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지속가능 공정기술 연구센터

Center of Sustainable Process Engineering

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● 유사이동층 (SMB)

SMB (simulated moving-bed) 장치는 일반적으로 4개 구역으로 나뉘어진 여러개 흡착컬럼을 구성되어 있다.
이동층 (moving-bed) 과는 달리 흡착 컬럼내 흡착제는 고정층이지만, 유체의 흐름 방향으로 유입 및 유출되는 port를 주기적으로 순환시키면, 향류방향 이동층과 유사한 결과를 얻을 수 있으므로 유사이동층이라 부른다

[Conceptual diagram of SMB]

성분 혼합 원료 (feed) 가 들어오면, 성분별로 흡착제와의 친화력 차이가 있고, 강한 흡착을 하는 성분은 느리게, 약한 흡착을 하는 성분은 빠르게 이동한다.
즉, 이 두 성분은 흡착 친화력 차이로 서로 다른 속도로 움직이며, 이 두 속도의 중간속도로 주기적 순환을 실시하면, 흡착이 강한 성분은 추출물 (extract) 로, 흡착이 약한 성분은 잔류물 (raffinate) 로 분리된다.
SMB 공정모사는 본 센터에서 개발한 FAST-Chrom/SMB 프로그램을 이용하여 수행하고, 최적운전조건을 찾는다.
SMB 공정모사에 관련된 연구논문은 아래와 같다

● Lim, Y.-I., C. S. Chang & S. B. Jørgensen (2004), A novel partial differential algebraic equation (PDAE) solver: iterative space-time conservation element/solution element (CE/SE) method, Comput. Chem.Eng., 28(8), 1309-1324.

● Lim, Y.-I. & S. B. Jørgensen (2004), A fast and accurate numerical method for solving simulated moving bed (SMB) chromatographic separation problems, Chem. Eng. Sci., 59, 1931-1947.

● Lim, Y.-I.* (2004), An optimization strategy for nonlinear simulated moving bed chromatography: multi-level optimization procedure (MLOP), Kor. J. Chem. Eng., 21(4), 836-852.

● Lim, Y.-I.*, S. B. Jørgensen & I. H. Kim (2005), Computer-aided model analysis for ionic strength-dependent effective charge of protein in ion-exchange chromatography, ., 25(2), 125-140.

● Lim, Y.-I.* (2007), Effects of desorbent flowrate on simulated moving-bed (SMB) process performance, Kor. J. Che. Eng., 24(3), 391-396.

● Lim, Y.-I.* & S. B. Jørgensen (2007), Optimization of a six-zone simulated moving bed chromatographic process, ., 46, 3684-3697.

● Lim, Y.-I.* & A.L. Lee (2007), Simulation of a six-zone simulated moving bed chromatographic process for NPK fertilizer production, Kor. Chem. Eng. Res., 45 (1), 1-11 (in Korean).

● Young-Il Lim* (2008), A non-equilibrium adsorption model satisfying electro-neutrality condition for ion-exchange chromatography, .

● A.-L. Lee and Young-Il Lim* (2009), Performance evaluation of the conservation element and solution element method in SMB process simulation, Chemical engineering and processing, 48(4), 878-884.

● Young-Il Lim*, Jinsuk Lee, Suresh K. Bhatia, Young-Sub Lim and Chonghun Han (2010), Improvement of para-xylene SMB process performance on an industrial-scale, Industrial and Engineering Chemistry Research, 49 (7), 3316-3327.

● Young-Il Lim* and Suresh K. Bhatia (2011), Effect of dead volume on performance of simulated moving bed process, Adsorption, 17(1), 109-120.

● Sutanto, P.S., Young-Il Lim*, and Jinsuk Lee (2012), Bed-line flushing and optimization in simulated moving-bed recovery of para-xylene, Separation and Purification Technology, 96, p168-181.

● Young-Il Lim* (2012), Optimal flushing flow rates in para-xylene simulated moving-bed considering geometric factor of dead volume, Adsorption, 18(5-6), p469-482.

● Young-il Lim* and Jinsuk Lee (2015), Optimization of commercial para-xylene simulated moving-bed simulation using extended Langmuir isotherms, Ind. Eng. Chem. Res., in press.

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