Theoretical Foundations of Chemical EngineeringTheoretical Foundations of Chemical EngineeringТеоретические основы химической технологии0040-35713034-6053The Russian Academy of Sciences65285310.31857/S0040357123050226JTJUNKArticlesСтатьиАнализ процессов экстракционного и хроматографического разделения в каскаде смесительно-отстойных экстракторовАнализ процессов экстракционного и хроматографического разделения в каскаде смесительно-отстойных экстракторовКостанянА.КостанянА. Е.kost@igic.ras.ruВошкинА.ВошкинА. А.kost@igic.ras.ruИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН0109202357552453102022025Copyright ©; 2023, А.Е. Костанян, А.А. ВошкинCopyright ©; 2023, А.Е. Костанян, А.А. Вошкин2023А.Е. Костанян, А.А. ВошкинА.Е. Костанян, А.А. Вошкинhttps://transsyst.ru/0040-3571/article/view/652853

Каскад смесительно-отстойных экстракторов может работать как в режиме противоточной экстракции, так и в режиме хроматографии. При работе в режиме хроматографии органическая фаза не выводится из экстракторов, а циркулирует между смесительной и отстойной зонами в каждом аппарате. Настоящая работа посвящена теоретическому анализу процессов разделения в каскаде смесительно-отстойных экстракторов при работе каскада в режиме жидкость-жидкостной хроматографии и противоточной жидкостной экстракции. Рассмотрены обычные технологические схемы процессов хроматографического разделения и схемы с рециклом водной фазы. Показана перспективность применения в экстракционных технологиях принципов хроматографии для получения чистых и сверхчистых продуктов в промышленном масштабе.

Каскад смесительно-отстойных экстракторов может работать как в режиме противоточной экстракции, так и в режиме хроматографии. При работе в режиме хроматографии органическая фаза не выводится из экстракторов, а циркулирует между смесительной и отстойной зонами в каждом аппарате. Настоящая работа посвящена теоретическому анализу процессов разделения в каскаде смесительно-отстойных экстракторов при работе каскада в режиме жидкость-жидкостной хроматографии и противоточной жидкостной экстракции. Рассмотрены обычные технологические схемы процессов хроматографического разделения и схемы с рециклом водной фазы. Показана перспективность применения в экстракционных технологиях принципов хроматографии для получения чистых и сверхчистых продуктов в промышленном масштабе.

математическое моделирование экстракционных процессов разделенияжидкостная экстракцияжидкость-жидкостная хроматографияBerthod 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.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 number 460698.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.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.Conway W.D. Counter-current chromatography: Simple process and confusing terminology // J. Chromatogr. A. 2011. V. 1218. P. 6015.Morley R., Minceva M. Operating mode and parameter selection in liquid–liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2020. V. 1617. Article number 460479.Ito Y. Golden rules and pitfalls in selecting optimum conditions for high-speed counter-current chromatography // J. Chromatogr. A. 2005. V. 1065. P. 145.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 number 462382.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 number 462221.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 number 461368.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.Roehrer S., Minceva M. Evaluation of interapparatus separation method transferability in countercurrent chromatography and centrifugal partition chromatography // Separations 2019. V. 6. P. 36.Wang F., Li R., Long L., Tian X., Xiao Z., Zhang S., Yin H. A three‑phase solvent system in high‑speed counter‑current chromatographic for the separation and purification of bioactive constituents from Acanthus ilicifolius // Chromatographia. 2015. V. 78. P. 1401.Luan G., Wang H., Lv H., Hu N., Suo Y. Wang X. Separation and purification of five flavone glucosides and one lignan from Caragana korshinskii kom. by the combination of HSCCC and semi‑preparative RPLC // Chromatographia. 2016. V. 79. P. 823.Liu H., Gong C., Liao Z., Chen T., Li Y. Isolation and purification of three analogues from Clematis akebioides by molecularly imprinted solid‑phase extraction and HSCCC // Chromatographia. 2017. V. 80. P. 1651.Zhu L.-W., Xie B.-Y., Liu S.-Z., Wu Y.-H., Zhang G.-G., Qiu Y.-K. Development of an on‑line two‑dimensional normal phase liquid chromatography system for analysis of weakly polar samples // Chromatographia. 2023. V. 86. P. 285.Lin L., Huang L., Ke Y., Xu X., Huang L. Study on quality control of tenofovir disoproxil fumarate enantiomers by high‑performance liquid chromatography–mass spectrometry // Chromatographia. 2023. V. 86. P. 213.Wang L., Hu C., Zhang J., Gong P., Zhang H., Zhao S. Identification of five flavonoid compounds from the remaining ginger powder purified by using high‑speed counter‑current chromatography and their bioactivity // Food Anal. Methods. 2022. V. 15 P. 485.Belova V.V. The prospects for using recirculation–countercurrent chromatography for separating multicomponent mixtures // Theor. Found. of Chem. Eng., 2021. V. 55. № 5. P. 1091.Barker P.E., Knoechelmann A., Ganetsos G. Simulated counter-current moving column chromatography used in the continuous separation of carbohydrate mixtures // Chromatographia. 1990. V. 29. № 3/4. P. 161.Nyiredy S. Botz L. Medium-pressure solid-liquid extraction: a new preparative method based on the principle of counter-current // Chromatographia Supplement. 2003. V. 57. P. 291.Ito Y., Clary R., Witten J.J., Zeng Y. Vortex counter-current chromatography: performance of a new preparative column // Chromatographia. 2012. V. 75. P. 1091.Belova V.V. On rare metal separation by counter-current extraction in chromatography mode // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 12. P. 1601.Gu D.Y., Yang Y., Zhong J., Aisa H.A., Zhang T.Y. High-speed counter-current chromatography combined with column chromatography for isolation of methyllycaconitine from Delphinium pseudocyanthum // Chromatographia. 2007. V. 66. P. 949.Hou W., Liu C., Li S., Niu H., Liu Z., Zhang Y., Jin Y., Li X. Efficient combination of ionic‑liquid‑based ultrasound‑assisted extraction, complex chromatography, and molecular docking for screening of acetylcholinesterase inhibitors from Ganoderma atrum // J. Food Meas. Charact. 2023. V. 17. P. 1228.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.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.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.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 number 6020.Костанян А.Е., Вошкин А.А. Математическое моделирование процессов разделения методами жидкость-жидкостной хроматографии // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 1. С. 3.Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А., Захаренко В.В., Зиновкина Т.В., Таран А.Л., Костанян А.Е. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник в 2 кн.: Физматкнига. Москва.: Логос, 2006.