.

Ferner ist es möglich, einen Schlauch aus wärmeschrumpfendem Kunststoff äußerlich über das vorgefertigte Füllmaterial zu ziehen und dann durch Erwärmung fest auf das Füllmaterial aufzuschrumpfen. Das Chromatogramm gemäß F i g. 7 wurde beispielsweise mit einer so hergestellten Säule erhalten.

Die Erfindungsmerkmale eignen sich für die Chromatographie in jedem Ausmaß, von mikroanalytisch bis zu großtechnischen präparativen Trennungen.

Besonders vorteilhafterweise wird die Erfindung auf großtechnische Trennsäulen, insbesondere Säulen mit einem Durchmesser von mindestens 10 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm, insbesondere mindestens 1 m, angewandt. Solche Säulendurchmesser lassen sich in der Chromatographie überhaupt nicht erfolgreich mit ciien Säuieniüliungen ohne unaunehmüche

Verluste an Trennfähigkeit verwenden. In chromatographischen Säulen wird bevorzugt, daß die durchschnittliche Querschnittsfläche der einzelnen Poren verhältnismäßig klein ist und nicht mehr als 1%, vorzugsweise nicht mehr als 0,1 °/₀, insbesondere weniger als 0,01%, der Säulenquerschnittsfläche beträgt. Gemäß einiger Ausführungen können die Poren mikroskopisch klein sein, unabhängig vom Säulenquerschnitt.

ίο Andererseits, insbesondere im Falle von Säulen sehr großen Durchmessers, z. B. 30 cm und mehr, lassen sich auch größere Poren, z. B. mit einem Durchmesser bis zu 1 cm oder größer und einem entsprechend verringerten Druckverlust durch die Säule auf Kosten einiger Trennleistung, verwenden. Es ist besonders interessant festzustellen, daß mit einigen Füllungen der Textur gemäß F i g. 2 bereits Bodenhöhen von weniger als dem durchschnittlichen Porendurchmesser festgestellt wurden.

Das Füllmaterial kann selbst direkt als stationäre Phase dienen bzw. oberflächenbehandelt werden, z. B.— · chemisch, um dadurch selbst als stationäre Phased""" oder sonst als Träger für ein nachträglich aufgetragenes -' stationäres Phasenmaterial zu dienen. Im letzteren Falle kann die stationäre Phase als feste Deckschicht, ■· z. B. eine Schicht aus kolloidalem Kohlenstoff, einem ! Niederschlag von aktivem Aluminiumoxyd oder einer. / Gelschicht, insbesondere einem Niederschlag von ■ Kieselgel oder Kunststoff, z. B. Ionenaustauscherharz, .sein. Die Füllung eignet sich auch besonders als Träger • für die verschiedensten in der Technik als stationäre Phase bekannten Flüssigkeiten, sowohl polar als auch nichtpolar. Wenn nötig, kann das Füllmaterial behandelt werden, z. B. mit Monochlortrimethylsilan oder Dichlordimethylsilan, um dadurch die Polarität der Füllungsoberfläche in an sich bekannter Weise zu verringern. Danach wird dann die Füllung in an sich bekannter Weise mit der/entsprechenden zurückhaltenden Phase imprägniert. ■ .

Falls die Saulenfullung^beispielsweise aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Polystyrol besteht, ist es auch möglich, die Oberflächen der Poren zwecks Er-. zielung von Ionenaustauschereigenschaften-der Füllung zu sulforderen. In anderen Fällen wird die SäüFe ;■--

erst vorimprägniert, z. B. mit einem Silan, und danach" sulfoniert.

Wegen der äußerst geringen Druckverluste durch einige der hier beschriebenen Füllstoffe wird es auch möglich, chromatographische Trennungen, Stoffanreicherungen oder Reinigungen im großtechnischen Ausmaße im Innern von Rohrleitungen durchzuführen "vVälpren·^ ^°s iv^a^s^al ^"^ciz s^'che Rohrleitungen von einem Ort zürn anderen transportiert wird.

Die gezeigten Porenstrukturen eignen sich ganz besonders für die Chromatographie bei hoher Geschwindigkeit, z. B. mehrere Größenordnungen schneller als bisher üblich war. Es ist ein arteigenes Kennzeichen der hier beschriebenen Füllmaterialien, daß sich in der Chromatographie ausgesprochen flache Strömungsgeschwindigkeitsprofile ergeben, im allgemeinen ohne wahrnehmbare »Fingerbildung«. Die eben erwähnten, ungewöhnlich hohen Betriebsgeschwindigkeiten lassen sich zur Erzielung erhöhter Durchsatz- bzw. Trenngeschwindigkeiten verwenden. Sie eignen sich auch zur noch weiteren Abflachung des Geschwindiskeitsürofils. insbesondere zur Ausschalrang jegücner vVancefeKie. rüis die

109 585/360

schwindigkeit über einen gewissen Wert erhöht wird (der am besten als Reynolds-Zahl festgelegt wird), ergibt sich eine ziemlich plötzliche Verbesserung der Querstreuung und Vermischung infolge der Bildung von Wirbeln hinter den einzelnen festen Versperrungen (Plateaugebieten) der Füllung. Sofern die materialfördernde Phase flüssig ist, beträgt die bevorzugte Strömungsgeschwindigkeit mindestens 0.2. insbesondere mindestens 0,3 cm/Sek., während im Falle eines Gases und, vorausgesetzt, daß die Art der zurückhaltenden Phase dies zuläßt, die bevorzugte lineare Fließgeschwindigkeit mehr als 15 cm/Sek., vorzugsweise mehr als 20 cm/Sek., insbesondere mindestens 30 cm/ Sek., betrag;.

Die außergewöhnlichen Merkmale des Füllmaterials in Hinsicht auf den mechanischen Zusammenhalt und die einheitliche Porosität gestatten drastische Abweichungen von herkömmlichen Säulenkcnstruktionen, z. B. ist es, falls erwünscht, ohne weiteres möglich, vom bisher üblichen kreisförmigen Säulenquerschnitt abzuweichen. Andere Vorrichtungen, z. B. die gemäß F i g. 5 und 6, können überhaupt nicht als Säulen im üblichen Sinne bezeichnet werden.

Verwendet man die Vorrichtung gemäß F i g. 3 als Adsorptionssäule, so tritt ihre hohe Durchlässigkeit als besonderer Vorteil zutage. Das Füllmaterial kann beispielsweise mit einer Flüssigkeit, einer festen Adsorbenz oder einem Einschlußverbindungen bildenden Stoff beschichtet sein.

F i g. 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine ansonsten herkömmliche kontinuierliche Destillationsvorrichtung, doch läßt sich die Erfindung selbstverständlich auch auf Laboratoriumsgeräte und absatzweise arbeitende Destillationsvorrichtungen anwenden. Die gezeigte Vorrichtung besitzt zwei Säulenabschnitte 10 und 11, die beide mit einer der oben beschriebenen Säulenfüllungen gefüllt sind, vorzugsweise mit der Schaumtextur gemäß F i g. 2. Das zu trennende Material wird in Dampfform bei 12 eingeführt. Die höhersiedende Fraktion sammelt sich in der beheizten Blase 13 und wird von dort aus kontinuierlich bei 14 entzogen. Die niedersiedende Fraktion wird im Kühler 15 kondensiert, von wo ein Teil des Kondensats zum Säulenkopf als Rückfluß zurückgeführt wird, während der Rest durch den Kühler 16 entzogen wird und die leichtesten Dämpfe bei 17 kondensiert werden.

Im Falle von Destillationssäulen werden verhältnismäßig grobe Texturen, d. h. ununterbrochene Poren, verhältnismäßig großen Querschnitts zur Verringerung der Neigung zum Kotzen der Säulen bevorzugt. Im Falle großtechnischer Destillationsanlagen können die Poren Durchmesser von mehreren Zentimetern besitzen. Auch hier isz es wegen der Einheitlichkeit der Porosität und Unterdrückung der Wandeffekte möglich, Säulenquerschnitte zu verwenden, die von der üblichen runden Form abweichen. Auch für Destillationszwecke ist es möglich, die Oberfläche der Füllung durch entsprechende Behandlung mehr oder weniger polar zu machen, um dadurch die Netzungseigenschaften entsprechend zu ändern.

Die verschiedensten hier beschriebenen Füllmaterialien können auch mit einem entsprechenden Beschichtungsmaterial beschichtet werden, um dadurch die Füllungen gegen die Stoffe, mit denen sie in der Destillations- oder chromatographischen oder anderen Vorrichtung in Berührung kommen, zu schützen. Einige der hier beschriebenen Schäume wurden bei-

handelsüblichen Fußbodenbeschichtungsmaterial beschichtet.

Mit herkömmlichen Füllmaterialien ist die chromatische Elution im allgemeinen wegen mangelnder Einheitlichkeit und mangelndem Zusammenhang der Füllung nur in einer Richtung möglich. Mit den hier beschriebenen Füllungen wird es möglich, nacheinander in mehr als einer Richtung, z. B. wie bei der sogenannten »zweidimensionalen« Papierchromatographie, zu eluieren und mit dem Vorteil einer erheblich erhöhten Kapazität, was sich als nützlich erweist, wenn komplizierte Gemische, z. B. Gemische von Aminosäuren, im präparativen Maßstab zu trennen sind. In F i g. 5 wird eine Vorrichtung für diesen Zweck schematisch abgebildet. Sie besitzt einen Kasten 34, zwischen deren Boden und Deckel ein quadratischer Block 35 des Füllmaterials gemäß

ist, und

eine Lücke zwischen den Seiten des Blocks 35 und den Seitenwänden des Kastens 34 übrigbleibt. Diese Lücke ist mittels diagonaler Zwischenwände 36 in den Ecken ~ so unterteilt, daß zwei Eluiermittel-Eintrittskammera.^ 37 und 38, eine Ausgangskammer 39 gegenüber der Kammer 37 und eine mehrfach in kleinere Kammern 40 unterteilte Ausgangskammer gegenüber der Kammer 38 · entstehen. Jede Eingangskammer besitzt einen Ein-: gangsstutzen und jede Ausgangskammer einen Aus-/ gangsstutzen. In der Nähe der Ecke zwischen den,' Kammern 37 und 38 befindet sich das Einführungs-' system 41 für die Probe und wird von einer synthetischen Weich gummischeibe mit einer selbstschließenden öffnung 42 verschlossen. Die Materialprobe wird durch die Öffnung 42 mit einer Injektionsspritze eingespritzt. Danach wird zunächst mit einem ersten Eluiermittel von der Kammer 37 aus durch die Füllung in Richtung auf die Kammer 39 eluiert. Diese Elution kann gegebenenfalls so lange fortgesetzt werden, bis bereits einige Bestandteile der Probe durch die Kammer 39 mit dem Eluat entzogen sind. Nachdem in vorher festgelegter Weise'die verschiedensten Bestanteile der Probe verschieden weit mit dem ersten Eluiermittel gewandert sind, wird die Einführung des Eluiermittels bei 37 unterbrochen und wird vorudä an mit einem anderen Eluiermittel von der Kammer 3,8-.'aus , in Richtung auf die Kammer 40 eluiert, so daß die verschiedenen Bestandteile nun zu verschiedenen Zeitpunkten bei den verschiedenen Kammern 40 ankommen.

Als eine Weiterbildung dieses Gedankens wird vorgesehen, daß die jeweiligen Seiten der Füllung 35, die sich parallel zur Elutionsrichtung befinden, beispielsweise mittels einer VerschluSeinrichtung 43, von der nur eine gezeigi wird, abgedeckt werden. Dies ist aber nur dann erforderlich, wenn eine Neigung des Eluiermittels zur Umgehung der Füllung festgestellt wird.

F i g. 6 ist mit der soeben beschriebenen Ausführung sowie mit gewissen Vorrichtungen zur Papier-Elektrophorese verwandt und besitzt eine Eintrittskammer 44 für das Eluat an einer Seite der Füllung 45 und eine Vielzahl von Ausgangskammern 46 längs der gegenüberliegenden Seite. Die übrigen beiden Seiten des Kastens werden von zwei Elektroden 47 und 48 geschlossen. Die Vorrichtung dient zur Trennung amphoterischer Stone, die durch eine Eingangsvorrichtung 47 wie in F i g. 13 eingeführt werden. Die Trennung findet durch Elution und gleichzeitige differenzierte seitliche Wanderung der Stoffe unter Einwirkung

gleich zu aufgeschichteten Papierbogen bietet die Vorrichtung den Vorteil völliger Einheitlichkeit in sämtlichen Dimensionen.

B ei sp i e 1 1

Es wird eine Polyuräthansäule hergestellt mit der Schaumtextur gemäß F i g. 2, einem Hohlraumvoluinen von 97 ⁰J₀, 30 Poren pro Zentimeter, Säulenlänge 187 cm, Durchmesser 0,25 cm. Zur Beschichtung des Schaumes mit Silikonöl wird dieses als lOvolumprozentige Lösung in Petroleumäther eingeführt und das Lösungsmittel nachträglich abgedampft. Eine Probe eines Gemisches der Normalparaffine von C₄ bis C₃ (2,5 Mikroliter) wird eingeführt und mit Wasserstoff bei einer linearen Strömungsgeschwindigkeit von 10 cm/Sek. eluiert. Das in üblicher Weise aufgenommene Chromatogramm, das, wie üblich, von rechts nach links zu lesen ist, wird in F i g. 1 abgebildet. Die erste Spitze ist auf Butan zurückzuführen, gefolgt von Pentan, Hexan, Heptan und Oktan. Der Druckverlust war nur zwischen 1 und 1,5 at.

Beispiel 2

Die gleiche Säule wird bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten auf Bodenhöhe geprüft. Mit fiüssigen Eluiermitteln ergibt sich vollständige Querstreuung und eine sich daraus ergebende Minimumbodenhöhe von 1 mm bei 0,3 cm/Sek. Mit einem Trägergas als Eluiermittel beträgt die Bodenhöhe bei 15 cm/Sek. 0,5 mm und fällt auf 0,2 mm bei 30 cm/Sek. Das Gefalle der Meßwertkurve zeigt an, daß dies etwa dem Optimum entspricht. Eine andere ähnliche Füllung mit 40 Poren pro Zentimeter ergibt eine Bodenhöhe von 0,1 mm bei 30 cm/Sek.

Beispiel 3

gefüllt. Solche Dispersionen sind handelsüblich. Das flüchtige Lösungsmittel wird vorsichtig abgedampft, und die kolloidale Kohlenstoffschicht bleibt zurück. Die Dicke der Kohlenstoffschicht kann nach Wunsch durch Einstellung der Konzentration der Dispersion eingestellt werden.

Die so erhaltene Säule läßt sich z.B. zur Trennung von Sauerstoff- und Stickstoffgas mit Wasserstoff oder Helium als mobile Phase verwenden. Die Trennbedingungen sind an sich bekannt. ·■.-■-

Die aktive Kohlenstoffschicht kann auch in an sich bekannter Weise durch Behandlung mit Squalin deaktiviert werden und eignet sich dann zur Trennung von beispielsweise Propan und Butan oder für ähnliche Trennaufgaben. Die Chromatogramme werden in an sich bekannter Weise erhalten.

Beispiele

Vergleichsversuche wurden mit einer doppelwandigen Destillationssäule — Innendurchmesser 50 mm — 90 cm durchgeführt. Die folgenden Füllungen wurden ■. verglichen: _. - . -^

a) PodbielniakSpiralnötz; "--'

b) normal geschüttete Porzellan-Raschig-Ringe,

6 · 6 mm; y

c) Polyurätnanschaum gemäß F i g. 2, Hohlraumvolumen 97%, Porengröße etwa 5 mm. /

Bodenhöhenmessungen wurden mit der Testmi'

schung n-Heptan-Methylcyclohexan durchgeführt. Die folgenden Meßwerte wurden wahrgenommen: ■'

Detektorsonden werden in verschiedenartige Füllungen einer Säule mit 5 cm Durchmesser eingeführt. In herkömmlichen Säulen ist die Fingerbildung deutlich erkennbar und wird ein starker Wandeffekt festgestellt. Mit einer Füllung der Eigenschaften wie in den vorangegangenen Beispielen wird überhaupt keine Fingerbildung festgestellt und ist der Wandeffekt sehr viel weniger stark entwickelt. Daraus ergibt sich, daß sich die Füllung auch für Säulen beliebig viel größerer Durchmesser eignet.

Beispiel 4

Eine Silikongummischaumsäule wird mit medizinalem Paraffin imprägniert. Das Hohlraumvolumen beträgt 85% mit etwa 20 Poren pro Zentimeter. 70°/₀

WäßliseS .AzStGIl. Wird mit Tnecii-7i*T<ciipm Paraffin OQm

sättigt und dient als mobile Phase. Ein Gemisch von Palmitin- und Stearinsäure wird in einem kleinen Volumen der mobilen Phase gelöst und in der üblichen Weise auf die Säule aufgegeben, wonach mit weiteren 70°/₀ wäßrigem Azeton eluiert wird. Die Säulentemperatur beträgt 30⁰C (Doppelwandung mit Warmwasserzirkulation). Bei 0,3 cm/Sek. Fließgeschwindigkeit findet eine völlige Trennung der Palmitinsäure von der Stearinsäure statt. Säulenlänge 30 cm.

Beispiel 5

Eine erfindungsgemäße Säule wird innerlich mit einer hoch absorbierenden Kohlenstoffschicht wie folgt beschichtet:

Die Säule wird mit einer Dispersion des kolloidalen Durchsatzgeschwindigkeit

(ml/Std.) :

Betriebsinhalt (ml) y,

Druckverlust (mm Hg) f....
Bodenhöhe (cm) ./.

Füllung .

Γ b I

4000 160

5 1,3-

5000

290

23

5000 120 5 1,1

Außerdem wurde die maximale Durchsatzgeschwindigkeit, d. h. unmittelbar vor dem Kotzen .der Säule, wie folgt bestimmt: —

a) 6000 ml/h, -' — V

b) 5200 ml/h,

c) 6000 ml/h.

Die Ergebnisse zeigen, daß die Füllung c) der Füllung b) bei weitem überlegen ist und auch im Vergleich zur sehr teuren Füllung a) günstig abschneidet.

Beispiel 7

(Belastbarkeit unter Destillationsbedingungen)

a) Schaum: Porengröße zwischen 10 und 2 mm, durchschnittlich etwa drei Poren pro Zentimeter. Polyurethan mit Polyvinylacetat beschichtet.

b) Raschigringe — Porzellan 10 mm. Säule 8 mm Durchmesser X 60 cm. Flüssigkeitsaufgabe 50°/₀ Alkohol mit Sprüherkopf.

Gasphase Luft.

Es wurden zwei Versuche durchgeführt. Im ersten Versuch wurde die Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 70 kg/m²/Std. aufgegeben, im zweiten Versuch mit einer Geschwindigkeit von 200 kg/m²/Std.

Im ersten Versuch spuckte die Säule mit Raschig-

m²/Std., während die Schaumsäule bei 45 kg/m²/Std. noch nicht voll belastet war.

Im zweiten Versuch spuckte die Raschigringsäule bei etwa 15 kg/m²/Std. Luftgeschwindigkeit. Die Schaumsäule war wiederum bei 45 kg/m²/Std. noch nicht voll belastet.

Die Versuchsanordnung ließ höhere Luftgeschwindigkeiten nicht zu, so daß die maximale Belastbarkeit der Schaumsäule nicht ermittelt werden konnte. Durch die Säulenwand ließ sich beobachten, daß die Flüssigkeit ziemlich gleichmäßig über die Skelettoberflächen der Schaumtextur floß und nur die kleineren Poren sich völlig mit Flüssigkeit füllten. Im Gegensatz zur mit Raschigringen gefüllten Säule waren auch keine Wandeffekte wahrnehmbar, mit Ausnahme einer etwas unterschiedlichen Benetzbarkeit des Wand- und Schaummaterials.

Beispiel 8

(Destillation)

Während im Beispiel 6 und 7 ein hochporöses Material entsprechend F i g. 2 verwendet wurde, zeigt der folgende Versuch die Vorzüge des umgekehrten Extremfalles.

Als Versuchsanordnung wurde ein Rohr mit 40 mm Innendurchmesser bis zu einer Höhe von 105 mm möglichst dicht mit Wachskugeln vollgepackt. Die Kugeln hatten Durchmesser zwischen 6 und 12 mm, durchschnittlich etwa 9 mm. Die Hohlräume wurden dann mit Gips ausgegossen. Nach dem Erstarren des Gipses wurde das Wachs herausgeschmolzen und mit Lösungsmitteln aus dem offenporigen Gipsgefüge herausgewaschen. Die Rohrfüllung hatte nun eine offenporige Schaumstruktur.

Als Vergleichssäule fand ein ähnliches Rohr mit einer gleich langen sattelähnlichen Füllkörperfüllung Verwendung. Die Porengröße dieser Säule entsprach etwa der der Versuchssäule.

Als Testflüssigkeit wurde Alkohol/Wasser bei unendlichem Rücklauf verhältnis verwendet. Die Bodenhöhe wurde jeweils graphisch mittels der Kurvenblätter aus E. Kirschbaum, »Destillier-undRektifiertechnik«, zweite Auflage, Springer-Verlag (1950),

ermittelt. ^₁

Die regelbare Blasenheizung gestattete keinen höheren Durchsatz. Es konnte jedoch beobachtet werden, daß die Vergleichssäule den Maximaldurchsatz praktisch erreicht hatte, die Versuchssäule jedoch noch keineswegs.

Die Versuchssäule ergab grundsätzlich wesentlich geringere Bodenhöhen als die Vergleichssäule. Bei steigender Belastung wurde dieser Unterschied erheblich größer. Hätte die Blasenheizung größere Belastungen zugelassen, wären zweifellos noch bessere Werte erzielbar gewesen.

Die Überlegenheit der Versuchssäule ergab sich auch deutlich aus Destillationskurven.

Testgemisch	Durch	Bodenhöhe (mm)	Vergleichs
(Gewichtsprozent	satz	Versuchs-	säule
Alkohol)	(SfMm.)	säule	70
36	13 -	60	68
8	15	52	64
5	14	54	64
16	Ti	Ti	64
71	25	24

B ei spi el 9 (Destillation)

Die verwendete Destillationssäule war unisoliert, 430 mm lang und hatte einen Durchmesser von 45 mm.

Die Säule wurde mit ähnlichen Füllkörpern wie die der Vergleichssäule im Beispiel 8 gefüllt. Anschließend wurde erfindungsgemäß der Versuch mit einer Schaumsäule durchgeführt, Schaumtextur gemäß F i g. 2, Polyurethan der Firma Scott Paper Co., durchschnittliche Porengröße (ziemlich gleichmäßig) 2,5 mm. Der Schaum wurde auf Rohrdurchmesser zugeschnitten.

Als Testflüssigkeit fand Alkohol/Wasser Verwendung. Sämtliche Versuche fanden bei maximaler Blasenbeheizung (Durchsatz 90 ml/Min.) statt.

a) Bestimmung der theoretischen Bodenhöhe

Die Bestimmung fand bei zwei Konzentrationen der Blasenfüllung statt (8,1 und 3,0 Gewichtsprozent) bei unendlichem Rücklauf verhältnis. Im Falle der Ver-gleichssäule betrug die theoretische Bodenhöhe etwa--8 cm. Die erfindungsgemäße Säule ergab in beiden ~ Versuchen das azeotrope Gemisch als Produkt, wodurch eine genau graphische Bestimmung der Bodenhöhe nicht möglich war, doch läßt sich ableiten, daß dieses Ergebnis einer Bodenhöhe von höchstens 3 cm entspricht. Auch in anderen Versuchen betrug die Bodenhöhe der Vergleichssäule jeweils das Zwei- bis Dreifache der erfindungsgemäßen Säule.

b) Destillationskurve ' '

41 8 Gewichtsprozent wäßriger Alkohol wurden bei einem Rücklaufverhältnis von 10:1 destilliert. Die Destillationskurven sind aus F i g. 8 ersichtlich (Versuch fand 1500 m über Meeresspiegel statt; Siedepunkt Wasser 94,8%, Siedepunkt azeotropes Gemisch Alkohol/Wasser 73,95³C). /

Der Versuch zeigt deutlich/die bei weitem.überlegene Trennschärfe der erfindungsgemäßen Säule. Die erfindungsgemäße Säule lieferte das azeotrope Gemisch mit einer Ausbeute von etwa 80 °/₀. Danach stieg- die Temperatur ganz langsam an, und die Erschöpfung des." Blaseninhaltes entsprach einem plötzlichen sehr sehne.!*- len Anstieg der Destillationskurve.

B e i s ρ i e 1 10 (Destillation)

Für den folgenden Versuch fand eine analytische Säule mit Vakuummantel Verwendung (Länge 400 mm,

■ f ■ ■ μ ^_rj_l_^_l ^ * I \*^Λ| ft fc "U \f \f ^" l· ^L·^^ ^U^^J^^^L § 0 ^^^ X^^ l·**. Λ \f %^ ί S * I 1 έ n I 1 ^K' ^ *m ^* ^L *-*■ * * ^^^^L ^^ dieser Säule bestand aus 4 mm elektrischen Isolierperlen (Porzellan) und diente als Vergleichsfüllung. Für die erfindungsgeinäße Säule fand der gleiche Schaum wie im Beispiel 9 Verwendung.

Für beide Fälle wurde folgende Blasenfüllung verwendet: 5 ml 90°/₀ Alkohol in 500 ml Wasser; Rücklaufverhältnis 50:1; Belastung 2,5 ml/Min.

F i g. 9 zeigt die beiden Destillationskurven und die deutliche Überlegenheit der erfindungsgemäßen Säule. Die Säule lieferte azeotropes Gemisch, bis die Restkonzentration in der Blase auf etwa 0,3 °/₀ gesunken war. Die Schärfe der Trennung deutet nicht nur auf eine geringe theoretische Bodenhöhe bei guter Belastbarkeit, sondern auch auf einen besonders geringen Betriebsinhalt der Säule.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Stofftrennung durch Kontakt zwischen zwei Phasen mit einem mit porösem Material angefüllten Trennraum, insbesondere Chromatographier- oder Destilliervorrichtung, d adurch gekennzeichnet, daß der Trennraum (8) ein feststoffartiges Material (7) mit einer offenporigen, schaumartigen Porenstruktur enthält, dessen Skelett als eine der Phasen bzw. als deren Träger ausgebildet ist, und daß Durchfiußkanäle für mindestens eine strömende Phase von der schaumartigen Porenstruktur gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skelettoberflächen der Porenstruktur undurchlässig sind.

3. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skelettoberflächen mit einer undurchlässigen Schutzschicht versehen sind.

4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material selbst mit Ausnahme der Poren undurchlässig ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Porositätseigenschaften des Schaummaterials sowohl quer zur Hauptströmungsrichtung (9) als auch in der Hauptströmungsrichtung (9) selbst im wesentlichen einheitlich sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummaterial als zusammenhängender, sich über den ganzen Raum erstreckender, mit der Wandung des Trennraums fest verbundener Körper vorliegt.

7. Chromatographiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Skelettoberfläche mit einer stationären chromatographischen Phase beschichtet oder zur Bildung von chromatographisch aktiven Oberfiächenstellen behandelt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummaterial mit einer flüssigen stationären Phase imprägniert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren des Schaummaterials mit einer flüssigen chromatographischen Förderphase gefüllt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 80°/₀ des Raumes aus Durchflußkanälen für die Förderphase bestehen.

11. bestilliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Porendurchmesser des Schaummaterials zwischen etwa 5 mm und mehreren Zentimetern betragen.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus grobporigen Schaumkörpern mit Porengrößen zwischen etwa ¹J₃₀ ^cm bis zu einigen Zentimetern besteht.

13. Verfahren zum Betrieb einer Chromatographiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit mindestens auf einen vorausbestimmten Wert eingestellt wird, bei dem die Quervermischung etwaige Geschwindigkeitsprofilejüekte im wesentlichen auswischt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, durchgeführt mit einer gasförmigen beweglichen Phase, dadurch gekennzeichnet, daß deren Geschwindigkeit auf mindestens 15 cm/Sek., vorzugsweise 30 cm/Sek., eingestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, durchgeführt mit einer flüssigen beweglichen Phase, dadurch gekennzeichnet, daß deren Geschwindigkeit auf mindestens 0,2 cm/Sek., vorzugsweise 0,3 cm/Sek., eingestellt wird.

16. Verfahren zum Betrieb einer Chromatographiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander in mindestens zwei verschiedenen Richtungen eluiert wird.

17. Anordnung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10 bzw. 12 innerhalb von Flüssigkeiten oder Gase fördernden Fernleitungen.