通过顺序模拟移动床耦合结晶工艺高效分离谷氨酸：参数确定、工艺设计及多目标优化

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：Efficient Separation of Glutamic Acid by the Sequential Simulated Moving Bed Coupled Crystallization Process: Parameter Determination, Process Design, and Multiobjective Optimization

针对谷氨酸分离纯度低、溶剂消耗大等问题，开发了SSMB色谱耦合结晶工艺，通过脉冲实验和前沿分析确定吸附动力学参数，基于三角形理论优化SSMB初始条件，结合结晶过程实现纯度97%以上，形成α型晶体并实现母液循环回收，为绿色化学分离提供新方法。

　　

为了解决谷氨酸分离和纯化过程中遇到的问题，包括产品纯度低、溶剂消耗量大、结构相似的杂质干扰吸附效率以及产生废水等问题，本研究开发了一种创新的耦合工艺，将顺序模拟移动床（SSMB）色谱法与结晶技术相结合。首先通过脉冲实验和前沿分析确定了谷氨酸混合物的吸附等温线和吸附动力学。基于测量参数，利用三角理论设计了SSMB的初始操作条件。同时，将SSMB过程进料阶段获得的产品纳入结晶耦合设计中。采用非支配排序遗传算法II（NSGA-II）进行多目标优化，以同时提高谷氨酸的纯度、回收率和产量，并降低溶剂消耗量。实验表明，使用优化后的SSMB工艺分离得到的谷氨酸纯度超过97%。此外，耦合结晶工艺的实施使纯度进一步提高至99%，并形成了形态清晰的α型晶体。母液将被回用于SSMB中，从而实现高效且环保的分离目标，这为绿色化学分离工艺提供了宝贵的参考，并为谷氨酸的分离方法和技术框架带来了新的思路。