Systeme

SMB - Simulated Moving Bed


SMB – Simulated Moving Bed

Das Simulated Moving Bed, kurz SMB genannt, ist ein kontinuierliches Verfahren der Säulenchromatographie. Es bietet gegenüber der Aufreinigung im Batch-Verfahren einige Vorteile, wie z. Bsp. geringerer Verbrauch an Lösemittel und bessere Ausnutzung der stationären Phase.

„Zeit ist Geld“ so lautet ein altes Sprichwort und das hat auch in der Chromatographie seine Bedeutung. Denn eine automatische Aufreinigung von Substanzen, welche Lösemittel sowie Manpower spart und optimale Ergebnisse liefert, ist sowohl im Labor als auch in der Produktion immer willkommen.

Das Ziel der Aufreinigung in der Säulenchromatographie ist es, nach der HPLC Säule, sauber voneinander getrennte Komponenten der Substanz zu erhalten. Leider gelingt dies nicht bei jeder Substanzart mit einem Lauf, so dass mehrmals aufgereinigt werden muss, was zwangsläufig zu erheblichen Kosten an Material und Arbeitszeit führt.

Die SMB Chromatographie vermeidet diese Nachteile der einfachen Aufreinigung im Batch-Verfahren durch ein Mehrzonen Trennverfahren und erzielt damit höhere Reinheiten bei weniger Lösemittelverbrauch. Allerdings kann die Simulated Moving Bed Chromatographie nur zwei Fraktionen trennen, was sie somit auf binäre Substanzen begrenzt.

Fließschema SMB - Simulated Moving Bed

Das Prinzip der SMB Chromatographie basiert auf der Bewegung der festen Phase in entgegengesetzter Richtung zur flüssigen Phase. Allerdings ist die gegenläufige Bewegung von flüssiger zu fester Phase technisch so gut wie nicht realisierbar, so dass dieser Vorgang im SMB Verfahren simuliert wird.

Hierzu wird anstelle einer HPLC Säule eine Anzahl vieler kleiner HPLC Säulen in Reihe geschaltet, so dass in einem geschlossenen Kreislauf die flüssige Phase diese durchströmen kann. Die Bewegung der festen Phase wird entweder durch Weiterschalten der Säulen entgegen der Flussrichtung der flüssigen Phase oder durch Weiterschalten der Ein- und Ausgänge in Flussrichtung der flüssigen Phase erreicht. Real ist die feste Phase zwar nicht in Bewegung, es kann jedoch damit eine Bewegung simuliert werden.

SMB Software
Die feste Phase wird durch verschiedene Ein- und Ausgänge in vier Zonen unterteilt. Zwischen Zone 2 und 3 wird die zu trennende Substanz (Feed) aufgegeben und hier findet auch die Trennung der Komponenten statt. Dazu wird die Feed mit der flüssigen Phase in die Zone 3 transportiert. Hier soll eine möglichst vollständige Adsorption der stärker adsorbierenden Komponente A stattfinden, so dass diese mit der festen Phase in Zone 2 transportiert werden kann. Die weniger stark adsorbierende Komponente B kann so am Ausgang zwischen Zone 1 und 2 dem Prozess aufgereinigt entnommen werden. Dagegen soll in Zone 2 eine komplette Desorption der weniger stark adsorbierenden Komponente B stattfinden, so dass diese mit der flüssigen Phase zurück in Zone 3 transportiert wird, während die stärker adsorbierende Komponente A am Ausgang zwischen Zone 3 und 4 aufgereinigt entnommen werden kann.
Simulated Moving Bed Prinzip
In Zone 1 findet durch die Zugabe von frischem Eluent eine Elution der stärker adsorbierenden Komponente statt, die daraufhin mit der flüssigen Phase in Zone 2 transportiert wird. Die feste Phase ist dadurch regeneriert und kann in Zone 4 erneut verwendet werden.

In Zone 4 findet die Adsorption der schwächer adsorbierenden Substanz statt. Diese wird dann in adsorbierter Form mit der stationären Phase in Zone 3 transportiert. Auch die flüssige Phase in Zone 4 ist nun regeneriert und kann in Zone 1 wieder verwendet werden. Das entnommene Raffinat wird zwischen Zone 1 und 4 als frisches Laufmittel wieder zugeführt.

Um eine vollständige Trennung der Substanz zu erreichen, müssen die Flussraten in den Trennzonen so eingestellt werden, dass die stärker retardierte Komponente A zum Ausgang A, während die weniger stark retardierte Komponente B zum Ausgang B befördert wird.

Nach einer gewissen Anlaufzeit kann durch Einstellung individueller Flussraten in den verschiedenen Zonen und durch Optimierung der Geschwindigkeit, mit der sich die feste Phase bewegt, eine bestmögliche Trennleistung erreicht werden.


Über AlphaCrom

Die AlphaCrom AG ist Spezialist für Chromatographie Systeme zur Fest Flüssig Chromatographie und zur Flüssig Flüssig Extraktion, auch Verteilungschromatographie genannt. Es werden kundenspezifische Chromatographie Systeme sowohl für Laboratorien als auch für Technikum und Produktion konzipiert. Selbst verständlich auch unter den entsprechenden Regularien wie ATEX, Ex-Zonen und GMP, ... weiterlesen


Kontakt
+41 61 831 54 05

Fax: +41 61 831 54 06

  • Quellenstr. 37, 4310 Rheinfelden CH

© Copyright 1994-2017 by AlphaCrom AG