The first attempt at continuous-mode separation of <i>racemic</i> and <i>meso</i>-2,3-butanediol with high purities using a simulated-moving-bed process
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2019
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677-685(9쪽)
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<P><B>Abstract</B></P> <P>To maximize the industrial value of biologically produced 2,3-butanediol (BD), it is essential to separate BD into its stereoisomeric fractions, <I>meso</I>-BD and <I>racemic</I>-BD. To address such issue, a highly efficient BD-isomer separation process based on a simulated-moving-bed (SMB) mode was developed in this study. As a first step for this task, the competitive adsorption behaviors of <I>meso</I>-BD and <I>racemic</I>-BD on a properly selected adsorbent were investigated, and their relevant isotherm parameters were determined using inverse method. The determined isotherm parameters were then applied to the design of the BD-isomer separation process based on an SMB mode, which was carried out in such a way that both BD isomers could be separated with high purities and little losses in a continuous countercurrent mode. The performance of the designed SMB process for the targeted separation was experimentally investigated. It was confirmed from the experimental results that the BD-isomer separation SMB process, which was developed in this study for the first time, could be effective in the continuous-mode separation of <I>meso</I>-BD and <I>racemic</I>-BD with the purities higher than 99.9% and 97% respectively while maintaining their losses below 1%. The results of this study are expected to pave the way for establishing a highly economical process for a large-scale production of <I>meso</I>-BD and <I>racemic</I>-BD with high purities.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> The SMB for continuous-mode separation of 2,3-butanediol (BD) isomers was developed. </LI> <LI> Highly effective adsorbent for separation of <I>meso</I>-BD and <I>racemic</I>-BD was found. </LI> <LI> Competitive Langmuir isotherm parameters of BD isomers were determined and validated. </LI> <LI> The resultant isotherm parameters were used to design the BD-isomer separation SMB. </LI> <LI> The designed SMB led to high purities of <I>meso</I>-BD and <I>racemic</I>-BD with little losses. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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