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Patent Searching and Data


Title:
MODULAR CHROMATOGRAPHY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/099237
Kind Code:
A3
Abstract:
The invention concerns a chromatography device comprising (i) a unitary column (10) designed to receive a chromatographic bed; (ii) a removable reservoir (9) for a bed suspension; and (iii) a base (8) comprising an actuator (14) fitted to a piston (11), said piston sliding inside the removable reservoir (9) and the column (10) to compress the suspension of solid grains into a chromatographic bed; the column (10), reservoir (9) and base being connected in series in that order, the piston (11) acting to compress the solid grains into a chromatographic bed inside the column (10). The invention also concerns a column for using the device, a method for compressing the chromatographic bed and a separation method using the device or the column.

Inventors:
LASALLE, Alain (7 rue de Villers, Vaudoeuvre-les-Nancy, F-54500, FR)
BROCKI, Thierry (17 rue Longefond, Malzeville, F-54220, FR)
RAOULT, Stéphane (6 rue de l'Abre, Benney, F-54740, FR)
BLEHAUT, Jean (58 bis rue de Metz, Nancy, F-54000, FR)
Application Number:
FR2007/000376
Publication Date:
February 21, 2008
Filing Date:
March 02, 2007
Export Citation:
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Assignee:
NOVASEP (Site Eiffel, Boulevard de la Moselle, Pompey, F-54340, FR)
LASALLE, Alain (7 rue de Villers, Vaudoeuvre-les-Nancy, F-54500, FR)
BROCKI, Thierry (17 rue Longefond, Malzeville, F-54220, FR)
RAOULT, Stéphane (6 rue de l'Abre, Benney, F-54740, FR)
BLEHAUT, Jean (58 bis rue de Metz, Nancy, F-54000, FR)
International Classes:
G01N30/56; B01D15/20; F16B1/00; G01N30/60
Foreign References:
FR2219797A11974-09-27
FR2710716A11995-04-07
US6001260A1999-12-14
EP0255049A21988-02-03
FR2823134A12002-10-11
US20020174912A12002-11-28
US20040256236A12004-12-23
US4195517A1980-04-01
Other References:
DATABASE WPI Week 198829, Derwent World Patents Index; AN 1988-200249, XP002445507
DATABASE WPI Week 199027, Derwent World Patents Index; AN 1990-204516, XP002403553
DATABASE WPI Week 1989, Derwent World Patents Index; AN 1989-273487, XP002403554, KANAMORI S; KITAZAWA A: "Chromatography appts. having piston with liq. discharge passage - has ring-shaped seals around piston and liq. discharge passage between seals"
DATABASE WPI Week 198828, Derwent World Patents Index; AN 1988-195634, XP002462106
Attorney, Agent or Firm:
POCHART, François et al. (Cabinet Hirsch-Pochart & Associés, 58 Avenue Marceau, Paris, F-75008, FR)
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Claims:

REVENDICATIONS

1. Dispositif de chromatographie comprenant :

- une colonne unitaire (10) destinée à recevoir un lit chromatographique, - un réservoir amovible (9) pour une suspension de lit,

- une embase (8) comprenant un vérin (14) adapté à un piston (11), ledit piston coulissant dans le réservoir amovible (9) et la colonne (10) pour comprimer la suspension de grains solides en lit chromatographique,

- les colonne (10), réservoir (9) et embase (8) étant connectées en série dans cet ordre, le piston (11) agissant pour comprimer la suspension de grains solides en lit chromatographique dans la colonne (10).

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les colonne (10), réservoir (9) et embase (8) sont connectés du haut vers le bas.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le piston est muni de joint de piston (12) venant en friction dans la colonne (10) et dans le réservoir (9).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le piston (11) et le vérin (14) sont reliés par un cylindre d'accouplement (19) venant en appui avec le piston (1 1) de façon réversible.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les colonne (10), réservoir (9) et embase (8) sont solidarisés au niveau de brides à l'aide d'attaches par colliers de serrage (21a, 21b, 21c).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'embase comprend deux chambres (16, 17) recevant un fluide hydraulique sous pression, disposées de part et d'autre de la partie inférieure (20) du vérin (14).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la colonne comprend en outre un ensemble tige filetée (24) et bride taraudée (25) recevant la tige filetée, ladite tige filetée (24) s'adaptant au piston (U), cet ensemble se substituant au réservoir (9) lors de l'utilisation de la colonne en tant que colonne de chromatographie.

8. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel, dans l'ensemble, la tige filetée (24) est munie d'un écrou de serrage (26, 27) pour l'ajustement de la pression de compression du lit.

9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les filetages de la tige (24) et du taraud (25) sont recouverts d'un revêtement anti-grippage.

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel une rondelle anti-rotation (28) est placée entre le piston (11) et la tige (24).

11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel un ressort est présent entre ladite tige filetée (24) et le piston (11).

12. Colonne (10) de chromatographie comprenant un ensemble tige filetée (24) et bride taraudée (25) recevant la tige filetée, ladite tige filetée s'adaptant au piston (1 1), cet ensemble étant fixé à la colonne par une attache par collier de serrage (2Id).

13. Colonne (10) de chromatographie selon la revendication 12, dans laquelle les filetages de la tige (24) et du taraud (25) sont recouverts d'un revêtement anti-grippage.

14. Colonne (10) de chromatographie selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle un ressort est présent entre ladite tige filetée (24) et le piston (1 1).

15. Colonne (10) de chromatographie comprenant un ensemble tige filetée (24) et bride taraudée (25) recevant la tige filetée, ladite tige filetée s'adaptant au piston (11), cet ensemble étant fixé à la colonne, et dans lequel les filetages de la tige (24) et du taraud (25) sont recouverts d'un revêtement anti-grippage.

16. Colonne selon la revendication 15, dans laquelle un ressort est présent entre ladite tige filetée (24) et le piston (1 1).

17. Colonne selon l'une des revendications 12 à 16, dans l'ensemble, la tige est munie d'un écrou de serrage (26, 27).

18. Procédé de compression de lit chromatographique dans une colonne (10) de chromatographie, comprenant les étapes suivantes:

- fournir un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6; - remplir ce dispositif avec une suspension de lit;

- provoquer la translation du vérin (14) et du piston (1 1) pour comprimer la suspension en un lit.

19. Procédé selon la revendication 18, comprenant en outre l'étape suivante:

- désolidarisation de la colonne (10) du réservoir (9).

20. Procédé selon la revendication 19, comprenant en outre l'étape suivante:

- association de l'ensemble tige filetée (24) et bride taraudée (25) recevant la tige filetée, ladite tige filetée (24) s'adaptant au piston (11).

21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel, dans l'ensemble, les filetages de la tige (24) et du taraud (25) sont recouverts d'un revêtement anti-grippage.

22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel, dans l'ensemble, la tige est munie d'un écrou de serrage (26, 27).

23. Procédé selon l'une des revendications 20 à 22, dans lequel, dans l'ensemble, un ressort est présent entre ladite tige filetée (24) et le piston (1 1).

24. Procédé selon l'une des revendications 19 à 23, comprenant en outre l'étape de recompression par serrage serrant la tige filetée (24).

25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel la pression exercée sur le lit comprimé est contrôlée par le couple de serrage appliqué sur l'écrou.

26. Procédé de séparation d'au moins deux composés d'un fluide à chromatographier comprenant la chromatographie dudit fluide dans la colonne selon l'une des revendications 12 à 17.

27. Procédé de séparation d'au moins deux composés d'un fluide à chromatographier comprenant les étapes de compression de lit selon l'une des revendications 18 à 25, et l'écoulement du fluide à chromatographier à travers le lit et sa collecte.

Description:

DISPOSITIF DE CHROMATOGRAPHIE MODULAIRE

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention se rapporte à un nouveau dispositif de chromatographie préparative haute performance qui permet de combiner une compression du lit chromatographique et une utilisation de la colonne de chromatographie. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans un procédé de séparation par chromatographie, l'efficacité de la colonne utilisée est un paramètre clef. La colonne est généralement remplie avec un produit solide appelé phase stationnaire sous forme de grains très fins habituellement d'une taille comprise entre 5 et 100 μm pour des système de chromatographie haute performance, formant le lit chromatographique. Afin d'obtenir une efficacité élevée, l'arrangement des grains à l'intérieur de la colonne doit être le plus homogène possible et de plus, il faut éviter des volumes vides entre le lit chromatographique et l'entrée de la colonne, des volumes vides au sein du lit ou des passages préférentiels au sein du lit chromatographique formés suite un réarrangement des grains lors de l'élution sur la colonne lié à une mauvaise organisation initiale du lit chromatographique lors du remplissage de la colonne. Il est connu de l'art antérieur de recourir à des colonnes à Compression Axiale Dynamique afin d'assurer l'existence d'un lit compact et homogène, sans volume vide dans le lit. Les solvants utilisés peuvent être à l'état liquide, supercritique ou subcritique.

Les colonnes à Compression Axiale Dynamique (DAC) présentent un piston ou autre corps coulissant mû par un vérin actionné par exemple par un circuit hydraulique indépendant; le corps coulissant permet de tasser le garnissage dans une chambre entre ce piston et un fond fixe ou couvercle amovible. Le corps coulissant rentre en contact avec la phase solide afin de garder une pression mécanique constante sur le lit.

Ainsi, on connaît de la demande de brevet français FR-A-2 219 797 un appareil de chromatographie se présentant sous forme d'une colonne destinée à contenir un lit en matière adsorbante. L'appareil est constitué d'un tube comprenant un couvercle et un corps coulissant dans le tube permettant d'exercer une pression dans le tube. Le corps coulissant est un piston comportant à sa tête une plaque poreuse perméable aux fluides

appelé fritte. Pour obtenir le lit destiné à la chromatographie, on introduit dans le tube démuni de son couvercle ou de son piston, une suspension de particules d'une matière susceptible de constituer un lit adsorbant. On adapte le couvercle au tube, puis on exerce une pression sur ladite suspension au moyen du piston ou corps coulissant. Le liquide est refoulé à travers les plaques poreuses, et lesdites particules sont comprimées entre le piston et le couvercle. Cet appareil permet d'atteindre, dans un exemple d'exécution, le stade de compression du lit choisi et le tassement des particules désiré quand le corps coulissant a parcouru généralement entre 1/4 et 3/4 de la hauteur de la colonne, fonction de la densité de la suspension utilisée pour remplir la colonne. II existe des alternatives à ce système DAC par emploi de module de compression dédiée. Ces systèmes modulaires comprennent (i) un module de compression axiale dédiée à la compression de la suspension en un lit, et (ii) une colonne de chromatographie équipée d'un piston permettant d'assurer un remplissage homogène de la colonne par une compression axiale au remplissage, compression qui n'est cependant pas maintenue sur le lit lors de l'utilisation de la colonne chromatographique, contrairement aux colonnes DAC.

Ainsi, on connaît le système Merck Selfpacker pour lequel le protocole de remplissage est décrit ci-après. La colonne doit être montée avec le piston par l'intermédiaire de vis sur le système de compression hydraulique. Une fois la bride supérieure de la colonne enlevée, un réservoir de remplissage est fixé au-dessus de la colonne. La suspension est introduite par le haut dans le réservoir et la colonne, le système est conservé ouvert. Un vide est appliqué pendant 5 à 45 minutes sur la ligne collectée par la sortie de la bride inférieure de la colonne afin de provoquer la formation du lit de grains par aspiration du liquide à travers le fritte de sortie de la colonne (au niveau inférieur). Le réservoir est alors enlevé, la colonne fermée par un système à brides qui est fixé à l'aide de vis, du solvant est éventuellement injecté, et le lit est alors mis sous pression en déplaçant le piston du bas vers le haut dans la colonne. Après compression, la colonne est déconnectée du système hydraulique après blocage du piston par une tige filetée. L'application d'un vide est une opération très consommatrice de temps.

On connaît aussi le système Modcol, dans lequel la compression se fait cette fois du haut vers le bas, mais sans application préalable de vide. Les longueurs de colonne sont nécessairement plus grandes que dans le cas précité de Merck, puisque les colonnes doivent contenir la suspension avant compression. Après compression, le piston est bloqué par une tige filetée. Un système mécanique de ressort peut être utilisé pour maintenir la compression sur le lit. La technologie Modcol utilise des éléments qui doivent être vissés entre eux.

Le système Amicon utilise un chargement de la suspension dans un système comprenant une colonne et une unité d'ajustement, cette unité servant notamment de réservoir pour le chargement de la suspension de particules. Après avoir chargé la suspension, un adaptateur est fixé sur le corps de la colonne, adaptateur qui contient cette fois le piston, et la compression du lit peut se faire dans une presse, vers le bas. Ensuite, la pression est supprimée, l'adaptateur est enlevé et le piston maintenu en place par un système de sûreté dans l'unité d'ajustement qui n'est pas amovible et qui reste solidaire de la colonne.

Le système Axxial utilise deux pistons en opposition qui compriment le lit dans la colonne située en centre du système. L'utilisation de deux pistons (sans que la colonne ne puisse être recomprimée ensuite) est complexe.

Le document JP 61283278 décrit un procédé pour compresser une charge pour obtenir un lit chromatographique. Deux colonnes inférieure et supérieure sont utilisées bout à bout, un piston étant situé à l'extrémité libre de chaque colonne. La charge est disposée dans la colonne inférieure et le piston pousse la charge vers la colonne supérieure ; puis la colonne inférieure est retirée et un flasque est disposé à l'extrémité inférieure de la colonne supérieure. On remarquera que le piston de la colonne inférieure ne pénètre pas dans la colonne supérieure. Par la suite, le piston de Ia colonne supérieure est actionné pour tasser la charge contre le flasque. Ce document présente l'inconvénient de nécessiter deux pistons, l'un des pistons pour transférer la charge de la colonne inférieure vers la colonne supérieure, l'autre des pistons pour tasser la charge dans la colonne supérieure. Par ailleurs, le retrait de la colonne inférieure pour placer le flasque est hasardeux ; en effet, l'extrémité inférieure de la charge se retrouve à l'air libre le temps de placer le flasque. Ce procédé n'est donc pas performant.

Le document JP 63288138 décrit un procédé pour compresser une charge pour obtenir un lit chromatographique. Un piston est actionné pour tasser une charge dans une colonne ; un cône entre le piston et la colonne permet l'adaptation de la taille du piston au diamètre de la colonne, le diamètre de la colonne étant inférieur au diamètre du piston. On remarquera que le piston ne peut pas pénétrer dans la colonne dès lors que le diamètre du piston est supérieur au diamètre de la colonne. Une fois la charge tassée dans la colonne pour former le lit, la colonne est retirée.

Ce document présente plusieurs inconvénients. En premier lieu, i] est à noter que le retrait de la colonne est hasardeux ; en effet, l'extrémité supérieure de la charge se retrouve à l'air libre une fois que la colonne est retirée du cône. Par ailleurs, une fois la colonne retirée, ce document ne décrit pas comment le tassement du lit est conservé. Ce procédé n'est donc pas performant.

II existe donc un besoin d'un système modulaire de chromatographie qui permet d'éviter les problèmes rencontrés avec les systèmes actuels, et notamment qui permette un chargement et une compression du lit rapides dans des colonnes compactes afin de réduire leur encombrement. RESUME DE L'INVENTION

La présente invention a pour objet un dispositif de chromatographie modulaire.

L'invention fournit donc un dispositif de chromatographie comprenant :

- une colonne unitaire destinée à recevoir un lit chromatographique,

- un réservoir amovible pour une suspension de lit, - une embase comprenant un vérin adapté à un piston, ledit piston coulissant dans le réservoir amovible et la colonne pour comprimer la suspension de grains solides en lit chromatographique,

- les colonne, réservoir et embase étant connectées en série dans cet ordre, le piston agissant pour comprimer la suspension de grains solides en lit chromatographique dans la colonne.

Selon un mode de réalisation, les colonnes, réservoir et embase sont connectés du haut vers le bas.

Selon un mode de réalisation, le piston est muni de joint de piston venant en friction dans la colonne et dans le réservoir. Selon un mode de réalisation, le piston et le vérin sont reliés par un cylindre d'accouplement et éventuellement un ensemble de rondelles anti-rotation venant en appui avec le piston de façon réversible.

Selon un mode de réalisation, les colonnes, réservoir et embase sont solidarisés au niveau de brides à l'aide d'attaches par colliers de serrage. Selon un mode de réalisation, l'embase comprend deux chambres recevant un fluide hydraulique sous pression, disposées de part et d'autre de la partie inférieure du vérin.

Selon un mode de réalisation, la colonne comprend en outre un ensemble tige filetée et bride taraudée recevant la tige filetée, ladite tige filetée s'adaptant au piston, cet ensemble se substituant au réservoir lors de l'utilisation de la colonne en tant que colonne de chromatographie.

L'invention a encore pour objet une colonne de chromatographie comprenant un ensemble tige filetée et bride taraudée recevant la tige filetée, ladite tige filetée s'adaptant au piston, cet ensemble étant fixé à la colonne par une attache par collier de serrage.

L'invention a encore pour objet une colonne de chromatographie comprenant un ensemble tige filetée et bride taraudée recevant la tige filetée, ladite tige filetée

s'adaptant au piston, cet ensemble étant fixé à la colonne, et dans lequel les filetages de la tige et du taraud sont recouverts d'un revêtement anti-grippage.

L'invention a encore pour objet un procédé de compression de lit chromatographique dans une colonne de chromatographie, comprenant les étapes suivantes:

- fournir un dispositif de chromatographie selon l'invention;

- remplir ce dispositif avec une suspension de lit;

- provoquer la translation du vérin et du piston pour comprimer la suspension en un lit. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape suivante:

- désolidarisation de la colonne du réservoir.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape suivante:

- association de l'ensemble tige filetée et bride taraudée recevant la tige filetée, ladite tige filetée s'adaptant au piston. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape de recompression par serrage serrant la tige filetée.

L'invention a encore pour objet un procédé de séparation d'au moins deux composés d'un fluide à chromatographier comprenant la chromatographie dudit fluide dans Ia colonne selon l'invention. L'invention a encore pour objet un procédé de séparation d'au moins deux composés d'un fluide à chromatographier comprenant les étapes de compression de lit selon l'invention, et l'écoulement du fluide à chromatographier à travers le lit et sa collecte.

Pour les différents objets ci-dessus, selon un mode de réalisation, les filetages de la tige et du taraud sont recouverts d'un revêtement anti-grippage. L'extrémité de la tige peut être usinée en 6 pans de manière à recevoir une clé de serrage.

Pour les différents objets ci-dessus, selon un mode de réalisation, un ressort est présent entre ladite tige filetée et le piston. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : figure 1, un dispositif de chromatographie selon l'invention, figures 2a et 2b, une vue agrandie d'une partie du dispositif de chromatographie selon l'invention, figures 3a et 3b, un autre mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION

Le dispositif décrit par la suite permet d'effectuer la chromatographie d'un fluide liquide, supercritique ou subcritique.

En référence à la figure 1, le dispositif comprend un système modulaire représenté dans la partie droite de la figure, tandis que Ie système hydraulique est représenté à la partie gauche, un trait en pointillés séparant schématiquement les deux ensembles.

Le système hydraulique comprend un régulateur de pression 1, une pompe hydropneumatique 2, un manomètre 3 et un réservoir 4 de fluide hydraulique, typiquement de l'huile. Le réservoir 4 est muni d'un évent 5 et d'une décharge 18 pour maintenance de l'huile. Une vanne manuelle 6 est utilisée pour diriger l'huile vers le système modulaire, comme il sera indiqué ci-dessous. Une soupape de sécurité 7 et un bouton d'arrêt d'urgence 23 complètent le système hydraulique.

Le système modulaire comprend, lors de la phase de compression de la suspension en un lit chromatographique, les éléments suivants: une colonne 10 fermée sur la partie supérieure par une bride 15 maintenue par un collier de serrage 21a, un réservoir amovible 9 destiné à recevoir la suspension pour lit chromatographique, et une embase 8. Un vérin 14 est disposé dans l'embase. Il est adapté à un piston de colonne 11 par l'intermédiaire d'un cylindre d'accouplement 19. Le cylindre d'accouplement 19 n'est pas solidaire du piston de colonne 1 1, mais il transmet la pression du vérin 14 au piston 1 1 qui peut ainsi monter dans le réservoir 9 et la colonne 10 et comprimer le lit ou redescendre pour libérer la pression sur le piston 1 1 selon la position de la vanne 6.

Deux chambres pour fluide hydraulique 16 et 17 sont disposées de part et d'autre du vérin 14, le vérin coulissant dans l'embase entre les deux chambres par un joint 13. Les chambres 16 et 17 sont définies par le mouvement de la base 20 du vérin 14. Les deux chambres sont maintenues séparées et étanches entre elles par le vérin 14 et le joint du vérin 13. Le système hydraulique est utilisé pour pomper le fluide hydraulique d'une de ces chambres et remplir la seconde afin de déplacer le vérin vers le haut ou vers le bas en fonction du sens de pompage choisi à l'aide de la vanne manuelle 6.

Pour charger la suspension, la bride supérieure de la colonne est retirée en enlevant l'attache par collier de serrage 21 a et le piston de colonne 11 est positionné à la base du réservoir 9, le vérin 14 étant rétracté vers le bas afin d'obtenir un volume disponible maximal correspondant au volume de la colonne 10 et du réservoir 9 dans lequel est versée la suspension. Ces deux éléments ont le même diamètre interne. Les joints de piston 12 permettent d'assurer l'étanchéité aux parois et de maintenir la suspension dans le volume correspondant au réservoir 9 et à la colonne 10. Des longueurs de réservoir variables permettent d'accommoder des volumes de suspension variables. Une fois la suspension chargée, l'opération de compression du lit peut commencer comme décrite ci-dessous.

Le système hydraulique permet de comprimer un lit dans une colonne et permet aussi de décharger une colonne après utilisation. Pour la compression du lit (opération dite de "packing" de la colonne), le vérin 14 est poussé par le fluide hydraulique comprimé par la pompe hydropneumatique 2. La pompe hydropneumatique 2 dirige le fluide hydraulique, grâce à un choix de la position de la vanne 6, vers la chambre 16, ce qui conduit à un mouvement ascendant du vérin 14. Le volume réduit de la chambre 17 conduit à une vidange du fluide qui est retourné vers le réservoir 4. La différence de volume d'air qui résulte dans le réservoir 4 est compensée par l'évent 5 qui permet à l'air de s'échapper ou d'entrer afin de maintenir la pression atmosphérique dans le réservoir 4.

Un cylindre d'accouplement 19 est monté fixé sur le vérin (par exemple par vissage) et reçoit à sa partie supérieure le piston 11. Le piston posé à l'origine sur le cylindre d'accouplement 19 pousse la suspension vers le haut pour former le lit par compression. Le piston est coulissé dans le réservoir jusque dans la colonne. Le piston 1 1 n'est pas attaché au cylindre d'accouplement 19. Le piston 11 comprend des joints 12 qui empêchent les fuites du contenant de Ia colonne et du réservoir vers le bas. Des longueurs de colonne et/ou de réservoirs variables permettent d'accommoder des hauteurs de lit variables.

Des colliers de serrage 21a, 21b, 21c permettent d'assurer la liaison de la colonne et des autres éléments du système modulaire. Les colliers de serrage 21a et 21b permettent d'assurer l'étanchéité respectivement entre Ia bride supérieure et la colonne et entre la colonne et le réservoir à l'aide de joints toriques placés entre ces éléments.

La vitesse de la compression du lit est contrôlée notamment par le débit d'air du régulateur 1 alimentant Ia pompe hydropneumatique 2. La pression finale exercée sur le lit est contrôlée par la pression d'air fixée au niveau du régulateur qui fixe la pression de la pompe 2 et du rapport des surfaces entre le piston 1 1 et la partie inférieure 20 du vérin 14. Pour plus de détails sur la partie hydraulique, on pourra se référer au document US-P-6001260.

La soupape de sécurité 7 limite la pression exercée sur le milieu comprimé formant le lit. Cette vanne est tarée à une pression hydraulique égale à la pression opératoire maximale du milieu formant le lit multipliée par le rapport des surfaces entre le piston 1 1 et la partie inférieure 20 du vérin 14.

Sur le mode de réalisation de la figure 1 , le vérin est rétractable, mais il n'est pas télescopique. Il n'est pas formé de plusieurs éléments coulissant les uns dans les autres pour gagner de l'espace une fois rétractés. En effet, le gain d'espace n'est pas nécessaire avec le vérin dans le système selon l'invention. La pression de fluide hydraulique est donc appliquée sur la même surface du vérin pendant toute la phase de compression, ce

qui permet de conserver une force constante exercée sur le piston et de n'avoir qu'une seule soupape de sécurité tarée avec une seule pression.

Pour décharger la colonne, la bride 15 est désolidarisée de la colonne 10 en enlevant le collier de serrage 21a. La pompe hydropneumatique 2 est actionnée par une arrivée d'air contrôlée par le régulateur de pression 1 en positionnant la vanne 6 pour que le fluide hydraulique pénètre dans la chambre 16, de sorte de refouler le fluide de la chambre 17 vers le réservoir. Le lit de grains est extradé de la colonne 10 est récupéré par le haut de la colonne, par exemple dans un récipient positionné en sortie de colonne.

Après avoir comprimé le lit dans la colonne 10, le vérin 14 est rétracté, et donc aussi le cylindre d'accouplement 19 en tournant la vanne 6 de sorte que le fluide hydraulique pénètre cette fois dans la chambre 17, de sorte à refouler le fluide de la chambre 16 vers le réservoir. Le piston 11 reste en place par l'effet des forces de friction qui s'exercent au niveau des parois de la colonne 10. On pourrait cependant aussi utiliser un système de verrouillage mécanique, si on le souhaite. Une fois le lit chromatographique en place, on peut détacher la colonne pour son utilisation en chromatographie en mode non-DAC ou la conserver sur le système de compression pour une utilisation en DAC. Pour une utilisation non-DAC, on enlève le collier de serrage 21b. La colonne avec le piston bloqué par friction et contenant le lit chromatographique comprimé peut être utilisée telle quelle pour les opérations de chromatographie. En utilisation DAC, dans la colonne, le lit est maintenu entre le piston et la bride. Du fait du piston présent dans la colonne, l'avantage est qu'un seul piston est utilisé à la fois pour placer le lit chromatographique puis pour ajuster la pression du lit lors d'une opération de séparation par chromatographie.

Cependant, on préfère dans l'invention, comme illustré à la figure 2a ou 2b, placer un ensemble tige filetée 24 et bride taraudée 25 recevant la tige filetée, ladite tige filetée s'adaptant au piston 1 1. La bride taraudée reçoit la tige filetée 24, qui vient au contact du piston 1 1. La bride taraudée 25 est solidarisée à la colonne par l'intermédiaire d'une bride de la colonne et d'un collier de serrage 2 Id. Ainsi, selon un mode de réalisation de l'invention, le même système d'attache par des colliers de serrage est utilisé pour toutes les étapes d'utilisation du dispositif selon l'invention. Dans d'autres modes de réalisation, on peut utiliser d'autres systèmes d'attache, comme par exemple l'accouplement par emboîtement, rotation et blocage, etc .. Une clé peut être utilisée pour compenser l'éventuelle chute de pression avec le temps au cours des opérations de chromatographie. L'utilisation d'un levier ou d'une clé dynamométrique permet de doser le serrage en fonction des caractéristiques du lit. Le dispositif anti-rotation permet de réduire l'entraînement par rotation du piston. Un ressort, par exemple du type rondelle Belleville 22 (fig. 2b) peut être disposé entre le piston 1 1 et la tige filetée 24,

de sorte à compenser une éventuelle chute de pression avec le temps au cours des opérations de chromatographie.

L'utilisation d'un réservoir amovible intermédiaire 9 permet d'éviter le recours à des colonnes très longues (comme notamment dans le cas Modcol). Des colonnes de chromatographies plus courtes et donc moins lourdes sont plus facilement manipulables. Le réservoir pouvant être disponible en plusieurs longueurs, on obtient une plus grande flexibilité. Les coûts d'investissement sont aussi réduits. Le réservoir intermédiaire 9 qui est déconnecté lors de l'utilisation de la colonne 10 permet donc une colonne plus courte. La colonne dans l'invention est unitaire, à savoir elle comprend un cylindre unique dans lequel coulisse le piston et dans lequel se trouve le lit chromatographique; il n'y a pas d'éléments montés successivement les uns sur les autres.

La colonne 10 et le réservoir amovible intermédiaire 9 sont avantageusement en métal inoxydable, acier inox et les joints en PTFE, de sorte que les parties du dispositif en contact avec les solvants ou les produits sont stables chimiquement et sont bien compatibles avec les exigences en matière réglementaire notamment pour la pharmacie. Par ailleurs, les diamètres internes peuvent typiquement varier de 20 à 200 millimètres, pour des longueurs de colonne de 50 à 600 millimètres, et des longueurs de réservoir de 100 à 600 millimètres Les dispositifs selon l'invention utilisant des colonnes de plus grands diamètres intégreront de préférence des moyens d'assistance à la manutention. L'utilisation préférée d'attache par colliers de serrage est très aisée et très rapide.

En outre, les risques associés à un vissage dans les brides de l'art antérieur (Merck ou Modcol) sont évités.

L'utilisation d'un traitement de surface permettant d'éviter le grippage au niveau de la tige filetée et du taraud et évite les risques de blocage. L'utilisation conjointe de l'ensemble anti-rotation permet de limiter l'entraînement du piston par rotation et donc de contrôler la pression exercée sur le lit compressé par le couple à exercer sur la tige filetée.

On peut bien entendu utiliser d'autres systèmes de compression que ceux décrits ci-dessus à titre non-limitatif. On peut par exemple utiliser une pompe électrique au lieu de Ia pompe hydropneumatique 2. De même, on peut utiliser un vérin non pas hydraulique mais électrique dans l'embase 8. Les variantes mécaniques sont accessibles à l'homme du métier.

L'invention offre par ailleurs un avantage par le contrôle de la pression exercée sur le lit en fonction du couple de serrage par l'écrou de serrage 26 situé à la base de la tige filetée 24. Le fait d'utiliser un revêtement évitant le grippage permet de maîtriser la pression exercée par le système de vis, avantageusement de façon linéaire. On peut ainsi recomprimer manuellement la colonne si besoin, en serrant la tige filetée. Cette caractéristique technique est en outre indépendante du système général de l'invention et

trouvera à s'appliquer, éventuellement, à tout type de colonne. On peut également utiliser un usinage externe en 6 pans au niveau de la vis pour le serrage du piston sur le lit. On peut également installer une rondelle anti-rotation entre le piston et la tige en complément du vérin. Selon un mode de réalisation (figure 3a), l'extrémité de la tige filetée de piston 24 est usinée en forme d'écrou de serrage 26 (préalablement décrit en relation avec la figure 2a) de manière à recevoir une clé ; cette clé peut être utilisée pour resserrer manuellement le piston afin de compenser l'éventuelle chute de compression avec le temps au cours des opérations de chromatographie ; en outre, l'utilisation d'une clé dynamométrique permet de doser le serrage en fonction des caractéristiques du lit. On peut préférer à ce mode de réalisation (figure 3b) un écrou fou à collerette, usiné en forme d'écrou de serrage 27 et inséré entre la bride taraudée 25 et la colonne de chromatographie 10 ; cet écrou glisse sur la base de la bride taraudée 25 (l'écrou est mobile en rotation par rapport à la bride) et entraîne le piston lors du resserrage ; cet écrou peut être préférablement en bronze ou en acier, éventuellement revêtu d'un matériau anti-grippage.

L'avantage de l'écrou 26 ou 27 est qu'il permet de comprimer à nouveau le lit à volonté, et ceci à tout moment ; en particulier, l'écrou 26, 27 permet de comprimer à nouveau le lit lors d'une étape de séparation par chromatographie.

Selon un mode de réalisation, un ensemble de rondelles ou un plateau anti- rotation 28 peut être placé entre le piston de la colonne 11 et la tige filetée de piston 24 afin de favoriser le déplacement axial du lit lors du resserrage, et également afin de mieux conserver une relation quasi-linéaire entre le couple de serrage à exercer sur l'écrou de serrage et la pression résultante exercée sur le lit comprimé. Globalement, le dispositif selon l'invention s'utilise comme suit. - Une fois la colonne 10 et le réservoir amovible intermédiaire 9 en place, la suspension peut être versée.

L'extrémité supérieure de la colonne est fermée par une bride 15 avec une attache par collier de serrage 21a;

La pression est appliquée au vérin 14 qui la transmet au piston 11 pour comprimer le lit chromatographique. Le piston est déplacé jusque dans la colonne, le piston étant en mesure de coulisser dans la colonne. Une fois la pression de compression du lit atteinte, on relâche la pression sur le vérin 14; le piston 1 1 reste en place sous l'effet de la friction dans la colonne ou grâce à un système de verrouillage mécanique. - La colonne est déconnectée de l'ensemble en ouvrant l'attache par collier de serrage 21b.

La tige filetée 24 et la bride taraudée 25 sont alors placées sur le colonne 10 et fixées par l'intermédiaire d'une attache par collier de serrage 21 d (les attaches

21a, 21b, 21c et 21d étant avantageusement identiques) et la pression exercée sur le lit est contrôlée en fonction du couple de serrage. - La colonne 10 est alors prête pour un usage comme colonne de chromatographie. Quand on enlève la pression au niveau du piston, il peut se produire une légère expansion du lit. Une recompression du lit peut être recommandée, soit avant soit pendant les opérations de chromatographie. Il est possible de (re)comprimer le lit, notamment pour éliminer les vides et canaux pouvant se former dans le lit et/ou conserver l'efficacité de la colonne (efficacité, asymétrie, nombre de plateaux théoriques, symétrie des pics): soit par l'utilisation d'un ressort de type rondelle Belleville 22, comme indiqué supra en référence à la figure 2b; soit en utilisant la tige filetée 24 et en appliquant un couple à l'aide d'une clé qui peut s'adapter sur la tige filetée qui se termine par exemple en forme d'écrou 26; soit en replaçant la colonne sur l'embase et en recommençant un cycle de compression du lit.

Le système selon l'invention est rapide: après avoir versé la suspension homogène dans la colonne et le réservoir, la durée pour fermer le dispositif et mettre le lit en compression est de l'ordre de la minute, ce qui permet d'éviter la sédimentation de la suspension dans la colonne, néfaste à l'agencement du lit de grains lors de l'étape de compression. Ceci est également particulièrement avantageux lorsque plusieurs colonnes doivent être utilisées (SMB, Varicol®), ce qui réduit le temps de préparation du procédé de séparation. Puisque le procédé de compression est rapide, il n'est en général pas nécessaire d'agiter la suspension dans la colonne avant compression. En général il n'est plus besoin non plus de re-fluidiser la suspension dans le réservoir.

L'invention offre donc un ou plusieurs des avantages suivants:

Le dispositif utilise une colonne unitaire, c'est-à-dire qui ne nécessite pas d'être accouplée à des unités d'ajustement (à la différence donc par exemple du système Amicon).

Le dispositif est flexible et peut être utilisé en mode "DAC" en conservant la colonne montée sur le module de compression et en mode "non-DAC" selon le mode de fonctionnement décrit avec différentes longueurs de lit. - Le dispositif permet d'atteindre en mode "non-DAC" des performances qui sont proches des systèmes DAC, notamment en terme de reproductibilité. L'investissement et les coûts d'exploitation sont réduits.

- Les procédures opératoires sont faciles et rapides, réduisant ainsi les risques de mauvaise manipulation.

Le volume de la colonne qui est nécessaire pour contenir le volume initial de la suspension n'est plus lié à la colonne de chromatographie mais au réservoir amovible.

Il n'y a pas besoin de monter le dispositif de compression: le dispositif hydraulique associé à l'embase est compact et prêt à l'emploi une fois que le réservoir de fluide hydraulique est rempli et l'air purgé. Le design est modulaire. Le réservoir amovible intermédiaire est placé entre l'embase et la colonne et est dédié à la suspension de départ; il est ensuite retiré de la colonne. Il peut être dimensionné en fonction du volume de suspension nécessaire et être disponible en différentes longueurs. Le système d'attache par collier de serrage élimine le besoin de vissage au niveau des brides et donc élimine les mauvaises opérations et améliore la vitesse d'assemblage.

Un revêtement anti-grippage sur la tige filetée et le taraud évite les blocages et permet de contrôler la pression exercée en fonction du couple exercée sur la tige filetée. L'invention offre la possibilité de régler Ia pression de façon linéaire en fonction du couple exercé sur le piston. - Toutes les parties du dispositif en contact avec les solvants et les produits à séparer sont en acier inox ou en PTFE, ce qui permet une compatibilité avec les solvants de chromatographie classiques. Le procédé est simple et rapide.

- Le procédé est un procédé simple pour maintenir une stabilité de lit satisfaisant au cours du temps (et donc un pouvoir de séparation de la colonne constant).

La colonne 10 est utilisable dans tous les systèmes, notamment dans un procédé de séparation par SMB, Simulated Moving Bed (US 2,985,589, US 3,291,726, US 3,268,605 et US 3,266,604 appartenant à UOP, US 5,578,215 et US 5,578,216 appartenant à IFP et NOVASEP, EP 471 082 et EP 563 388 appartenant à DAICEL) ou dans un procédé par VARICOL (US 6,136,198). De tels procédés mettent en œuvre un ensemble de ces colonnes associées en boucle. La colonne 10 peut également être utilisée dans les procédés chromatographiques batch ou CYCLOJET (US 6,063,284 et US 5,630,943). Bien que le mode de réalisation décrit soit en référence à un sens du bas vers le haut, l'invention s'applique aussi avec un sens de compression du haut vers le bas. Les éléments sont alors inversés, on fixe le réservoir en bas du système de compression, puis on fixe en dessous la colonne avec un système d'attache par collier de serrage. On

remplit ensuite le réservoir et la colonne avec Ia suspension de particules et on comprime le lit. Après cette opération, on désolidarise la colonne du réservoir et on prépare la colonne comme précédemment décrit.