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Verfahren zur Herstellung haltbarer konzentrierter wässeriger Lösungen mehrwertiger
Alkohole
Die Herstellung von Zuckern bzw. Zuckergemischen durch Hydrolyse von Hemicellulose neben Cellulose enthaltenden Pflanzenstoffen mittels Mineralsäuren, insbesondere durch stufenweise Vorhydrolyse mit mittelstarker und Haupthydrolyse mit überkonzentrierter Salzsäure bei normaler Temperatur unter Erzeugung von sogenanntem Vorzucker aus im wesentlichen der Hemicellulose und sogenanntem Hauptzucker aus der Cellulose ist bekannt.
Es ist ferner bekannt, derartige Zucker bzw.
Zuckergemische zu den entsprechenden mehrwertigen Alkoholen bzw. deren Gemischen zu reduzieren. An Stelle des Hauptzuckers wird gewöhnlich hierzu die nach Abtrennung der kristallisierbaren Anteile erhaltene Mutterlauge desselben verwendet.
Bei dieser Reduktion bzw. Hydrierung bildet sich durch intramolekulare Umlagerung von Glukose zu Mannose stets eine gewisse Menge Mannit, die im sirupösen Hydrierungsprodukt Trübungserscheinungen hervorrufen kann, insbesondere bei der Sorbitherstellung aus Glukose.
Die hierbei entstehenden konzentrierten wässerigen Sorbitlösungen werden durch allmähliche Abscheidung von Kristallen des in Wasser verhältnismässig schwer löslichen Mannits trübe.
Ein weiterer bei der Hydrierung von vor allem Vorzucker-, aber auch von Hauptzuckerlösungen entstehender, verhältnismässig schwer in Wasser löslicher Bestandteil der dabei erhältlichen Gemische mehrwertiger Alkohole ist der Xylit.
Eine Herstellung einer beständigen Xylitlösung in Form einer handelsüblichen 70% igen Lösung eines solchen mehrwertigen Alkohols ist nicht möglich, da aus einer solchen Xylitlösung immer Xylit auskristallisiert.
Demgegenüber wurde nun gefunden, dass man konzentrierte wässerige Lösungen in handels- üblicher Stärke von mehrwertigen Alkoholen bzw. ihren Gemischen der oben angegebenen Art, trotzdem sie wesentliche Mengen schwer löslicher Bestandteile enthalten, in klarer Beschaffenheit lagerfähig erhalten kann, wenn man sie mit einem reinen mehrwertigen Alkohol oder dessen konzentrierter wässeriger Lösung versetzt.
So gelingt es ohne weiteres, beispielsweise eine
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von Xylitlösung und eine konzentrierte Xylitlösung durch Zusatz von konzentrierter Sorbitlösung haltbar zu machen.
Zu dem gleichen Ergebnis gelangt man, wenn man die Haltbarkeit der konzentrierten wässerigen Lösungen der mehrwertigen Alkohole durch Hydrierung von Zuckerlösungen herbeiführt, die dem gewünschten haltbaren Endprodukt entsprechend zusammengesetzt sind.
Beispielsweise lässt sich ein Zuckersirup, dessen Hydrierung eine wegen ihres Gehaltes an schwer löslichen Bestandteilen, wie z. B. Mannit und Xylit, nicht haltbare konzentrierte wässerige Lösung mehrwertiger Alkohole ergeben würde, durch Zusatz von Xylose ohne weiteres in einen Sirup solcher Zusammensetzung überführen, dass dessen Hydrierung eine haltbare konzentriert wässerige Lösung des Gemisches mehrwertiger Alkohole ergibt.
Die so hergestellten klaren und haltbaren konzentrierten wässerigen Lösungen mehrwertiger Alkohole sind als hochwertige Weichmacher für Folien und ähnliche Produkte und infolge ihrer physiologischen Eignung als Hilfsmittel in der Lebens- und Genussmittelindustrie, Pharmazie und Kosmetik ausgezeichnet verwendbar. Sie können ferner zur Herabsetzung des Gefrierpunkts von Wasser verwendet werden.
Beispiel 1 : Es liegt ein Polyalkoholgemisch vor, das bei einer katalytischen Hydrierung eines Nadelholzvorzuckersirups mit folgender kristall-
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Vakuum destilliert. Das Destillat ging im Durchschnitt zwischen 178 und 194 C bei 13 bis 15 mm Hg-Druck, die Hauptmenge des Xylits bei 1900 C über. Es destillierten mit 37 Gew.-Teilen Wasserdampf 1 Gew.-Teil Xylit u. zw. wurden 35, 1 Gew.-Teile Xylit gewonnen.
Aus den Destillationsrückständen von
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unter Rühren 28, 8 Gew.-Teilen Mannit auskristallisiert.
Die übrig gebliebene Lösung von
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stellt eine mit Mannit gesättigte Lösung dar, die bei Temperaturerniedrigung durch MannitKristallabscheidung trübe wird.
Fügt man beispielsweise die gewonnene Xylitmenge von 35, 1 Gew.-Teilen als zigue wässerige Lösung - hier sind 19, 0 Gew.-Teile Wasser notwendig-zu diesen 53, 6 Gew.-Teilen übrig gebliebener Polyalkohollösung von Sorbit und Mannit hinzu, so erhält man 107, 3 Gew.-Teile einer Polyalkohollösung, aus der auf Grund der experimentell ermittelten Lösungskurve 2 von Mannit in Wasser erst unterhalb -3 C eine kristalline Abscheidung von Mannit theoretisch möglich ist. Aber auch bei weiterer Temperaturerniedrigung wird praktisch kein Mannit auskristallisieren, da in dieser hohen, sirupösen Viskositätsstufe eine Kristallkeimbildung ausgeschlossen bleibt.
Beispiel 2 : In einer klaren Lösung von 60 Gew.-Teilen Sorbit in 40 Gew.-Teilen Wasser wurden bei 20" C 60 Gew.-Teile Xylit eingetragen.
Diese 60 Gew.-Teile lösten sich klar auf.
Die so erhaltene Xylit-Sorbit-Lösung stellt nunmehr eine Lösung von 120 Gew.-Teilen
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in Wasser entspricht. Dieses Lösungsgemisch von Sorbit und Xylit ist lagerungsbeständig, Xylit kristallisiert aus ihm nicht mehr aus, wie aus der experimentell ermittelten Lösungskurve 1 zu ersehen ist.
Beispiel 3 : Durch Vor- und Haupthydrolyse von feinverteiltem Nadelholz mittels Salzsäure bei normaler Temperatur und Nachbehandlung durch Erhitzen mit Wasser erhaltene zwei hochviskose Zuckerlösungen enthielten in der Trockensubstanz :
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<tb>
<tb> Vorzucker-Hauptsirup <SEP> : <SEP> zuckersirup <SEP> : <SEP>
<tb> % <SEP> %
<tb> Polymerzucker <SEP> ............ <SEP> 48,8 <SEP> 49,5
<tb> Glukose <SEP> 16, <SEP> 1 <SEP> 43, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Galaktose <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Mannose <SEP> 13, <SEP> 7 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Arabinose............... <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Xylose <SEP> ................... <SEP> 18,1 <SEP> 3,0
<tb>
Dem Hauptzuckersirup wurde folgende Zuckerkomponente in Prozenten zugefügt :
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<tb>
<tb> Xylose <SEP> 15- <SEP>
<tb>
so dass eine nunmehrige prozentuale Zusammensetzung chromatographisch wie folgt ermittelt wurde :
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<tb>
<tb> Polymerzucker............ <SEP> 43, <SEP> 00 <SEP>
<tb> Glukose................. <SEP> 37, <SEP> 4% <SEP>
<tb> Galaktose <SEP> 0, <SEP> 400 <SEP>
<tb> Mannose <SEP> 33000 <SEP>
<tb> Arabinose................ <SEP> 0, <SEP> 500 <SEP>
<tb> Xylose <SEP> 15, <SEP> 7So <SEP>
<tb>
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scheidung erfolgte, wurden sie, jeder für sich getrennt, hydriert.
Hierzu wurde die neutrale Lösung jedes Zuckergemisches auf einen Gesamtzuckergehalt von etwa 40% eingestellt und unter Verwendung
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SiO2, 14% Ni,einem Wasserstoffdruck von 300 Atmosphären und einer Temperatur, die allmählich von etwa 70 bis etwa 120 je anstieg, hydriert, bis keine merkbare
Aufnahme von Wasserstoff mehr stattfand. Nach
Trennung vom Katalysator wurden klare sirupöse
Polyalkoholgemische erhalten, die keine Kristall- abscheidung zeigten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung haltbarer konzentrierter wässeriger Lösungen mehrwertiger Alkohole, die durch Reduktion von Zuckern bzw.
Zuckergemischen aus der Hydrolyse von Hemicellulose neben Cellulose enthaltenden Pflanzenstoffen mittels Mineralsäuren erhalten worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass man konzentrierte wässerige Lösungen solcher mehrwertiger Alkohole, die wesentliche Mengen schwer löslicher Bestandteile enthalten, mit einem reinen mehrwertigen Alkohol oder dessen konzentrierter wässeriger Lösung versetzt.