TW201741008A

TW201741008A - 串聯模擬移動床系統

Info

Publication number: TW201741008A
Application number: TW105115620A
Authority: TW
Inventors: 梁茹茜; 梁明在
Original assignee: 喬璞科技有限公司
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-12-01
Also published as: CN106267894A; TWI610712B; CN106267894B

Abstract

一種串聯模擬移動床系統，適於分離出具有三成分的混合物中，滯留常數介於中間的中間成分。串聯模擬移動床系統包括第一級模擬移動床、第二級模擬移動床、側流管線及液體濃度均勻化模組。第一、第二級模擬移動床分別由移動相及固定相所組成，移動相分別於第一、第二級模擬移動床中係朝第一方向流動，固定相係相對於移動相朝相反於第一方向的第二方向模擬移動。側流管線及液體濃度均勻化模組連接於第一級模擬移動床與第二級模擬移動床。

Description

串聯模擬移動床系統

本案是有關於一種模擬移動床系統，且特別是有關於一種能夠分離出中間滯留性成分的串聯模擬移動床系統。

傳統的四區段或三區段模擬移動床(Simulated Moving Bed，SMB)只能將多成分的混合物分離成兩個組分群。若是要單獨分離出中間滯留性成分，則需要搭配其它分離技術或是兩次的模擬移動床操作。傳統的四區段模擬移動床不能將中間滯留成分予以分離的這種限制，使得模擬移動床的產業應用主要集中在原料成分簡單的系統，如葡萄糖/果糖分離，二甲苯異構物分離，光學異構物分離等。天然物中間原料或是發酵合成的醫藥原料，因為原料成分複雜而且濃度低，同時經常存在滯留性非常強的成分，因此在利用模擬移動床上受到了限制。

目前已有學者提出串聯的模擬移動床來分離三成分的中間滯留性成分，並且也透過模擬計算它的可行性。但是這種串聯模擬移動床設計仍然存在一些問題：第一，用來串聯第一、第二級模擬移動床的側流中的濃度波動對第二級模擬移動床的分離效果影響大。第二，串聯的第一、第二級模擬移動床之間，必須加裝線上濃縮過程，使得製程變得複雜。第三，當系統存在超強滯留性成分時，將導致系統無法長期穩定操作。因此除了需要將中間滯留性成分予以分離的系統與方法之外，還要具有能夠及時將強滯留性成分排出系統外的設計，才能有效解決模擬移動床技術在這些產業應用所遭遇的問題。

本案提供多種串聯模擬移動床系統及多成分層析分離方法，其能夠提供濃度穩定的側流、持續且穩定地分離出中間滯留性成分，且能夠及時將強滯留性成分排出系統外。

本案的一種串聯模擬移動床系統，適於分離混合物，混合物包括第一成分(群)、第二成分(群)及第三成分(群)，分別具有由小至大的第一滯留常數、第二滯留常數及第三滯留常數。串聯模擬移動床系統包括第一、第二級模擬移動床、側流管線、緩衝槽、側流壓力調節器、側流泵及再生區段。第一級模擬移動床包括沿第一方向排列的第一、第二、第三區段。第二級模擬移動床包括沿第一方向排列的第四、第五區段。第一、第二級模擬移動床分別由移動相及固定相所組成，移動相分別於第一、第二級模擬移動床中係朝第一方向流動，固定相係相對於移動相朝相反於第一方向的第二方向模擬移動。側流管線連接第一、第二級模擬移動床且包括一側流入口與一側流出口。側流入口連接於第一區段與第二區段之間，側流出口連接於第四區段與第五區段之間。緩衝槽配置於側流管線上。側流壓力調節器配置於側流管線上且位在緩衝槽以及側流出口之間。側流泵配置於側流管線上且位在緩衝槽以及側流壓力調節器之間。第一級模擬移動床適於分離混合物的第一成分(群)，混合物的第二、第三成分(群)適於從第二區段沿著側流管線經緩衝槽、側流泵、側流壓力調節器移動到第四區段與第五區段之間，且在第二級模擬移動床中被分離出來。再生區段為第六區段，沿第一方向排列於第五區段旁且包括潤濕區及強清洗區。

在本案的一實施例中，上述的串聯模擬移動床系統，更包括中央閥組，包括第一部分及第二部分，其中第一部分沿一軸線可選擇地相對於第二部分轉動，以切換第一部分的多個第一通道與第二部分的多個第二通道之間的對位狀態，部分的這些第二通道分別連通於部分的這些第二通道分別連通於第一、第二、第三、第四、第五及第六區段。

在本案的一實施例中，上述的串聯模擬移動床系統更包括多個液體供應槽、多個主流泵、多個液體回收槽及多個主流壓力調節器。這些液體供應槽分別連通於部分的這些第一通道，移動相分別包括至少一沖滌液，各液體供應槽內容納至少一沖滌液。這些主流泵分別連通於這些液體供應槽以及局部的這些第一通道。這些液體回收槽分別連通於部分的這些第一通道且適於容納至少一沖滌液。這些主流壓力調節器，分別連通於這些液體回收槽與局部的這些第一通道。

在本案的一實施例中，上述的這些液體供應槽及這些主流泵的數量分別為五個，五個液體供應槽與五個主流泵分別連接於第一區段的源頭、第二區段與第三區段之間、第四區段的源頭、潤濕區及強清洗區。

在本案的一實施例中，上述的這些液體回收槽以及這些主流壓力調節器的數量分別為兩個，兩個液體回收槽以及兩個主流壓力調節器分別連接於第三區段的末端、第五區段的末端。

在本案的一實施例中，上述的第一、第二、第三、第四、第五及第六區段各別包括至少一根管柱，每根管柱內填充顆粒內部具有孔隙之固定相。

在本案的一實施例中，上述的移動相以第一方向流經第一、第二、第三、第四、第五區段及第六區段的強清洗區，且以第二方向流經第六區段的潤濕區。

基於上述，本案的串聯模擬移動床系統透過側流管線串聯第一、第二級模擬移動床來分離出混合物中滯留常數介於中間的中間成分。由於模擬移動床在將這些管柱切換為不同區段時會有濃度波動，側流管線的側流中的濃度波動對第二級模擬移動床的分離效果影響大，為了能夠降低側流中的濃度波動，本案在側流管線上加裝緩衝槽，中滯留成分與高滯留成分在側流管線中會先進入緩衝槽，在緩衝槽內濃度趨向穩定之後，才會流到第二級模擬移動床，以使第二級模擬移動床具有較佳的分離效果。此外，本案的串聯模擬移動床系統更包括再生區段，第一級模擬移動床的第一區段的固定相經過再生區段清洗再循環回到第二級模擬移動床，而不會將強滯留性成分攜往第二級模擬移動床，能夠及時且有效地將強滯留性成分排出，而使串聯模擬移動床系統能夠持續長時間的使用。此外，再生區段的設計還可以不必為了保證第二級模擬移動床的功能，而提高側流的流速，可以更方便操作條件的設定。

為讓本案的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本實施例的串聯模擬移動床系統100適於分離出至少具有三成分的混合物中，滯留常數介於中間的中間成分。更明確地說，混合物至少包括第一成分(群)A、第二成分(群)B及第三成分(群)C，分別具有由小至大的第一滯留常數、第二滯留常數及第三滯留常數。當然，本實施例的串聯模擬移動床系統100還可以應用於超過三成分以上(例如具有四成分)的混合物，並不僅限制使用於分離三成分的混合物。

圖1是依照本案的一實施例的一種串聯模擬移動床系統100的示意圖。請先參閱圖1，本實施例的串聯模擬移動床系統100以六區段模擬移動床為例。串聯模擬移動床系統100包括第一級模擬移動床110、第二級模擬移動床120、側流管線140、液體濃度均勻化模組150及再生區段130。

具體地說，第一級模擬移動床110包括沿第一方向D1排列的第一、第二、第三區段Z1、Z2、Z3。第二級模擬移動床120包括沿第一方向D1排列的第四、第五區段Z4、Z5。在本實施例中，第一、第二、第三區段Z1、Z2、Z3、第四、第五區段Z4、Z5分別各有兩個管柱180。再生區段130為第六區段Z6，沿第一方向D1排列於第五區段旁且同樣包括兩個管柱180，其中一個管柱180是潤濕區132，另一個管柱180是強清洗區134。當然，各區段內的管柱180數量也可以是一個或三個以上，並不以此為限制。

第一、第二級模擬移動床110、120及再生區段130分別由移動相及固定相所組成。更明確地說，各區段的每根管柱180內填充顆粒內部具有孔隙之固定相，混合物被送入特定管柱180內後會吸附於固定相上。移動相包括至少一沖滌液L1、L2，移動相流入與流出管柱180來沖洗吸附於固定相上的混合物，以將成分分離。如圖1所示，移動相分別於第一、第二級模擬移動床110、120及再生區段130中的強清洗區134中係朝第一方向D1流動，固定相係相對於移動相朝相反於第一方向D1的第二方向D2模擬移動。藉由移動相與固定相相互逆流接觸來沖洗分離出滯留常數較低的成分。

此處要進一步解釋，固定相相對於移動相沿第二方向D2模擬移動的方式，是透過不斷地切換移動相的進出口及混合物的進口，來製作出固定相以反方向(圖1中為逆時針)流動的現象。例如目前的圖1中，從左到右的管柱180依序為第一、第二、第三、第四、第五、第六區段Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，如果讓移動相的進出口及混合物的進口於一段時間後順時鐘方向切換至下一個管柱180，便會如圖2所示。

圖2是圖1的串聯模擬移動床系統100在下一個時序的示意圖。如圖2所示，從左到右的管柱180依序為第六區段Z6的強清洗區134、第一、第二、第三、第四、第五區段Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及第六區段Z6的潤濕區132。一段時間後再繼續沿順時鐘方向切換至下一個管柱180，經過連續不斷的切換之後就會形成類似讓固定相沿逆時鐘方向流動的模擬狀態。而在此同時，流動相則一直連續不斷地順時鐘流動，而達到模擬固定相與流動項連續逆向流動接觸的過程。

因此，當有滯留常數不同的兩成分進入模擬移動床，而吸附在固定相且被流動相所沖滌時，其中低滯留常數的成分會被流動相沖出固定相，而隨流動相一起往順時針方向移動到第一方向D1上的下一個管柱180；高滯留常數的成分由於不易被流動相沖出，在進出口切換之後，會如同被固定相帶動而往逆時針方向移動到第二方向D2上的下一個管柱180。

請回到圖1，側流管線140連接第一、第二級模擬移動床110、120而使第一、第二級模擬移動床110、120串聯在一起。側流管線140包括一側流入口142與一側流出口144。側流入口142連接於第一級模擬移動床110的第一區段Z1與第二區段Z2之間，側流出口144連接於第二級模擬移動床120的第四區段與第五區段之間。

值得一提的是，由於部分的混合物會從側流管線140移動到第二級模擬移動床120，側流管線140內的混合物的濃度波動對第二級模擬移動床120的分離效果影響大，為了能夠降低側流管線140內的混合物的濃度波動，本實施例透過在側流管線140上配置液體濃度均勻化模組150。更明確地說，液體濃度均勻化模組150包括有緩衝槽152，在側流管線140中的混合物會先進入緩衝槽152，在緩衝槽152內濃度趨向穩定之後，才會流到第二級模擬移動床120，以使第二級模擬移動床120具有較佳的分離效果。在一實施例未繪示的實施例中，液體濃度均勻化模組150還包括位於緩衝槽152內的一攪動器，以加快流入緩衝槽152內的液體濃度的均勻化。

此外，側流壓力調節器155配置於側流管線140上且位在緩衝槽152以及側流出口144之間。側流泵157配置於側流管線140上且位在緩衝槽152以及側流壓力調節器155之間。在本實施例中，側流泵157除了具有提高側流在側流管線140內的壓力之外，還具有計量的功能。另外，在本實施例中，側流壓力調節器155例如是背壓閥，其提供穩壓的效果，側流在側流管線140內的壓力需要在一定的範圍之內才能從側流管線140流到第二級模擬移動床120。也就是說，側流壓力調節器155可以使流入第二級模擬移動床120的流體的流速控制在一定範圍之內。在本實施例中，部分混合物從第一級模擬移動床110經過側流管線140的過程中會依序通過緩衝槽152、側流泵157及側流壓力調節器155之後再進入第二級模擬移動床120，而能夠提供具有穩定的濃度與流速的混合物給第二級模擬移動床120。

依據上述的作動模式，圖3是依照本案的一實施例的一種串聯模擬移動床系統100的多成分層析分離方法的流程示意圖。請參閱圖3，本實施例的串聯模擬移動床系統100可透過下面的多成分層析分離方法來分離出滯留常數介於中間的第二成分(群)B，串聯模擬移動床系統100的多成分層析分離方法200包括下列步驟。

首先，如步驟210，提供串聯模擬移動床系統100，其中串聯模擬移動床系統100包括第一級模擬移動床110、第二級模擬移動床120、側流管線140及液體濃度均勻化模組150，第一、第二級模擬移動床110、120分別由移動相及固定相所組成，移動相包括至少一沖滌液L1、L2，固定相顆粒內部係具有孔隙，移動相分別於第一、第二級模擬移動床110、120中係朝第一方向D1流動，固定相係相對於移動相朝相反於第一方向D1的第二方向D2模擬移動，第一級模擬移動床110包括沿第一方向D1排列的第一、第二、第三區段Z1、Z2、Z3，第二級模擬移動床120包括沿第一方向D1排列的第四、第五區段Z4、Z5，側流管線140連接於第一區段Z1與第二區段Z2之間以及第四區段與第五區段之間，液體濃度均勻化模組150配置於側流管線140上。

在本實施例中，第一級模擬移動床110的移動相的洗滌液L1從第一區段Z1的源頭送入且在第一級模擬移動床110內沿第一方向D1移動。

接著，如步驟220，將混合物注入第二與第三區段Z2、Z3之間，其中混合物包括第一成分(群)A、第二成分(群)B及第三成分(群)C，分別具有由小至大的第一滯留常數、第二滯留常數及第三滯留常數。更明確地說，混合物從第一級模擬移動床110的第二區段Z2與第三區段Z3之間送入第一級模擬移動床110。

再來，如步驟230，控制第二及第三區段Z3之第二及第三相對流速m2及m3介於第一滯留常數及第二滯留常數之間，以使第一成分(群)A移動至第三區段Z3，第二成分(群)B與第三成分(群)C移動至第二區段Z2並沿著側流管線140、液體濃度均勻化模組150移動至第二級模擬移動床120。

詳細地說，由於第一成分(群)A的滯留常數最低，第一成分(群)A會隨著移動相流動到第三區段Z3而流出，而將第一成分(群)A分離於第二、第三成分(群)B、C。滯留常數較高的第二、第三成分(群)B、C會往第二區段Z2移動，且部分的第二、第三成分(群)B、C會沿著側流管線140流到第二級模擬移動床120的第四、第五區段Z4、Z5之間。

接著，如步驟240，控制第四及第五區段Z4、Z5之第四及第五相對流速m4及m5介於第二滯留常數及第三滯留常數之間，以使第三成分(群)C移動至第四區段Z4，第二成分(群)B移動至第五區段Z5，而分離出第二成分(群)B。

第二級模擬移動床120的移動相2的洗滌液L2從第四區段Z4的源頭送入且在第二級模擬移動床120內沿第一方向D1移動。同樣地，由於第二成分(群)B的滯留常數比第三成分(群)C的滯留常數來得低，第二成分(群)B會隨著移動相流動到第五區段Z5而流出，而將第二成分(群)B分離於第三成分(群)C。如此一來，滯留常數介於中間的第二成分(群)B便能成功地被分離出來了。需說明的是，由於第一、第二級模擬移動床110、120的移動相各自運作，所以第一、第二級模擬移動床110、120的沖滌液L1、L2可相同或是不同。

另外值得一提的，在圖1的第一級模擬移動床110中，高滯留常數的第三成分(群)C會模擬移動地往第二方向D2移動而滯留於第一區段Z1的固定相內(也就是位於圖1最左方的管柱180)。為了避免高滯留常數的第三成分(群)C對管柱180造成汙染，而使得串聯模擬移動床系統100無法長時間連續地作用，在本實施例中，控制強清洗區134之第六相對流速m6大於第三滯留常數，會透過再生區段130來移除高滯留常數的第三成分(群)C(甚至有滯留常數更高的第四成分等)以再生固定相。請搭配圖2，由於在下一個切換之後，圖1最左方的管柱180轉換為再生區段130(第六區段Z6)的強清洗區134，原本被吸附在固定相內的高滯留常數的第三成分(群)C可以透過逆向強清洗的作用而離開固定相。因此，本實施例的串聯模擬移動床系統100透過再生區段130的設計，可確保在每次切換之後，原本附著有高滯留常數的第三成分(群)C的固定相能被完全再生。也就是說，如果混合物還具有滯留性更強的第四成分(群)(未繪示)，第六區段可有效清除比第三成分(群)C滯留性更強的第四成分(群)，以確保固定相的完整再生，進而保證長期操作的穩定性。

其後，原本位在強清洗區134的固定相在下一個切換(未繪示)之後會轉換為潤濕區132，在潤濕區132中，移動相的移動方向與固定相的模擬移動方向相同(以第二方向D2移動)，主要是作為潤濕固定相之用。再下一個切換，原本位在潤濕區132的固定相轉換為第二級模擬移動床120的第五區段Z5，可有效避免攜入任何強滯留性的第三成分(群)C進入第五區段Z5而污染了中間滯留性的第二成分(群)B。

另外，下面將介紹在每一個時間區段之間(例如是在圖1的狀況下)，控制移動相與混合物的流動的機構部件。圖4是圖1的配管示意圖。請同時參閱圖1與圖4，串聯模擬移動床系統100更包括多個液體供應槽170、多個主流泵172、多個液體回收槽174及多個主流壓力調節器176。液體供應槽170主要是儲存移動相或是混合物，這些主流泵172分別連通於這些液體供應槽170，而提供移動相或是混合物足夠的壓力進入第一、第二級模擬移動床110、120及再生區段130。液體回收槽174儲存回收的移動相或是混合物，這些主流壓力調節器176分別連通於這些液體回收槽174，用以降低壓力以使移動相或是混合物能夠移動到液體回收槽174。

更明確地說，在本實施例中，這些液體供應槽170及這些主流泵172的數量分別為五個，五個液體供應槽170與五個主流泵172分別透過第一通道164連接於第一區段Z1的源頭、第二區段Z2與第三區段Z3之間、第四區段Z4的源頭、潤濕區132及強清洗區134。這些液體回收槽174以及這些主流壓力調節器176的數量分別為兩個，兩個液體回收槽174以及兩個主流壓力調節器176分別透過第一通道164連接於第三區段Z3的末端、第五區段Z5的末端。

此外，簡單介紹一下移動相的進出口及混合物的進口是如何的被切換。圖5是圖1的串聯模擬移動床系統的中央閥組的剖面示意圖。請同時參閱圖4與圖5，串聯模擬移動床系統100更包括中央閥組160，中央閥組160包括第一部分162及第二部分166，第一部分162是上半部的閥組，第二部分166是下半部的閥組。第一部分162包括了多個第一通道164(在本實施例中以24個為例)，第二部分166包括了多個第二通道168(在本實施例中以24個為例)。需說明的是，圖4僅是示意性地以排成一排的方式表示出第一部分162的第一通道164及第二部分166的第二通道168，實際上第一通道164與第二通道168的排列方式請參考圖6與圖7。

圖6是沿圖5的A-A線段的剖面示意圖。圖7是沿圖5的B-B線段的剖面示意圖。需說明的是，雖然圖6與圖7僅針對第一部分162的通道剖面，但第二部分166的通道剖面也會與圖6與圖7相近，故不再繪示第二部分166的通道剖面。

由圖6可知，在本實施例中，中央閥組160的第一部分162呈圓柱形，在圓柱上等角度地排列出這些第一通道164，由圖6可知道第一通道164會是排列成環形。本實施例的中央閥組160是以可適用於24根管柱180的閥組為例，在圖6與圖7的剖面中分別具有24個第一通道164，也就是分別具有24個第一通道164。在本實施例中由於共有12根管柱180，操作者可以在這24個第一通道164中選用其中數個等角度或非等角度的第一通道164來連通於液體供應槽170與液體回收槽174，同樣地，操作者可以在這24個第二通道168中選用其中12個等角度或非等角度的第二通道168來連通於12根管柱180。在圖6與圖7的剖面中可看到在不同平面(A-A剖面、B-B剖面)上的第一通道164的延伸角度不同，以避開彼此。

如圖4所示，第一部分162的其中12個第一通道164分別連通於這些液體供應槽170、這些液體回收槽174，也就是移動相的進出口及混合物的進口。第二部分166的其中12個這些第二通道168分別連通於第一、第二、第三、第四、第五及第六區段Z6的這12根管柱180，也就是第一、第二級模擬移動床110、120及再生區段130。

在本實施例中，中央閥組160的第一部分162是不轉動的，第二部分166沿一軸線可選擇地相對於第一部分162轉動。透過第二部分166相對於第一部分162在不同時序轉動特定角度，而切換第一部分162的多個第一通道164與第二部分166的多個第二通道168之間的對位狀態，以達到前述的使固定相沿逆時鐘方向流動的模擬狀態。

另外，由於第一、第二級模擬移動床110、120串聯，第二與第三區段Z3之第二與第三相對流速m2及m3會影響第四與第五區段之第四與第五相對流速m4及m5。下面將簡單地探討第一、第二級模擬移動床110、120內的這些區段的流速關係，以提高第二成分(群)B的純度、回收率以及增加固定相的效能。圖8至圖11是圖1的串聯模擬移動床系統100的第二與第三區段Z3之第二與第三相對流速m2及m3以及第四與第五區段之第四與第五相對流速m4及m5的關係圖。

首先，在低濃度的條件下，溶質成分在固定相中的吸附等溫曲線為線性，其斜率為亨利常數，而其在層析管柱180中的線性速度，ui，和第j區段的流動相之線性速度，vj，之間的關係可以利用以下公式加以說明：(1) 其中Ki為i成分的亨利常數，而F為層析管柱180的固液相體積比。

根據這一公式，可以透過設定不同區段的流動相與固定相相對體積流速來調整各成分在各區段中移動的方向，其中相對體積流速的定義如下：(2) 其中Qj為j區的流動相體積流速，tsw為閥門的切換時間，VC為層析柱的空管體積，ε為填料床層空隙率。

對於滯留行為三成分的混合物而言，當利用圖1的串聯模擬移動床系統100進行分離時，其操作條件應滿足三角形理論所界定的限制條件：(3a)(3b)(3c) 另依據質量守恆：(4) 所以，質量守恆可以改寫成：(5)

若以第二區段Z2的第二相對流速m2為橫軸，第三區段Z3的第三相對流速m₃ 為縱軸，則可以完全分離的操作條件正好座落於三角形內，也就是說可分離的操作範圍為此座標圖中的三角形。在三角形的頂點則具有最佳的分離效果以及分離效率。

據此，設定圖1的串聯模擬移動床系統100的操作條件之步驟如圖8所示： (a) 設定m2與m3，使得a(m2, m3)點座標滿足(3b)式； (b) 設定m1，使得b(m2, m1)點座標滿足(3a)式； (c) 設定m4，使得c(m4, m5)點座標滿足(3c)式。依據(5)式的質量守恆，b點與c點連線一定與圖8的對角線平行。當改變單一個操作條件後，設定操作條件的a-b-c步驟，在(m2, m3)相平面上的座標也將同時變更。當代表第一級模擬移動床110操作條件的(m2, m3)固定之後，以下操作條件的改變都會導致代表第二級模擬移動床120操作條件的(m4, m5)產生位移： (1) 增加m1(b點上移至b’)，則代表第二級模擬移動床120的進料會增加，因此m5也會增加，所以c點垂直上移，如圖9。 (2) 增加m4(c點右移)，則因為m5也會隨之增加，所以c點沿著bc線向右移動，如圖10。 (3) 當流速固定之後，如果增加切換時間，則設定操作條件的a-b-c步驟，在(m4, m5)相平面上的座標則向右平移，如圖11。

利用上述三種特徵，可以利用以下步驟建立優化的操作條件：首先，在固定的m4與m2的差值之下，改變閥門的切換時間tsw，使得(m2, m3)與(m4, m5)兩點的座標，隨著對角線平行左右移動。針對不同切換時間所分離出來的R’出口進行純度與回收率的計算，然後決定出較佳的切換時間。依據步驟(1)的結果，縮小m4與m2的差值以增加純度，或是增大m4與m2的差值以增加回收率。利用增加m1，可以提高回收率以及增加固定相的效能。

綜上所述，本案的串聯模擬移動床系統透過側流管線串聯第一、第二級模擬移動床來分離出混合物中滯留常數介於中間的中間成分。由於模擬移動床在將這些管柱切換為不同區段時會有濃度波動，側流管線的側流中的濃度波動對第二級模擬移動床的分離效果影響大，為了能夠降低側流中的濃度波動，本案在側流管線上加裝緩衝槽，中滯留成分與高滯留成分在側流管線中會先進入緩衝槽，在緩衝槽內濃度趨向穩定之後，才會流到第二級模擬移動床，以使第二級模擬移動床具有較佳的分離效果。此外，本案的串聯模擬移動床系統更包括再生區段，第一級模擬移動床的第一區段的固定相經過再生區段清洗再循環回到第二級模擬移動床，而不會將強滯留性成分攜往第二級模擬移動床，能夠及時且有效地將強滯留性成分排出，而使串聯模擬移動床系統能夠持續長時間的使用。此外，再生區段的設計還可以不必為了保證第二級模擬移動床的功能，而提高側流的流速，可以更方便操作條件的設定。本案更提供一種應用於上述的串聯模擬移動床系統的多成分層析分離方法。

雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本案的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

A‧‧‧第一成分(群)
B‧‧‧第二成分(群)
C‧‧‧第三成分(群)
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
L1、L2‧‧‧沖滌液
100‧‧‧串聯模擬移動床系統
110‧‧‧第一級模擬移動床
Z1‧‧‧第一區段
Z2‧‧‧第二區段
Z3‧‧‧第三區段
120‧‧‧第二級模擬移動床
Z4‧‧‧第四區段
Z5‧‧‧第五區段
130‧‧‧再生區段
Z6‧‧‧第六區段
132‧‧‧潤濕區
134‧‧‧強清洗區
140‧‧‧側流管線
142‧‧‧側流入口
144‧‧‧側流出口
150‧‧‧液體濃度均勻化模組
152‧‧‧緩衝槽
155‧‧‧側流壓力調節器
157‧‧‧側流泵
160‧‧‧中央閥組
162‧‧‧第一部分
164‧‧‧第一通道
166‧‧‧第二部分
168‧‧‧第二通道
170‧‧‧液體供應槽
172‧‧‧主流泵
174‧‧‧液體回收槽
176‧‧‧主流壓力調節器
180‧‧‧管柱
200‧‧‧串聯模擬移動床系統的多成分層析分離方法
210~240‧‧‧步驟

圖1是依照本案的一實施例的一種串聯模擬移動床系統的示意圖。圖2是圖1的串聯模擬移動床系統在下一個時序的示意圖。圖3是依照本案的一實施例的一種串聯模擬移動床系統的多成分層析分離方法的流程示意圖。圖4是圖1的配管示意圖。圖5是圖1的串聯模擬移動床系統的中央閥組的剖面示意圖。圖6是沿圖5的A-A線段的剖面示意圖。圖7是沿圖5的B-B線段的剖面示意圖。圖8至圖11是圖1的串聯模擬移動床系統的第二與第三區段之第二與第三相對流速m2及m3以及第四與第五區段之第四與第五相對流速m4及m5的關係圖。

A‧‧‧第一成分(群)

B‧‧‧第二成分(群)

C‧‧‧第三成分(群)

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

L1、L2‧‧‧沖滌液

100‧‧‧串聯模擬移動床系統

110‧‧‧第一級模擬移動床

Z1‧‧‧第一區段

Z2‧‧‧第二區段

Z3‧‧‧第三區段

120‧‧‧第二級模擬移動床

Z4‧‧‧第四區段

Z5‧‧‧第五區段

130‧‧‧再生區段

Z6‧‧‧第六區段

132‧‧‧潤濕區

134‧‧‧強清洗區

140‧‧‧側流管線

142‧‧‧側流入口

144‧‧‧側流出口

150‧‧‧液體濃度均勻化模組

152‧‧‧緩衝槽

155‧‧‧側流壓力調節器

157‧‧‧側流泵

180‧‧‧管柱

Claims

一種串聯模擬移動床系統，適於分離混合物，該混合物包括第一成分(群)、第二成分(群)及第三成分(群)，分別具有由小至大的第一滯留常數、第二滯留常數及第三滯留常數，該串聯模擬移動床系統包括：第一級模擬移動床，包括沿第一方向排列的第一、第二、第三區段；第二級模擬移動床，包括沿該第一方向排列的第四、第五區段，該第一、該第二級模擬移動床分別由移動相及固定相所組成，該移動相分別於該第一、該第二級模擬移動床中係朝第一方向流動，該固定相係相對於該移動相朝相反於該第一方向的第二方向模擬移動；側流管線，連接該第一、該第二級模擬移動床且包括一側流入口與一側流出口，其中該側流入口連接於該第一區段與該第二區段之間，該側流出口連接於該第四區段與該第五區段之間；緩衝槽，配置於該側流管線上；側流壓力調節器，配置於該側流管線上且位在該緩衝槽以及該側流出口之間；側流泵，配置於該側流管線上且位在該緩衝槽以及該側流壓力調節器之間；以及再生區段，為第六區段，沿該第一方向排列於該第五區段旁且包括潤濕區及強清洗區，其中該第一級模擬移動床適於分離該混合物的該第一成分(群)，該混合物的該第二、該第三成分(群)適於從該第二區段沿著該側流管線經該緩衝槽、該側流泵、該側流壓力調節器移動到該第四區段與該第五區段之間，且在該第二級模擬移動床中被分離出來。
如申請專利範圍第1項所述的串聯模擬移動床系統，更包括：中央閥組，包括第一部分及第二部分，其中該第一部分沿一軸線可選擇地相對於該第二部分轉動，以切換該第一部分的多個第一通道與該第二部分的多個第二通道之間的對位狀態，部分的該些第二通道分別連通於部分的該些第二通道分別連通於該第一、該第二、該第三、該第四、該第五及該第六區段。
如申請專利範圍第2項所述的串聯模擬移動床系統，更包括：多個液體供應槽，分別連通於部分的該些第一通道，該移動相分別包括至少一沖滌液，各該液體供應槽內容納該至少一沖滌液；多個主流泵，分別連通於該些液體供應槽以及局部的該些第一通道；多個液體回收槽，分別連通於部分的該些第一通道且適於容納該至少一沖滌液；以及多個主流壓力調節器，分別連通於該些液體回收槽與局部的該些第一通道。
如申請專利範圍第3項所述的串聯模擬移動床系統，其中該些液體供應槽及該些主流泵的數量分別為五個，該五個液體供應槽與該五個主流泵分別連接於該第一區段的源頭、該第二區段與該第三區段之間、該第四區段的源頭、該潤濕區及該強清洗區。
如申請專利範圍第3項所述的串聯模擬移動床系統，其中該些液體回收槽以及該些主流壓力調節器的數量分別為兩個，該兩個液體回收槽以及該兩個主流壓力調節器分別連接於該第三區段的末端、該第五區段的末端。
如申請專利範圍第1項所述的串聯模擬移動床系統，其中該第一、該第二、該第三、該第四、該第五及該第六區段各別包括至少一根管柱，每根管柱內填充顆粒內部具有孔隙之該固定相。
如申請專利範圍第1項所述的串聯模擬移動床系統，其中該移動相以該第一方向流經該第一、該第二、該第三、該第四、該第五區段及該第六區段的該強清洗區，且以該第二方向流經該第六區段的該潤濕區。