r-氨基丁酸作为人体中枢神经系统重要的抑制性神经递质,在食品以及医药领域有广泛应用。食品级的Y-氨基丁酸主要通过微生物发酵生产,由于发酵液中含有未转化完全的谷氨酸钠、色素、盐分等杂质,要从发酵液中回收高纯度的γ-氨基丁酸相当困难。本文旨在建立一种绿色、高效的γ-氨基丁酸发酵液色谱分离方法,并对γ-氨基丁酸以及谷氨酸钠的传质机理进行研究,为Y-氨基丁酸的工业化分离奠定理论基础。首先,系统地从8种树脂中筛选出能将γ-氨基丁酸与谷氨酸钠分离的最佳树脂,并研究色谱柱高径比、洗脱流速、柱温对分离度和回收率的影响。结果表明,树脂QY-HGO1能将γ-氨基丁酸与谷氨酸钠高效分离,并且,在高径比25、流速2.5 mL/min、柱温500C的条件下,γ-氨基丁酸与谷氨酸钠的分离效果最好。对r氨基丁酸与谷氨酸钠的分离机理进行研究,发现γ-氨基丁酸与谷氨酸钠的分离主要是通过道南排斥效应引起的。用预处理过的γ-氨基丁酸发酵液上样,发现发酵液的脱色率为84.9%,脱盐率为99.2%,γ-氨基丁酸的纯度由24.9%提高到84.0%,回收率为89.3%。其次,通过前沿分析法对γ-氨基丁酸和谷氨酸钠的吸附等温线进行测定；通过矩分析法对床层孔隙率以及γ-氨基丁酸和谷氨酸钠的总传质系数以及轴向扩散系数进行测定。结果表明,在40、50、60℃下,γ-氨基丁酸与谷氨酸钠的吸附等温线的类型均为线性,并且,γ-氨基丁酸对谷氨酸钠的选择系数分别为7.33、7.34、7.04；对于填充均匀的色谱柱,其外部孔隙率ε、总孔隙率εT、颗粒内部孔隙率εp分别为0.45、0.86和0.75；在40、50、60℃下,γ-氨基丁酸的总传质系数km分别为0.53、0.58、0.71 min-1,MSG的总传质系数km分别为0.18、0.25、0.28 min-1,就传质系数的数量级而言,γ-氨基丁酸与谷氨酸钠传质速率较慢,因此,传质引起的色谱峰的展宽是不可以忽略的。从而,集总动力学模型适用于对γ-氨基丁酸以及谷氨酸钠分离过程的模拟。最后,利用MATLAB软件对集总动力学模型进行求解,得到γ-氨基丁酸与谷氨酸钠的穿透模拟曲线以及洗脱模拟曲线,并与实验值进行比较。结果表明,模拟值与实验值匹配结果良好,证明所得模型与参数能够成功对Y-氨基丁酸与谷氨酸钠的色谱分离过程进行模拟,同时也证明以下两个假设(i)γ-氨基丁酸与谷氨酸钠之间属于非竞争性吸附,(ii)发酵液中其他杂质的存在不会影响γ-氨基丁酸与谷氨酸钠的出峰时间对模拟结果的准确性不会造成太大影响。这为今后模拟移动床的设计以及色谱柱的工业放大提供了有利的理论指导与技术支持。