專利名稱：用色譜模擬移動(dòng)床方法分離溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將溶液分離成兩種或多種富集不同組分的餾分的方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種用色譜模擬移動(dòng)床(SMB)將溶液分離的方法，其中在SMB過程中液體的流動(dòng)是在一個(gè)包括有一個(gè)或多個(gè)柱的體系中進(jìn)行的，所述柱含有一個(gè)或多個(gè)局部填充床。原料中的溶解物質(zhì)在局部填充床中分離，并形成一個(gè)分離分布(separation profile)(即，干燥固體分布)。柱/局部填充床形成一個(gè)或多個(gè)回路。新型的分離系統(tǒng)在同一回路中至少包含有兩個(gè)分離分布。
分離分布是由原料液和循環(huán)的干燥物質(zhì)形成的。它是一個(gè)完整或基本上完整的干燥固體分布。
新的色譜SMB方法能夠根本上提高SMB的分離能力。
為了恢復(fù)所希望組分的最佳純度，通常需要將含有許多溶解物質(zhì)的溶液分離成富集不同組份的餾分。采用本發(fā)明的方法就可進(jìn)行這種分離。例如，可以用這種方法將亞硫酸鹽蒸煮液分離，得到富集單糖的餾分和/或富集木質(zhì)磺酸鹽的餾分。并且，可以用這種方法將糖漿和酒糟(vinasse)分離，得到富集糖，例如蔗糖，和/或甜菜堿的餾分。
本發(fā)明的方法特別適合于分離混合物中難以分離的物質(zhì)。這些混合物包括果糖/葡萄糖漿，甜菜汁，轉(zhuǎn)化糖混合物，淀粉水解產(chǎn)物，本材水解物，牛奶乳清和其它含乳糖的溶液，含氨基酸溶液，含各種有機(jī)酸的發(fā)酵液，如檸檬酸，蔗渣水解物，以及尤其含有肌醇，甘露糖醇，山梨糖醇，木糖醇，赤蘚醇，谷氨酸和/或丙三醇的溶液。
目前連續(xù)運(yùn)行的色譜分離方法通常采用模擬移動(dòng)床法，這種方法使用在各種各樣不同的場(chǎng)合中。模擬移動(dòng)床法可以是序列型或連續(xù)型或是連續(xù)和序列型方法的組合。在連續(xù)型模擬移動(dòng)床過程中，所有液體流一般是連續(xù)流動(dòng)。液流是加入原料溶液和洗脫液，循環(huán)液體混合物，和排出產(chǎn)品。這些流動(dòng)的速率可以根據(jù)分離的目標(biāo)(產(chǎn)率，純度，分離能力)進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常8～20個(gè)局部填充床組合成一個(gè)回路。加入洗脫液和原料液和排出產(chǎn)品的位置向填充材料床中的下游方向周期性移動(dòng)。由于加入了洗脫液和原料液，排出產(chǎn)品，以及流經(jīng)填充材料床，在填充材料床中形成了干燥固體分布。在填充床中遷移速率較慢的成份集中在分離分布(即，干燥固體分布)的后坡(back slope)，而遷移速率較快的成份則集中在前坡(front slope)，加入原料液和洗脫液的位置和排出產(chǎn)品的位置大致以與干燥固體分布在填充材料床中移動(dòng)相同的速率周期性移動(dòng)。洗脫液和原料液加入和產(chǎn)品排出的位置是通過使用沿填充材料床設(shè)置(典型地在每一個(gè)局部填充床的上游和下游端)的進(jìn)料和產(chǎn)品的閥門進(jìn)行周期性移動(dòng)的。如果想要非常高純度的產(chǎn)品餾分，必須采用短循環(huán)次數(shù)和多級(jí)局部填充床(裝置有必要的閥門和進(jìn)料和排出的設(shè)備)。
在序列型模擬移動(dòng)床方法中，部分液體流并不連續(xù)流動(dòng)。這些液流是加入原料溶液和洗脫液，液體混合物的循環(huán)，以及排出產(chǎn)品(洗脫相兩種～四種或更多產(chǎn)品)。流動(dòng)速率和不同原料液和產(chǎn)品餾分的體積可以根據(jù)分離的目標(biāo)(產(chǎn)率，純度，分離能力)進(jìn)行調(diào)節(jié)。該方法通常包括三個(gè)基本階段進(jìn)料，洗脫，和循環(huán)。在進(jìn)料階段，原料液，可能還有在同時(shí)洗脫階段過程的洗脫液，被加進(jìn)預(yù)定的局填充床中，并同時(shí)排出一種產(chǎn)品餾分或多種餾分。在洗脫階段，洗脫液被加進(jìn)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的局部填充床，在這個(gè)階段，排出二種、三種或甚至四種產(chǎn)品餾分。在循環(huán)階段，不加原料液和洗脫液到局部填充床，沒有排出產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法可以是連續(xù)性或序列性，或連續(xù)性和序列性過程的混合。
例如在美國(guó)專利2,985,589(Broughton等)中公開了連續(xù)性模擬移動(dòng)床方法。根據(jù)這種方法，欲分離的混合物加入到一局部填充床中，而洗脫液加入到另一局部填充床中，基本上同時(shí)地排出兩種產(chǎn)品餾分。至少有四個(gè)局部填充床形成連續(xù)性循環(huán)的單一回路。并且進(jìn)料和產(chǎn)品排出的位置是向填充材料床中的下游方向周期性移動(dòng)。類似的方法在美國(guó)專利4,412,866(Schoenrock等)中有描述。
例如，在英國(guó)專利申請(qǐng)2,240,053和美國(guó)專利4,332,623(Ando等),4,379,751(Yoritomi等)和4,970,002(Ando等)中分別描述了序列性模擬移動(dòng)床方法，在申請(qǐng)人的芬蘭專利86,416(美國(guó)專利5,127,957)中描述了序列性模擬移動(dòng)床用于從甜菜糖漿中回收甜菜堿和蔗糖。在這些方法中，局部填充材料回路里僅循環(huán)著一個(gè)完整或基本上完整的干燥固體分布。同樣在申請(qǐng)人的芬蘭申請(qǐng)930,321(申請(qǐng)日期1993年1月26日)和932,108(申請(qǐng)日期1993年5月19日)涉及序列性模擬移動(dòng)床方法，第一個(gè)是用于糖漿的分離，后一發(fā)明是用于亞硫酸鹽蒸煮液的分離。如同在這些申請(qǐng)中所描述的，模擬移動(dòng)床方法可以包括多個(gè)回路但在每個(gè)回路中仍循環(huán)單個(gè)干燥固體分布。
芬蘭專利86,416(美國(guó)專利5,127,957)公開了采用一種序列性模擬移動(dòng)床方法從甜菜糖漿中分離甜菜堿和蔗糖。色譜系統(tǒng)至少包括有串連的三個(gè)色譜局部填充床。在這種方法中，甜菜堿和蔗糖是在同一序列中分離出來的，該序列包括糖漿加料階段，其中糖漿是加入到其中的一個(gè)局部填充床中而洗脫水是基本上同時(shí)加入到另一個(gè)局部填充床中，洗脫液加入階段以及循環(huán)階段。這些階段在序列中重復(fù)一次或多次。
在芬蘭專利申請(qǐng)930,321中公開的方法中，液體流動(dòng)是在一個(gè)包括有至少兩個(gè)局部填充床的系統(tǒng)中進(jìn)行的，而產(chǎn)品是在多步驟序列中分離出來的。該序列包括加料，洗脫和循環(huán)階段。在循環(huán)階段，在局部填充床中的液體與其干燥固體分布一起在兩個(gè)或多個(gè)含有一個(gè)，二個(gè)或多個(gè)局部填充床的回路中循環(huán)。回路可以是封閉的或“開放的”，換句話說，當(dāng)液體在一回路中循環(huán)，洗脫液可以引入到另一個(gè)回路中并且產(chǎn)品餾分可以從中排出來。在加料和洗脫階段，流動(dòng)經(jīng)過填充材料床可發(fā)生在相連回路之間，其中流動(dòng)將攜帶材料從一回路進(jìn)入另一回路中。在循環(huán)階段，回路是封閉的，是與其他回路相分離的。只有一個(gè)干燥固體分布在每個(gè)回路中循環(huán)。
申請(qǐng)人的申請(qǐng)941,866公開了連續(xù)分離溶液的模擬移動(dòng)床方法，它采用了兩種或多種不同離子型號(hào)的離子交換樹脂，使得當(dāng)溶液經(jīng)過具有第一種離子型號(hào)的色譜填充材料時(shí)形成的干燥固體分布進(jìn)入具有第二種離子型號(hào)的色譜填充材料中而沒有將部分分離的成份重新混合，和/或溶液的富集和泵送步驟可以免除，而這些步驟存在于用不同離子型號(hào)的填充床分離溶液的現(xiàn)有方法中。
美國(guó)專利5,198,120(Masuda等)公開了一種用包括有一多柱系列的模擬移動(dòng)床方法分離三組分或多組分溶液的方法。循環(huán)的關(guān)閉閥門是處于柱系列之間。欲分離的溶液加入到緊隨關(guān)閉閥門之后下游方向的柱子中，并且同時(shí)從位于上游的柱子中排出一種或多種產(chǎn)品餾分。在洗脫和循環(huán)的混合階段，溶液在一個(gè)包括所有柱系列的回路中循環(huán)。
歐洲專利申請(qǐng)663,224(申請(qǐng)者M(jìn)itsubishi)公開了一種用包括有一四柱系列的模擬移動(dòng)床方法分離三組分或多組分溶液的方法。在這種方法中，回路可以包括兩個(gè)至四個(gè)柱；而僅有一個(gè)干燥固體分布在一個(gè)回路中循環(huán)。
本發(fā)明涉及一種用色譜模擬移動(dòng)床方法分離溶液的方法，在這種方法中液體流動(dòng)是在一個(gè)包含有一或多根有一個(gè)或多個(gè)局部填充床的柱的系統(tǒng)中進(jìn)行。溶解在原料液中的物質(zhì)在局部填充床中相分離，并且形成分離分布(即干燥固體分布)。柱/局部填充床組成一個(gè)或多個(gè)回路。本發(fā)明方法的特征在于分離系統(tǒng)在同一回路中至少含有兩個(gè)分離分布。
分離分布是由原料液和循環(huán)的干燥物質(zhì)形成的。分離分布包括原料中存在的所有成份，即低遷移速率的成份，中等遷移速率的成份以及高遷移速率的成份。因此，分離分布是一個(gè)完整的或基本上完整的干燥固體分布。優(yōu)選地，具有最高遷移速率的部分成份在循環(huán)階段之前排出來。
新的色譜SMB法能夠根本上提高SMB的分離能力。相比于以前的色譜SMB法，新的SMB法例如在糖漿的分離中的分離能力提高了數(shù)十個(gè)百分比，而同時(shí)保持產(chǎn)品分離特性大致相同。
所使用的色譜裝置包括一根柱或串聯(lián)的幾根柱，連接柱的液體導(dǎo)管，溶液和洗脫液容器，原料液和洗脫液的導(dǎo)管，循環(huán)泵和加料泵，熱交換器，產(chǎn)品餾分排出導(dǎo)管，閥門，流量和壓力控制器和濃度、密度、光學(xué)活性和電導(dǎo)率在線測(cè)量?jī)x器。這個(gè)過程是在平衡狀態(tài)下進(jìn)行的，并且分離過程的進(jìn)程用密度計(jì)監(jiān)控。分離是用微處理器控制，微處理器采用量/體積測(cè)量設(shè)備，溫控儀，閥門和泵來控制料液的體積流速和體積。
柱的數(shù)目為1～20，優(yōu)選2～8。優(yōu)選地，一根柱包含一個(gè)或多個(gè)分隔開的局部填充床。
強(qiáng)酸型離子交換樹脂，如Finex V09C(生產(chǎn)商Finex Oy),FinexV13C(生產(chǎn)商Finex Oy),Finex CS 11 GC(生產(chǎn)商Finex Oy)或Purolite PCR 651(生產(chǎn)商Purolite CO.)被優(yōu)先采用作為柱的填充材料。
所采用的洗脫液優(yōu)選為水。
流速可以在0.5～15m3/hr/m2之間，優(yōu)選流速為3～10m3/hr/m2。
實(shí)施例1糖漿的兩分布分離分離所采用的柱系列包括八個(gè)分隔開的填充床，每四個(gè)組成一柱，即有二根柱。產(chǎn)品餾分是從柱1和柱2中排出，殘余餾分是從柱1和柱2中排出，但蔗糖和甜菜堿餾分僅從柱2中排出，如同循環(huán)餾分一樣。
表1A列出了試驗(yàn)條件。
表1A試驗(yàn)條件分離溫度 85℃樹脂床高度14米(7米/柱)柱直徑11.1厘米在柱系列中產(chǎn)生兩分布分離序列，其中兩個(gè)相分開的分離分布，即基本上完整的干燥固體分布，同時(shí)在分離過程中循環(huán)，在一個(gè)八步驟的序列中進(jìn)行分離。這個(gè)序列具有38分鐘的周期長(zhǎng)度并包括以下步驟步驟1；1.5升的原料液以50升/小時(shí)的體積流速加入到柱1中，并從柱2中洗出相應(yīng)量的循環(huán)餾分。
步驟2:5.5升原料液(加料階段的連續(xù))以50升/小時(shí)的體積流速加入到柱1中，從柱2中洗出相應(yīng)量的蔗糖餾分。
步驟3；3.2升的洗脫液水以60升/小時(shí)的體積流速加入到柱1中，從柱2中排出相應(yīng)量的蔗糖餾分的剩余部分。
步驟4繼續(xù)向柱1中加入洗脫水(3.3升；60升/小時(shí))，從柱2中洗出相應(yīng)量的循環(huán)餾分。
步驟5繼續(xù)向柱1中加入洗脫水(5.0升；60升/小時(shí))，從柱2中洗出相應(yīng)量的甜菜堿餾分。
步驟6繼續(xù)向柱1中加入洗脫水(13.0升；68升/小時(shí))，從同一柱中洗出相應(yīng)量的剩余餾分。同時(shí)也向柱2加入洗脫水(10.0升；73升/小時(shí))，從同一柱中分離出相應(yīng)量的剩余部分的甜菜堿餾分。
步驟7繼續(xù)向柱2加入洗脫水(2.5升；73升/小時(shí))，從同一柱中洗脫出相應(yīng)量的殘余餾分。
步驟8在由柱1和2組成的回路中循環(huán)(6.0升；75升/小時(shí))。
含這些步驟的序列重復(fù)八次以平衡系統(tǒng)，隨后在平衡狀態(tài)下進(jìn)行這種方法。在平衡狀態(tài)中，在一個(gè)序列過程中收集樣品。
表1B列出了原料液材料的組成。
表1B原材料分析組成，干燥固體百分比三糖 蔗糖 單糖甜菜堿 鈣2.857.6 0.6 7.6. ＜0.04干燥固體含量g/100g 52.7pH 9.4電導(dǎo)率mS/cm13.7所采用作為填充材料的分離樹脂是Finex V09C,樹脂首先要用NaCl再生(在分離過程中樹脂被來自糖漿中的陽(yáng)離子平衡)。表1C列出了分離樹脂的分析。
表1C分離樹脂的分析組成 Finex V09CDVB％5.5分離能力當(dāng)量/l 1.56平均珠粒尺寸mm 0.360在平衡狀態(tài)，合并的殘余餾分的干燥固體含量為6.7g/100g，而蔗糖純度為12.4％重量。蔗糖餾分的干燥固體含量為19.1g/100g，蔗糖純度為90.1％重量。甜菜堿餾分的干燥固體含量為4.4g/100g，甜菜堿純度為43.1％重量。
實(shí)施例2酒糟的兩分布分離分離所采用的柱系列包括有三個(gè)分開的分離柱。殘余餾份可從所有柱中排出，而甜菜堿餾分僅從柱3中排出。
表2A列出了試驗(yàn)條件。
表2A試驗(yàn)條件分離溫度80℃樹脂床高度 10.5m(3.5m/柱)柱直徑 20cm在柱系列中形成兩分布分離的序列，其中兩個(gè)分開的分離分布，即基本上完整的干燥固體分布，是在分離過程中同時(shí)循環(huán)的。用7步驟序列進(jìn)行分離。該序列大約有58分鐘的周期長(zhǎng)度并且包括以下步驟步驟1以150升/小時(shí)的體積流速向柱1加入7升原料液，相應(yīng)量的殘余餾分從柱2中洗出。同時(shí)以150升/小時(shí)的體積流速向柱3加入7升洗脫水，相應(yīng)量的甜菜堿餾分從同一柱中洗出。
步驟2以150升/小時(shí)體積流速向柱1加入5升原料液(加料階段連續(xù))，相應(yīng)量的甜菜堿餾分從柱3中洗出。
步驟3向柱1中加入29升原料液，相應(yīng)量的殘余餾分從同一柱中洗出。同時(shí)以90升/小時(shí)的體積流速向柱2加17升洗脫水，相應(yīng)量的剩余部分的甜菜堿餾分從柱3中排出。
步驟4繼續(xù)向柱2加入洗脫水(6升80升/小時(shí))并且相應(yīng)量的殘余餾分從柱1中洗脫出來。
步驟5在由柱1～3形成的回路中循環(huán)(10升100升/小時(shí))。
步驟6向柱1中加洗脫水(33升100升/小時(shí))，相應(yīng)量的殘余餾分從柱3中洗出。
步驟7向柱3中加入洗脫水(28升；150升/小時(shí))，相應(yīng)量的殘余餾分從柱2中洗出。
包括這些步驟的序列重復(fù)八次以平衡系統(tǒng)，隨后在平衡狀態(tài)下進(jìn)行本方法。在平衡狀態(tài)下，在其中的一個(gè)序列過程中收集樣品。
表2B列出了原料液材料的組成。
表2B原材料分析組成，干燥固體的百分?jǐn)?shù)甜菜堿13.8干燥固體含量g/100g53.8pH7.1電導(dǎo)率mS/cm 46.5所采用作為填充材料的分離樹脂是Finex V13C，樹脂首先要用NaCl再生(在分離過程中它被來自酒糟的陽(yáng)離子平衡)。表2C列出了分離樹脂的分析。
表2C分離樹脂分析組成Finex V13CDVB％ 8.0分離能力 當(dāng)量/l 1.8平均珠粒尺寸mm 0.34在平衡狀態(tài)，甜菜堿餾分的干燥固體含量為22.4％，甜菜堿純度為48.3％重量。合并的殘余餾分的干燥固體含量為18.4％，甜菜堿純度為2.3％重量。
實(shí)施例3葡萄糖/果糖混合物的兩分布分離分離所采用的柱系列包括有4個(gè)分開的分離柱。產(chǎn)品餾分從所有柱中排出。
表3A列出了試驗(yàn)條件。
表3A試驗(yàn)條件分離溫度65℃樹脂床高度 11.2m(2.8m/柱)柱直徑 20cm在柱系列中形成了兩分布分離序列，其中兩個(gè)分開的分離分布，即基本上完整的干燥固體分布，是在分離過程中同時(shí)循環(huán)的。用4步驟序列進(jìn)行分離。序列具有74分鐘的周期長(zhǎng)度和包括以下步驟步驟1以120升/小時(shí)的體積流速向柱1和3加18升原料液，相應(yīng)量的葡萄糖餾分從同一柱中洗出。
步驟2以120升/小時(shí)的體積流速向柱2和4加入8升洗脫水，相應(yīng)量的葡萄糖餾分從柱3和1中洗出。
步驟3向柱2和4加入30升洗脫水，相應(yīng)量的果糖餾分從相同柱中洗出。
步驟4在由柱1～4組成的回路中循環(huán)(106升；130升/小時(shí))。
含有這些步驟的序列重復(fù)八次以平衡系統(tǒng)，隨后在平衡狀態(tài)下進(jìn)行本方法。在平衡狀態(tài)下，在一個(gè)序列過程中收集樣品。
表3B列出了原料液材料的組成。
表3B原材料的分析組成，干燥固體的百分?jǐn)?shù)。葡萄糖49.2 果糖49.5干燥固體含量g/100g 50所采用作為填充材料的分離樹脂是Finex CS 11 GC，樹脂要用CaCl2再生。表3C列出了分離樹脂的分析。
表3C分離樹脂分析組成 Finex CS 11 GCDVB％ 5.5分離能力當(dāng)量/l 1.5平均珠粒尺寸mm 0.310在平衡狀態(tài)，合并的葡萄糖餾分的干燥固體含量為23.3g/100g，葡萄糖純度為96.7％重量。合并的果糖餾分的干燥固體含量為20.3g/100g，果糖純度為99.7％。
實(shí)施例4糖漿的三分布分離分離所采用的柱系列包括三個(gè)分開的分離柱。殘余餾分從所有柱中排出，蔗糖餾分，循環(huán)餾分和甜菜堿餾分從柱1中排出。
表4A列出了試驗(yàn)條件。
表4A試驗(yàn)條件分離溫度 80℃樹脂床高度 15.3m(5.1m/柱)柱直徑 20cm在柱系列中形成三分布分離的序列，其中三個(gè)分開的分離分布，即基本上完整的干燥固體分布，是在分離過程中同時(shí)循環(huán)的。用8步驟序列進(jìn)行分離。序列具有43分鐘的周期長(zhǎng)度和包括以下步驟步驟1以110升/小時(shí)的體積流速向柱2加入9升原料液，相應(yīng)量的循環(huán)餾分從柱1中分離出。
步驟2以110升/小時(shí)的體積流速向柱2加入11升原料液(加料階段的連續(xù))，相應(yīng)量的蔗糖餾分從柱1中洗出。
步驟3以110升/小時(shí)的體積流速向柱2加入16升洗脫水，相應(yīng)量的蔗糖餾分從柱1中洗出。
步驟4以110升/小時(shí)的體積流速向柱2加入5.5升洗脫水，相應(yīng)量的循環(huán)餾分從柱1中分離。
步驟5繼續(xù)向柱2加入洗脫水(9升110升/小時(shí))，相應(yīng)量的甜菜堿餾分從柱1中洗出。
步驟6向柱1，2和3加入洗脫水(以120升/小時(shí)的體積流速向各柱加入5升)，相應(yīng)量的甜菜堿餾分從柱1中洗出和相應(yīng)量的殘余餾分從柱2和3中洗出。
步驟7繼續(xù)向柱1,2和3加入洗脫水(向柱1以流速100升/小時(shí)加15升，向柱2以流速140升/小時(shí)加21升，向柱3以流速140升/小時(shí)加21升)，相應(yīng)量的殘余餾分從柱1,2和3中洗出。
步驟8在由柱1～3組成的回路中循環(huán)(4升120升/小時(shí))。
含有這些步驟的序列重復(fù)八次以平衡系統(tǒng)，隨后在平衡狀態(tài)下進(jìn)行本方法。在平衡狀態(tài)，在一個(gè)序列的過程中收集樣品。
表4B列出了原料液材料的組成。
表4B原材料的分析組成，原材料的百分?jǐn)?shù)三糖 蔗糖 甜菜堿 鈣3.9 60.4 5.1＜0.04干燥固體含量g/100g 58.5固體＜0.1％體積pH 9.0電導(dǎo)率mS/cm 23.1所采用作為填充材料的分離樹脂是Finex V09C；樹脂首先要用NaCl再生(在分離過程中被來自糖漿的陽(yáng)離子平衡)。表4C列出分離樹脂分析。
表4C分離樹脂分析組成Finex V09CDVB％ 5.5分離能力當(dāng)量/l 1.5平均珠粒尺寸mm 0.310在平衡狀態(tài)，合并的蔗糖餾分的干燥固體含量為22g/100ml，蔗糖純度為92.7％重量。合并的甜菜堿餾分的干燥固體含量為5.2g/100ml，甜菜堿純度36.6％重量。合并的殘余餾分的干燥固體含量為8.2g/100ml。
實(shí)施例5糖漿的兩分布連續(xù)分離用于分離的柱包括14個(gè)分開的局部填充床，在填充床之間設(shè)有一塊透液體而截留樹脂的交換板；加料和排出裝置設(shè)置在交換板頂部。柱的直徑為0.2m，填充床高度為14m(每個(gè)局部填充床為1m)。步驟長(zhǎng)度為310秒，加料階段被分為兩部分，即加料280秒和沖洗管道系統(tǒng)和加料和排出裝置30秒。周期長(zhǎng)度為4340秒。
所采用作為填充材料的分離樹脂是Purolite PCR 651，樹脂首先要用NaCl再生(在分離過程中它被來自糖漿的陽(yáng)離子平衡)。表5A列出了分離樹脂分析。
表5A分離樹脂分析組成 Purolite PCR 651DVB％ 5.5分離能力當(dāng)量/l 1.5平均珠粒尺寸mm 0.340表5B列出了原料液材料的組成。
表5B原材料分析組成，干燥固體的百分?jǐn)?shù)蔗糖 59干燥固體含量g/100g59pH9.2電導(dǎo)率mS/cm 13.8該序列包括14個(gè)步驟。一個(gè)步驟過程中的情況是這樣的蔗糖餾分從局部填充床2和9中排出，殘余餾分從局部填充床6和13中排出。
向局部填充床5和12加入原料液和沖洗溶液，向局部填充床1和8加入洗脫水。
柱的局部填充床1和2(以及局部填充床8和9各自)形成一個(gè)蔗糖洗脫區(qū)域，其中的體積流速為214升/小時(shí)。蔗糖餾分以19.6升/小時(shí)的體積流速排出。
柱的局部填充床3和4(以及局部填充床10和11各自)形成一個(gè)抽提區(qū)域，其中的體積流速為194升/小時(shí)。局部填充床5和6(以及12和13各自)形成一個(gè)離子排除區(qū)域，其中的體積流速為206升/小時(shí)。如同加入沖洗溶液(體積流速12.5升/小時(shí))，在這些區(qū)域之間加入原料溶液。
局部填充床7(和14各自)形成一個(gè)過渡區(qū)域，其中的體積流速為140升/小時(shí)。
殘余餾分從離子排除區(qū)域和過渡區(qū)域之間排出(體積流速66升/小時(shí))。
加料和排出點(diǎn)以310秒的間隔在流動(dòng)方向移動(dòng)一個(gè)局部填充床(相應(yīng)地，洗脫區(qū)，抽提區(qū)，離子排除區(qū)和過渡區(qū)移動(dòng)一個(gè)局部填充床)。
在平衡狀態(tài)，蔗糖餾分的干燥固體含量為27.1％，蔗糖純度為87.8％。殘余餾分的干燥固體含量為5.5％，蔗糖的純度為16.4％。
實(shí)施例6木糖醇排出物的兩分布分離分離所采用的柱系列包括三個(gè)柱。產(chǎn)品餾分從柱1中排出，殘余餾分從柱1,2和3中排出。
表6A列出了試驗(yàn)條件。
表6A試驗(yàn)條件分離溫度 70℃樹脂床高度 11.1m(3.8m/柱)柱直徑 20cm柱數(shù) 3在柱系列中形成兩分布分離序列，其中兩個(gè)分開的分離分布，即基本上完整的干燥固體分布，在分離過程中同時(shí)循環(huán)。用八步驟序列進(jìn)行分離。序列具有87分鐘的周期長(zhǎng)度和包括以下步驟步驟1以52升/小時(shí)的體積流速向柱1頂部加入15.0升原料液，相應(yīng)量的循環(huán)餾分從柱2中洗出。同時(shí)向柱3加入洗脫水(15.0升；160升/小時(shí))并且相應(yīng)量的第二分布木糖醇餾分從同一柱中排出。
步驟2以125升/小時(shí)的體積流速向柱1加入10.0升原料液(加料階段的連續(xù))，相應(yīng)量的木糖醇餾分從柱3中洗出。
步驟3在由柱1～3組成的回路中循環(huán)(15.0升；125升/小時(shí))。
步驟4向柱2加入洗脫水(15.0升；125升/小時(shí))，相應(yīng)量的循環(huán)餾分從柱1中洗出。
步驟5繼續(xù)向柱2加入洗脫水(40.0升；140升/小時(shí))并且相應(yīng)量的循環(huán)餾分從柱3中洗出。同時(shí)向柱1中加入洗脫水(15.0升；55升/小時(shí))并且相應(yīng)量的循環(huán)餾分從同一柱中洗出。
步驟6繼續(xù)向柱1加入洗脫水(15.0升；125升/小時(shí))，相應(yīng)量的殘余餾分從柱3中洗出。
步驟7在由柱1～3組成的回路中循環(huán)(18.0升；125升/小時(shí))。
步驟8向柱3加入洗脫水(20.0升；125升/小時(shí))，相應(yīng)量的殘余餾分從柱2中洗出。
含有這些步驟的序列重復(fù)八次以平衡系統(tǒng)，隨后在平衡狀態(tài)下進(jìn)行本方法。在平衡狀態(tài)，在一個(gè)序列過程中收集樣品。
表6B列出了原料液材料的組成。在分離之前，過濾原材料并調(diào)節(jié)原料液濃度至50g/100g。
表6B原材料分析組成，干燥固體的百分?jǐn)?shù)丙三醇甘露糖醇 鼠李糖醇 木糖醇 山梨糖醇 其它2.5 18.2 1.1 43.0 7.8 28.5干燥固體含量g/100g 50.6pH 5.2電導(dǎo)率mS/cm 0.3所采用作為填充材料的分離樹脂是Finex CS 13 GC(一種用二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯基質(zhì)；生產(chǎn)商Finex Oy，芬蘭)，樹脂首先要用CaCl2再生(在分離過程中，它被排出物中的陽(yáng)離子的平衡)。表6C列出了分離樹脂的分析。
表6C分離樹脂的分析組成 Finex CS 13 GCDVB％ 6.5分離能力 當(dāng)量/l1.65平均珠粒尺寸mm 0.41
在平衡狀態(tài)，合并的殘余餾分的干燥固體含量為7.7g/100g，木糖醇濃度為19.1％重量。木糖醇餾分的干燥固體含量為16.5g/100g，木糖醇純度為66.2％重量，木糖醇的產(chǎn)率為80.6％重量。
權(quán)利要求
1．一種用色譜模擬移動(dòng)床(SMB)方法將溶液分離成兩種或多種餾分的方法，其特征在于分離系統(tǒng)在同一回路中包括至少兩個(gè)分離分布。
2．一種用色譜模擬移動(dòng)床(SMB)方法將溶液分離成兩種或多種餾分的序列型方法，其中液體流動(dòng)是在一個(gè)包括一或多根有一個(gè)或多個(gè)局部填充床的柱的系統(tǒng)中進(jìn)行，其特征在于分離序列在同一回路中至少形成兩個(gè)分離分布。
3．權(quán)利要求2的方法，其特征在于至少一個(gè)回路包括至少兩個(gè)分離分布。
4．一種用色譜模擬移動(dòng)床(SMB)方法將溶液分離成兩種或多種餾分的連續(xù)方法，其特征在于分離系統(tǒng)在同一回路中至少包括兩個(gè)分離分布。
5．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于部分具有最高遷移速率的成份在循環(huán)階段之前分離出。
6．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于柱形成一個(gè)或多個(gè)回路。
7．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于所述一或多根柱包括幾個(gè)局部填充床。
8．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于填充材料是一種強(qiáng)酸型離子交換樹脂。
9．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于柱的數(shù)目為1～20，優(yōu)選2～8。
10．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于洗脫液是水。
11．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于流動(dòng)速率為0.5～15m3/hr./m2，優(yōu)選3～10m3/hr./m2。
12．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于原材料選自糖漿，酒糟，果糖/葡萄糖漿，甜菜汁，轉(zhuǎn)化糖混合物，淀粉水解物，木材水解物，牛奶乳清溶液和其它含乳糖溶液，含氨基酸溶液，含各種有機(jī)酸，如檸檬酸的發(fā)酵液，蔗渣水解物，以及尤其含有肌醇，甘露糖醇，山梨糖醇、木糖醇，赤鮮醇，谷氨酸和/或丙三醇的溶液。
13．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于原材料是酒糟。
14．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于原材料是糖漿。
15．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于原材料是亞硫酸鹽蒸煮液。
16．前面權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其特征在于產(chǎn)品選自葡萄糖，果糖，蔗糖，甜菜堿，肌醇，甘露糖醇，丙三醇，木糖醇，木糖，山梨糖醇，赤蘚醇，有機(jī)酸，尤其氨基酸如谷氨酸。
全文摘要
一種用色譜模擬移動(dòng)床(SMB)方法將溶液分離成兩種或多種餾分的方法,其中分離系統(tǒng)在同一回路中至少包含有兩個(gè)分離分布。
文檔編號(hào)B01D15/10GK1222869SQ97195774
公開日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1997年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月24日
發(fā)明者H·赫克吉拉, G·赫霍克, J·庫(kù)斯馬, H·帕納內(nèi) 申請(qǐng)人:庫(kù)爾特公司