• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권6호
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• pp.363-375
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• 2001

Chromatography has been method of choice for the separation complex biologi-cal mixtures fro analytical purpose, particularly for the last fifty years. Its use has recently been extended to preparative separation where the productivity relative to the amount of resin and sol-vent used is a matter of concern. To overcome the inherent thermodynamic inefficiency of batch chromatography, as exemplified by the partial temporal usage of the resin and dilution of the product with the solvent, chromatography has been continually modified by separation engineers. Column switching and recycling represnet some of the process modifications that have brought high productivity to chromatography. Recently, the simulated moving bed (SMB) method, which claims a high separation efficiency based on counter-current moving bed chromatography. has be-come the mainstay of preparative separation, especially in chiral separation. Accordingly, this pa-per reviews the current status of SMB along with several chromatographic modification, which may be helpful in routine laboratory and industrial chromatographic practices.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권5호
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• pp.331-338
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• 2004

The Separation of two amino acids, phenylalanine and tryptophan, was carried out using laboratory simulated moving bed (SMB) chromatography. The SMB process consisted of four zones, with each zone having 2 columns. The triangle theory was used to obtain the operating conditions for the SMB. The mass transfer coefficients of the two amino acids were obtained from the best-fit values by comparing simulated and experimental pulse data. The competitive adsorption isotherms of the two amino acids were obtained by single and binary frontal analyses, taking into consideration the competition between the two components. A competitive Langmuir isotherm, obtained from single-component frontal chromatography, was used in the first run, and the isotherm from binary frontal chromatography in the second, with the flow rate of zone 1 modified to improve the purity. Compared to the first and second runs, the competitive Langmuir isotherm from the binary frontal chromatography Showed good agreement with the experimental results. Also, adjusting the flow rate in zone 1 increased the purity of the products. The purities of the phenylalanine in the raffinate and the tryptophan in the extract were 99.84 and $99.99\%$, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.866-873
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• 2012

난황에 포함된 IgY는 포유동물에 있는 바이러스나 항원에 반응하는 항체와 같은 역할을 한다. 난황을 전처리한 후 3-zone와 4-zone SMB를 이용하여 지질단백질들로 부터 IgY를 분리하는 전산모사연구를 수행하였다. 회분식 크로마토그래피에서 전산모사 매개변수와 흡착 등온식 SMB 전산모사 변수를 얻었다. Aspen simulator를 이용하여 전산모사를 수행하여 IgY를 분리할 수 있는 3-zone과 4-zone SMB 운전조건을 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. IgY와 다른 단백질의 농도와 순도를 모두 고려할 때, 꼭지점인 좌표($m_2$, $m_3$=0.1, 1.1)에서 3-zone SMB가 최적의 조건으로 생각된다. IgY 만을 고려하면 4-zone SMB가 좌표($m_2$, $m_3$=0.06, 0.5)에서 가장 높게 IgY를 분리할 수 있었다. recycle이 없는 3-zone SMB는 꼭지점 좌표에서 좌표이동이 extract의 지질 단백질 농도에 큰 영향을 주었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.549-553
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• 2003

TMB 크로마토그래피의 물질수지식으로부터 SMB 크로마토그래피의 디자인 파라미터들을 계산할 수 있으며, 이를 이용하여 6 칼럼 SMB 크로마토그래피 장치를 디자인하였다. SMB 크로마토그래피 장치는 4개의 multi position rotary valve를 사용하여 연속적으로 각 칼럼으로의 유로를 제어할 수 있으며, 효율적인 SMB 크로마토그래피 장치를 구현할 수 있다. 또한 회분식 실험으로부터 얻어진 $m_2,$ $m_3$ diagram으로부터 SMB 크로마토그래피의 조작에 필요한 파라미터들을 계산할 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.506-510
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• 2003

TMB 크로마토그래피의 물질수지식으로부터 SMB 크로마토그래피의 디자인 파라미터들을 계산할 수 있으며, 이를 이용하여 6 칼럼 SMB 크로마토그래피 장치를 디자인하였다. SMB 크로마토그래피 장치는 4개의 multi position rotary valve를 사용하여 연속적으로 각 칼럼으로의 유로를 제어할 수 있으며, 효율적인 SMB 크로마토그래피 장치를 구현할 수 있다. 또한 회분식 실험으로부터 얻어진 $m_2$, $m_3$ diagram으로부터 SMB 크로마토그래피의 조작에 필요한 파라미터들을 계산할 수 있었다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권2호
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• pp.110-115
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• 2006

We conducted a sensitivity analysis of the simulated moving bed (SMB) chromatography with the case model of the separation of two amino acids phenylalanine and tryptophan. We consider a four-zone SMB chromatography where the triangle theory is used to determine the operating conditions. Competitive Langmuir isotherm model was used to determine the adsorption isotherm. The finite difference method is used to solve nonlinear partial differential equation (PDE) systems numerically. We examined the effects of alterations in the operating conditions(feed-extract, feed-raffinate, eluent-extract, eluent-raffinate, recycle, and switching time) and the adsorption isotherm parameters (Langmuir isotherm parameters a and b) on SMB efficiency. The variation range of operating conditions and Langmuir isotherm a was between -50 and 50% of original value and the variation range of the Langmuir isotherm b was between $2.25^{-5}$ and $2.25^5$ times of original value.

• KSBB Journal
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• 제15권6호
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• pp.541-547
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• 2000

Simulated moving bed (SMB) chromatography has been investigated in order to separate chiral compounds for pharmaceutical use. SMB utilizes the principle of true moving bed (TMB) chromatography, and has the advantages of low solvent usage, flexible configuration of columns and hardwares, and high productivity of the chiral compounds over the TMB. Large scale separation of xylene isomers and saccharides has been conducted since 1960s. However, the application of SMB in the fine chemical industries is still in the infant stage. The study of SMB for the chiral compounds production was initiated in the mid 1990s and further researches are actively undergoing. This review summarizes the principle of SMB as well as the chemistry of chiral stationary phase and chiral compounds.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권4호
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• pp.285-291
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• 2004

A simulated moving bed (SMB) chromatography system is a powerful tool for preparative scale separation, which can be applied to the separation of chiral compound. We have de-signed our own lab-scale SMB chromatography using 5 HPLC pumps, 6 stainless steel columns and 4 multi-position valves, to separate a racemic mixture of ketoprofen in to its enantiomers. Our design has the characteristics of the low cost for assembly for the SMB chromatography and easy repair of the unit, which differs from the designs suggested by other investigators. It is possible for the flow path through each column to be independently changed by computer control, using 4 multi-position rotary valves and 5 HPLC solvent delivery pumps. In order to prove the operability of our SMB system, attempts were made to separate the (S)-ketoprofen enantiomer from a ketoprofen racemic mixture. The operating parameters of the SMB chromatography were calculated for ketoprofen separation from a batch chromatography experiment as well as by the triangle theory. With a feed concentration of 1 mg/mL, (S)-ketoprofen was obtained with a purity of 96% under the calculated operating conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.732-738
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• 2008

SMB 공정은 석유화학, 정밀화학, 제약 제품들을 연속대량으로 정제할 수 있는 크로마토그래피 기술로서 관련 산업에서 많은 관심을 얻고 있다. 최근 생명공학 기술의 발달과 함께, 다양한 생물 유래의 유용물질에 대한 SMB 공정의 적용이 시도되어 보고되고 있다. 또한, 다양한 방법으로 SMB 공정의 분리 메커니즘을 이해하는 연구들이 보고 되었다. 이와 같은 연구에서는 목적산물을 생산하는 일련의 생산과정에서 SMB 공정의 조업을 보다 용이하게 하고, SMB 공정에서 발생할 수 있는 문제의 원인을 분석하고 있다. 이번 연구에서는 정상상태에 이른 SMB 공정에서 기주입된 시료(psicose (A) 및 fructose (B) 혼합물)와 새로이 주입되는 시료(psicose (C) 및 fructose (D) 혼합물)의 체류 특성을 알아보는 모사실험을 수행하였다. 새로운 원료의 주입시점이 하나의 교환시간 중 앞부분일수록 기주입된 물질은 보다 빠르게 SMB 공정에서 유출되는 것을 확인할 수 있었다. 마찬가지로, 새로이 주입되는 물질들도 이와 마찬가지로 교환시간의 전반부에 주입될수록 보다 빨리 정상상태에 도달하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.715-721
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• 2005

SMB 크로마토그래피 기술을 포도당, 수크로즈, 프럭토 올리고당(케스토즈, 니스토즈)의 혼합물 중 프럭토 올리고당을 고순도로 얻기 위해 사용하였다. SMB 운전 조건은 일반적으로 실험 중 칼럼 내에서 발생하는 반응을 고려하지 않는 삼각형 이론(triangle theory)이나 정지파(standing wave) 디자인을 따른다. 그러나 칼럼 내에서 반응은 실험 결과에 크게 영향을 미칠 수 있다. 프럭토 올리고당은 운전 중 가수분해되어 포도당과 과당으로 분해된다. 반응을 바로잡기 위해 가수분해 후 정상상태에서 각 성분의 농도를 역 추정하였고 이를 모사에 적용하였다. 수크로즈를 제외한 포도당과 케스토즈, 니스토즈의 농도 곡선은 거의 일치했으나 수크로즈는 중간물질이며 가수분해 속도가 프럭토 올리고당에 비해 느리기 때문에 농축되어 모사 결과와 일치하지 않았다. 프럭토 올리고당은 산성이고 높은 온도 조건에서 더 쉽게 가수분해가 일어난다. 분리수지에 전 처리를 하여 pH를 조정해 더 낮은 온도에서 실험을 수행하면 가수분해 정도를 감소시킬 수 있다.