Descripción general de la tecnología de separación por cromatografía

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Nuestro avanzado proceso de cromatografía SSMB (lecho móvil simulado secuencial) ofrece un sistema de flujo dinámico multicopa que supera al SMB clásico. Mediante el uso de resinas de intercambio iónico de alto rendimiento y estrategias de control de proceso hechas a medida, alcanza una pureza, un rendimiento y una operatividad económica superiores, tanto en modos continuo como semicontinuo.

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1. Principios fundamentales

Separación de dos componentes
Cada componente de una mezcla se clasifica como “rápido” o “lento” según su coeficiente de distribución (𝐾) y su factor de separación (α) en la resina.

• Factores de separación típicos:

  • Azúcares: α ≥ 1,2

  • Ácidos orgánicos: α ≥ 1,1

Lecho móvil simulado secuencial (SSMB)
Simula el movimiento de la resina a través de varias columnas, reduciendo la mezcla inversa (back-mixing) en un 20–30 % frente al SMB de lecho fijo.

Distribución de zonas:

1. Adsorción (alimentación)

2. Lavado

3. Extracción (extracto)

4. Corriente residual (raffinate)

5. Regeneración

Parámetros clave:

• Tiempo de conmutación: optimizado entre 5 y 20 s

• Volumen total de resina: escalable en bloques modulares de 1–10 m³

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2. Configuración del sistema y modos de operación

Modo fijo de seis columnas
En esta configuración, el sistema funciona con seis columnas cromatográficas y seis bombas. El caudal de alimentación se puede ajustar entre 500 y 5 000 L/h, y la caída de presión en cada columna varía de 0,2 a 0,5 bar por metro de altura de lecho. Esta disposición proporciona una nitidez de separación muy alta, ideal para tareas de purificación exigentes. Cada columna tiene un diámetro de 200–400 mm y una altura de lecho de 1,5–2,5 m.

Modo híbrido de seis a cuatro columnas
Este modo flexible también arranca con seis columnas y seis bombas, pero puede reconectarse automáticamente para operar con solo cuatro columnas en periodos de baja demanda. El caudal en este modo híbrido abarca de 300 a 3 000 L/h, con una caída de presión por columna de 0,15–0,4 bar/m. Al alternar entre operación de seis columnas en temporada alta y cuatro columnas en temporada baja, el sistema optimiza tanto el rendimiento como el consumo de energía y recursos.

Especificaciones de la resina

• Tamaño de partícula: 300–600 µm

• Volumen de poro: 0,5–0,8 mL/g

• Estabilidad química: pH 1–14

• Rango de temperatura: –20 °C a 120 °C

Equipos e instrumentación

• Válvulas: multiposición 4/2 y 6/2 de acero inoxidable

• Bombas: control de temperatura, precisión de dosificación ±0,5 %

• Sensores:

  • Refractómetro o UV (200–400 nm) para concentración en línea

  • Termopares/RTD con control de temperatura ±0,1 °C

  • Sondas de pH y conductividad para monitoreo de proceso

• Control: PLC redundante + SCADA; integración OPC-UA; adquisición remota vía MQTT

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3. Ventajas tecnológicas

Alta eficiencia de separación

• 15–25 platos teóricos por metro (N)

• Pureza del producto ≥ 99,5 %

Reducción de consumo de energía y agua

• Ciclos CIP continuos que extienden los intervalos de limpieza; ahorro de 30–50 % de agua y reactivos.

• Recuperación del 80 % de los químicos de regeneración (NaCl, HCl) mediante módulos de recirculación.

Escalabilidad modular

• Bloques plug-and-play que soportan líneas de 1 a 500 tpd.

• Aumento sencillo de capacidad añadiendo columnas en serie o paralelo.

Facilidad de mantenimiento y arranque

• Manifolds de liberación rápida y juntas reemplazables (FKM/EPDM).

• Operador plenamente autónomo tras tres días de formación in situ.

• Autodiagnósticos y algoritmos de monitorización de desgaste.

Servicio integral

• Simulación de procesos (gPROMS/Aspen Chromatography Modeler), validación piloto, instalación llave en mano y puesta en marcha.

• Monitoreo remoto 24/7 y auditorías semestrales de rendimiento in situ.

Eficiencia de costes e inversión

• CAPEX un 25–40 % inferior frente a equivalentes internacionales.

• Fabricación local y red de repuestos que garantizan entrega en menos de 2 semanas.

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4. Áreas de aplicación y ejemplos de procesos

• Jarabes de glucosa/fructosa

  • Condiciones: 40 % sólidos; pH 4,5; 40 °C

  • Capacidad: 50 t/día

  • Pureza objetivo: ≥ 99,0 %

  • Rendimiento típico: 96–98 %

• Licor madre de ácido cítrico

  • Condiciones: 55 % sólidos; pH 1,3; 60 °C

  • Capacidad: 60 t/día de sólidos secos

  • Pureza objetivo: ≥ 97,7 %

  • Rendimiento típico: ≥ 98 %

• Ácido láctico

  • Condiciones: 10 % sólidos; pH 2,5; 25 °C

  • Capacidad: 1 t/día

  • Pureza objetivo: ≥ 95,0 %

  • Rendimiento típico: 90–92 %

• Lisina

  • Condiciones: 5 % sólidos; pH 3,0; 30 °C

  • Capacidad: 0,5 t/día

  • Pureza objetivo: ≥ 98,5 %

  • Rendimiento típico: 94–96 %

• Sorbitol/Mannitol

  • Condiciones: 30 % sólidos; pH 7,0; 45 °C

  • Capacidad: 10 t/día

  • Pureza objetivo: ≥ 99,2 %

  • Rendimiento típico: 97–99 %

Nota: Los valores son representativos; las especificaciones finales se confirman tras la caracterización detallada de la alimentación y la simulación del proceso.

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