模拟移动床色谱分离技术研究进展

模拟移动床色谱(Simulated moving bed chromatography,SMBC)是一种新型分离手段,具有分离效果好、投资成本少以及适合连续性大规模生产等特点,近些年来备受关注,研究热度居高不下,在食品、化工和制药等行业均有广泛应用。SMBC由模拟移动床技术与色谱分离技术相结合产生,通过回顾色谱分离技术的起源,介绍模拟移动床色谱分离技术的原理及应用领域,列举模拟移动床色谱在高效分离淀粉糖、低聚糖、糖醇及有机酸等混合物的实际应用场景,为该技术的工业应用提供参考。

传统式和断续式模拟移动床的内在强化机制研究

断续式模拟移动床(ISMB)是在传统模拟移动床(SMB)的基础上将切换时间分为了若干段,这样就能有效将模拟移动床的4个区块物尽其用,降低溶剂消耗和提高产率。选择了3种不同性质的药物作为基础体系,并以多种双目标组合进行约束和限制。以多目标优化得出的帕累托解集为基础,对比和分析不同机制的模拟移动床之间、不同性质的药物体系之间是否存在对分离表现的影响。

模拟移动床分离过程及其优化方法研究进展

模拟移动床技术具有产率高、纯度高、过程连续性等优点,适用于多组分体系及各组分性质比较接近的难分离体系,其过程设计和优化工作一直是研究的重点和难点。本文首先对模拟移动床分离机理及其各种变型进行了介绍,其中重点阐述了目前应用广泛的顺序式模拟移动床技术的分离模式和优越性能。在此基础上,总结并分析了模拟移动床领域的各种优化方法和研究进展。从传统的三角形理论开始,总结归纳了三角形理论应用体系,指出其重要地位及局限性。之后依次介绍了基于三角形理论衍生而出的序列二次规划算法、应用较为广泛的驻波设计、体积分离分析和基于遗传算法的过程模拟、多目标优化等多种优化方法。分析结果表明,除多目标优化以外,无论是最传统的三角形理论,还是其他几种优化方法,在参数选择和实验设计等方面都存在诸多局限性,而多目标优化方法已被证明表现更为优异,可以适用于模拟移动床操作模式的各种变型,在未来将具有极大的发展潜力和应用前景。

顺序式模拟移动床分离低聚木糖多目标优化及其变量调控机制

在前期分离实验基础上,采用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)对顺序式模拟移动床(sequential simulated moving bed reactor, SSMB)分离低聚木糖的过程进行了多目标优化,重点研究了SSMB分离过程的最佳操作区间及其变量调控机制,并与传统的模拟移动床进行了对比,在此基础之上提出了一种具有普适性的变量控制策略。以低聚木糖产品收率最大化和水耗最小化为目标,详细分析了SSMB分离过程的最优操作曲线、变量变化趋势、内部浓度曲线和出口处质量流量,提出了一种适用于SSMB的设计优化和变量调控的通用策略,证明了不能用传统的流量比及平衡理论来对SSMB过程进行变量控制,为SSMB在糖类多组分体系、结构复杂的手性药物及生物质体系的应用提供了新思路和新方法。

进料浓度对模拟移动床雌马酚对映体分离效能的影响

通过调节模拟移动床(SMB)进料口处样品初始进样浓度,可以有效提高目标产物的单位产量。以分离雌马酚对映体作为研究对象,在一定的纯度约束条件下,同时对产品纯度和单位产量进行多目标优化。基于多目标优化所获得非劣解,比较和分析了5个进样浓度对SMB生产性能的影响。

顺序式模拟移动色谱纯化木糖醇母液

以木糖醇母液为原料,采用顺序式模拟移动色谱技术纯化木糖醇母液。在制备色谱研究的基础上,研究顺序式模拟移动床(SSMB)技术纯化木糖醇母液的最佳工艺参数。结果表明最佳工艺参数为:进料浓度60%,进料量为546.00 g/h,进水量为819.00 g/h,循环量382.2 m L。在此条件下木糖醇出口浓度为41.2%,纯度达到94.8%,收率达到90.6%,较木糖醇母液纯度提高31.12%,本研究为木糖醇母液产业化利用奠定了实践基础。

模拟移动床色谱分离技术在功能糖生产中的应用

本文介绍了色谱分离技术的工作原理和主要特点,并通过实验考察了顺序式模拟移动床色谱分离在低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖等功能性低聚糖分离纯化中的应用,得到了最佳工艺条件,为工业化生产提供了依据,扩大了模拟移动床色谱分离技术在功能糖领域的应用,为高纯度功能性低聚糖的开发奠定了基础。

IFP开发在反应性模拟移动床中生产对二甲苯的方法和装置

法国石油公司(IFP)开发一种利用反应性模拟移动床生产对二甲苯的方法和装置。该方法将原料和解吸剂进料送至分离塔,并从分离塔中取出提余物和提取物;分离塔包括多个吸附剂固体床,固体床以闭合回路的方式相互连接,将进料点和取出点划分成4个区域,固体床外部旁线的催化剂床中进行二甲苯异构化反应。与传统工艺相比,该专利将吸附分离和C 8A异构化反应相结合,得到高纯对二甲苯。

模拟移动色谱法纯化葡萄糖母液的技术研究

为重复利用葡萄糖母液,采用模拟移动色谱技术纯化葡萄糖母液。在单柱制备色谱研究的基础上,研究模拟移动床(SMB)技术与顺序式模拟移动床(SSMB)技术纯化葡萄糖母液的最佳工艺参数。结果表明:SSMB技术是纯化葡萄糖母液的较优技术,最佳工艺参数为进料浓度50%、柱温60℃、进料量为66.4kg·h-1,进水量为99.6 kg·h-1,在此条件下葡萄糖出口浓度为42.3%,纯度达到95.77%,收率达到91.23%,较葡萄糖母液提高14.43%。本研究为葡萄糖母液产业化利用奠定了基础。

模拟移动床技术进展

综述了近年来模拟移动床技术多方面的进展。模拟移动床吸附分离已由石油化工领域逐步扩展到精细化工尤其是制药行业。模拟移动床模型和设计方法的研究更趋深入。模拟移动床反应器将反应和分离结合在一起 ,可以大大提高过程的效率 。

模拟移动床色谱技术及其应用

详细地介绍了一种现代化分离技术模拟移动床色谱技术的发展历史及其工作原理,同时介绍了模拟移动床色谱在石油化工、糖醇分离、手性化合物及其他方面的主要应用。

模拟移动床色谱拆分奥美拉唑对映体

以乙醇为流动相,用纤维素三苯基氨基甲酸酯涂敷型手性固定相在模拟移动床色谱上拆分了奥美拉唑对映体.研究了柱子切换时间以及流动相内部流速对分离效果的影响.实验条件下,S奥美拉唑的浓度、产率和回收率随切换时间增加而增加,流动相消耗和纯度则随之降低.降低内部流速,有利于改善分离,S奥美拉唑的纯度最高可达96.4%,R奥美拉唑的纯度最高为88.4%.

国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂小型模拟移动床实验

分别以齐鲁石化和扬子石化吸附分离装置混合二甲苯为原料、对二乙苯为解吸剂,对国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂进行3.2L小型模拟移动床评价实验。通过调整装置区域回流比,优化操作工艺参数,考察RAX-2000A型对二甲苯吸附剂的吸附分离性能和各区回流比操作范围。实验结果表明,在100%进料负荷下,以齐鲁石化高乙苯含量的混合C8芳烃为原料时,对二甲苯产品的纯度大于等于99.6%,收率大于92%;以扬子石化混合C8芳烃为原料时,对二甲苯产品的纯度大于等于99.7%,收率大于97%。国产RAX-2000A型对二甲苯吸附剂的性能能够满足工业运行要求。

模拟移动床连续分离L-苯丙氨酸的研究

利用模拟移动床结合离子交换法从酶转化液中连续分离L-苯丙氨酸。在模拟移动床分离过程中,L-苯丙氨酸的吸附波稳定在区Ⅲ,吸附损失为零,单位质量树脂对L-苯丙氨酸的吸附量可达到125g/kg树脂,提高了树脂利用率:利用区Ⅰ的解吸尾流解吸杂质,L-天冬氨酸、蛋白等杂质的解吸波稳定在区Ⅱ,先于L-苯丙氨酸脱离模拟移动床分离系统;L-苯丙氨酸在区Ⅰ被集中解吸,解吸液中L-苯丙氨酸的浓度达35g/L。实验结果表明该法的L-苯丙氨酸解吸收率达97．6%,单位质量L-Phe的氨水(0．5mol/L)消耗率仅为38．37L/kg。

奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离过程模拟

模拟移动床色谱已成为一种重要的手性药物制备技术,其技术关键在于最佳运行点的确定。由于其过程复杂,用数学模型来确定最佳运行点,求解难度大,计算时间长。今以考虑传质阻力与轴向弥散的模拟移动床模型为基础,采用线上求解法,将模型方程沿空间方向离散,得到一组常微分方程,然后运用MATLAB提供的常微分求解器求解这一偏微分方程组,模拟了奥美拉唑对映体的模拟移动床色谱分离过程。研究结果表明,线上求解法结合MATLAB常微分求解器可快速、准确地求解模拟移动床模型,用于模拟移动床色谱分离过程的实时控制与优化。

生产银杏黄酮的模拟移动床色谱工艺

Separation of Ginkgo flavonoids using simulated moving bed chromatography to replace the batch chromatography is discussed.The product of higher purity is obtained,and in this process,the yield of product increased and cost decreased.Furthermore,this process is very clean.

模拟移动床研究进展

详细介绍了模拟移动床(simulated moving bed,SMB)的分离原理,就模拟移动床在石油化工、生物分离、手性药物方面的实际应用,模型的设计与优化方法,新式模拟移动床及新型操作方式的出现予以综述,并对模拟移动床以后的发展趋势和研究重点予以展望。

模拟移动床技术分离缬氨酸和丙氨酸

研究了线性条件下模拟移动床分离缬氨酸和丙氨酸的行为,掌握了模拟移动床的基本运行规律,实现了2种中性氨基酸的分离,分离效果远好于普通的分离方法,得到了较高纯度的缬氨酸(98.6%)和丙氨酸(82.9%)产品,提高了生产效率。

抗菌素替考拉宁模拟移动床色谱分离的中试研究

从单柱色谱理论出发,结合实验给出了替考拉宁用模拟移动床色谱进行中试分离的工艺条件,并对所得结果进行了分析。

基于NSGA-Ⅱ的模拟移动床色谱分离过程多目标操作优化

多目标优化策略被应用于模拟移动床过程的操作优化中,采用一种基于Pareto最优解的多目标优化算法——NSGA-Ⅱ算法,以分离联萘酚对映体的模拟移动床色谱分离过程作为研究对象,利用模拟移动床TMB数学模型,以分离性能指标作为目标函数进行了多目标操作优化设计。优化结果表明,NSGA-Ⅱ算法得到的非劣解在目标空间分布均匀,算法收敛性和鲁棒性好。基于NSGA-Ⅱ算法的面向分离性能多目标优化设计方法为模拟移动床分离过程的工艺设计和操作指导提供了有效的工具。