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Patent Searching and Data


Title:
CHROMATOGRAPHY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/094433
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a device for chromatographically separating a substance mixture in liquid form, the device receiving a stationary phase. The invention is characterized in that the stationary phase comprises at least one plate or plate-shaped body, made of a porous solid material, wherein the plate is determined by a surface area and a coating thickness.

Inventors:
WALTER JOACHIM KARL (DE)
WALTER ANDREA CLAUDIA (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/000874
Publication Date:
August 26, 2010
Filing Date:
February 12, 2010
Export Citation:
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Assignee:
WALTER JOACHIM KARL (DE)
WALTER ANDREA CLAUDIA (DE)
International Classes:
B01D15/14; G01N30/60; B01D15/22
Domestic Patent References:
WO2000050144A12000-08-31
WO2000050888A12000-08-31
WO2003008064A12003-01-30
Foreign References:
US6024871A2000-02-15
US7303682B22007-12-04
US3334514A1967-08-08
FR2681138A11993-03-12
DE19842550A12000-03-23
US7390408B22008-06-24
US5139680A1992-08-18
DE1517944A11970-04-02
DE4343358A11995-06-22
US4775484A1988-10-04
Attorney, Agent or Firm:
SAWODNY, Michael (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur chromatographischen Trennung eines Stoffgemisches in flüssiger Form, wobei die Vorrichtung zur Aufnahme einer stationären Phase dient, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Phase wenigstens eine Platte (12, 110, 210.1, 210.2, 210.3, 400, 510.1 , 510.2, 510.3, 510.4, 510.5, 510.6, 600.1, 600.2, 700.1 , 700.2) bzw. einen plattenförmigen Körper, bestehend aus einem porösen Festkörper, aufweist, wobei die Platte durch eine Fläche (OF) und eine Schichtdicke (D) bestimmt ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zuführeinrichtung (2, 102, 200.1 , 200.2. 500.1. 9000) vorgesehen ist, wobei die Zuführeinrichtung eine Vielzahl von

Zuführöffnungen (1030, 2030.1 , 2030.2. 2030.3. 2030.4. 2030.5. 2030.6, 2030.7) mit Austrittsflächen (2041 , 1050) umfasst, wobei die Zuführöffnung derart angeordnet ist, dass die Austrittsflächen im Wesentlichen die gesamte Oberfläche OF des porösen Festkörpers (4) überdecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnunαen in Reihen und Spalten angeordnet sind.

±_ Vorrichtung nach einem der Ansprache 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Platte im Bereich 0,5 bis 15 cm, bevorzugt im Bereich 1 bis 5 cm liegt. EL_Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder^. dadurch gekennzeichnet, dass die Flache im Bereich 20 000 cm2 bis 4 cm2, bevorzugt 5 000 cm2 bis 200 cm2 liegt.

^.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Jj, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Festkörper (12, 110, 210.1, 210.2, 210.3, 400, 510.1, 510.2, 510.3, 510.4, 510.5, 510.6, 600.1 , 600.2, 700.1, 700.2) aus einem der nachfolgenden Materialien besteht:

- einem Polymermaterial , insbesondere einem Acrylat, insbesondere PMMA

- einem Sintermaterial - einem photonischen Kristall.

T^Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis §, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zuführeinrichtung (2, 102, 200.1, 200.2, 500.1 , 500.2, 9000) und eine Abführeinrichtung (20, 104, 220.1, 220.3, 504) vorgesehen ist und wenigstens eine Platte (12, 110, 210.1, 210.2, 210.3, 400, 510.1,

510.2, 510.3, 510.4, 510.5, 510.6, 600.1, 600.2, 700.1, 700.2) zwischen der Zuführeinrichtung und der Abführeinrichtung angeordnet ist.

fL_Vorrichtung nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zuführeinrichtung (500.1, 500.2) und der Abführeinrichtung (504) mehrere Platten (510.1 , 510.2,

510.3, 510.4, 510.5, 510.6, 600.1, 600.2, 700.1, 700.2) angeordnet sind.

JL_Vorrichtung nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne der mehreren Platten (600.1, 600.2) von der anderen Platte durch eine Schicht getrennt ist. 10Λ/orrichtung nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der einzelnen Platten (700.1,

700.2) zu einem Plattenstapel (750) verbunden sind.

tlΛ/orrichtung nach Anspruch £L dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Zuführ- (200.1 , 20O.2) und Abführeinrichtungen

(220.1, 220.3) umfasst und zwischen den mehreren Zuführ- und Abführeinrichtungen jeweils eine oder mehrere Platten (210.1 , 210.2, 210.3,

510.1, 510.2, 510.3, 510.4, 510.4, 510.6) angeordnet sind.

jZVorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis JJt. dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- (102) und Abführeinrichtung (104) sowie die zwischen der Zu- und

Abführeinrichtung angeordnete Platte (104) bzw. Platten ein Modul (MODUL 1, MODUL 2, MODUL 3)ausbilden.

^Vorrichtung nach Anspruch 1,2.,, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Module umfasst.

^Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1£, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Dichtung, bevorzugt eine umlaufende Dichtung (402,

602) umfasst.

15Λ/orrichtung gemäß_einem der Ansprüche 1 bis 14,_ dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zuführeinrichtung und dem plattenförmigen Körper (650) eine makroporöse Schicht (604) vorgesehen ist. i6Λ/orrichtuπg gemäß einem der Ansprüche .1. b|s 145,_ dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung wenigstens ein erster plattenförmiger Körper (2000, 2000.1, 2000.2) ist.

1Z- Vorrichtung jjemäß emem der .Ansprüche J. bis _1£, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung ein zweiter plattenförmiger Körper (2050) ist.

L Vorrichtung .gemäß einem .der Ansprüche J. bis Xl1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung wenigstens einen Verteilkanal (2020) aufweist und eine Vielzahl von Zufuhröffnungen (2030.1, 2030.2, 2030.3, 2030.4, 2030.5, 2030.6, 2030.7), die leitend mit dem Verteilkanal (2020)verbunden sind.

1UL Vorrichtung .gemäß Anspruch Ig1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhröffnungen (2030.1, 2030.2, 2030.3, 2030.4, 2030.5, 2030.6, 2030.7) entlang des Verteilkanals (2020) in einer Reihe angeordnet sind.

^P--- Vorrichtung jjemäß einem _d_ej Ansprüche ,LbJ§ _1*L dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung mehrere Verteilkanäle (3020) umfasst.

Zl-- Vorrichtung ^emäß_Anspruch 2O4 dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Verteilkanäle (3020) nebeneinander liegend angeordnet sind

4jnd jedem .Verteilkanal Zufuhröffnungen .(3030) zugeordnet SiTId1 dje entlang des jeweiligen Verteilkanals in einer Reihe angeordnet sind. 2- Vorrichtung jjemäß einem der Ansprüche J^bis ^JL. _ dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführrichtung einen Speisekanal (2010) umfasst, wobei die Verteilkanäle (2020) leitend mit dem Speisekanal (2010) verbunden sind. ^i Verrichtung S_ernäß einem der Ansprüche \bis 2£, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Verteilkanäle ein Sensor (9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6) zugeordnet ist di Vorrichtung _naph_βinem_der Ansprüche Jl bis _2j3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtungen wenigstens einen Abführverteilkanal (250)aufweist und eine Vielzahl von Abführöffnungen (2530), die mit dem Abführverteilkanal

(2520) leitend verbunden sind. *2i Vorrichtung J\ach Anspruch 2£, dadurch gekennzeichnet, dass ,dje Abführöffnungen 4253Q) entiaπg.des Abführyerteilkanals (2520) in einer

Reihe^angeordnet sind ßi Vorrichtung Jiach_einem_der_ Ansprüche J^ bis 2J5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung mehrere Abführverteilkanäle umfasst. Z-- Vorrichtung .naph.ΛQspruch 2ß, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Abführverteilkanäle nebeneinander liegend angeordnet sind und jedem Abführverteilkanal Abführöffnungen zugeordnet sind, die entlang des jeweiligen Abführverteilkanals in einer Reihe angeordnet sind. 2|L Vorrichtung nach_e>Df m.der Ansprüche J1 bis 2χ, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung einen Abführkanal umfasst, wobei die Abführverteilkanäle leitend mit dem Abführkanal (2510) verbunden sind.

2St yprrjchjung nach einem der Ansprüche J_ bis ^g1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Teil der Abführverteilkanäle ein Sensor zugeordnet ist.

*!2L Vorrichtung nach einem [der L Ansprüche \ bis 2^, dadurch gekennzeichnet, dass das die Länge eines Verteil- und/oder Abfuhrverteilkanals im Bereich

2 cm bis 200 cm, insbesondere 20 cm bis 100 cm liegt.

*y.i yprrjchtung nach einem der Ansprüche J, bis^, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Speisekanals und/oder des Abfuhrkanals im Bereich 2 cm bis 200 cm, insbesondere 20 cm bis 100 cm liegt.

3Ei Vorrichtung jiach einem der Ansprüche J^ biSj31,_ dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens zwei Speisekanäle (4.1, 4.2) umfasst, einen ersten Speisekanal (4.1) und einen zweiten Speisekanal (4.2), wobei das Verteilrohr an einem Ende in den ersten Speisekanal (4.1) und an seinem gegenüberliegenden Ende in den zweiten Speisekanal (4.2) mündet.

32-_ Vorrichtung .gemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens zwei Abfuhrkanäle (22.1, 22.2) umfasst, einen ersten Abfuhrkanal (22.1) und einen zweiten Abfuhrkanal (22.2), wobei das Abfuhrverteilrohr an seinem ersten Ende in den ersten Abfuhrkanal und an seinem gegenüberliegenden Ende in den zweiten Abfuhrkanal mündet.

34_. Vorrichtung nach einem der Ansprüche % bis 3j|, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführ- oder Abführöffnungen in Konusform (1030) ausgebildet sind.

L Vorrichtung naph-ejrjern.cter ^Ansprüche J1 bis 3&, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführ- und/oder die Abführeinrichtung eines der nachfolgenden Materialien umfasst:

- Edelstahl - Titan - Kunststoffpolymer.

36Λ/orrichtung nach einem der Ansprüche \bis 3Ji1 dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Module von einer Einhausung bzw. einem Gehäuse (403) zumindest teilweise umschlossen werden. Z: .yerfahren.zur KqntroNe der Prqzessparameter für den Chromatographieprozess in einer chromatographischen Vorrichtung, wobei die chromatographische Vorrichtung eine stationäre Phase, insbesondere in Form einer Platte, bestehend bevorzugt aus einem porösen Festkörper^aufweist und die Platte wenigstens eine Zuführ- und

Abführöffnung oder ein Segment mit einer Vielzahl von Zuführ- und Abführöffnungen umfasst, wobei die Zuführ- und Abführöffnungen regelmäßig angeordnet sind mit nachfolgenden Schritten:

- ein Flüssigstrom wird in die Zuführoffnung oder das Segment eingespeist, wobei der Flüssigkeitsstrom mit Hilfe eines Ventils und/oder Flüssigkeitsstrombegrenzers begrenzt wird, derart, dass durch die Flüssigkeitsstrombegrenzung die Gesamtzahl der Zuführ- und Abführöffnungen, insbesondere der gesamten Platte simuliert wird,

aus dem über die Zuführ- und AbfQhröffnunα(en). insbesondere des Segmentes geleiteten Flüssigkeitsstrom werden die Prozessparameter für den Chromatographieprozess mit allen Zuführ- und Abführöffnungen der chromatographischen Vorrichtung bestimmt.

Description:
Chromatographievorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chromatographischen Trennung eines Stoffgemisches in flüssiger Form sowie ein Verfahren zur Kontrolle der Prozessparameter für einen Chromatographieprozess.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Chromatographie-Vorrichtung zur chromatographischen Trennung von Stoffgemischen, umfassend biologische Moleküle und biotechnisch hergestellte Moleküle. Biologische Moleküle sind in der Regel Moleküle aus natürlicher Umgebung, beispielsweise aus Milch oder Gewebe sowohl tierischer wie pflanzlicher Art. Biotechnologisch hergestellte Moleküle sind vorzugsweise biophamnazentrische Moleküle, beispielsweise Lipide. Proteine. Nucleiπsäuren oder Viren.

Seit langem sind insbesondere für die biopharmazeutische Produktion Chromatographievorrichtungen bekannt, die jedoch alle auf einem säulenartigen Aufbau basieren. Bei den Chromatographievorrichtungen für die biopharmazeutische Produktion, die säulenförmig ausgebildet sind, werden diese im Allgemeinen mit partikulären Chromatographiemedien beschickt. Ein Nachteil der bislang verwandten säulenförmigen Chromatographievorrichtungen war, dass diese sowohl in Bezug auf den Säulendurchmesser sowie die zur Verfügung stehende Säulenhöhe begrenzt waren. Der Säulendurchmesser war aufgrund fehlender Präzision auf einen Durchmesser von maximal zwei Metern begrenzt. Die Säulenhöhe war auf Werte zwischen 10 und max. 30 cm in der Höhe begrenzt. Die Höhenbegrenzung für die einzusetzende Säulenhöhe im Chromatographieprozess wurde durch die Verdichtung der Partikel der partikulären Matrix sowie den dann ansteigenden Prozessdruck vorgegeben.

Neben partikulären Chromatographie-Matrizen sind auch

Chromatographievorrichtungen bekannt geworden, bei denen anstelle von partikulären Matrizen poröse Festkörper Verwendung finden können. Poröse Festkörpermatrizen sind jedoch dahingehend limitiert, dass beim Herstellprozess für poröse Festkörpermatrizen, die im Allgemeinen Polymerisationsprozesse sind, die Schichtdicke des porösen Festkörpers durch die beim Polymerisationsprozess, z. B. aufgrund von Wärmeentwicklung auftretenden Inhomogenitäten der Porenverteilung begrenzt ist.

Eine säulenartiqe Chromatoqraphievorrichtuno ist beispielsweise aus der US 7.390.408 bekannt. Bei den Chromatoqraphievorrichtunqen für die biopharmazeutische Produktion, die säulenförmig ausgebildet sind, werden diese, wie beispielsweise in der US 7,390,408 beschrieben, im allgemeinen mit partikulären Chromatoqraphiemedien befüllt. Ein Nachteil der säulenförmigen Chromatoqraphievorrichtunq, wie sie beispielsweise aus der US 7,390,408 bekannt geworden ist, ist dass große Säuledurchmesser und/oder Säulenhöhen nur mit einem sehr hohen Herstellaufwand realisiert werden können. Des Weiteren erfordern die hohen Drucke von 3 bis 5 bar eine sehr hohe Präzision bei der Herstellung. Die Höhe der Säule im Chromatoqraphieprozess wird im Wesentlichen durch die Verdichtung der Partikel der partikulären Matrix sowie den ansteigenden Prozessdruck begrenzt. Nachteilig ist auch, dass eine Änderung des Prozessvolumeπs aufwendig war.

Neben partikulären Chromatographie-Matrizen, wie zum Beispiel in der US 7,390,408 beschrieben, sind auch Chromatoqraphievorrichtunqen bekannt geworden, bei denen anstelle von partikulären Matrizen poröse Festkörper Verwendung finden können. Poröse Festkörpermatrizen sind jedoch dahingehend limitiert, dass beim Herstellprozess für die porösen Festkάrpermatrizen, die im Allgemeinen Polvmerisationsprodukte sind, die Schichtdicke des porösen Festkörpers durch die beim Polymerisationsprozess aufgrund von Wärmeentwicklung auftretende Inhomogenität der Porenverteilunq begrenzt sind.

Aus der US 5.139,680 ist eine Chromatoqraphievorrichtunq bekannt geworden, die eine chromatoqraphische Packung umfasst, die verschiedenartig als stationäre Phase ausgebildet sein kann, beispielsweise auch als Platten- oder Blockform. Ober die Art der Zuführung des aufzutrennenden Stoffgemisches zu der stationären Phase sind in der US 5,139,680 keinerlei Angaben gemacht, insbesondere sind auch keine Angaben gemacht, wie das Prozessvolumen geändert werden kann, ohne umfangreiche Messungen vor Inbetriebnahme des geänderten Prozessvolumens.

Die DE 1 ,517,944 zeigt eine Trennvorrichtung und ein Trennverfahren, in welche ein Füllmaterial als eine der Phasen bzw. als Träger für eine der Phasen dient. Das Füllmaterial sind gemäß der DE 1 ,517,944 kugelförmige Teilchen, die in eine Säule einer Chromatographievorrichtung eingefüllt werden. Bei der stationären Phase handelt es sich somit um eine partikuläre Matrix. Die einzelnen kugelförmigen Teilchen können nach Befüllen der Chromatographiesäule nachträglich durch Sintern verfestigt werden. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen kugelförmigen Teilchen können auch mit einem Polymeren als Füllmaterial aufgefüllt werden. Auch Streifen aus Kunststoffschäumen, die zwischen zwei Platten eingebaut werden können, sind aus der DE 1 ,517.944 bekannt. Eine stationäre Phase, die selbst als Platte aus einem Polymeren, insbesondere aus einem Polymeren, das durch Flüssigphasenpolymerisation mit einer sehr homogen verteilten Porosität erhalten wird, ist aus der DE 1.517,944 nicht bekannt geworden. Vielmehr handelt es sich bei der Vorrichtung gemäß der DE 1 ,517.944 um eine Vorrichtung zur Säulenchromatographie. Auch über die Anordnung der Verteileinrichtung für die Zuführung des aufzutrennenden Stoffgemisches zu der partikulären Matrix sind in der DE 1.517.944 keine Angaben gemacht.

Die DE 43 43 358 zeigt thermisch stabile Filterelemente in plattenförmiger Form, die Aktivkohleperlen umfassen und durch Härtung und Trocknung erhalten wurden. Auch in dieser Schrift sind keine Aussagen zur Zuführung des Stoffgemisches zu der partikulären Matrix gemacht, insbesondere nicht, wie eine einfache Vergrößerung des Prozessvolumens erreicht werden kann. Aus der US 4.775.484 ist eine Trenneinrichtung für flüssige und gasförmige Medien bekannt geworden, bei dem das absorbierende Material als solider, poröser Block ausgebildet ist. Allerdings ist hierfür kein Material angegeben, auch ein Hinweis, wie eine gleichmaßige Zuführung des Stoffgemisches zu dem porösen Block erreicht werden kann, fehlt in der US 4,775.484.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, gemäß einem ersten Aspekt eine Chromatoqraphievorrichtunq. insbesondere für die Trennung von biopharmazeutischen Produkten, wie beispielsweise Proteinen. Nukleinsäuren. Viruspartikel anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere große Volumina für eine chromatoqraphische Trennung zur Verfügung stellt. In einem weiteren Aspekt der Erfindung soll die Chromatoqraphievorrichtung so ausgestaltet sein, dass sie sich insbesondere durch eine besonders gleichmäßige Flüssigkeitsverteiluπq auszeichnet.,

In einem weiteren Aspekt der Erfindung soll eine Chromatographievorrichtunq und ein Verfahren angegeben werden, mit dem es möglich wird, zunächst an einer Vorrichtung im Labormaßstab die Chromatographieparameter zu bestimmen und die Ergebnisse der Vorrichtung im Labormaßstab dann auf eine großtechnische Vorrichtung zu übertragen.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung des ersten Aspektes der Erfindung eine Vorrichtung zur chromatographischen Trennung zur Verfügung gestellt, bei der die stationäre Phase insbesondere einen porösen Festkörper umfasst, der bevorzugt plattenförmig ausgebildet ist, wobei die durch den Festkörper ausgebildete Platte durch eine Fläche und eine Schichtdicke gekennzeichnet ist. Der Festkörper selbst ist eine poröse Festkörpermatrix, die eine homogene Porenverteiluπg aufweist und für eine chromatographische Trennung geeignet ist.

Durch die erfindungsgemäß völlig abweichende Geometrie der stationären Phase als Platte wird der Platzbedarf der Chromatographieeinrichtung erheblich reduziert und das Gewicht verringert. Insbesondere wird dies dadurch möglich, dass die Festkörper übereinander angeordnet werden können und so die Chromatographievorrichtung Chromatographievolumen vor allem in der Höhe zur Verfügung stellt. Der plattenförmige insbesondere poröse Festkörper ermöglicht somit den Einsatz großer Chromatographie-Volumina trotz begrenzter Schichtdicke. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Chromatographievorrichtung mit einem plattenförmigen porösen Festkörper keine beweglichen Teile umfasst, wie beispielsweise eine Chromatographiesäule, die mit einer partikulären Matrix befüllt ist, und bei der die partikuläre Matrix beispielsweise durch einen Stempel verdichtet werden muss. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass es der bevorzugt plattenförmige Festkörper ermöglicht, dass Zuführöffnungen zum

Zuführen von zu trennendem Stoffgemisch regelmäßig über der zu beschickenden Fläche, z. B. in Spalten und Reihen, angeordnet werden können. Ist jeder Zuführöffnung eine Austrittsfläche zugeordnet, so kann mit der Austrittsfläche einer Zuführöffnung ein Teil der Fläche des porösen Festkörpers mit zu trennendem Stoffoemisch beschickt werden. Hierfür können die

Chromatographieparameter bestimmt werden. Die gesamte Fläche wird dann durch eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten, z. B. in Reihen und Spalten, Zuführöffnunqen beschickt. Die Aneinanderreihung ermöglicht die Beschickung einer beliebigen Oberfläche und damit eines beliebigen Prozessvolumens durch einfaches lineares Scale up.

Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der Platten 0,5 bis 15 cm, bevorzugt zwischen 1 cm und 5 cm. Durch eine derartige Schichtdicke wird sichergestellt, dass der Festkörper homogen polymerisiert ist und eine ausreichende Homogenität der Porenverteilung für die Chromatographie aufweist.

Die Flächen einer Platte reichen von einer Größe von 2 x 2 cm bis zu 100 x 200 cm bzw. von 10 x 20 cm bis 50 x 100 cm, d.h. von Flächen von 4 cm 2 bis 20000 cm 2 , bevorzugt 200 cm 2 bis 5000 cm 2 . Durch das Anordnen mehrerer solcher Platten übereinander können Prozessvolumen von 20 000 I z. B., aber nicht ausschließlich, bei einer Konzentration des zu trennenden Stoffes von 5g/l und mehr erreicht werden. Unter Prozeßvolumen wird das Volumen der Flüssigkeit verstanden, die über die Chromatographievorrichtung geschickt wird, bis die in den porösen Poren gebundenen Stoffe beispielsweise durch Wechsel des Puffers bzw. der Leitfähigkeit entbunden und im Eluat ausgebracht werden. Das Prozessvolumen ist im wesentlichen bestimmt durch die benötigte Menge des zu chromatographierenden Stoffes im Stoffgemisch und entspricht z. B. bei einer biopharmazeutischen Produktion unter Verwendung von z. B. Saugerzellen, Mikroorganismen dem Fermentationsvolumen des Praduktionsfermenters. Das Chromatographievolumen dagegen wird bestimmt durch das Gesamtporenvolumen der porösen Festkörper.

Der poröse Festkörper der plattenförmigen stationären Matrix ist bevorzugt aus einem Polymermaterial mit einer homogen verteilten Porosität hergestellt. Als Polymermaterial kommt hier insbesondere ein Acrylat, insbesondere ein Polymethylacrylat (PMMA) zum Einsatz. Auch Sintermaterialien oder photonische Kristalle waren möglich. Homogen verteilt bedeutet, dass die Poren im Polymermaterial raumlich homogen verteilt sind.

Um die plattenförmigen stationären Phasen möglichst gleichmäßig mit dem zu trennenden Stoffgemisch in flüssiger Form zu beschicken, ist vorgesehen, dass die erfindungsgemaße Vorrichtung zur chromatographischeπ Trennung wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des zu trennenden Stoffgemisches sowie eine Abführeinrichtung zum Abführen der des Durchflusses und/oder des Eluates dient. Unter Durchfluss wird in der Chromatographie und in vorliegender Anmeldung die Flüssigkeit verstanden, die den porösen Festkörper ungebunden durchläuft. Unter Eluat wird die Flüssigkeit verstanden, die erhalten wird, wenn der im porösen Festkörper gebundene Stoff bzw. die gebundenen Stoffe wieder ausgebracht wird bzw. werden. Z. B. ist es möglich, den plattenförmigen Festkörper bei einem bestimmten pH-Wert und/oder bestimmten Leitfähigkeit, beispielsweise einem pH-Wert 7 bzw. einer Leitfähigkeit von 2 bis 1OmS cm -1 , zu beschicken. Bestimmte Stoffe binden bei diesem pH-Wert an den Oberflächen des porösen Festkörpers, z. B. an den Oberflächen, die in den Poren zur Verfügung gestellt werden. Wird nunmehr der pH-Wert und/oder die Leitfähigkeit geändert, beispielsweise durch Zugabe einer Pufferlösung, eines sogenannten Elutionspuffers, so werden die im Festkörper gebundenen Stoffe desorbiert. Die Flüssigkeit mit den desorbierten Stoffen wird dann auch als Eluat bezeichnet. Das Eluat beinhaltet also das Produkt. Generell ist es bei einem Betrieb der Vorrichtung als Chromatographievorrichtung so, dass der im Stoffgemisch enthaltene abzutrennende Stoff an den Oberflächen des porösen Festkörpers reversibel gebunden wird, d. h. zunächst werden die Stoffe an den Oberflächen des porösen Festkörpers adsorbiert. Durch Ändern des pH-Wertes und/oder der Leitfähigkeit werden die Stoffe dann desorbiert. Bis auf Diffusionsphänomene erfolgt die Adsorption/Desorptioπ zu praktisch 100% reversibel.

In einem Sonderfall kann die Vorrichtung auch in der Durchlaufchromatographie betrieben werden. In einem solchen Fall wird die Chromatographievorrichtung mit Produktflüssigkeit beschickt. Verunreinigungen im Produkt werden dann in der porösen Matrix gebunden. Nach Durchlaufen des porösen Festkörpers ist bei der Durchlaufchromatographie im Durchfluss gereinigtes Produkt enthalten. Die in der porösen Matrix zurückgehaltenen Verunreinigungen können durch Zugabe entsprechender Lösungen beispielsweise Puffer später wieder aus dem porösen Festkörper gelöst werden. Auch hierfür ist die erfindungsgemäße Chromatographieeinrichtung geeignet.

Bevorzugt ist die stationäre Phase in Form wenigstens einer Platte aus einem porösen Festkörpermaterial zwischen einer Zuführeinrichtung, die bevorzugt ebenfalls plattenförmig ausgebildet ist und wenigstens einer Abführeinrichtung angeordnet.

Um das Chromatographievolumen zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass mehrere plattenförmige stationäre Phasen hintereinander geschaltet sind, d.h. mehrere Platten zwischen der Zuführeinrichtung und der Abführeinrichtung angeordnet sind. Bei der Verwendung von mehreren einzelnen, zwischen der Zuführeinrichtung und der Abführeinrichtung angeordneten Platten kann vorgesehen sein, dass jede der einzelnen Platten von der anderen Platte durch eine Abschlussschicht getrennt ist. Eine derartige Abschlussschicht kann beispielsweise eine makroporöse Schicht sein, die im Wesentlichen dazu dient, das aufzutrennende flüssige Stoffgemisch möglichst gleichförmig auf die Fläche der Platte zu verteilen.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Platten ohne eine derartige Abschlussschicht aneinander stoßen. Besonders bevorzugt ist es, wenn zwischen die einzelnen Platten ein Monomerengemisch eingebracht wird, das polymerisiert werden kann, so dass eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Platten erzielt wird. Bevorzugt ist das Monomerengemisch dasselbe wie das Monomerengemisch, aus dem die gesamte poröse Platte polymerisiert wurde.

In einer fortgebildeten Ausführungsform sind mehrere Zu- und

Abführeinrichtungen, zwischen denen jeweils eine oder mehrere Platten angeordnet sein können, vorgesehen.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Platten von einer umlaufenden Dichtung, beispielsweise aus Silikon oder Polyurethan, umschlossen werden.

Zusätzlich zur Abdichtung einzelner Platten bzw. Plattenstapel kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Platten sowie eine Zuführ- und/oder eine Abführeinrichtung von einer Ummantelung oder einem Gehäuse, beispielsweise einem Sicherheitsgehäuse, umschlossen werden.

Die eine oder mehrere Platten mit einer Abführ- und/oder einer Zuführeinrichtung bilden zusammen ein Modul aus. Mehrere derartige Module können auf einfache Art und Weise übereinander oder nebeneinander angeordnet werden, ergebend die Chromatographievorrichtung. Der Aufbau in Modulen hat zum einen den Vorteil, dass durch die Ummantelung die Zuführ- und/oder Abführeinrichtung, insbesondere aber die porösen Festkörper gegen Umwelteinflüsse wie Stoß oder Abrieb schützen. Des Weiteren kann bei einem modularen Aufbau sehr leicht bei Beschädigung eines Moduls dieses beschädigte Modul getauscht werden.

Um eine möglichst gleichmäßige Beschickung des plattenförmigen Festkörpers zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Zuführeinrichtung eine Vielzahl von

Zuführöffnungen aufweist sowie wenigstens einen Verteilkanal, wobei die Vielzahl von Zuführöffnungen leitend mit dem Verteilkanal verbunden sind. Wie zuvor beschrieben, weisen die Zuführöffnungen eine Austrittsfläche auf, mit der ein Teil der Oberfläche des porösen Festkörpers beschickt wird. Durch die regelmäßige Anordnung, z. B. in Zeilen und Spalten der Zuführöffnungen, kann die gesamte Oberfläche des porösen Festkörpers beschickt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Zuführöffnungen entlang des Verteilkanals in einer Reihe angeordnet sein. Bei der Anordnung der Zuführöffnungen entlang des Verteilkanals in einer Reihe kann vorgesehen sein, dass die Zuführeinrichtung mehrere nebeneinander angeordnete Verteilkanäle umfasst. Es resultiert dann eine Anordnung der Zuführöffnungen, verteilt über die Fläche der stationären Matrix, die in Spalten und Reihen eingeteilt ist. Die einzelnen Verteilkanäle können wiederum leitend mit einem gemeinsamen Speisekanal verbunden sein. Dieser Speisekanal kann entweder endständig zu den Verteilkanälen oder nicht endständig, insbesondere mittig zu diesen angeordnet sein. Eine mittige Anordnung hat den Vorteil, dass das aufzutrennende Stoffgemisch gleichmäßig auf die Verteilkanäle aufgeteilt wird, insbesondere kann ein relativ gleichmäßiger Fluss entlang der Verteilkanäle erreicht werden.

Um sicherzustellen, dass in den einzelnen Verteilkanälen jeweils die richtige Menge an flüssiger Phase zur Verfügung gestellt wird, kann vorgesehen sein, dass jeder der Verteilkanäle mit einem Sensor, beispielsweise einem Sensor, der auf Änderungen physikalischer Eigenschaften wie Druck, pH-Wert, Leitfähigkeit beruht, vorgesehen ist. Um eine zeitlich gleichmäßige Beschickung der gesamten Oberfläche, d.h. eine gleiche Flüssiqkeitsmenqβ nach einer Zeit t an allen Zuführöffnunαen zu gewährleisten, kann der Verteilkanal z. B. Verdickungen und Verdünnungen, d.h. Änderung des Durchmessers, aufweisen. Besonders bevorzugt ist eine stetige Änderung des Durchmessers des Verteilkanals.

Durch die Anordnung von Sensoren an jedem Verteilkanal kann darüber hinaus mit Hilfe von Rückmeldem an ein Steuerungssystem eine Überwachung des Chromatographieprozesses sowohl zeitlich wie auch örtlich und eine Steuerung desselben erfolgen.

Um je nach Betriebsart das Eluat oder den Durchfluss möglichst gleichmäßig aus dem plattenförmigen Körper abzuführen, weist die Abführeinrichtung in analoger Weise wie die Zuführeinrichtung Abführ-Verteilkanäle auf, wobei jedem Abführ- Verteilkanal eine Vielzahl von Abführöffnungen, die mit dem Abführ-Verteilkanal leitend verbunden sind, zugeordnet sind. Bevorzugt sind die Abführöffnungen entlang des Abführ-Verteilkanals in einer Reihe angeordnet.

Wie bei der Zuführeinrichtung, können auch bei der Abführeinrichtung mehrere Abführ-Verteilkanäle nebeneinander angeordnet sein. Es ergibt sich dann dieselbe Matrix in Reihen und Spalten der Abführöffnungen wie schon bei den Zuführöffnungen.

Bevorzugt werden der Abführ-Verteilkanal bzw. die Abführ-Verteilkanäle in einen gemeinsamen Abführkanal geleitet, aus dem das Eluat bzw. der Durchfluss aus der gesamten Chromatographievorrichtung herausgeführt werden kann. Der Abflusskanal kann entweder endständig zu den Abführ-Verteilkanälen angeordnet sein oder an anderer Stelle, beispielsweise mittig.

Wie schon den einzelnen Zuführkanälen ein Sensor zur Steuerung bzw.

Überwachung des Chromatographieprozesses zugeordnet werden kann, kann auch jedem Abführ-Verteilkanal ein Sensor zugeordnet sein. Die Sensoren der Zuführeinrichtung messen bevorzugt den pH-Wert, den Druck oder die Leitfähigkeit des zugeführten flüssigen Stoffgemisches. Die den Abführkanälen zugeordneten Sensoren können ebenfalls physikalische Eigenschaften messen oder eine chemische Reaktion. Bevorzugt handelt es sich bei den Sensoren, die den Abführ-Verteilkanälen zugeordnet sind, die den pH-Wert, den Druck, die Leitfähigkeit, die Konzentration oder aber auch die Dichte des Eluats bzw. des Durchflusses messen. Mit diesen Größen ist es möglich, die Qualität der chromatographischen Trennung zu verfolgen und eventuell beispielsweise durch Änderung der Zuführung diese zu beeinflussen. Die Längen sowohl der Verteil- wie der Abführkanäle liegen bevorzugt im Bereich der Breite der Platten, d.h. zwischen 2 cm und 200 cm. Ebenso liegen die Länge des Speise- und/oder des Abführkanals ebenfalls im Bereich der Plattenlängen des plattenförmigen porösen Festkörpers von 2 cm bis 200 cm. In einer Anordnung, bei der ein einziger Speisekanal für sämtliche Verteilrohre der Zuführeinrichtung vorgesehen ist, kann auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei der zwei Speisekanäle an gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Verteilrohre vorgesehen sind.

Dies ermöglicht eine gegenüber einer nur einseitigen Zuleitung von zu trennendem flüssigen Stoffgemisch in die Verteilkanäle eine gleichmäßigere Beschickung der Verteilkanäle. Ebenso wie bei der Zuführung können auch bei der Abfuhr des Eluats bzw. Durchflusses zwei Abführkanäle vorgesehen sein, die an gegenüberliegenden Enden der Abfuhrverteilrohre angeordnet sind.

Besonders gleichmäßig wird das aufzutrennende Stoffgemisch in die Fläche des plattenförmigen Körpers eingeleitet, wenn die Zuführöffnung und/oder die

Abführöffnung in Konusform ausgebildet .sind. Durch die Konusform kann eine gewisse, genau bemessene Austrittsfläche und damit eine dieser Austrittsfläche zugeordnete Teilfläche des porösen Festkörpers mit aufzutrennendem Stoffgemisch beschickt werden. Durch Aneinanderreihung der Austrittsflächen der Koni ist es möglich, die gesamte Fläche des porösen Festkörpers gleichmäßig mit aufzutrennendem Stoffgemisch zu versorgen. Insbesondere sind die Zuführöffnungen mit den Austrittsflächen regelmäßig, d.h. in Spalten und Reihen. angeordnet Auf diese Art und Weise kann durch lineares Scale up die gesamte Oberfläche eines porösen Festkörpers mit Stoffαemisch beschickt werden. Bevorzugt ist die Zuführ- und/oder die Abführvorrichtung für die chromatographische Trennvorrichtung aus Edelstahl, Titan oder Kunststoffpolymer hergestellt. Die Ausbildung der Zuführ- bzw. Abführöffnungen als Koni ist vorteilhaft, aber keineswegs zwingend. So ist es auch möglich, dass die Zuführbzw. Abführöffnung keine Konusform aufweist, sondern als reine Zuleitung bzw. Ableitung über dem Festkörper endet bzw. beginnt.

Neben der Vorrichtung stellt die Erfindung auch ein Verfahren zur Kontrolle der

Prozessparameter für den Chromatographieprozess in einer chromatographischen Vorrichtung zur Verfügung, wobei die chromatographische Vorrichtung eine stationäre Phase insbesondere in Form einer Platte, bestehend aus einem porösen Festkörper, aufweist.

Um die Prozessparameter für den Chromatographieprozess zu simulieren, ist beispielsweise vorgesehen, zunächst lediglich zwei Segmente der Platte mit einem Teil der Vielzahl von Zufuhr- und Abführöffnungen auszugestalten . . Es_w[rd sodann ein Flüssigkeitsstrom in diese beiden Segmente geführt, wobei der Flüssigkeitsstrom durch diese Segmente mit Hilfe von

Flüssigkeitsstrombegrenzern und Ventilen gerade so begrenzt bzw. geregelt wird, dass die Gesamtzahl der Zufuhr- und/oder Abführöffnungen der gesamten Platte simuliert wird, ohne das dieselbe mit zu trennender Flüssigkeit beschickt werden müssen. Die beiden Segmente zur Stimulation sind gerade so gewählt, dass der Durchfluss durch die beiden voneinander am entferntesten angeordneten Koni simuliert wird.

In der Simulation werden lediglich die Zuführ- und Abführöffnungen der ausgewählten Segmente mit dem eingestellten Flüssigkeitsstrom beschickt und die Prozessparameter für den Chromatographieprozess ermittelt. Da der über die Segmente geleitete Flüssigkeitsstrom gerade so eingestellt wird, dass der Flüssigkeitsstrom einer Gesamtplatte simuliert wird, können die aus dem Fluss über diese Segmente bestimmten Chromatographieparameter auf den Gesamtprozess der Platte mit allen Zuführ- und Abführöffnungen übertragen werden. Im Wesentlichen ist diese Möglichkeit der Messung der Prozesswerte anhand eines kleinen Segmentes repräsentativ für den gesamten Chromatographieprozess möglich, weil die erfindungsgemäße chromatographische Vorrichtung aus Segmenten, aufgebaut ist. Die Segmente wiederum umfassen Zuführöffnungen in regelmäßiger Anordnung. Die regelmäßige Anordnung der Zuführöffnungen in Reihen und Spalten bzw. Segmenten, die eine Vielzahl von Zuführöffnungen in Reihe enthalten, ermöglichen die zuvor beschriebene Ermittlung der Chromatographieparameter und das anschließende Scale up. Bevorzugt erfolgt eine Messung an den Abführleitungen, die den Zuführöffnungen, die am entferntest zueinander angeordnet sind, gegenüberliegen. Die an diesen Abführöffnungen angeordneten Sensoren erfassen zeitlich ein Chromatographieereignis, beispielsweise ein Elutionsereignis. Die Chromatographievorrichtung, die durch die beiden Segmente simuliert wird, ist dann mit hoher Güte ausgelegt, wenn die Chromatographieereignisse an den entfernt voneinander angeordneten Zuführbzw. Abführeinrichtungen weitgehend zeitgleich ein Chromatographieereignis detektiert wird. Unter weitgehend zeitgleich wird vorliegend verstanden, dass wenn das Ereignis eine Zeit T andauert, der zeitliche Versatz t der beiden Chromatographieereignisse maximal 0,1 T, d.h. 10 % der Zeitdauer T des Chromatographieereignisses beträgt. Bevorzugt beträgt der Versatz weniger als 10 %, insbesondere weniger als 5 %, ganz bevorzugt weniger als 3 % der Zeitdauer des Chromatographieereignisses.

Bei einer Chromatographie mit Säulenchromatographievorrichtungen war eine derartige Bestimmung von Prozessparametern im kleinen Maßstab und die Übertragung auf den großtechnischen Maßstab, d.h. ein Scale up, nicht möglich, da die Chromatographiesäulen nicht modular, d.h. regelmäßig aufgebaut waren und insoweit die Prozessparameter immer am großtechnischen System überprüft und verifiziert werden mussten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Chromatographieeinrichtung besteht in der Verwendung von porösen Festkörpern anstelle von partikulären Chromatographiemedien. Durch die Verwendung von porösen Festkörpern kann ein wesentlich steilerer zeitlicher Verlauf des Chromatographieereignisses gegenüber Systemen mit partikulären Chromatographiemedien erreicht werden, da bei porösen Festkörpern Diffusionsströme aufgrund der geringeren Diffusionskavität eine deutlich geringere Rolle spielen als bei Systemen mit partikulären Medien.

Wie zuvor erwähnt, kann ein System mehrere Module, die übereinander angeordnet werden, umfassen. Eine erste Ausgestaltung_eines Moduls umfasst beispielsweise eine Zuführeinrichtung, eine Abführeinrichtung und ein oder mehrere dazwischen angeordnete poröse Festkörper. Denkbar wäre auch ein Modul, bestehend aus einer Zuführeinrichtung und einem oder mehreren porösen Festkörpern oder einem oder mehreren Festkörpern und einer Abführeinrichtung.

Einzelne Module können beispielsweise besonders einfach dadurch realisiert werden, dass einzelne Platten und Zuführeinrichtungen und/oder Abführeinrichtungen in je ein Gehäuse eingeschlossen werden. Die Gehäuse mit den einzelnen Platten bzw. Zuführ- und/oder Abführeinrichtungen können dann aufeinander gestapelt werden, ergebend die Chromatographievorrichtung. Die Anzahl der übereinander gestapelten Module bestimmt die Kapazität der Chromatographievorrichtung. Bestimmend für die Kapazität der Chromatographievorrichtung ist das sogenannte Chromatographievolumen wie zuvor definiert.

Durch einfaches Hinzufügen bzw. Herausnehmen von Platten kann bei einem modularen Aufbau das Chromatographievolumen sehr einfach angepasst werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden, ohne dass hierin eine Beschränkung zu sehen ist. Es zeigen:

Fig. 1a: prinzipieller Aufbau einer Chromatographievorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Zuführ- und einem Abführkanal

Fig. 1b: prinzipieller Aufbau einer Chromatographievorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei Zuführ- und zwei Abführkanälen

Fig. 1c prinzipieller Aufbau einer Chromatographie-Vorrichtung mit einer mittig angeordneten ZJJ : und Abführeinnchtung

Fig. 1d1-1d2 Draufsicht auf eine Zuführeinrichtunq gemäß Fig. 1c sowie

Flüssigkeitsverteilung

Fig. 1e1-1e2 Draufsicht auf eine Zuführeinrichtung mit hydrodynamisch optimierten Zuleitungen sowie Flüssigkeitsverteilung

Fig. 2: prinzipielle Ansicht einer Chromatographievorrichtung gemäß der Erfindung in drei Dimensionen

Fig. 3: prinzipielle Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer

Chromatographievorrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 4a - 4b: plattenförmiger Körper als stationäre Phase mit makroporöser Schicht in einer Vorrichtung gemäß Fig. 3

Fig. 5: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Chromatographievorrichtung

Fig. 6: plattenförmiger Körper ergebend einen Plattenstapel mit makroporöser Schicht gemäß der zweiten Ausführungsform einer Chromatographievorrichtung Fig. 7: plattenförmiger Körper ergebend einen Plattenstapel ohne makroporöse Schicht gemäß der zweiten Ausführungsform einer Chromatographievorrichtung

Fig. 8a: Verteilkanal einer Zuführeinrichtung mit entlang des Verteilkanals in Reihe angeordneten Zuführöffnungen

Fig. 8b: einzelne Zuführöffnung in der Ansicht von oben

Fig. 8c: einzelne Zuführöffnung in dreidimensionaler Ansicht

Fig. 9a: Schnitt durch eine Zuführ- oder Abführeinrichtung, ausgeführt als plattenförmiger Körper mit Zu- oder Abführung in einer Richtung

Fig. 9b: Chromatographievorrichtung mit plattenförmigen Zu- oder Abführeinrichtungen

Fig. 9c: Zuführ- oder Abführeinrichtung ausgeführt als plattenförmiger Körper mit Zu- oder Abführung von zwei Richtungen

Fig. 10: Draufsicht auf eine plattenförmige Zuführ- oder Abführeinrichtung mit Verteilkanälen

Fig. 11 : Draufsicht auf eine plattenförmige Zuführ- oder

Abführeinrichtung mit Verteilkanälen und Zuführöffnungen, die regelmäßig in Reihen und Spalten angeordnet sind

Fig. 12a: prinzipieller Aufbau einer Chromatographieanordnung mit mehreren übereinander angeordneten Platten ergebend einen Plattenstapel Fig. 12b: alternativer Aufbau einer Chromatographievorrichtung mit mehreren nebeneinander angeordneten Platten ergebend einen Plattenstapel

Fig. 13: segmentieller Aufbau als Versuchsaufbau für eine Vorrichtung zur Simulation einer Chromatographievorrichtung im

Großmaßstab

Fig. 14a und 14b Zuführeinrichtung in Plattenform und Abführeinrichtung in

Plattenform eines Segmentes einer Versuchsanlage gemäß Fig. 13.

In Fig. 1a ist der prinzipielle Aufbau einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Chromatographievorrichtung dargestellt. Das zu chromatographierende Stoffgemisch wird über eine Zuführeinrichtung 2, umfassend in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform einen Zuführkanal 4 und insgesamt drei nebeneinander liegende Verteileinrichtungen 6, die vorliegend als Verteilleitungen 6.1 , 6.2, 6.3 ausgestaltet sind, zugeführt. Die Verteilleitungen 6.1 , 6.2, 6.3, weisen eine Vielzahl nicht dargestellter Zuführöffnungen auf, über die eine Vielzahl von Stoffströmen 8 auf die Oberfläche 10 mit einer Fläche OF einer plattenförmigen porösen Festkörpermatrix 12 geführt wird. Durch die plattenförmige, poröse Festkörpermatrix 12 treten die einzelnen Stoffströme 8 hindurch. Deutlich zu erkennen ist die regelmäßige Anordnung der Zuführöffnungen in Reihen und Spalten.

In den Poren der Festkörperplatte wird der abzutrennende Stoff zunächst gebunden. Aus der Festkörperplatte 12. die die poröse Matrix darstellt, .tritt auf der den Zuführöffnungen gegenüberliegenden Seite ein Durchfluss auf, der über eine Abführeinrichtung 20, umfassend einen gemeinsamen Abführkanal 22 und Abführverteilleitungen 24, die wie die Zuführverteilleitungen nebeneinander liegend angeordnet sind, abgeführt wird. Werden durch Beschickung der Festkörperplatte 12 mit beispielsweise einer Pufferlösung die in den Poren der Festkörperplatte während des Chromatographie-Prozesses gebundenen Stoffe wieder entbunden, so wird über die Abführeinrichtung mit Abführleitungen 24 das Eluat abgeführt.

Der plattenförmige, poröse Festkörper 12 weist eine Oberfläche 10 mit einer Fläche OF und einer Dicke 4 auf. Die Fläche OF wird durch die Länge L und Breite B aufgespannt.

Am Ende jeder Zuführleitung sind Sensoren, beispielsweise pH-Wert Sensoren oder Leitfähigkeitssensoren 9.1 , 9.2, 9.3 angeordnet.

In Fig. 1b ist prinzipiell eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt.

Gleiche Bauteile wie in Fig. 1a werden mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 1a umfasst die Zuführeinrichtung 2, zwei Zuführkanäle 4.1 , 4.2. Die einzelnen Verteileinrichtungen 6.1, 6.2, 6.3 werden von beiden Seiten 11.1 bzw. 11.2 beschichtet. Hierdurch kann eine gleichmäßigere Beschickung als bei nur einseitiger Zuführung wie in Fig. 1a erreicht werden. Auch die Abführung des Durchflusses bzw. Eluats erfolgt mit Hilfe von zwei Abführkanälen 22.1 , 22.2 über zwei Seiten 21.1, 21.2. Ebenfalls dargestellt ist der poröse Festkörper 12 mit der Dicke ^

In Fig. 1c ist eine weitere Ausführung der Erfindung gezeigt. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1c erfolgt die Zuführung und die Abführung über einen mittig angeordneten gemeinsamen Zuführkanal 14 zu den einzelnen Verteilleitungen 6.1 , 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6. Am Ende jeder Verteilleitung 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6 sind Sensoren 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6 angeordnet. Auch der gemeinsame Abführkanal 32 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1c mittig angeordnet. Gleiche Bauteile wir in Fig. 1a bis 1b sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Sämtliche poröse, plattenförmigen Körper 12 weisen eine Schichtdicke £ und eine . Oberfläche QF, die mit Stoffgem|sch . beschickt wird, auf. Die Schichtdicke 4 beträgt bevorzugt zwjschen 0,5 und 15 cm, die Oberfläche OF reicht bevorzugt von 2 x 2 cm bis 100 x 200 cm.

Bei der Ausführunqsform gemäß Fig. 1c sind nicht dargestellt die Vielzahl von Zuführöffnunqen. die jeder Verteilleitung zugeordnet sind. Bevorzugt liegen die Zuführöffnunqen in jeder Verteilleitung in einer Reihe, so dass sich über die Oberfläche OF des Festkörpers verteilt eine regelmäßige Anordnung der Zuführöffnunoen in Reihen und Spalten ergibt.

In Fig. 1d1 ist nochmals in einer Draufsicht das System der Verteilleitungen gemäß Fig. 1c dargestellt. In der Mitte erfolgt die Zuführung bzw. Abführung über einen gemeinsamen Zuführkanal zu den einzelnen Verteilleitungen 6.1. 6.2. 6.3, 6.4. 6.5. 6.6. 6.7 und 6.8.

Jeder Verteilleitunq 6.1. 6.2. 6.3, 6.4. 6.5. 6.6 sind mehrere Zuführöffnunqen zugeordnet. Die Ausdehnung wird als X-Richtung und als Y-Richtung bezeichnet.

in Fig. 1d2 ist die Flüssigkeitsmenge, die an den jeweiligen Zuführöffnunqen 3emessen wird, nach einer bestimmten Zeit t. beispielsweise 5 Sekunden, dargestellt. Wiederum ist die X-Richtunq gemäß Fig. 1d1 mit X und die Y-Richtung mit Y bezeichnet. Wie aus Fig. 1d2 hervorgeht, ergibt sich bei einer Ausgestaltung des Zuführkanals 14 mit den Verteilleitungen bei sich nicht änderndem Querschnitt sowohl des Zuführkanals wie der Verteilleitungen eine ungleichmäßige

Flüssigkeitsmenge, die nach einer gewissen Zeit t, beispielsweise 5 Sekunden, an den jeweiligen Zuführöffnungen gemessen wird.

Um die Flüssigkeitsmenqe möglichst gleichmäßig über der Oberfläche des Festkörpers aufzubringen, ist vorgesehen, sowohl den Zuführkanal 14 wie die einzelnen Verteilleitungen derart auszubilden, dass in einer Zeit t möglichst dieselbe Flüssiqkeitsmenqe zu [eder Zuführöffnunq gelangt. Wie aus Fig. 1d2 hervorgeht, ist bei einem gleich bleibenden Querschnitt die größte Flüssiqkeitsmenge am Ende des Zuführkanals 14 zu erwarten. Des Weiteren nimmt die Flüssiqkeitsmenqe stetig zum Ende der Verteilleitunqen ab. Um diese Flüssiqkeitsverteilunq gemäß Fig. 1d2 auszugleichen, ist, wie in Fig. 1e1 vorgesehen, der Durchmesser sowohl des Verteilkanals wie der einzelnen Verteilleitunqen kontinuierlich geändert.

Wie aus Fig. 1e1 hervorgeht, verjüngt sich der Verteilkanal von der Eintrittsöffnung 15 her zum Ende des Verteilkanals 17. Ebenso verjüngen sich die

Verteileinrichtunqen von der Öffnung vom Zuführkanal 14 her zum Ende 19 hin. Durch die Verengung des Zuführkanals und der einzelnen Verteileinrichtungen kann, wie in Fig. 1e2 gezeigt, eine weitgehend gleichmäßige Flüssiqkeitsmenqe nach einer bestimmten Zeit t an den einzelnen an die Verteilleitunqen angeschlossenen Zuführöffnunqen erreicht werden.

Wiederum ist mit X die X-Richtunq und mit Y die Ausdehnung in Y-Richtunq sowohl der Zuführeinrichtung wie auch des Diagramms betreffend die Flüssiqkeitsmenαen eingezeichnet.

In Fig. 2 ist die prinzipielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur chromatographischen Trennung eines Stoffgemisches dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Zuführeinrichtung 102 in Plattenform und eine Abführeinrichtung 104 in Plattenform. Zwischen der Zuführeinrichtung 102 und der Abführeinrichtung 104, die jeweils als plattenförmige Körper ausgebildet sind, ist wenigstens ein plattenförmiger poröser Festkörper 110 eingebracht, An den Oberflächen des porösen plattenförmigen Körpers wird beim Chromatographiebetrieb der Vorrichtung der zu chromatographierende Stoff gebunden. Durch Zugabe von beispielsweise Pufferlösung kann der Stoff entbunden bzw. desorbiert und im Eluat abgeführt werden. Obwohl vorliegende Ausführungsform nur das Einbringen eines plattenförmigen Festkörpers 110 zeigt, ist dies nicht als Beschränkung zu sehen. Möglich wäre auch das Einbringen von mehr als einem plattenförmigen Festkörper. Auch die Ausgestaltung der Zuführöffnungen als Koni, wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine mögliche, aber keine zwingende Ausführungsform.

In Figur 2 ist des Weiteren deutlich zu erkennen die konusförmiqe Ausgestaltung der Zuführ- bzw. Abführöffnunqen 31 , 33. Die konusförmiqen bzw. trichterförmigen Zuführ- bzw. Abführöffnunqen weisen eine Austrittsfläche 35 bzw. eine Eintrittsflache 37 auf, die im Wesentlichen durch den Durchmesser des Konus dκ O m/ S bestimmt sind. Jeder Austritts- bzw. Eintrittsfläche ist ein Teil der Oberfläche QF des plattenförmigen Festkörpers zugeordnet. In Fig. 3 ist eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße

Chromatographievorrichtung gezeigt, die mehr als eine Zuführeinrichtung und mehr als eine Abführeinrichtung umfasst. Die Lage der Zu- und Abführeinrichtung ist lediglich beispielhaft und nicht als beschränkend anzusehen. Prinzipiell kann die Lage der Zu- und Abführeinrichtungen beliebig sein. Bei der Vorrichtung, die in Fig. 3 gezeigt ist, sind zwei Zuführeinrichtungen 200.1 , 200.2 in plattenförmiger Form vorgesehen. In die Zuführeinrichtung 200.1, 200.2 wird von der Seite 202.1, 202.2, ein aufzutrennendes Stoffgemisch zugeführt. Das aufzutrennende Stoffgemisch 202.1 , 202.2 durchströmt die Zuführeinrichtung zum Ende 204.1, 204.2 hin und wird auf eine Vielzahl nicht dargestellter Zuführöffnungen verteilt, von wo aus es durch den porösen Festkörper hindurchtritt.

Wird die Vorrichtung als Chromatographievorrichtung eingesetzt, so wird aus dem Stoffgemisch die herauszutrennende Substanz bzw. der herauszutrennende Stoff an den Oberflächen des porösen Festkörpers zurückgehalten. Der Durchfluss durch den porösen Festkörper wird in der Abführleitung 220.1 gesammelt. Der

Durchfluss, der die Abführleitung 220.1 verlässt, ist mit 230.1 gekennzeichnet. Um den an den Oberflächen gebundenen Stoff, das Chromatographieprodukt, auszutragen, kann z. B. über die Zuführeinrichtung eine Pufferlösung zugegeben werden. Die mit den Chromatographieprodukten befrachtete Lösung wird auch als Eluat bezeichnet. Das Eluat wird wiederum in der Abführleitung gesammelt. Die plattenförmigen porösen Festkörper sind mit Bezugsziffern 210.1, 210.2, 210.3 bezeichnet. Zwischen der weiteren Zuführeinrichtung 200.2 und der weiteren Abführeinrichtung 220.2 ist ein dritter Festkörper 210.3 in plattenförmiger Form vorgesehen. Auch zwischen der Zuführeinrichtung 200.2 und der Abführeinrichtung 220.1 ist ein plattenförmiger Festkörper 210.2 vorgesehen. Insgesamt umfasst die Einrichtung gemäß Fig. 3 drei plattenförmige, poröse Festkörper 210.1 , 210.2, 210.3. Obwohl hier beispielhaft drei plattenförmige poröse Festkörper gezeigt sind, ist die Anzahl hierauf nicht beschränkt, sondern nur beispielhaft zu verstehen. Durch die weitere Zuführeinrichtung 200.2 wird Stoffgemisch zugeführt. Das Stoffgemisch, das über Zuführeinrichtung 200.2 zugeführt wird, wird zum einen dem zweiten plattenförmigen Festkörper 210.2 und zum anderen dem dritten plattenförmigen Festkörper 210.3 zugeführt. Der Durchfluss bzw. das Eluat wird über die Abführeinrichtung 220.2 bzw. die Abführeinrichtung 220.1 abgezogen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist jeweils zwischen einer Zuführeinrichtung 200.1 und einer Abführeinrichtung 220.1 ein poröser Festkörper 210.1 eingeschlossen. Ein plattenförmiger Festkörper 210.1, 210.2 befindet sich auch zwischen der Zuführeinrichtung 200.2 und der Abführeinrichtung 220.1. Ein dritter plattenförmiger Festkörper 210.3 ist zwischen der Zuführeinrichtung 200.2 und der Abführeinrichtung 220.3 angeordnet. Bei einerrunodularen Aufbau kann die Zuführeinrichtung 200.1 und der erste plattenförmige Festkörper 210.1 zu einem ersten Modul MODUL 1 , beispielsweise mit einem Gehäuse, zusammengefasst sein, die Abführeinrichtung 220.1 , der plattenförmige Festkörper 210.2 und die Zuführeinrichtung 202.2 zu einem zweiten Modul MODUL 2, und der plattenförmige Festkörper 210.3 und die Abführeinrichtung 220.2 zu einem dritten Modul MODUL 3. Das Modul 2 kann vervielfacht und so die Kapazität der Chromatographieeinrichtung angepasst werden. Während bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 die Zuführung und

Abführung von derselben Seite her erfolgen^ könnte in einer fortgebildeten

Ausführungsform die Zuführung von einer Seite und die Abführung von der gegenüberliegenden Seite erfolgen. Dies hätte den Vorteil, dass von der Zuführung zur Abführung, die der zu trennende Stoffstrom entlang der gesamte Breite des Festkörpers strömt. In Fig. 4a und Fig. 4b ist detailliert ein plattenförmiger Körper, wie er zwischen Zuführ- und Abführeinrichtungen angebracht wird sowie eine mögliche Dichtung/Einhausung, dargestellt. Der plattenförmige Festkörper, der aus einem porösen Festkörper gebildet wird, ist mit der Bezugsziffer 400 bezeichnet. An den Seiten wird der plattenförmige poröse Festkörper bevorzugt mit einer umlaufenden Dichtung 402 versehen, um den gesamten plattenförmigen, porösen Festkörper 400 abzudichten. Als Dichtungen können beispielsweise Silikon oder Polyurethandichtungen Verwendung finden. Darüber hinaus könnte der gesamte plattenförmige Festkörper auch in ein Gehäuse eingelassen sein. Dies würde beispielsweise eine leichte Tauschbarkeit oder die Verwendung als Einwegartikel ermöglichen.

Um eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Flüssigkeit über den Festkörper 400 zu erreichen bzw. eine gleichmäßige Abfuhr, können über bzw. unter dem Festkörper makroporöse Schichten 400.1 , 400.2 vorgesehen sein. Anstelle einer makroporösen Schicht könnte auch eine Membranschicht eingebracht werden.

In Fig. 4b ist in einer dreidimensionalen Ansicht der Festkörper 400 mit umlaufender Dichtung 402 gezeigt. Des Weiteren wird der plattenförmige Festkörper 400 mit umlaufender Dichtung 402 von einer Schutzschicht bzw. einer Einhausung 403 umgeben, die den plattenförmigen Festkörper vor Umwelteinflüssen schützt. Die Einhausung kann beispielsweise einen Kunststoff umfassen. Des Weiteren kann die Einhausung auch noch eine plattenförmige Zuführeinrichtung und/oder Abführeinrichtung umfassen, d.h. ein Modul umschließen.

In Fig. 5 ist ein ähnlicher Aufbau wie in Fig. 3 dargestellt. Allerdings sind hier mehrere Platten zwischen Zuführ- und Abführeinrichtung eingebracht.

Die Zuführeinrichtung in Fig. 5 ist mit der Bezugsziffer 500.1 , 500.2 gekennzeichnet. Insgesamt sind zwei Zuführeinrichtungen 500.1, 500.2 vorhanden, über die das zu trennende Stoffgemisch zugeführt wird. Dies ist aber nicht als Beschränkung zu sehen. Das Zuführen des zu trennenden Stoffgemisches ist mit der Bezugsziffer 502.1, 502.2 bezeichnet. Es ist lediglich eine Abführeinrichtung 504 dargestellt. Zwischen der ersten Zuführeinrichtung 500.1 und der Abführeinrichtung 504 sind in der dargestellten Ausführungsform insgesamt drei plattenförmige Festkörper 510.1, 510.2, 510.3 vorgesehen. Ebenso sind zwischen der Zuführeinrichtung 500.2 und der Abführeinrichtung 504 drei plattenförmige, poröse Festkörper 510.4, 510.5, 510.6 vorgesehen. Die plattenförmigen Festkörper zwischen der Zuführeinrichtung 500.1 und 504 sind mit 510.1, 510.2, 510.3 bezeichnet und die plattenförmigen Festkörper zwischen der Zuführeinrichtung 500.2 und 500.4 mit den Bezugsziffern 510.4, 510.5, 510.6. Obwohl vorliegend je drei poröse plattenförmige Festkörper zwischen je einer Zuführ- und je einer Abführeinrichtung vorgesehen sind, ist dies nur beispielhaft. Möglich wären weniger als drei platteπförmig übereinander gestapelte Festkörper oder auch mehr. Wie schon bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 könnte das in Fig. 5 gezeigte System modular aufgebaut sein. Hierbei würde die

Zuführeinrichtung 500.1 und die Festkörper 510.1, 510.2, 510.3 ein MODUL Typ 1 ausbilden, die Abführeinrichtung 504 mit den Festkörpern 510.4, 510.5, 510.6 ein MODUL Typ 2. An das MODUL Typ 2 könnte dann wieder ein MODUL Typ 1 anschließen mit Zuführeinrichtung 500.2 usw., bis sich das erforderliche Chromatographievolumen ergibt.

Wie bei Figur 3 erfolgt die Zu- und Abführung von derselben Seite her. Dies ist aber nicht zwingend. In einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte die Zu- und Abführung auch auf die gegenüberliegenden Seiten erfolgen.

Die plattenförmigen Festkörper können zu einem Plattenstapel verbunden sein.

Mögliche Verbindungen von Plattenstapeln sind in den Figuren 6 und 7 dargestellt.

Im Wesentlichen lehnen sich diese an die Darstellung für einen plattenförmigen

Körper gemäß Fig. 4 an.

So zeigt Fig. 6 die Verbindung von zwei plattenförmigen Festkörpern 600.1 , 600.2 zu einem Plattenstapel 650, wobei wiederum eine Dichtung 602 an der Seite des Plattenstapels, bevorzugt umlaufend, vorgesehen ist. Zwischen die einzelnen Platten des Plattenstapels sind wiederum Verteilschichten in Form makropojφsen Schichten 604 oder in Form von Membranschichten eingebracht. Eine direkte Verbindung der beiden plattenförmigen Filterkörper erfolgt gemäß Fig. 6 nicht.

Ein alternatives Konzept zeigt Fig. 7. In Fig. 7 ist wiederum ein Plattenstapel 750 gebildet aus zwei plattenförmigen Elementen 700.1, 700.2 dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführungsform in Fig. 6 ist jedoch keine Zwischenschicht zwischen den Festkörpern 700.1 , 700.2, wie in Fig. 6 dargestellt, vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wäre es möglich die beiden plattenförmigen Festkörper 700.1, 700.2 auch fest miteinander zu verbinden. Hierzu kann in den Zwischenraum 701 zwischen die Festkörper 700.1, 700.2 beispielsweise ein Monomer eingebracht werden. Durch Polymerisation wird ein Polymeres gebildet, das die Festkörper 700.1 , 700.2 miteinander fest verbindet. Bevorzugt ist das Monomere dasselbe Monomer, das auch zur Polymerisation der plattenförmigen Festkörper 700.1 , 700.2 verwendet wurde. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6, ist oberhalb und unterhalb des Plattenstapels 750 eine Verteil- bzw. Schutzschicht in Form einer makroporösen Schicht 704 vorgesehen, aber nicht zwingend.

In den Figuren 8a bis 8c sind Details eines Verteilrohres bzw. eines Verteilkanalε mit Verteilöffnungen gezeigt.

Das Verteilrohr bzw. der Verteilkanal 1000 kann als Einzelmodul ausgestaltet sein oder als Teil eines Verteilrohrsystems bzw. einer Zuführplatte mit einer Vielzahl von Verteilkanälen, wie z. B. in Fig. 10 dargestellt, das sich über die Gesamtfläche des plattenförmigen Körpers hinweg erstreckt. Entlang des Verteilrohrs bzw. des Verteilkana(s sind in einer Reihe insgesamt 10 Zuführöffjiuηgen 1010.1 1 1010.2 1010.3, 1010.4, 1010.5, 1010.6, 1010.7, 1010.8, 1010.9, 1010.10 vorgesehen. Werden mehrere Verteilrohre nebeneinander angeordnet, so ergibt sich eine regelmäßige Anordnung der Zuführöffnungen bzw. Abführöffnunqen in Zeilen und Spalten, womit die gesamte Oberflache OF des porösen Festkörpers mit zu trennendem Stoffgemisch beschickt werden kann.

Die Flüssigkeit wird in den Verteilkanal vom Ende 1020 eingespeist und tritt dann über die Zuführöffnung bzw. Zuführöffnungen aus.

In Fig. 8b ist in einer Draufsicht die Austrittsöffnung 1030 einer Zuführöffnung 1010, beispielsweise der Zuführöffnung 1010.1 gezeigt, ebenso wie die mit Flüssigkeit beschickte Fläche bzw. Austrittsfläche 1050 der konusförmig bzw. trichterförmig ausgebildeten Zuführöffnunq. wie detailliert in Fig. 8c gezeigt.

Fig. 8c zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht eine konusförmige Zufuhröffnung, die an ein Vertei^ohr 1000 über ejne Leitung 1100 angeschlossen ist. Die konusförmige Zufuhröffnung ist mit 1030 bezeichnet. Wie aus den Fig. 8a und 8b hervorgeht, überlappen die Koni der einzelnen Zuführöffnungen. Durch den

Überlapp 1015.1, 1015.2, 1015.3, 1015.4, 1015.5, 1015.6, 1015.7, 1015.8, 1015.9, 1015.10 wird auch in den Randbereichen der Koni eine ausreichende Beschichtung der Festkörper mit aufzutrennenden Stoffgemisch erreicht^ insbesondere ist ein Druckausgleich zwischen verschiedenen Koni möglich,

Obwohl vorliegend die Öffnung konusförmig dargestellt ist, ist dies vorteilhaft, aber keineswegs zwingend. So könnte die zu chromatographierende Flüssigkeit beispielsweise direkt über die Leitung 1100 zugeführt werden oder die Offnungen anderer Formen umfassen beispielsweise Zuführöffnungen mit waagrechter Zuführung und Prallfläche zur Umlenkuπg des zugeführten Stoffgemisches v

Anstelle einzelner konusförmiger Zuführöffnungen, die, wie in Fig. 8c gezeigt, an ein Verteilrohr 1000 angeschlossen sind, ist es auch möglich, die Zuführeinrichtung mit Zufuhrkanal und Zufuhröffnung in Form einer Platte, beispielsweise einer Platte, die ähnliche Abmessungen wie der plattenförmige Filterkörper aufweist, auszubilden. Eine derart ausgestaltete plattenförmige Zufuhrvorrichtung, die selbstverständlich in gleicher Ausgestaltung auch als Abführvorrichtung eingesetzt werden kann, ist in den Figuren 9a und 9b gezeigt. Die als Zuführeinrichtung ausgelegte Platte 2000, die in Figur 9a gezeigt ist, weist eine einseitige Zuführung bzw. Abführung auf und ist die obere und untere Zuführeinrichtung bei einer Chromatographieeinrichtung, wie in Fig. 9b dargestellt und dort mit den Bezugsziffern 2000.1 , 2000.2 gekennzeichnet.

Die in Figur 9a dargestellte plattenförmige Zuführeinrichtung umfasst einen Speisekanal 2010, der in die plattenförmige Zuführeinrichtung eingelassen ist und der die verschiedenen Verteilkanäle 2020, von denen vorliegend nur einer dargestellt ist, mit aufzutrennender Flüssigkeit zu beschicken.

Bei einem plattenförmigen Verteilmodul liegt eine Vielzahl von Verteilkanälen 2020 in Reihe nebeneinander. Von der Verteileinrichtung bzw. Verteilkanal 2020 gehen einzelne Zuführleitungen 2030.1 , 2030.2, 2030.3, 2030.4, 2030.5, 2030.6, 2030.7 ab, die in konusförmige Zuführöffnungen 2040.1 , 2040.2, 2040.3, 2040.4, 2040.5, 2040.6, 2040.7 münden. Die Zuführöffnungen sorgen aufgrund Ihrer konusförmigen Ausgestaltung dafür, dass die zugeführte, aufzutrennende Flüssigkeit möglichst gleichmäßig über die vom Konus überstrichene Fläche bzw. die Austrittsfläche 2041 des Konus bzw. der Koni des plattenförmigen Festkörpers verteilt wird. Wie aus Fig. 9a bzw. 9b hervorgeht überlappen die Koni im Bereich 2050. Auf diese Art und Weise wird auch in den Randbereichen eine gleichmäßige BeSchichtung sichergestellt.

In der vorgesehnen Ausgestaltung ist in der Verteileinrichtung 2020 ein Sensor 2100 angeordnet. Der Sensor 2100 kann sowohl ein Drucksensor, wie auch ein pH-Sensor, wie auch ein Leitfähigkeitssensor sein. Mit Hilfe des Sensors ist eine Überwachung des Chromatographieprozesses möglich. So erlaubt ein Anbringen von Sensoren 2100 beispielsweise eine Kontrolle, ob in allen oder einem Teil der Verteilkanäle gleiche physikalische Bedingungen wie Druck, pH-Wert, Leitfähigkeit etc. vorliegen. Die als plattenförmige Zuführeinrichtung beschriebene Platte 2000 kann auch als plattenförmige Abführeinrichtung betrieben werden. Über die Koni 2040.1 , 2040.2, 2040.3, 2040.4, 2040.5, 2040.6, 2040.7, 2040.8 wird dann Durchfluss bzw. Eluat abgeführt. Generell wird die Platte 2000 gemäß Figur 9a als Abschlussplatte, d.h. als Deck- oder Bodenplatte bei einer Chromatographieeinrichtung verwandt.

Bei der Ausgestaltung eines Chromatographiekörpers gemäß Fig. 9c ist eine Abführeinrichtung 2500, die analog zu einer Zuführeinrichtung ausgestaltet sein kann, vorgesehen, wobei die Abführeinrichtung 2500 ebenfalls als plattenförmiger Körper ausgelegt ist.

Im Gegensatz zur Ausgestaltung gemäß Fig. 9a ist bei der plattenförmigen

Abführeinrichtung gemäß Figur 9b, die auch als Zuführeinrichtung ausgeführt sein kann, eine zweiseitige Abführung in einen gemeinsamen Abführverteilkanal 2520 vorgesehen. Der Abführverteilkanal mündet in einen Abführkanal 2510. Beidseitig sind eine Vielzahl von Abführöffnungen 2530.1 , 2530.2, 2530.3, 2530.4, 2530.5, 2530.6, 2530.7 2530.8, 2530.9, 2530.10, 2530.11, 2530.12, 2530.12, 2530.13, 2530.14 vorgesehen. Die Abführöffnungen münden jeweils in einem Konus 2540 und überlappen im Bereich 2550.

Wiederum ist ein Sensor 2600 vorgesehen, der beispielsweise ein pH-Sensor, ein Leitfähigkeitssensor oder ein Drucksensor sein kann. Mit Hilfe dieses Sensors 2600 ist es möglich, die Qualität des Durchlaufes bzw. Eluats , das in der Abführeinrichtung gesammelt wird, nach Durchlaufen des plattenförmigen Festkörpers zu sensieren. Die Einrichtung gemäß Figur 9b ist bevorzugt zwischen Festkörpern angeordnet, und zwar entweder als Zuführ- oder als Abführeinrichtung.

Fig. 10 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der Vielzahl von nebeneinander angeordneten Verteilkanälen 3020 einer Zuführeinrichtung bzw. AbführkanSlen bei einer Abführeinrichtung, die von einer gemeinsamen Speiseleitung 3010 beschickt werden bzw. die in eine gemeinsame Abführleitung münden. Die einzelnen

Verteilrohre 3020 sind nebeneinander liegend angeordnet und können an ihren Enden jeweils einen Sensor 3100 auf, mit dem der Chromatographieprozess überwacht werden kann. Nach Bedarf können mit dem Sensor der Druck, die Leitfähigkeit und der pH-Wert bestimmt werden. Hieraus lässt sich auf die Qualität des Chromatographie-Prozesses schließen. Es kann jedes Ende von Verteilkanälen 3020 mit einem Sensor versehen sein oder nur ein Teil der Verteilkanäle.

Die Verteilrohre sind bevorzugt so angeordnet, dass sie sich über die gesamte Fläche des plattenförmigen Festkörpers hinweg erstrecken.

In Fig. 11 sind für einen plattenförmigen Festkörper die den jeweiligen

Verteilkanälen 3010 aus Figur 10 zugeordneten Zufuhröffnungen 3030 dargestellt. Wie aus Fig. 11 zu erkennen, ergibt sich eine regelmäßige Anordnung der Zuführöffnung in Reihen und Spalten, so dass die gesamte Oberfläche OF des porösen Festkörpers mit aufzutrennendem Stoffqem isch weitgehend gleichmäßig beschickt werden kann. Der Verteilkanal ist wiederum mit der Bezugsziffer 3020 bezeichnet. Die gemeinsame Speiseleitung für sämtliche Verteilrohre, die zu den Zufuhröffnungen führen die Bezugsziffer 3010. Wie aus Fig. 11 hervorgeht gibt es Bereich 3040 zwischen jeweils vier benachbarten Zuführöffnungen 3030.1 , 3030.2, 3030.3, 3030.4, die nicht von einer konusförmigen Zuführöffnung überdeckt werden. In diesem Bereich können Stege angeordnet sein, die die plattenförmige Zuführeinrichtung bzw. plattenförmige Abführeinrichtung vom plattenförmigen, porösen Festkörper beabstanden. Die Bereiche, in denen die konusförmigen Zuführöffnungen 3030.1, 3030.2, 3030.3, 3030.4 überlappen, sind mit den Bezugsziffern 3060.1 , 3060.2 3060.3, 3060.4 gekennzeichnet.

So wie in den Figuren 10 und 11 die Zuführung mit Hilfe von Zuführplatten zu dem plattenförmigen Festkörper dargestellt ist, ist es möglich, auch die Abführeinrichtungen, die dem Abführen des Eluates bzw. Durchflusses dienen, plattenförmig auszugestalten.

Die prinzipielle Möglichkeit,. poröse ^ Plattenstapel auszubilden und zu beschickeri j . £ind jn den Figuren 12a und 12b dargestellt. Eine Möglichkeit besteht darin, einzelne poröse, plattenförmige Festkörper übereinander anzuordnen. Dies ist in Figur 12a dargestellt. Die Richtung der Verteilung ist dann von rechts nach links und mit der Bezugsziffer 4010 bezeichnet, die Fließrichtung der Flüssigkeit durch den Festkörper von oben nach unten und mit der Bezugsziffer 4020 bezeichnet. Die einzelnen plattenförmigen Körper tragen die Bezugsziffern 4000.1 , 4000.2, 4000.3, 4000.4, 4000.5, 4000.6, 4000.7, 4000.8.

In Fig. 12b ist die prinzipiell andere Anordnung dargestellt. Wiederum sind die plattenförmigen Körper 4000.1, 4000.2, 4000.3, 4000.4 miteinander zu einem Plattenstapel verbunden. Nunmehr sind die Platten jedoch aber nicht übereinander gestapelt, sondern nebeneinander liegend. Wiederum werden die Platten von oben in Richtung 4010 beschickt. Die Fließrichtung des aufzutrennenden Stoffgemisches ist wiederum von oben nach unten, wie angezeigt, in Richtung 4020.

Neben der Vorrichtung zur chromatographischen Trennung bzw. zur Reinigung von Stoffen von Verunreinigungen stellt die Erfindung auch ein Verfahren zur Kontrolle der Prozessparameter für den Chromatographieprozess bzw. Reinigungsprqzess im Rahmen der Chromatographie in.ejner chromatographischen Vorrichtung zur Verfügung. Insbesondere ermöglicht das dargestellte Verfahren das sogenannte Scale up, d.h. es werden die Prozessparameter für wenige Zuführöffnungen, im Extremfall für eine einzige Zuführöffnung ermittelt und durch Scale up auf eine Vielzahl von Zuführöffnungen multiplikativ übertragen. Dies ermöglicht beliebig große Prozessvolumina ohne Bestimmung der Chromatoqraphieparameter. die aufgrund der Seitenwandeffekte bei herkömmlichen Chromatographie-Vorrichtungen bei Änderung des Prozessvolumens notwendig war. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Prozessparameter an wenigstens zwei kleinen Segmenten, beispielsweise je mit einem einzigen Verteilrohr, mit dem eine Vielzahl von Zufuhröffnungen verknüpft sind, ermittelt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn durch die zwei Segmente jeweils der erste Konus und der letzte Konus des Verteilsystems für den Festkörper gezeigt werden. Hierzu werden nur diese beiden Verteilrohre mit einer aufzutrennenden bzw. einer zu reinigenden Substanz beschickt. Anschließend werden die für dieses Verteilrohr mit Zufuhröffnungen bestimmten Prozessparametern bestimmt, die dann dank des modularen bzw. regelmäßigen Aufbaus auch der Zuführ- und Abführeinrichtung auf die komplette chromatographischen Vorrichtung übertragen werden können.

Um die Aussagen der Prozessparameter, die für die zwei Segmente, d. h. die beiden Verteilrohre ermittelt wurden, auf das Gesamtsystem übertragen zu können, ist vorgesehen, den Flüssigkeitsstrom durch diese zwei Segmente so anzupassen, dass er repräsentativ für den Flüssigkeitsstrom in der gesamten Chromatographieanordnung ist. Hierzu wird der Flüssigkeitsstrom in die beiden Segmente in dem im kleinen Maßstab die Prozessparameter ermittelt werden, mit Hilfe eines Ventils oder eines Flüssigkeitsstromgrenzers begrenzt und zwar genau so, dass durch die Flüssigkeitsstrombegrenzung die Gesamtheit der Chromatographievorrichtung simuliert wird. Anhand der beiden Segmente werden dann die Prozessparameter für den Chromatographieprozess mit sämtlichen Verteilrohren und Zuführ- und Abführöffnungen simuliert und später auf das Gesamtsystem übertragen.

Fig. 13 zeigt beispielhaft den Aufbau eines derartigen Simulationssystems mit zwei Verteileinrichtungen 8000.1 , 8000.2 mit je 20 Zuführöffnungen. Diese Zahl der Zuführöffnungen ist lediglich beispielhaft und nicht einschränkend zu lesen. Des Weiteren sind die jeweils zueinander in einem Gesamtsystem am entferntesten Koni 8100.1, 8100.2 dargestellt. Wenn durch den Versuchsaufbau sichergestellt ist, dass weitgehend gleiche Ergebnisse für den Durchfluss bzw. das Eluat, das einerseits durch den Konus 8100.1 und andererseits durch den Konus 8100.2 erreicht wird, so ist die Chromatographievorrichtung beispielsweise von den Durchflussmengen und den Durchflussraten weitgehend korrekt ausgelegt. Weitgehend gleiche Ergebnisse bedeuten in vorliegender Erfindung, dass das Chromatographieereignis, beispielsweise das Elutionsereignis an den der

Zuführöffnung 8100.1, 8100.2 gegenüberliegenden Abführöffnungen weitgehend zeitgleich detektiert werden. Weitgehend zeitgleich bedeutet, dass bei einer Gesamtdauer T des Chromatographieereignisses der^eitversatz t zwischen den Ereignissen kleiner 0,1 T, bevorzugt kleiner 0,05 T ist Die Flüssigkeitsmenge, die den beiden Verteileinrichtungen 8000.1 , 8000.2 zugeführt wird, entspricht der Flüssigkeitsmenge, die später im Chromatographieprozess über die entsprechenden Verteileinrichtungen 8000.1 , 8000.2 geleitet wird. Da nicht die gesamte Flüssigkeitsmenge später über die beiden Verteileinrichtungen geführt wird, ist eine Bypassleitung 8200 mit einem Kontrollventil 8300 vorgesehen, der eine Einstellung des Flüssigkeitsstroms durch die Bypassleitung ermöglicht. Der Flüssigkeitsstrom durch die Bypassleitung simuliert den Flüssigkeitsstrom durch die anderen nicht dargestellten Verteilkanäle. Der durch den Teilstrom in den

Segmenten erzeugte Flüssigkeitsstrom an der Zuführöffnung gegenüberliegenden Abführöffnung wird beispielsweise an den entfernt voneinander angeordneten Koni 8100.1 , 8100.2 gemessen.

Die spezielle Ausgestaltung einer Zuführplatte 9000 und insbesondere einer Abführplatte 9100 zum Zwecke der Bestimmung der Parameter mit einer Vorrichtung, wie in Fig. 13 dargestellt, wird in Figuren 14a und 14b gezeigt. Die Platte zur Zuführung 9100 gemäß Fig. 14a ist identisch ausgelegt zur Zuführplatte gemäß Fig. 9a. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Gegensatz zur Zuführplatte ist bei der Abführplatte 9100, die in Fig. 14b gezeigt ist, vorgesehen, dass an jeder Abführöffnung 9200 ein Detektor 9300 angeschlossen ist. An jeder der Abführöffnungen ist es mit Hilfe des Detektors 9300 möglich, die Güte des Durchlaufes bzw. Eluates aufzunehmen, d.h. das Chromatographieereignis beispielsweise mit Hilfe eines Fluoreszenzdetektors bzw. UV-Detektors zu detektieren. Die zeitlichen Verläufe der detektierten

Chromatographieereignisse können dann miteinander verglichen werden und insbesondere festgestellt werden, ob die Chromatographieereignisse weitgehend zeitgleich auftreten.

Die den Zuführöffnungen 2030.1 , 2030.2, 2030.3, 2030.4, 2030.5, 2030.6, 2030.7 gegenüberliegenden Abführöffnungen sind mit 9110.1 , 9110.2, 9110.3, 0110.4, 0110.5, 9110.6, 9110.7 bezeichnet. Mit Hilfe der den Abführöffnungen 9110.1 , 9110.2, 9110.3, 9110.4, 9110.5, 9110.6, 9110.7 zugeordneten Detektoren 9300 können die Chromatographieereignisse zu jeder Zuführöffnung gemessen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus. Des Weiteren wird in der Erfindung noch ein Verfahren vorgestellt, mit dem im kleinen Maßstab die Prozessparameter repräsentativ für den gesamten Chromatographieprozess bestimmt werden können. Durch den regelmäßigen Aufbau der Zuführ- und/oder Abführeinrichtunq mit Zufahr- und/oder Abführöffnungen, z. B. in Reihen und Spalten, können Chromatographie- Vorrichtungen bei Bestimmung der Prozessparameter im kleinen Maßstab beliebig dimensioniert werden (sog. Scale up), ohne dass, wie im Stand der Technik, die Prozessparameter für jedes geänderte Prozessvolumen neu bestimmt werden muss. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl für die Auftrennung von Stoffgemischen mit Hilfe eines klassischen Chromatographieprozesses oder der Reinigung von Stoffen mit Hilfe der Durchlaufchromatographie verwandt werden.