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甘露糖是一种有着重要作用的六碳糖,在医药、食品、饲料行业中有着重要的应用价值,还可以应用在生命科学的研究领域当中。目前,大规模生产甘露糖仍然以提取法为主,然而由于原料少,产物纯度较低,后期不易分离,因此通过酶转化法将果糖转化为甘露糖成为生产工艺的首选考虑。但是,通过酶转化法得到的是果糖和甘露糖的混合液,因此,如何将二者分离成为首要解决的问题。本课题采用色谱法对果糖和甘露糖的分离进行了研究,探索最优分离条件。首先,本课题对分离树脂进行了热力学研究。测定了树脂的平均孔隙率为0.3928、平均含水量为62.43%以及总交换容量,测定了单组份在不同树脂上的吸附等温线和双组份的吸附等温线。单糖在树脂上的吸附为线性吸附,混合糖组分之间有一定的竞争吸附。根据测得的吸附等温线,进行热力学的推导和计算,求得了吸附过程中的热力学参数值,吉布斯自由能(△G0)热力学反应焓(△H0)和熵(△S0)。其中,△ Ho为负值且绝对值小于40,△ G0为负值,△ S0也小于零,说明该吸附过程以是是一个自发的物理吸附过程,吸附后溶液体系逐渐有序。然后,本课题对分离树脂进行了筛选,通过静态吸附和动态吸附方法研究了离子交换树脂种类和阳离子型式对分离效果的影响。本文分别实验了 DTF-01、PCR642、UBK510、UBK555、果葡分离无机分子筛等11中树脂,最终确定采用UBK555钙型阳离子交换树脂作为分离果糖和甘露糖的分离介质。以UBK555型树脂为介质,分别探究了洗脱剂、温度、上样流速、洗脱流速、上样量、上样浓度等参数。然后还通过响应面法优化了三因素上样量、流速和洗脱剂组成整体对分离的影响,最终确定当温度为室温、洗脱剂为90%乙醇、上样量在0.05 BV、上样洗脱流速在0.5 BV.h-1、上样浓度在40%时,果糖和甘露糖的分离度可以达到0.65,甘露糖收率为54.5%。最后,为了将此工艺应用到工业生产过程中,本课题用SMB对单柱实验进行放大实验。先将真实移动床(TMB)的传递-扩散理论模型与三角形法则相结合,建立了 SMB分离果糖与甘露糖的数学模型,以纯度、收率和洗脱剂消耗为结果考察指标,优化操作参数。之后,依据建立的模型,优化之后,将操作参数调整为:进料流速500 ml-h-1、洗脱剂流速430ml-h-1、切换时间275 s、出口 AD压力1.05 Mpa、BD开口阀门开度23%,最后检测AD、BD出口两种组分可以得到纯度分别为78%以上的甘露糖和90%以上的果糖。