กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

เตียงจำลองที่เคลื่อนไหวได้

ในอุตสาหกรรมการผลิต กระบวนการ เตียงเคลื่อนที่จำลอง (SMB) เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมขั้นสูงสำหรับการแยกสารด้วยวิธีโครมาโทกราฟี...

เตียงจำลองที่เคลื่อนไหวได้

ในอุตสาหกรรมการผลิต กระบวนการ เตียงเคลื่อนที่จำลอง (SMB) เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมขั้นสูงสำหรับการแยกสารด้วยวิธีโครมาโทกราฟี ใช้ในการแยกสารประกอบเคมีหนึ่งชนิดหรือกลุ่มสารประกอบเคมีหนึ่งกลุ่มออกจากสารประกอบเคมี อื่นๆ หนึ่งชนิดหรือมากกว่า เพื่อให้ได้วัสดุที่บริสุทธิ์หรือเข้มข้นในปริมาณมากในราคาที่ต่ำกว่าการใช้โครมาโทกราฟีแบบธรรมดา (แบบแบทช์) อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ไม่สามารถแยกหรือทำให้บริสุทธิ์สารใดๆ ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการกรองแบบคอลัมน์ธรรมดา กระบวนการค่อนข้างซับซ้อน ข้อดีเพียงอย่างเดียวของกระบวนการนี้ในการทำให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีโครมาโทกราฟีคือ ช่วยให้สามารถผลิตวัสดุที่บริสุทธิ์สูงในปริมาณมากในราคาที่ลดลงอย่างมาก การลดต้นทุนเกิดขึ้นจาก: การใช้ตัวกลางแยกสารโครมาโทกราฟี ( เฟสคงที่) ในปริมาณที่น้อยลง อัตราการผลิตที่ต่อเนื่องและสูง และความต้องการตัวทำละลายและพลังงานที่ลดลง ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่ดีขึ้นนี้เกิดจากการจัดเรียงวาล์วและคอลัมน์ที่ใช้ในการยืดเฟสคงที่อย่างไม่มีที่สิ้นสุดและช่วยให้สามารถบรรจุสารละลายในกระบวนการได้ในปริมาณสูงมาก

ในเทคนิคโครมาโทกราฟีแบบเตียงเคลื่อนที่ แบบดั้งเดิม การป้อนสารและการกู้คืนสารวิเคราะห์ เกิดขึ้นพร้อมกันและต่อเนื่อง แต่เนื่องจากความยากลำบากในทางปฏิบัติกับเตียงเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง จึงมีการเสนอเทคนิคเตียงเคลื่อนที่จำลองขึ้น ใน เทคนิคเตียงเคลื่อนที่จำลองแทนที่จะเคลื่อนที่เตียง การป้อนสาร การป้อนตัวทำละลายหรือตัวชะล้าง และตำแหน่งทางออกของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการและทางออกของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการจะถูกเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดความรู้สึกเหมือนเตียงเคลื่อนที่ โดยมีการไหลของอนุภาคของแข็งอย่างต่อเนื่องและการไหลของของเหลวอย่างต่อเนื่องในทิศทางตรงกันข้ามกับอนุภาคของแข็ง[ 1 ] [ 2 ]

การก่อสร้าง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบ SMB ประกอบด้วยคอลัมน์ที่เหมือนกันสองคอลัมน์ขึ้นไป ซึ่งเชื่อมต่อกับ ปั๊ม เฟสเคลื่อนที่และเชื่อมต่อกันเองโดยวาล์วหลายพอร์ต การวางระบบท่อจะถูกกำหนดค่าไว้ดังนี้:

ก) คอลัมน์ทั้งหมดจะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม forming เป็นวงจรต่อเนื่องเดียว
b) โดยทั่วไป ระหว่างแต่ละคอลัมน์จะมีช่องสำหรับกระแสกระบวนการสี่กระแส ได้แก่ ส่วนผสมป้อนเข้า ส่วนประกอบที่บริสุทธิ์และเร็วที่ออกจากคอลัมน์ ส่วนประกอบที่บริสุทธิ์และช้าที่ออกจากคอลัมน์ และตัวทำละลายหรือสารชะล้างที่เข้ามา

และ

ค) กระแสกระบวนการแต่ละกระแส (ทางเข้าสองทางและทางออกสองทาง) จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันหลังจากช่วงเวลาที่กำหนด (เวลาขั้นตอน)

ข้อดี

SMB ช่วยลดต้นทุนการผลิตโดยใช้ปริมาตรคอลัมน์น้อยลง สารแยกสารด้วยวิธีโครมาโทกราฟี ("สารบรรจุ" หรือ "เฟสคงที่") น้อยลง ใช้ตัวทำละลายและพลังงานน้อยลง และใช้แรงงานน้อยลงอย่างมาก

ในระดับอุตสาหกรรม เครื่องแยกสารด้วยวิธีโครมาโทกราฟีแบบ SMB จะทำงานอย่างต่อเนื่อง โดยใช้เรซินและตัวทำละลายในปริมาณน้อยกว่าโครมาโทกราฟีแบบเป็นชุด การทำงานอย่างต่อเนื่องช่วยให้ควบคุมการทำงานและบูรณาการเข้ากับโรงงานผลิตได้ง่ายขึ้น

ข้อเสีย

ข้อเสียของระบบ SMB คือ ต้นทุนการลงทุนที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับระบบคอลัมน์เดี่ยว ความซับซ้อนที่สูงกว่า และต้นทุนการบำรุงรักษาที่สูงกว่า แต่ข้อเสียเหล่านี้ได้รับการชดเชยอย่างมีประสิทธิภาพด้วยผลผลิตที่ดีกว่า การใช้ตัวทำละลายที่น้อยกว่ามาก และประสิทธิภาพการผลิตที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับการแยกแบบแบทช์ทั่วไป

สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแยกส่วนประกอบเดี่ยวระดับกลางหรือเศษส่วนออกจากส่วนผสมหลายองค์ประกอบ SMB ไม่เหมาะสมเท่าที่ควร โดยปกติ SMB ตัวเดียวจะแยกเศษส่วนได้เพียงสองส่วนออกจากกัน แต่ชุดหรือ "ขบวน" ของ SMB สามารถทำการตัดหลายครั้งและทำให้บริสุทธิ์ผลิตภัณฑ์หนึ่งรายการหรือมากกว่าจากส่วนผสมหลายองค์ประกอบ SMB ไม่เหมาะสำหรับตัวทำละลายแบบไล่ระดับ การทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ตัวทำละลายแบบไล่ระดับอาจเป็นที่ต้องการสำหรับการทำให้บริสุทธิ์ของโมเลกุลชีวภาพบางชนิด เทคนิคโครมาโทกราฟีแบบต่อเนื่องเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของเศษส่วนสองส่วนและใช้ตัวทำละลายแบบไล่ระดับคือ การทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ตัวทำละลายแบบไล่ระดับแบบเคาน์เตอร์เคอร์เรนต์หลายคอลัมน์ (MCSGP) [ 3 ]

แอปพลิเคชัน

ในโครมาโทกราฟีแบบแยกตามขนาด (size exclusion chromatography ) ซึ่งกระบวนการแยก นั้น ขับเคลื่อนด้วยเอนโทรปีไม่สามารถเพิ่มความละเอียดที่ได้จากคอลัมน์โดยการใช้การไล่ระดับอุณหภูมิหรือตัวทำละลายได้ ดังนั้น การแยกเหล่านี้จึงมักต้องใช้โครมาโทกราฟีแบบเตียงเคลื่อนที่จำลอง (SMB) เพื่อขยายช่วงเวลาการกักเก็บที่ใช้งานได้ระหว่างโมเลกุลหรืออนุภาคที่กำลังแยก SMB ยังมีประโยชน์มากในอุตสาหกรรมยา ซึ่งจำเป็นต้องแยกโมเลกุลที่มีไครัลลิตี้ ต่างกัน ในปริมาณมาก สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ของฟรุกโตสเช่น ในน้ำเชื่อมข้าวโพดฟรุกโตสสูงหรือกรดอะมิโน กรดชีวภาพ ฯลฯ ในระดับอุตสาหกรรม มีการใช้โครมาโทกราฟีแบบเตียงเคลื่อนที่จำลองเพื่อปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ของการผลิต

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Simulated_moving_bed&oldid=1301613703 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เตียงจำลองที่เคลื่อนไหวได้

ในอุตสาหกรรมการผลิต กระบวนการ เตียงเคลื่อนที่จำลอง (SMB) เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมขั้นสูงสำหรับการแยกสารด้วยวิธีโครมาโทกราฟี...

การก่อสร้าง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบ SMB ประกอบด้วยคอลัมน์ที่เหมือนกันสองคอลัมน์ขึ้นไป ซึ่งเชื่อมต่อกับ ปั๊ม เฟสเคลื่อนที่ และเชื่อมต่อกันเองโดยวาล์วหลายพอร์ต การวางระบบท่อจะถูกกำหนดค่าไว้ดังนี้:

ข้อดี

SMB ช่วยลดต้นทุนการผลิตโดยใช้ปริมาตรคอลัมน์น้อยลง สารแยกสารด้วยวิธีโครมาโทกราฟี ("สารบรรจุ" หรือ "เฟสคงที่") น้อยลง ใช้ตัวทำละลายและพลังงานน้อยลง และใช้แรงงานน้อยลงอย่างมาก

ข้อเสีย

ข้อเสียของระบบ SMB คือ ต้นทุนการลงทุนที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับระบบคอลัมน์เดี่ยว ความซับซ้อนที่สูงกว่า และต้นทุนการบำรุงรักษาที่สูงกว่า แต่ข้อเสียเหล่านี้ได้รับการชดเชยอย่างมีประสิทธิภาพด้วยผลผลิตที่ดีกว่า การใช้ตัวทำละลายที่น้อยกว่ามาก...