模拟移动床(SMB)色谱

与传统的分批间歇色谱法相比,SMB工艺可使纯化的物质产率更高,同时减少洗脱剂和填料的用量。

与分批间歇色谱不同,在SMB过程中,不仅液体相运动,固相也以逆流方式移动到液相中。同时,各个区域的工作电流也不同。图中所示的概念是典型的四区域版本SMB配置。

(SMB流程机理)

2区和3区是分隔带。在区域1和4中,再生液或再生固相。进料(组件A + B)被送到所示的“SMB柱”的中间。液相(洗脱液或解析剂)从底部到顶部穿过和运输组分A(蓝色)。组分A连续从系统中流出,这个萃取液是一种纯物质。固相(固体)从顶部到底部传输,运输组件B(红色)。从系统中流出作为萃取物的组分B是纯的。在整个柱系统中,这两个组分的分布很容易被浓度分布曲线进行识别。

固相的运动是通过在闭合回路中串联一定数量的列和按规定时间间隔逆时针旋转列来实现的。这个过程的形成示意图如图所示。四个泵被集成到系统中。两个泵用于添加饲料和新鲜洗脱液,两个泵用于内部流动的维护。根据需要,通常使用8, 12个或16个色谱柱。一般情况下,列在各个区域中均匀分布(例如2/2 / 2/2)。然而,根据分离问题,它们可以非对称分布(例如1/3/3/1)。除了四个区域之外,还可以实现三、五或八个区域的概念。后两者可用于三组分分离。也可以将复杂的混合物分离成两个有价值的物质组分(假组分)。

(经典4区SMB配置)

传统的色谱分离只有一个色谱柱,只有一小部分的柱参与分离,而占主导地位的部分对生产率没有贡献。在SMB过程中,整个柱床被有效地使用。当所有体积电流被优化时,就形成一个静止状态。换句话说,中等浓度的纯化的提取物和萃余液的电流不再变化。在这种情况下,系统可以连续运行。
在炼油工业中,由于采用蒸馏法不能有效地分离二甲苯异构体,故原用于SMB分离。如今,这项技术已经建立并用于制糖工业、手性分离和制药原料的生产。