Simulated Moving Bed Chromatografie spart Zeit und Geld im Labor

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.

Zu den Systemen

Arbeiten Sie schneller & platzsparender - Erzielen Sie eine höhere Produktivität und Reinheit als bei vergleichbaren Batch HPLC-Systemen, selbst mit einem kleineren SMBC-System

Reduzieren Sie Ihre Kosten - Sparen Sie bis zu 90 % des Lösungsmittels und reduzieren Sie die Kosten für die Festphase um bis zu 80 %

Halten Sie Ihre Probe konzentriert - Gewinnen Sie ein nahezu unverdünntes Produkt und minimieren Sie den Aufwand für das Konzentrieren

Wie funktioniert SMB LC?

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.

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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 in der Mehrsäulenchromatografie (engl.: multi-column chromatography, MCC) verwendet werden. Hinsichtlich Materialauswahl und Konfigurationen sind die AZURA SMB Systeme die flexibelsten SMB-Systeme auf dem Markt und erreichen dazu noch außerordentliche Druckwerte.

Systeme für kontinuierliche aufreinigung

AZURA SMB Lab
AZURA SMB Pilot

AZURA® SMB Lab System

Mehrsäulen-LC im Labormaßstab

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 2.2L 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 130 bar mit 8 Säulen 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

Mehrsäulen-LC 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 BlueShadow 80P Pumpen und sieben Multipositionsventilen, die in vier AZURA Assistans ASM 2.2L integriert sind. Für die Überwachung der Flussraten aller Zonen sind vier CORI-Flow M14 Flowmeter im System integriert. 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 100 bar (acht Säulen) ist möglich. Abhängig von Ihrer Anwendung können die Säulen erhitzt oder gekühlt werden, um die perfekten und konstantesten Trennbedingungen zu gewährleisten.

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PurityChrom MCC

Softwarelösung zur Steuerung und Überwachung von AZURA Multi-Säulen-Chromatografiesystemen (MCC)

PurityChrom® MCC ist eine spezielle Version unserer Reinigungssoftware PurityChrom® und ist optimiert für die Verwendung mit kontinuierlichen Chromatografiesystemen, z.B. SMB-Systeme. PurityChrom® bietet eine sehr benutzerfreundliche und klar strukturierte Oberfläche. Die Systemvisualisierung bietet eine grafische Darstellung und ermöglicht eine einfache Handhabung, auch komplexer Strömungsvorgänge. Außerdem kann jedes Gerät, das im fluidischen Schema angezeigt wird, manuell gesteuert werden, was die Möglichkeit bietet, Ihre Bedingungen auch während des Laufs zu optimieren, zu ändern und anzupassen. Mit dem neuen PurityChrom-MCC-SMB-Parameter-Assistenten können Sie neue SMB-Methoden generieren und Ihre Parameter optimieren, während der Prozess läuft. Mit dem integrierten Startpunktrechner können Sie ganz einfach Ihre SMB-Methode mit den Adsorptionsisothermen Ihrer Stoffe erzeugen. Mit dem Methodeneditor können Sie Ihren eigenen mehrspaltigen Prozess frei gestalten. Es besteht auch die Möglichkeit, die Methode während eines Laufs anzuhalten. Die Hold-Funktion bietet Ihnen die vollständige Kontrolle über Ihren Chromatografieprozess. Die Lösungsmittelvisualisierung berechnet den Lösungsmittelverbrauch für den aktuellen Lauf und verhindert, dass die Säule trocken läuft. PurityChrom® erlaubt die flexible Steuerung verschiedener Geräte von KNAUER und anderen Herstellern.

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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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