移动床技术
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? 液相色谱可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换 色谱和凝胶过滤色谱等。按操作方式不同又可分 为间歇色谱和连续色谱两大类。
? 连续色谱分离技术主要有：超临界流体色谱分离 技术、光色谱分离技术、逆流色谱分离技术、连 续床色谱分离技术和模拟移动床色谱分离技术。
真实流动床技术
真实移动床原理图
特点：连续逆流循环
基于色谱分离技术的原理
流动相在床层内通 过循环泵不断自下而上 循环流动，而吸附剂颗 粒依靠重力向下移动， 与进料逆流接触。床层 中部连续进料，弱吸附 组分从床层顶部流出， 而强吸附组分在固定相 作用下从床层底部流出， 逐步完成吸附、精制和 解吸的过程
真实移动床 TMB
优点：操作连续化，提高了吸附剂的利 用率，增加了原料的处理量 缺陷：床层移动造成床层装填性能恶化， 吸附剂颗粒易磨损 ，固定相易堵塞
催生了一门新技术：模拟移动床（ Simulated Moving Bed ，SMB)
概念由上世纪50年代提出的，60年代由美国的 环球油品公司(UOP)公司申请了专利，命名为 Sorbex。
模拟移动床
? 模拟移动床（Simulated Moving Bed SMB）是一种可 以用于层析、吸附、离子交换、梯度洗脱等一种连续运行 的色谱设备主体；
如：
聚丙烯酸型 纤维素型等
?凝胶
如：葡聚糖凝胶 琼脂糖凝胶 聚丙烯酰胺凝
胶
有机质类
?多糖衍生化CSPs ?环糊精及衍生化CSPs ?Pirkle型CSPs ?酒石酸二酰胺型CSPs ?大环抗生素类CSPs ?蛋白质类CSPs ?螺旋型聚合物类CSPs
手性填料
水质特点
I 区: 洗脱液进口与抽取液出 口之间——解吸强吸附组份
? 与吸附剂结合，多个单体柱组合，通过“模拟移动”工艺 可以实现高效、廉价、连续分离。
? 最基本功能：是能够实现分离技术
工业化与连续化。
工业色谱的分离介质
固定相 种类
?活性炭 ?硅胶(包括化学 键合相硅胶) ?分子筛 ?活性氧化铝 ?多孔玻璃 ?多孔氧化锆 ?多孔二氧化钛
无机质类
?大孔吸附树脂 ?离子交换树脂
实际的SMB设备中，在程序 控制下，通过旋转阀RV的步 进，同步改变进料位置，和流 体流过床层方向抽出的位置， 实际上固体吸附剂是不移动的 。
中试设备图
SMB技术现已广泛用于分离和提纯
……
生物发酵
食品
SMB 的应用
Байду номын сангаас
手性药物
精细化学品
早期成功应用在石油的轻组 分分离和果葡糖浆的纯化中。
由于具有设备结构小、产 率高、溶剂消耗少、分离能力 强、污染少以及便于连续化生 产和自动控制等优点，在生物 分离和手性拆分中备受关注。
② SMBR (SMB reactors)：模拟移动床反应器是一种化学反应器，把反应和相应 产品的分离综合在一起，减少设备，提高工艺性能。对有平衡限制的反应，通过打 破平衡，一边反应一边把产物分离出去，最终实现彻底地转化。
③ SF-SMB(Superitical Fluid SMB):把SMB技术和超临界流体SFC技术 结合起来构成的一种有着特殊功能的装置，它兼具两者的优点。
II 区: 抽取液出口与进料口 之间———解吸弱吸附组份
III 区: 进料口与抽余液出口 之间——吸附强吸附组份
IV区: 抽余液与洗脱液进口 之间——吸附弱吸附组份
每经过一个切换周期物料进出口管线沿液相流动方向移动一个色谱柱， 通过周期性开启、关闭进出口阀门来模拟固定相吸附剂与流动相液体的逆流
接触移动
除了pH、温度、吸附剂和吸附质的性质、床层空隙率、 颗粒空隙率、吸附等温线和传质参数外，与操作参数有关如：
切换时间 进料液流量 洗脱液流量 萃取液流量 萃余液流量 循环液流量
参数设计
安全边界因子法、 Massimo三角形理论法 驻波分析法
① ISMB (Improved SMB)：即改进的模拟移动床技术，只需要少量 的柱数，但却可以实现比传统SMB系统更好的分离效果 。
移动床技术的发展
一种吸附操作单元
真实移动床（ TMB )
模拟移动床（ SMB )
什么是移动床？
固定床：间歇操作，非吸附分 离的时间比较长,若处理细胞浆 或发酵液会堵塞床层 流化床：吸附效率虽高，但返 混严重 ，吸附剂有磨损
? 移动床分离技术也称色谱分离技术，与传统的制 备色谱技术相比，现在移动床多采用连续操作的 手段，利于实现自动化，制备效率高，制备量大。
? 连续色谱分离技术主要有：超临界流体色谱分离 技术、光色谱分离技术、逆流色谱分离技术、连 续床色谱分离技术和模拟移动床色谱分离技术。
真实流动床技术
真实移动床原理图
特点：连续逆流循环
基于色谱分离技术的原理
流动相在床层内通 过循环泵不断自下而上 循环流动，而吸附剂颗 粒依靠重力向下移动， 与进料逆流接触。床层 中部连续进料，弱吸附 组分从床层顶部流出， 而强吸附组分在固定相 作用下从床层底部流出， 逐步完成吸附、精制和 解吸的过程
真实移动床 TMB
优点：操作连续化，提高了吸附剂的利 用率，增加了原料的处理量 缺陷：床层移动造成床层装填性能恶化， 吸附剂颗粒易磨损 ，固定相易堵塞
催生了一门新技术：模拟移动床（ Simulated Moving Bed ，SMB)
概念由上世纪50年代提出的，60年代由美国的 环球油品公司(UOP)公司申请了专利，命名为 Sorbex。
模拟移动床
? 模拟移动床（Simulated Moving Bed SMB）是一种可 以用于层析、吸附、离子交换、梯度洗脱等一种连续运行 的色谱设备主体；
如：
聚丙烯酸型 纤维素型等
?凝胶
如：葡聚糖凝胶 琼脂糖凝胶 聚丙烯酰胺凝
胶
有机质类
?多糖衍生化CSPs ?环糊精及衍生化CSPs ?Pirkle型CSPs ?酒石酸二酰胺型CSPs ?大环抗生素类CSPs ?蛋白质类CSPs ?螺旋型聚合物类CSPs
手性填料
水质特点
I 区: 洗脱液进口与抽取液出 口之间——解吸强吸附组份
? 与吸附剂结合，多个单体柱组合，通过“模拟移动”工艺 可以实现高效、廉价、连续分离。
? 最基本功能：是能够实现分离技术
工业化与连续化。
工业色谱的分离介质
固定相 种类
?活性炭 ?硅胶(包括化学 键合相硅胶) ?分子筛 ?活性氧化铝 ?多孔玻璃 ?多孔氧化锆 ?多孔二氧化钛
无机质类
?大孔吸附树脂 ?离子交换树脂
实际的SMB设备中，在程序 控制下，通过旋转阀RV的步 进，同步改变进料位置，和流 体流过床层方向抽出的位置， 实际上固体吸附剂是不移动的 。
中试设备图
SMB技术现已广泛用于分离和提纯
……
生物发酵
食品
SMB 的应用
Байду номын сангаас
手性药物
精细化学品
早期成功应用在石油的轻组 分分离和果葡糖浆的纯化中。
由于具有设备结构小、产 率高、溶剂消耗少、分离能力 强、污染少以及便于连续化生 产和自动控制等优点，在生物 分离和手性拆分中备受关注。
② SMBR (SMB reactors)：模拟移动床反应器是一种化学反应器，把反应和相应 产品的分离综合在一起，减少设备，提高工艺性能。对有平衡限制的反应，通过打 破平衡，一边反应一边把产物分离出去，最终实现彻底地转化。
③ SF-SMB(Superitical Fluid SMB):把SMB技术和超临界流体SFC技术 结合起来构成的一种有着特殊功能的装置，它兼具两者的优点。
II 区: 抽取液出口与进料口 之间———解吸弱吸附组份
III 区: 进料口与抽余液出口 之间——吸附强吸附组份
IV区: 抽余液与洗脱液进口 之间——吸附弱吸附组份
每经过一个切换周期物料进出口管线沿液相流动方向移动一个色谱柱， 通过周期性开启、关闭进出口阀门来模拟固定相吸附剂与流动相液体的逆流
接触移动
除了pH、温度、吸附剂和吸附质的性质、床层空隙率、 颗粒空隙率、吸附等温线和传质参数外，与操作参数有关如：
切换时间 进料液流量 洗脱液流量 萃取液流量 萃余液流量 循环液流量
参数设计
安全边界因子法、 Massimo三角形理论法 驻波分析法
① ISMB (Improved SMB)：即改进的模拟移动床技术，只需要少量 的柱数，但却可以实现比传统SMB系统更好的分离效果 。
移动床技术的发展
一种吸附操作单元
真实移动床（ TMB )
模拟移动床（ SMB )
什么是移动床？
固定床：间歇操作，非吸附分 离的时间比较长,若处理细胞浆 或发酵液会堵塞床层 流化床：吸附效率虽高，但返 混严重 ，吸附剂有磨损
? 移动床分离技术也称色谱分离技术，与传统的制 备色谱技术相比，现在移动床多采用连续操作的 手段，利于实现自动化，制备效率高，制备量大。