혼합물 분리향상을 위한 유사이동층 흡착 분리 장치(SMB)에서의 부분 버림 전체 재사용 공정 운전 방법 Total-Recycling Partial-Discard Strategy for Improved Performance of Simulated Moving-Bed Chromatography원문보기
Hyeong-Seok Han
(연세대학교 일반대학원
엔지니어링융합협동과정 화학공학
국내석사)
유사이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving-Bed, SMB)는 분리가 어려운 이성질체 혼합물을 흡착제와 액상의 향류 접촉 모사를 통해 효율적으로 분리할 수 있는 흡착 공정이다. SMB 공정은 inlet과 outlet port를 유체 흐름 방향에 따라 적절한 시간에 switching함으로써 고정상과 이동상의 소비량이 감소하여, 생산성과 용매소비량 측면에서 회분식크로마토그래피에 비해 좋은 장점을 가지고 있다. SMB 공정 기술에 대한 흥미가 높아지면서 분리 성능을 향상시킬 수 있는 다양한 전략들이 소개된 바가 있다. 그 중 선행연구인 Partial-Discard(...
유사이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving-Bed, SMB)는 분리가 어려운 이성질체 혼합물을 흡착제와 액상의 향류 접촉 모사를 통해 효율적으로 분리할 수 있는 흡착 공정이다. SMB 공정은 inlet과 outlet port를 유체 흐름 방향에 따라 적절한 시간에 switching함으로써 고정상과 이동상의 소비량이 감소하여, 생산성과 용매소비량 측면에서 회분식크로마토그래피에 비해 좋은 장점을 가지고 있다. SMB 공정 기술에 대한 흥미가 높아지면서 분리 성능을 향상시킬 수 있는 다양한 전략들이 소개된 바가 있다. 그 중 선행연구인 Partial-Discard(PD) 전략은 불순물이 많이 포함된 부분을 선택적으로 버려주어 제품의 순도를 향상시켰다. 본 연구에서는 버려진 부분들을 일시적으로 저장하거나 처리하여 전체 재사용할 수 있는 전략을 제시하였다. Discard Length와 Discard Amount라는 공정 변수를 적용하였으며, 이 변수들을 변화하여 switching period 내에 유출물의 유량변화를 가능하도록 하였다. 또한, 버려진 부분들을 농축하기 위한 중간 증발 단계의 도입을 통해 이 새로운 전략이 회수율(recovery)의 손실을 최소화하면서 높은 순도(purity)의 제품을 얻을 수 있음을 확인하였다. 특히, 이 전략은 추출물의 순도와 추잔물의 회수율을 상당히 향상 시켰다.
유사이동층 흡착 분리 장치(Simulated Moving-Bed, SMB)는 분리가 어려운 이성질체 혼합물을 흡착제와 액상의 향류 접촉 모사를 통해 효율적으로 분리할 수 있는 흡착 공정이다. SMB 공정은 inlet과 outlet port를 유체 흐름 방향에 따라 적절한 시간에 switching함으로써 고정상과 이동상의 소비량이 감소하여, 생산성과 용매소비량 측면에서 회분식크로마토그래피에 비해 좋은 장점을 가지고 있다. SMB 공정 기술에 대한 흥미가 높아지면서 분리 성능을 향상시킬 수 있는 다양한 전략들이 소개된 바가 있다. 그 중 선행연구인 Partial-Discard(PD) 전략은 불순물이 많이 포함된 부분을 선택적으로 버려주어 제품의 순도를 향상시켰다. 본 연구에서는 버려진 부분들을 일시적으로 저장하거나 처리하여 전체 재사용할 수 있는 전략을 제시하였다. Discard Length와 Discard Amount라는 공정 변수를 적용하였으며, 이 변수들을 변화하여 switching period 내에 유출물의 유량변화를 가능하도록 하였다. 또한, 버려진 부분들을 농축하기 위한 중간 증발 단계의 도입을 통해 이 새로운 전략이 회수율(recovery)의 손실을 최소화하면서 높은 순도(purity)의 제품을 얻을 수 있음을 확인하였다. 특히, 이 전략은 추출물의 순도와 추잔물의 회수율을 상당히 향상 시켰다.
Simulated moving-bed (SMB) chromatography has become one of the most useful techniques for difficult separations, such as enantiomer separations. We propose a novel “total-recycling partial-discard” (TR-PD) SMB operation strategy in which a portion of the product is temporarily stored or treated and...
Simulated moving-bed (SMB) chromatography has become one of the most useful techniques for difficult separations, such as enantiomer separations. We propose a novel “total-recycling partial-discard” (TR-PD) SMB operation strategy in which a portion of the product is temporarily stored or treated and then totally recycled as an additional feed. This new strategy can attain high purities with minimal recovery losses by varying the discard amount and discard length through changes in the effluent flow rates within a switching period. Remarkably, this method can achieve considerably higher extract purity and raffinate recovery. By using varied effluent flow rates during a switching period and intermittent evaporation steps for concentrating discarded portions, the TR-PD operation can overcome the limitations of the previously suggested fractionation and feedback SMB and recycling partial-discard operations, which have difficulties in recycling all of the discarded portions.
Simulated moving-bed (SMB) chromatography has become one of the most useful techniques for difficult separations, such as enantiomer separations. We propose a novel “total-recycling partial-discard” (TR-PD) SMB operation strategy in which a portion of the product is temporarily stored or treated and then totally recycled as an additional feed. This new strategy can attain high purities with minimal recovery losses by varying the discard amount and discard length through changes in the effluent flow rates within a switching period. Remarkably, this method can achieve considerably higher extract purity and raffinate recovery. By using varied effluent flow rates during a switching period and intermittent evaporation steps for concentrating discarded portions, the TR-PD operation can overcome the limitations of the previously suggested fractionation and feedback SMB and recycling partial-discard operations, which have difficulties in recycling all of the discarded portions.
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