在一些生物制品、天然产物制品等的生产过程中,往往都需要一个下游的分离纯化步骤,因此大大增加了产品的生产成本,这就要求人们开展相关研究工作,来降低成本。近年来,一些现代高新技术不断被应用到分离纯化中来,大大促进了相关产业的发展。其中,扩张床技术凭借操作简便、成本低及易于集成化的特点,成为分离纯化领域中一项重要的技术。而在扩张床的发展中,除了开发适于扩张床的吸附介质外,另一个最受关注的就是对扩张床流体动力学和吸附性能的建模研究,利用模型对分离纯化过程进行模拟,这样就可得到更优的操作条件,最终有一个高效的分离纯化效果。　　到目前为止,扩张床吸附分离的建模研究发展还较为缓慢,而且主要针对的领域是生物制品的分离纯化过程,而对于天然产物,尤其是中药的分离纯化则一直缺乏较为合理的,可以对实际操作进行有效指导的数学模型,这也限制了扩张床技术的工程放大研究。本文结合扩张床技术在生物制品领域的最新发展水平和方向,进行了扩张床用于中药分离纯化的建模研究,获得了一些研究结果。本文的主要工作如下:　　(1)首先对扩张床的建模和优化研究进展及其在中药分离纯化上的应用进行了综述,总结了现阶段研究的局限性和可能的发展方向。　　(2)对于分离纯化过程,详细论述了其中吸附平衡研究、流体流动研究和吸附动力学研究的几个基本模型和模型求解方法,建立了扩张床分离纯化的一个普适模型,并用正交配置法进行了求解。　　(3)简介了几种用于分离纯化过程模型优化的算法。并选取了粒子群算法做研究,详细叙述了此算法的实现过程,将其用在扩张床吸附菊粉酶的研究上,结果证明此算法可达到对模型进行优化的目的。　　(4)以用于中药分离纯化的扩张床系统为研究对象,考察了扩张床床层的扩张特性和轴向分散。根据用于中药提取液特性的扩张床吸附介质的特点,确定了吸附剂颗粒终速度的计算方法。并重新确定了 Richardson-Zaki方程中 n值的计算公式。为中药扩张床吸附过程的建模研究打下了基础。　　(5)以中药栀子为例,建立了用于中药分离纯化的数学模型,对模型求解,对不同上样流速下的栀子提取液中的藏红花素-1和栀子苷吸附过程进行了模拟,结果表明模型的仿真效果良好。　　本文建立的模型显示了在中药分离纯化上的良好模拟和预测能力,这对于扩张床更好的用于中药的分离纯化,提高生产效率、降低成本具有一定的实际意义。