Математическое моделирование процессов разделения методами жидкость-жидкостной хроматографии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для практической реализации новых высокоэффективных методов жидкость-жидкостной хроматографии необходимо предварительное математическое моделирование применительно к условиям разрабатываемого процесса разделения, включая его аппаратурное оформление. Настоящая работа посвящена теоретическому анализу двух подходов к математическому описанию процессов жидкость-жидкостной хроматографии: 1) на основе решения уравнений материального баланса модели каскада равновесных ступеней; 2) использование распределения Гаусса для описания выходных профилей концентраций компонентов разделяемой смеси. Показано, что при числе равновесных ступеней (эффективности хроматографической установки) N ≥ 50, для математического моделирования процессов разделения можно использовать более простые зависимости, полученные на основе распределения Гаусса. Для условий, когда эффективность хроматографической установки N < 50, получены зависимости на основе модели равновесных ступеней для математического моделирования процессов разделения различными методами жидкость-жидкостной хроматографии.

Об авторах

А. Е. Костанян

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: kost@igic.ras.ru
Россия, Москва

А. А. Вошкин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kost@igic.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Федотов П. С., Марютина Т.А., Пичугин А.А., Спиваков Б.Я. Влияние кинетических свойств экстракционных систем на разделение некоторых элементов методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой // Журн. неорг. химии. 1993. Т. 38. № 11. С. 1878.
  2. Марютина Т.А., Федотов П.С., Спиваков Б.Я. Использование метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой для концентрирования и разделения неорганических веществ. Двухфазные жидкостные системы // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52. № 12. С. 1263.
  3. Berthod A., Maryutina T., Spivakov B., Shpigun O., Sutherland I.A. Countercurrent chromatography in analytical chemistry (IUPAC technical report) // PureAppl. Chem. 2009. V. 81. P. 355.
  4. Костанян А.Е., Милевский Н.А., Вошкин А.А. Анализ процессов экстракционно-хроматографического разделения в каскаде смесительно-отстойных экстракторов // Теорет. основы хим. технологии. 2021. Т. 55. № 5. С. 559.
  5. Костанян А.Е., Иванов В.К., Вошкин А.А. Теоретический анализ периодических процессов экстракционно-хроматографического разделения в замкнутом каскаде аппаратов // ДАН. Химия, науки о материалах. 2021. Т. 499. № 1. С. 53.
  6. Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Closed-loop recycling dual-mode counter-current chromatography with specified sample loading durations: Modeling of preparative and industrial-scale separations // Molecules. 2021. V. 26. Article 6561.
  7. Guilois-Dubois S., Guyot S., Poupard P. Preparative isolation of apple flavan-3-ols monomers and oligomers using pH-zone-refining centrifugal partition chromatography combined with reversed-phase liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2021. V. 1653. Article 462382.
  8. Li H., Zhang F., Jin Q., Zhu T. Preparative separation and purification of Cyclosporin D from fungus Hypoxylon Spp. by improved closed-loop recycling counter-current chromatography // J. Chromatogr. A. 2021. V. 1649. Article 462221.
  9. He J.M., Huang J., Wu W.L., Mu Q. Unlimited recycling counter-current chromatography for the preparative separation of natural products: naph- thaquinones as examples // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1626. Article 461368.
  10. Kostanyan A., Martynova M. Modeling of two semi-continuous methods in liquid–liquid chromatography: Comparing conventional and closed-loop recycling modes // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1614. Article 460735.
  11. Kostanyan A.E., Belova V.V. Theoretical study of industrial scale closed-loop recycling counter-current chromatography separations // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1633. Article 461630.
  12. Kostanyan A.E., Galieva Z.N., Semenov A.A., Aldushkin A.V. Chromatographic behavior of six lanthanides on a centrifugal mixer-settler extractor cascade. // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1634. Article 461686.
  13. Kostanyan A.A., Voshkin A.A., Belova V.V. Analytical, Preparative, and Industrial-Scale Separation of Substances by Methods of Countercurrent Liquid-Liquid Chromatography // Molecules. 2020. V. 25. Article 6020.
  14. Jerz G., Winterhalter P. The 10th International Conference on Countercurrent Chromatography held at Technische Universität Braunschweig, Braunschweig, Germany, August 1–3, 2018 // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1617. Article 460698.
  15. Morley R., Minceva M. Operating mode and parameter selection in liquid–liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1617. Article 460479.
  16. Kostanya, A.E., Belova V.V. Closed-loop recycling dual-mode counter-current chromatography. A theoretical study // J. Chromatogr. A. 2019. V. 1588. P. 174.
  17. Kostanyan A.E., Galieva Z.N. Modeling of closed-loop recycling dual-mode counter-current chromatography based on non-ideal recycling model // J. Chromatogr. A. 2019. V. 1603. P. 240.
  18. Roehrer S., Minceva M. Evaluation of interapparatus separation method transferability in countercurrent chromatography and centrifugal partition chromatography // Separations. 2019. V. 6. P. 36.
  19. Peng A., Hewitson P., Sutherland I., Chen L., Ignatova S. How changes in column geometry and packing ratio can increase sample load and throughput by a factor of fifty in counter-current chromatography // J. Chromatogr. A. 2018. V. 1580. P.120.
  20. Friesen J.B., McAlpine J.B., Chen S.-N., Pauli G.F. The 9th International Countercurrent Chromatography Conference held at Dominican University, Chicago, USA, August 1–3, 2016 // J. Chromatogr. A. 2017. V. 1520. P. 1.
  21. Ito Y. Golden rules and pitfalls in selecting optimum conditions for high-speed counter-current chromatography // J. Chromatogr. A. 2005. V. 1065. P. 145.
  22. Conway W.D. Counter-current chromatography: Simple process and confusing terminology // J. Chromatogr. A. 2011. V. 1218. P. 6015.
  23. Friesen J.B., McAlpine J.B., Chen S.-N., Pauli G.F. The 9th International Countercurrent Chromatography Conference held at Dominican University, Chicago, USA, August 1–3, 2016. // J. Chromatogr. A 2017. V. 1520. P. 1.
  24. Ignatova S., Sutherland I. The 8th International Conference on Counter-current Chromatography held at Brunel University, London, UK, July 23–25, 2014 // J. Chromatography A. 2015. V. 1425. P. 1.
  25. Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Analysis of cyclic liquid chromatography // Theor. Found. Chem. Eng. 2011. V. 45. № 1. P. 68.
  26. Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Support-free pulsed liquid-liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2009. V. 1216. P. 7761.
  27. Kostanyan A.E., Voshkin A.A., Kodin N.V. Controlled-cycle pulsed liquid–liquid chromatography. A modified version of Craig’s counter-current distribution // J. Chromatogr. A. 2011. V. 1218. P. 6135.
  28. Kostanyan A.E. A simple and highly efficient counter-current chromatography method for the isolation of concentrated fractions of compounds based on the sequential sample loading technique: Comparative theoretical study of conventional multiple and intermittent sample loading counter-current chromatography separations // J. Chromatogr. A. 2021. V. 1647. Article 462163.
  29. Kostanyan A.E. Simple equations to simulate closed-loop recycling liquid–liquid chromatography: ideal and non-ideal recycling models // J. Chromatogr. A. 2015. V. 1423. P. 71.

Дополнительные файлы


© А.Е. Костанян, А.А. Вошкин, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах