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本发明公开了一种在线解耦式模拟移动床分离系统及其分离木糖及阿拉伯糖的方法。所述模拟移动床分离系统包括分离区和在线解耦离线反洗区;所述在线解耦离线反洗区包含1根色谱柱,所述分离区包含N?1根色谱柱;N为6~11。在移动床分离系统运行中,有1根色谱柱柱前和柱后的循环阀关闭,色谱柱处于解耦离线状态,且与该根色谱柱前后相邻的两根色谱柱通过超越管串联。本发明设计的在线解耦式模拟移动床分离系统,通过分离区和反洗区的在线解耦切换,减少了模拟移动床运行中的返混现象,减缓了分离介质的性能衰减,延长了分离介质的寿命和提高了色谱系统的分离效率和产品纯度,有效地从木糖母液中分离木糖、阿拉伯糖和杂糖。