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Simulated Moving Bed (SMB)
Mehrsäulen (LC) Chromatografie spart Zeit und Geld im Labor

SMB-Chromatografie-Systeme

Simulated Moving-Bed-Chromatografie (SMB) wird zunehmend als Trenntechnik in der pharmazeutischen Industrie, der Herstellung von Feinchemikalien und auf dem Gebiet des Bioengineering eingesetzt.

SMBC ist eine Methode der Prozess-Chromatografie, die es ermöglicht, Stoffgemische kontinuierlich zu trennen und in zwei Fraktionen zu extrahieren. Ihr Wirkungsgrad ist durch eine bessere Ausnutzung der Säulen deutlich höher als bei Batch-HPLC.

Auch wenn der einzelne Prozess auf zwei Fraktionen beschränkt ist, so kann durch Kopplung mehrerer SMB-Prozesse prinzipiell jede Teilfraktion in eine weitere Fraktion zerlegt werden - bis schließlich das finale binäre Stoffgemisch getrennt werden kann.

Typischerweise wird der SMB-Prozess bei Zweikomponenten-Gemischen genutzt, aus dem beide Substanzen direkt in reiner Form extrahiert werden. Ideal ist dies beispielsweise auf chirale Trennungen anwendbar oder solche Chromatogramme, in denen ein "führender" oder "nachlaufender" Produktpeak vorhanden ist.

AZURA SMB Systeme können wegen ihres modularen Aufbaus auch für andere Mehrsäulenverfahren konfiguriert werden. KNAUER bietet SMB-Systeme bis zum Maßstab von 1000 kg/Jahr an.

Das SMB PRINzip

Wie es funktioniert

Das SMB-Verfahren ermöglicht die Trennung von binären Gemischen mittels eines simulierten Gegenstroms zwischen der festen und der flüssigen Phase. Dies wird mit einer Reihe von Chromatografiesäulen erreicht, die in einem Ring angeordnet sind. Ein Eluentenstrom zirkuliert durch diesen Ring. Zwei Einlässe (für Feed und Eluent) und zwei Auslässe (Extrakt/rot und Raffinat/blau) definieren vier Trennzonen. Durch kontinuierliches Zuführen der Probe und synchrones Umschalten der Säulen gegen die Flussrichtung des Eluenten wird ein Gegenstrom zwischen der festen und der flüssigen Phase erreicht, was zu einer hohen Reinheit beider Zielfraktionen führt. Die Bewegung der Festphase wird durch zeitgleiches Schalten von sieben Mehrstellungsventilen (AZURA® SMB) oder einem zentralen Mehrstellungsventil (ehemals KNAUER SMB, CSEP®) realisiert. Der Großteil des Eluenten wird kontinuierlich in dem System zirkuliert, wobei es notwendig ist, nur die kleine Menge zu ersetzen, die in dem Extrakt und dem Raffinat entfernt wird, wodurch Einsparungen von bis zu 90% des Eluenten im Vergleich zu einem Chargenverfahren möglich sind. Aufgrund des simulierten Gegenstroms wird die stationäre Phase bei der SMB-Technik im Vergleich zur Batch-Verfahrenstechnik deutlich besser genutzt. Die Anzahl der theoretischen Trennstufen ist ebenfalls weniger wichtig, was ermöglicht, größere Teilchen kosteneffektiv für die stationären Phasen zu verwenden.

Funktionsweise der AZURA® SMB

Systemkonfiguration

Das Standardsystem AZURA® SMB besteht aus vier Pumpen und sieben Multipositionsventilen. Die Geräte sind wie folgt angeordnet:

• Drei Pumpen (Extract, Raffinat, Eluent) werden innerhalb des SMB-Zyklus platziert.
• Die Förderpumpe befindet sich außerhalb des SMB-Zyklus.
• Vier Ventile sind an den Pumpenausgängen angebracht.
• Drei Ventile sind an den Pumpeneinlässen angebracht. Der Eingang der Förderpumpe (Feed) ist nicht mit einem Multipositionsventil verbunden.

Aufgrund dieser Konfiguration kann das SMB-System sehr flexibel für viele verschiedene Trennungsmodi verwendet werden. AZURA SMB Systeme sind die flexibelsten (Material und Konfiguration) SMB-Systeme auf dem Markt und erreichen dazu noch außerordentliche Druckwerte.

WARUM EIN 8- SÄULEN SETUP DAS BESTE?

Systeme für kontinuierliche aufreinigung

  • AZURA SMB Lab
  • AZURA SMB Pilot
  • AZURA® SMB Lab System

    Mehrsäulenchromatografie fürs Labor

    Das AZURA Lab SMB System ist optimiert für die Trennung von binären Gemischen im Gramm-Maßstab. Die AZURA Lab SMB Systeme sind besonders auf den kontinuierlichen Betriebsmodus und hohe Produktivität ausgelegt. Die SMB-Standardkonfiguration besteht aus vier AZURA Assistenten ASM 2.1L mit sieben Multipositionsventilen und vier P 4.1S Pumpen sowie unserer benutzerfreundlichen Software PurityChrom® MCC sowie der benötigten IT-Hardware. Jedes System kann frei konfiguriert und so an die speziellen Bedürfnisse jeder Trennung angepasst werden. (z. B. Closed-Loop, Open-Loop). Eine Erweiterung eines Systems mit weiteren Geräten (z. B. Detektor, Durchflussmesser) ist dank der modularen Bauweise jederzeit möglich. Ein Maximaldruck von bis zu 400 bar (sechs Säulen, 10 ml/min) oder bis zu 8 Säulen (150 bar) ist möglich. Abhängig von Ihrer Anwendung können die Säulen erhitzt oder gekühlt werden, um perfekte und konstanteste Trennbedingungen zu gewährleisten. Es stehen eine Edelstahl- und eine bioinerte Version zur Verfügung.

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  • AZURA® SMB Pilot System

    Kontinuierliche Aufreinigung im Pilotmaßstab

    Das AZURA Pilot SMB System ist optimiert für die Trennung von binären Mischungen in Gramm bis Kilogramm-Maßstab und optimal ausgelegt für einen kontinuierlichen Betrieb und hohe Produktivität. Die SMB-Standardkonfiguration besteht aus vier Pumpen P 2.1L und sieben Multipositionsventilen, die in vier AZURA Assistans ASM 2.1L integriert sind. Unsere benutzerfreundliche Software PurityChrom® MCC und die erforderliche IT-Hardware sind ebenfalls enthalten. Jedes System kann frei konfiguriert und so an die speziellen Bedürfnisse jeder Trennung angepasst werden. (z. B. Closed-Loop, Open-Loop,). Eine Erweiterung eines Systems mit weiteren Geräten (z. B. Detektor, Durchflussmesser) ist dank der modularen Bauweise jederzeit möglich. Ein Maximaldruck von bis zu 344 bar (acht Säulen) ist möglich. Abhängig von Ihrer Anwendung können die Säulen erhitzt oder gekühlt werden, um die perfekten und konstantesten Trennbedingungen zu gewährleisten. Es kann zwischen einer Edelstahl- oder Bioinert-Version gewählt werden.

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Lösung zur kontinuierlichen Aufreinigung von Xylitol

Diese Applikation beschreibt den Einsatz der Simulated Moving Bed (SMB) Chromatografie zur Reinigung von Xylitol aus Fermentationsmaische. Das SMB-Verfahren ermöglichte die Reinigung von Xylitol mit nahezu 100%iger Reinheit und Ausbeute. Auf dieser Basis ist eine wirtschaftliche Reinigung von Xylitol aus dem biologischen Xylose-Xylitol-Umwandlungsprozess in großem Maßstab möglich.

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