糖类是一类非常重要的有机化合物,广泛存在于生物界。各种单糖、寡糖、多糖特别在现代化的医药合成、生物制药、食品工程、发酵业、精细化工等行业中是一类需求量较大的目标产品,各种单体化合物的纯度直接影响这些产品的质量。模拟移动床色谱分离技术是20世纪60年代由美国UOP公司提出的一种现代化分离技术,它采用多柱逆流的操作模式克服了单柱间歇制备色谱需要很高的溶剂消耗,生产力相对有限的局限,是最适于连续性大规模工业化生产的色谱技术之一。基于大孔吸附树脂分离的四区模拟移动床技术是目前果葡糖提纯的主流工艺。四区同步切换的传统SMB无法满足以上提到的所有要求。加上其分离过程是一个操作变量耦合性强,工艺机理复杂的非线性系统工程,研究模拟移动床分离过程的建模、仿真及优化,对产品分离纯化工艺的设计与操作、提高模拟移动床分离过程的经济效益具有重要的指导意义。以果糖和葡萄糖分离为标准体系,模拟移动床分离过程机理模型为基础,采用以线性函数为基函数和以Jacobi正交多项式配置的有限元法,对模拟移动床分离过程的操作优化进行了对比研究,最后对顺序式模拟移动床分离过程进行了模型化研究。论文主要工作包括:(1)介绍了模拟移动床的工作原理、操作模式发展、应用。从模拟移动床的建模与优化两方面综述了当前模拟移动床的研究方向和方法,概括了本文的主要研究工作和文章结构。(2)实验确定了色谱模型的参数,包括系统死体积、检测浓度区间、填料孔隙率、有效传质系数、轴线扩散系数和果糖葡萄糖的吸附等温线。(3)通过有限元法对模拟移动床进行模拟,对不同基函数构成的有限元法进行了比较,用遗传算法对模拟结果进行优化,与实验结果相结合,比单纯的用实验优化的参数有效率,节约成本。结果表明,自主构建的间歇式模拟移动床数学模型与实际测量数据比较符合,适用于对葡萄糖和果糖分离过程的优化,对两组分分离的工艺优化具有重要的指导意义。