BE1021455B1 - Werkwijze voor het verwerken van substraten die een uitgangsstof voor mannitol omvatten. - Google Patents

Abstract

WERKWIJZE VOOR HET VERWERKEN VAN SUBSTRATEN DIE EEN UITGANGSSTOF VOOR MANNITOL OMVATTEN Deze uitvinding betreft een verbeterde werkwijze voor het verwerken van substraten die een uitgangsstof (precursor) voor mannitol omvatten, waarbij alle bekomen fracties gevaloriseerd kunnen worden, zodat men geen afvalstromen meer heeft.

Description

WERKWIJZE VOOR HET VERWERKEN VAN SUBSTRATEN DIE EEN UITGANGSSTOF VOOR MANNITOL OMVATTEN

Deze uitvinding betreft een verbeterde werkwijze voor het verwerken van substraten die een uitgangsstof (precursor) voor mannitol omvatten, waarbij alle bekomen fracties gevaloriseerd kunnen worden, zodat men geen afvalstromen meer heeft.

Mannitol is een polyol (suiker-alcohol) die veelal gebruikt wordt als natuurlijke zoetstof, antiklontermiddel en/of vulstof. Het is het hydrogenatieproduct van fructose of mannose.

Tijdens de hydrogenatie van fructose wordt slechts 50% van het materiaal omgezet in mannitol, terwijl de rest gehydrogeneerd wordt tot sorbitol. Mannose is op zich niet in de handel verkrijgbaar, maar kan worden bereid uit glucose via een chemisch isomerisatieproces. Aldus wordt een mengel van glucose en mannose verkregen dat vervolgens gehydrogeneerd wordt. Geschikte en economisch beschikbare substraten die een uitgangsstof voor mannitol omvatten en die gebruikt worden voor de bereiding van mannitol, kunnen worden gekozen uit: sucrose, invert suiker (mengsel van ongeveer gelijke hoeveelheden glucose en fructose), HFCS, fructose en glucose en/of polymeren rijk aan fructose of mannose.

Er zijn reeds tal van processen beschreven in de stand van de techniek voor het bereiden van mannitol, uitgaande van de verschillende bovengenoemde substraten,. In een aantal octrooipublicaties wordt een suikeroplossing rijk aan fructose (bijv. invertsuiker) gehydrogeneerd, waarna mannitol uit het reactiemengsel gekristalliseerd wordt en waarbij een stroop rijk aan sorbitol samen met aanzienlijke hoeveelheden mannitol en soms andere onzuiverheden achterblijft. Voorbeelden van dergelijke octrooipublicaties zijn o.a.: AU3771172, EP 0 202 168 en US 3,632,656. De meeste van deze publicaties gaan echter niet verder in op wat er verder gebeurt met de zogenaamde sorbitolrijke fractie.

In de Amerikaanse octrooipublicatie US 3,864,406 wordt een werkwijze beschreven voor het scheiden van een mengsel sorbitol en mannitol, verkregen door de hydrogenatie van invert suiker. Daarbij wordt het mengsel onderworpen aan een chromatografische scheiding waarbij zeer zuivere fracties mannitol en sorbitol verkregen worden. De beschreven werkwijze is discontinu en resulteert in een sterke verdunning van de verschillende stromen.

Een meer recentere werkwijze wordt beschreven in de internationale octrooipublicatie WO 2012/045985. Deze publicatie beschrijft een werkwijze, uitgaande van invert suiker, voor het vervaardigen van een sorbitol stroop met een totaal gehalte aan reducerende suikers van niet meer dan 0,2%, en een mannitol gehalte van minder dan 1%. Daarbij wordt sucrose gehydroliseerd in een invert stroop die via de “Simulated Moving Bed” technologie (SMB) gescheiden wordt in enerzijds een glucosestroop met een zuiverheid van ten minste 99,3% en liefst van 99,7%, en anderzijds een stroop rijk aan fructose. De glucosestroop wordt vervolgens gehydrogeneerd in de hoge zuiverheid sorbitol stroop. Volgens dezelfde toepassing kan de fiuctosestroop afzonderlijk gehydrogeneerd en verder verwerkt worden om de mannitol af te zonderen. Een andere manier om deze fructose stroom te gebruiken bestaat erin deze te onderwerpen aan een isomerisatie waarbij een invert stroop bekomen wordt, die dan in combinatie met het uitgangsmateriaal aan de chromatografiestap onderworpen kan worden. WO 2012/045985 heeft echter geen betrekking op de gelijktijdige productie van hoge zuiverheid sorbitol en kristallijn mannitol.

In het geval dat de fructoserijke nevenstroom in WO 2012/045985 zou worden gebruikt om mannitol te bereiden, is het duidelijk dat een parallelle hydrogenatiestap vereist is. Dit kan dan worden gevolgd door een kristallisatiestap waarbij een kristallijne mannitol, en een tweede sorbitolrijke fractie bekomen worden. Een alternatief kan bestaan uit een chromatografische scheiding van het gehydrogeneerde materiaal, gevolgd door een kristallisatie van de mannitol fractie.

Uit bovenstaande is duidelijk dat de productie van zeer zuivere sorbitol (<0,2% totaal reducerende suikers) naast kristallijn mannitol uit een bron (substraat) die een precursor (uitgangsstof) omvat voor mannitol, minstens vier stappen omvat, met name: ten minste één chromatografische scheiding, twee hydrogeneringen en een kristallisatiestap. Met de uitdrukking “totaal reducerende suikers” wordt binnen het kader van deze uitvinding bedoeld, de hoeveelheid reducerende suikers, bepaald via de gravimetrische methode van Bertrand, na zure behandeling van de sorbitol fractie.

In de Duitse octrooipublicatie DE 196 12 826 wordt een alternatieve werkwijze beschreven voor het bereiden van zeer zuiver sorbitol. Volgens deze toepassing moet de hoge zuiverheid sorbitol verkregen via dit proces ten minste 99,5% sorbitol en minder dan 0,15% totale reducerende suikers bevatten. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een glucosestroop met 97 tot 99% glucose op droge stof (d.s.) als uitgangsmateriaal. Het beschreven proces bestaat uit een chromatografische scheidingswerkwijze waarbij een sorbitol oplossing met een sorbitolgehalte van 98 -99% wordt verwerkt in een bepaalde chromatografische kolom configuratie waarbij drie fracties verzameld worden. De overgang van de ene naar de andere fractie wordt verricht in functie van de brekingsindex van de eluaten.

De in DE 196 12 826 beschreven werkwijze heeft het nadeel dat er heel wat water nodig is om het proces uit te voeren, terwijl de glucosestroop die gebruikt wordt als substraat tevens een initiële hoge zuiverheid dient te bezitten. Daarnaast is de verwerkingscapaciteit van het systeem vrij laag.

De hoge zuiverheid sorbitol verkregen in DE 196 12 826 en WO 2012/045985 is in het bijzonder gewenst voor gebruik in chemische transformaties waar een hoge thermische stabiliteit vereist is (bijvoorbeeld bij gebruik in de bereiding van isosorbide, sorbitanesters of polyether polyolen).

Gezien het bovenstaande is het duidelijk dat het doel van deze uitvinding kan worden gedefinieerd als een technisch haalbare werkwijze voor het gelijktijdig produceren van een zeer zuivere sorbitol fractie, kristallijne mannitol samen met een tweede sorbitolrijke stroom, uitgaande van een substraat dat een uitgangsstof van mannitol omvat. Hierbij is het wenselijk dat de werkwijze maar een beperkt aantal stappen omvat, dat de werkwijze kan uitgevoerd worden met eenvoudige algemeen bekende productieapparatuur, de werkwijze kan toegepast worden op verschillende substraten en dat de via de werkwijze bekomen fracties allemaal kunnen worden gevaloriseerd als producten met een hoge toegevoegde waarde.

Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een werkwijze voor het scheiden van een substraat dat een precursor voor mannitol omvat, in meerdere fracties, omvattende de volgende stappen: (a) het hydrogeneren van het genoemde substraat tot gehydrogeneerd substraat; (b) het chromatografisch scheiden van het gehydrogeneerd substraat in: - een fractie rijk aan mannitol, - een eerste sorbitol fractie met hoge zuiverheid en die minder dan 0,2% totale reducerende suikers, bij voorkeur minder dan 0,15% totale reducerende suikers, bevat, - een tweede sorbitol fractie; (c) het kristalliseren van de mannitol-rijke fractie tot een derde fractie van kristallijne mannitol, waarbij moederloog gevormd wordt; (d) het opnieuw toevoegen van deze moederloog aan het gehyrogeneerde substraat.

Volgens een voorkeurdragende werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt voor het chromatografisch scheiden gebruik gemaakt van minstens twee en maximaal zes in serie geschakelde harsbedden. In het bijzonder wordt voor het chromatografisch scheiden gebruik gemaakt van één van de volgende scheidingsprotocollen: SSMB, ISMB, MCI of NMCI. De keuze voor een specifiek protocol wordt bepaald in functie van het subsraat.

Het substraat dat voor deze werkwijze gebruikt wordt is bij voorkeur een koolhydraatsamenstelling die fructose en/of mannose bevatten. In het bijzonder wordt het substraat gekozen uit één van de volgende samenstellingen: invert suiker, glucose-fructose stroop, fructose verrijkte stropen, hydrolysaten van inuline of mannose bevattende stroop. Mannose bevattende stroop kan worden verkregen via chemische isomerisatie van glucose of door hydrolyse van glucomannanen. Na hydrogenatie van deze substraten kan een raffinagestap voor de chromatografische stap (stap b) worden uitgevoerd om de stabiliteit van de chromatografische scheidingsproces te verhogen.

Typische harsen die gebruikt worden voor de chromatografische scheiding van polyolen zijn gesulfoneerde polystyrenen in de calcium vorm, met een zekere mate van divinylbenzeen (DVB) verknoping die fysische stabiliteit verleent aan het hars. De sulfonzuur functie van de harsdeeltjes veroorzaakt zwelling in waterige media. De resulterende microporeuze harsdeeltjes kunnen water en niet-ionische opgeloste stoffen absorberen. Typische verknopingsgraden variëren van 2-15% waarbij verknopingsgraden van 3-8% de voorkeur genieten. Voorbeelden van dergelijke harsen zijn bekend als DIAION UBK 555 (Mitsubishi Chemical Corporation) en DOWEX * MONOSPHERE * N279 Ca (Dow Chemical Corporation).

Volgens een bijzondere werkwijze overeenkomstig de uitvinding bevatten de gehydrogeneerde samenstellingen die onderworpen worden aan een chromatografische scheiding, op droge stof, ongeveer 20-60% mannitol, ongeveer 40-80% sorbitol en 0,1 -5% andere suikeralcoholen, waarbij de som van de verschillende componenten de 100% niet overtreft. Meer in het bijzonder bevatten de gehydrogeneerde samenstellingen die worden onderworpen aan chromatografische scheiding op droge stof, 23-30% mannitol, 70 tot 78% van sorbitol en 0,1-5% andere suikeralcoholen.

In een alternatieve werkwijze volgens deze uitvinding worden stappen (c) en (d) weggelaten en wordt na stap (a), het gehydrogeneerd substraat onderworpen aan een kristallisatie stap waarbij een derde fractie met kristallijn mannitol en moederloog gevormd wordt, waarbij vervolgens de moederloog onderworpen wordt aan een chromatografische scheiding volgens stap (b), waarna de gevormde deelfractie rijk aan mannitol wordt gerecirculeerd naar het gehydrogeneerd substraat vóór kristallisatie.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierna volgende beschrijving en uitgewerkte voorbeelden van de werkwijze overeenkomstig deze uitvinding. De bedoeling van deze beschrijving is enkel een verduidelijkend voorbeeld te geven en kan dus geenszins geïnterpreteerd worden als een beperking van het toepassingsgebied van de uitvinding of van de in de conclusies opgeëiste octrooirechten. bi deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde figuren, waarbij: - figuur 1: een schematische voorstelling is van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding; - figuur 2: een schematische voorstelling is van de alternatieve werkwijze overeenkomstig de uitvinding; - figuur 3: een schematische voorstelling is van een inrichting geschikt voor het uitvoeren van de chromatografische scheiding volgens de werkwijze overeenkomstig de uitvinding.

De werkwijze volgens deze uitvinding is geschikt om een substraat (1) dat een precursor voor mannitol bevat, zoals bijvoorbeeld invert suiker, glucose-fructose stroop, fructose verrijkte stropen, hydrolysaten van inuline en mannose omvattende stroop, te gaan verwerken zodat gelijktijdig een zeer zuivere sorbitol fractie (X), kristallijne mannitol (Z) en een fractie (Y) die rijk is aan sorbitol, geproduceerd kan worden.

Overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding wordt het substraat (1) eerst gehydrogeneerd tot een gehydrogeneerd substraat (2). Na hydrogenatie, wordt dit gehydrogeneerd substraat (2) onderworpen aan een chromatografische scheidingsstap, die een mannitol-rijke fractie (zl), een hoge zuiverheid sorbitol fractie (X) die minimum 98% sorbitol bevat en die <0,2%, bij voorkeur <0,15% totale reducerende suikers bevat, en een tweede sorbitol-rijke fractie (Y) oplevert. Daarbij wordt de mannitol-rijke fractie (zl) vervolgens onderworpen aan een kristallisatie stap. Na deze kristallisatiestap wordt de kristallijne mannitol (Z) gescheiden van de moederloog (3), welke op haar beurt aan het gehydrogeneerde substraat (2) toegevoegd wordt. Deze werkwijze is schematisch weergegeven in figuur 1.

Volgens een andere werkwijze van het proces volgens de uitvinding wordt het gehydrogeneerd substraat (2) vooraf onderworpen aan een kristallisatie waarbij een gedeelte van het aanwezige mannitol teruggewonnen wordt in kristallijne vorm, en de moederloog onderworpen wordt aan een chromatografische scheiding. Deze moederloog (3) wordt aldus gescheiden in een hoge zuiverheid sorbitol fractie (X) die minimum 98% sorbitol bevat en die <0,2%, bij voorkeur <0,15% totale reducerende suikers bevat, een tweede sorbitol-rijke fractie (Y), en een mannitol verrijkte fractie (zl) die wordt gerecirculeerd naar het gehydrogeneerd substraat vóór kristallisatie. Dit is schematisch weergegeven in figuur 2.

De chromatografische scheiding wordt uitgevoerd in een installatie met een beperkt aantal harsbedden die in serie geplaatst zijn, hun aantal variërend tussen 2 en 6. Daarbij kunnen verschillende scheidingsprotocols worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld SSMB, ISMB, MCI of NMCI, afhankelijk van welke van hen het meest geschikt is voor het gebruikte substraat.

Overeenkomstig een bijzondere werkwijze volgens de uitvinding wordt in het chromatografisch scheidingsproces gebruik gemaakt van twee in serie geschakelde harsbedden (4a en 4b) en bestaat de werkwijze uit een herhaling van de volgende stappen (zie fig. 3) : • voeden bovenaan het eerste harsbed (4a) van de stroop die gescheiden moet worden, en tegelijkertijd verwijderen via de uitlaat van het tweede harsbed (4b) van een mannitol-rijke fractie (zl) met hetzelfde volume. De genoemde stroop is reed gehydrogeneerd en is afkomstig van een zogenaamd stroop voedingstank (5). Deze voedingstank (5) staat via een leiding, waarop een voedingspomp (6) met debietmeter (7) is aangesloten, in verbinding met een opslagvat (8) voor deze stroop. • voeden bovenaan het tweede harsbed (4b) van gedemineraliseerd water terwijl hetzelfde volume, verzameld bij de uitlaat van het tweede harsbed (4b), gecirculeerd wordt naar de voedingstank (5) van het chromatografische scheidingsysteem. Om over voldoende toevoer van gedemineraliseerd water te beschikken, is het systeem voorzien van een opslagtank voor gedemineraliseerd water (9). • verbinden van de afVoer van het tweede harsbed (4b) en de inlaat van het eerste harsbed (4a) en circuleren van product via een circulatiepomp (10) met debietmeter (11), • voeden bovenaan het eerste harsbed (4a) van gedemineraliseerd water en tegelijkertijd verzamelen bij de uitlaat van het tweede harsbed (4b) van een hoge zuiverheid sorbitol fractie (X) van hetzelfde volume, • voeden bovenaan het eerste harsbed (4a) van gedemineraliseerd water en tegelijkertijd verzamelen bij de uitlaat van het tweede harsbed (4b) van een tweede sorbitol-rijke fractie (Y) van hetzelfde volume, • verbinden van de afVoer van het tweede harsbed (4b) en de inlaat van het eerste harsbed (4a) en circuleren van product via de circulatiepomp (10).

Om de werkwijze volgens de uitvinding verder te verduidelijken volgen hierna een aantal voorbeelden:

Voorbeeld 1 :

Bereiding van mannose rijke siroop: 1 liter Dowex MSA-1 (macroporeus, sterk basische anionenuitwisselingshars van de

Dow Chemical Company) wordt ondergedompeld in een waterige oplossing van 250 g / 1 natriummolybdaat, gedurende 12 uur en zacht geroerd. Gedurende deze tijd wordt voldoende zoutzuur toegevoegd, als een IN oplossing, om een pH van 3,5 te handhaven. Het hars wordt daarna in een dubbelwandige kolom gebracht en gespoeld met demin-water totdat alle resterende molybdaat in oplossing verwijderd is, en vervolgens terug op pH 3,5 gebracht.

De kolom wordt nu verhit tot 85 °C en gevoed met glucosestroop (96% dextrose op ds) bij 40 Bx en 0,5 BV / uur. Het effluent van de kolom wordt opgevangen en dagelijks geanalyseerd op mannose gehalte. De voedingssnelheid van de molybdaat geladen kolom wordt zodanig afgestemd om een mannose gehalte van 26% + / - 1% op ds te handhaven aan de uitgang van de kolom.

Voorbeeld 2:

Bereiding van stroop rijk aan sorbitol en mannitol, vanaf chemisch geisomeriseerde hoog dextrose stroop:

De stroop van voorbeeld 1 wordt gezuiverd door passage over een Dowex 88 harsbed in de H + vorm (sterk zure kationenuitwisselingshars geproduceerd door Dow Chemical Company) en Dowex 66 harsbed in vrije amine vorm (zwak basische anionenwisselaar door Dow Chemical Company) in serie.

De geraffineerde stroop wordt geconcentreerd tot 50 Bx en 3% w / w katalysator type 5% Ru / CP 9017 (BASF) toegevoegd. De suspensie wordt toegevoerd aan een reactor en verwarmd tot 105 °C, onder roeren en onder 40 bar H2 druk tot het verbruik van H2 stopt. De reactor wordt afgekoeld, de katalysator wordt afgefiltreerd en de heldere siroop wordt gevoed à 0,5 bv / uur over een Dowex MSA-1 hars bed (macroporeus, sterk basisch anionenuitwisselingshars van de Dow Chemical Company) in OH - vorm bij 60 °C voor het verwijderen van de resterende reducerende suikers. De stroop wordt verder geraffineerd door het voeden bij 30 °C en 2 bv / uur over een Lewatit S8528 harsbed in H + vorm (zwak zuur kationenuitwisselingshars door Lanxess). De pH van de geraffineerde stroop wordt ingesteld op 6,0 door toevoeging van 0,05 N NaOH.

Voorbeeld 3:

Bereiding van stroop rijk aan sorbitol en mannitol, uitgaande van hoog fructosestroop.

Isosweet 111, een hoog fructose stroop geproduceerd door Syral België NV, wordt verdund tot 50 Bx en 3% w / w katalysator type 5% Ru / CP 9017 (BASF) toegevoegd. De suspensie wordt toegevoerd aan een reactor en verwarmd tot 105 °C, onder roeren en onder 40 bar H2 druk tot het verbruik van H2 stopt. De reactor wordt afgekoeld, de katalysator wordt afgefiltreerd en de heldere stroop wordt gevoed à 0,5 bv / uur over een Dowex MSA-1 hars bed (macroporeuze, sterk basische anionenuitwisselingshars door de Dow Chemical Company) in OH- vorm, bij 60 °C, voor het verwijderen van de resterende reducerende suikers. De stroop wordt verder geraffineerd door het voeden bij 30 °C en 2 bv / h over een Lewatit S8528 harsbed in H + vorm (zwak zuur kationenuitwisselingshars door Lanxess). De pH van de geraffineerde stroop wordt ingesteld op 6,0 door toevoeging van 0,05 N NaOH.

Voorbeeld 4:

Gelijktijdige productie van hoge zuiverheid sorbitol, niet kristalliserende sorbitol en kristallijne mannitol vanaf mannitol stroop bekomen via chemische isomerisatie van glucose.

Een stroop bereid volgens voorbeeld 2 en die op ds, 26,3% mannitol en 65,8% sorbitol bevat, waarbij de rest uit DP2 en hogere polyolen en kraakproducten bestaat, wordt geconcentreerd tot 55 Bx en gescheiden in 3 fracties door chromatografische scheiding.

De installatie voor de chromatografische scheiding wordt schematisch weergegeven op figuur 3 en omvat 2 dubbelwandige kolommen (4a en 4b) in serie, elk lm hoog met een nuttig inwendig volume van 2,35 1, bewaard bij 80 °C. De kolommen zijn gevuld met DIAION UBK 555 (Mitsubishi Chemical Corporation) scheidingshars. Het systeem bestaat verder uit 3 tanks gethermostatiseerd bij 80 °C: 20 1 stroop opslagvat (8), een 2 1 stroop voedingstank (5) en een 50 1 gedemineraliseerd water tank (9). Het systeem bestaat verder uit een stroop doseerpomp (6), een circulatiepomp (10), een debietmeter (7, 11) en de noodzakelijke elektromagnetische kleppen en verbindingsleidingen.

Het scheidingsproces bestaat uit een herhaling van volgende stappen: 1. 0.5 1 mannitol stroop uit de stroop voedingstank wordt gevoed à 1,4 1 / uur bovenaan de kolom 1 (4a), terwijl tegelijkertijd 0,5 1 product fractie (zl) (mannitol fractie) verzameld wordt aan de uitlaat van kolom 2 (4b). 2. 0,126 1 gedemineraliseerd water van gedemineraliseerd water tank (9) wordt ingebracht à 1,4 1 / uur aan de top van kolom 2 (4b), en tegelijkertijd wordt 0,126 1 product uit de uitlaat van kolom 2 (4b) teruggevoerd naar de stroop voedingstank (5) van het chromatografische scheiding systeem. 3. Inlaat van kolom 1 en uitlaat van kolom 2 worden verbonden via de circulatiepomp en product wordt gecirculeerd via uitlaat kolom 2 naar inlaat van kolom 1 gedurende 26 minuten bij een debiet van 1,41 / uur. 4. 0,423 1 gedemineraliseerd water wordt toegevoerd aan de top van kolom 1 à 1,4 1 / uur, en tegelijkertijd wordt 0,423 1 product fractie 2 (hoge zuiverheid sorbitol) verzameld aan de uitlaat van kolom 2. 5. 0,987 1 gedemineraliseerd water wordt toegevoerd aan de top van kolom 1 à 1,4 1 / uur, en tegelijkertijd wordt 0,987 1 product fractie 3 (niet kristalliserende sorbitol) verzameld aan de uitlaat van kolom 2 (4b). 6. Inlaat van kolom 1 en afvoer van kolom 2 worden verbonden via de circulatiepomp en product wordt gecirculeerd via uitlaat kolom 2 naar inlaat van kolom 1 gedurende 53 minuten en bij een debiet van 1,4 1 / uur.

Na het uitvoeren van 5 cycli bestaande uit de vorige 6 stappen, zijn alle fracties gestabiliseerd in Bx en samenstelling. Tijdens de volgende 32 cycli worden alle mannitol fracties (zl fracties) verzameld en geconcentreerd in mannitol stroop aan 57% ds en 67,9% zuiverheid.

Deze stroop wordt in een 3 1 lab kristallisator gebracht (merk Labo Service België) en verwarmd op 80 °C gedurende drie uur. Na die periode wordt de kristallisator afgekoeld bij matig roeren met een snelheid van 1 °C / uur. D-mannitol kristallen (Merck 1.05980.9050) worden toegevoegd als entmateriaal wanneer de temperatuur in de kristallisator 72 °C bereikt. De hoeveelheid entmateriaal bedraagt 0,2% op ds voeding. Het koelen wordt voortgezet aan 1 °C / uur tot 30 ° C. De gekristalliseerde massa wordt overgebracht in een centrifuge Rousselet Robatel RC30VxR en kristallen en moederloog worden gescheiden. De kristalkoek wordt bij kamertemperatuur driemaal gewassen met 30 ml gedemineraliseerd water per kg kristallen.

Moederloog en waswater worden verzameld en gemengd in een verhouding 1/3,8 delen ds/ds met de mannitol stroop geproduceerd als in voorbeeld 2. De resulterende stroop, met mannitol gehalte van 29,3% wordt geconcentreerd tot 55 Bx.

Deze stroop wordt nu gebruikt als voeding voor een nieuwe 6-staps chromatografische scheiding zoals hierboven beschreven. De fracties mannitol (n °1 fracties) van de eerste 5 cycli worden verwijderd. De mannitol fracties van de volgende 25 cycli worden verzameld en geconcentreerd tot een mannitol stroop met 71% zuiverheid en 56% ds, met een gelijkaardige mannitol over water verhouding als de mannitol stroop van 57% ds en 67,9% zuiverheid. De nieuwe mannitol stroop wordt nu onderworpen aan dezelfde kristallisatie, kristal scheiding en wascyclus zoals hierboven beschreven. Moederloog en waswater worden verzameld en gemengd in een verhouding 1/3,8 delen ds/ds met de mannitol stroop geproduceerd in voorbeeld 2. De resulterende stroop heeft een zuiverheid van 30,0% mannitol dm en wordt geconcentreerd tot 55 Bx.

Dit proces dat bestaat uit: a) de productie, via chromatografie, van een mannitol fractie geschikt voor kristallisatie, b) de productie tijdens kristallisatie, kristal scheiding en het wassen, van een gecombineerde moederloog en waswater fractie, c) het mengen van deze gecombineerde moederloog en waswater fractie in een verhouding van 1/3,8 delen ds/ds met een mannitol stroop geproduceerd zoals in voorbeeld 2, d) het concentreren van het verkregen mengsel tot 55 Bx voorafgaand aan toevoer naar de chromatografische scheiding a), wordt nog twee keer herhaald totdat alle fracties gestabiliseerd zijn in samenstelling. Aan het einde van deze herhalingen, worden de volgende opbrengsten en zuiverheden gevonden: • mannitol kristallen: 26% opbrengst (ds kristallen / ds voeding) en 98,8% zuiverheid • hoge zuiverheid sorbitol: 40% opbrengst (ds sorbitol / ds voeding), 98,6% zuiverheid en 0,2% totaal reducerende suikers, • niet-kristalliserende sorbitol: 34% opbrengst (ds sorbitol / ds voeding) en 77,8% zuiverheid.

Voorbeeld 5:

Gelijktijdige productie van hoge zuiverheid sorbitol, niet kristalliserende sorbitol en kristallijne mannitol uit gehydrogeneerde HFCS siroop.

Een siroop bereid volgens voorbeeld 3, en die op ds 21,3% mannitol en 73,8% sorbitol bevat, de rest zijnde DP2 en hogere polyolen en kraakproducten, wordt geconcentreerd tot 55 Bx en verdeeld in 3 fracties via chromatografische scheiding. De installatie voor de chromatografische scheiding is dezelfde als die beschreven in voorbeeld 4.

Het scheidingsproces bestaat uit een herhaling van volgende stappen: 1. 0,45 1 mannitol stroop uit de stroop voedingstank wordt gevoed met een debiet van 1,4 1 / uur aan de top van kolom 1, terwijl tegelijkertijd 0,45 1 product fractie (zl) (mannitol fractie) verzameld wordt aan de uitlaat van kolom 2 (4b). 2. 0,176 1 gedemineraliseerd water uit de demin water tank wordt ingebracht à 1,4 1 / uur aan de top van kolom 2, en tegelijkertijd wordt 0,176 1 product uit de uitlaat van kolom 2 teruggevoerd naar de stroop voedingstank (5) van de chromatografische scheiding. 3. Inlaat van kolom 1 en afvoer van kolom 2 worden verbonden via de circulatiepomp en product wordt gecirculeerd via uitlaat kolom 2 naar inlaat van kolom 1 gedurende 26 minuten bij een debiet van 1,41 / uur. 4. 0,380 1 gedemineraliseerd water wordt toegevoerd aan de top van kolom 1 aan 1,4 1 / uur, en tegelijkertijd wordt 0,380 1 product fractie (X) (hoge zuiverheid sorbitol) verzameld aan de uitlaat van kolom 2 (4b). 5. 1,030 1 gedemineraliseerd water wordt toegevoerd aan de top van kolom 1 aan 1,4 1 / uur, en tegelijkertijd wordt 1,030 1 product fractie (Y) (niet kristalliseert sorbitol) verzameld aan de uitlaat van kolom 2 (4b). 6. Inlaat van kolom 1 (4a) en afVoer van kolom 2 (4b) worden verbonden via een circulatiepomp en product wordt teruggevoerd via uitlaat kolom 2 (4b) naar inlaat van kolom 1 (4a) gedurende 53 minuten en aan 1,4 1 / h.

Na het uitvoeren van 5 cycli bestaande uit de vorige 6 stappen, zijn alle fracties gestabiliseerd in Bx en samenstelling. Tijdens de volgende 32 cycli worden alle mannitol fracties (zl fracties) verzameld en een geconcentreerde mannitol stroop met 59,3% ds en 61,3% zuiverheid wordt bekomen.

Deze siroop wordt in een lab 31 kristallisator (merk Labo Service België) gebracht en verwarmd op 80 ° C gedurende drie uur. Na die periode wordt de kristallisator afgekoeld bij matig roeren bij een snelheid van 1 °C / h. . D-mannitol kristallen (Merck 1.05980.9050) worden toegevoegd als entmateriaal wanneer de temperatuur in de kristallisator 72 °C bereikt. De hoeveelheid entmateriaal bedraagt 0,2% op ds voeding. Het koelen wordt voortgezet aan 1 °C / uur tot 30 °C.

De gekristalliseerde massa wordt overgebracht in een centrifuge Rousselet Robatel RC30VxR en kristallen en moederloog worden gescheiden. De kristalkoek wordt bij kamertemperatuur driemaal gewassen met 30 ml gedemineraliseerd water, per kg kristallen. Moederloog en waswater worden verzameld, en gemengd in een verhouding van 1/4 delen ds met de mannitol stroop geproduceerd in voorbeeld 3. De resulterende stroop, met mannitol gehalte van 23,9% wordt geconcentreerd tot 55 Bx.

Deze stroop wordt nu gebruikt als voeding voor de volgende 6-staps chromatografische scheiding zoals hierboven beschreven. De fracties mannitol (zl fracties) van de eerste 5 cycli worden verwijderd. De mannitol fracties van de volgende 25 cycli worden verzameld en geconcentreerd tot een mannitol stroop met 64,7% zuiverheid en 58% ds, met een gelijkaardige mannitol over water verhouding als de mannitol siroop op 59,3% ds en 61,3% zuiverheid. De nieuwe mannitol stroop wordt nu onderworpen aan de kristallisatie, kristal scheiding en wascyclus zoals hierboven beschreven. Moederloog en waswater worden verzameld, en gemengd in een verhouding van 1/4 delen ds met de mannitol siroop geproduceerd in voorbeeld 2. De resulterende stroop met een mannitol gehalte van 24,5% wordt geconcentreerd tot 55 Bx.

Dit proces dat bestaat uit: e) de productie, via chromatografie, van een mannitol fractie geschikt voor kristallisatie, f) de productie tijdens kristallisatie, kristal scheiding en het wassen, van een gecombineerde moederloog en waswater fractie, g) het mengen van deze gecombineerde moederloog en waswater fractie in een verhouding van 1/4 delen ds met een mannitol stroop geproduceerd zoals in voorbeeld 3 h) het concentreren van het verkregen mengsel tot 55 Bx voorafgaand aan toevoer naar de chromatografische scheiding e), wordt nog twee keer herhaald totdat alle fracties gestabiliseerd zijn in samenstelling.

Aan het einde van deze herhalingen, worden de volgende opbrengsten en zuiverheden gevonden: • mannitol kristallen: 21% opbrengst (ds kristallen / ds voeding) en 98,8% zuiverheid; • hoge zuiverheid sorbitol: 43% opbrengst (ds sorbitol / ds voeding), 98,8% zuiverheid en 0,15% totaal reducerende suikers; • niet-kristalliserende sorbitol: 36% opbrengst (ds sorbitol / ds voeding) en 86,3% zuiverheid.

Claims (8)

1. CONCLUSIES

   1. Werkwijze voor het scheiden van een substraat (1) dat een precursor voor mannitol omvat, in meerdere fracties (X, Y, Z), omvattende de volgende stappen: a) het hydrogeneren van het genoemde substraat (1) tot gehydrogeneerd substraat (2); b) het chromatografisch scheiden van het gehydrogeneerd substraat (2) in: - een fractie (zl) rijk aan mannitol, - een eerste sorbitol fractie (X) met een hoge zuiverheid en die minder dan 0,2% totale reducerende suikers bevat, - een tweede sorbitol fractie (Y); c) het kristalliseren van de mannitol-rijke fractie (zl) tot een derde fractie (Z) van kristallijne mannitol, waarbij moederloog (3) gevormd wordt; d) het opnieuw toevoegen van het moederloog (3) aan het gehydrogeneerd substraat.
2. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat voor het chromatografisch scheiden gebruik gemaakt wordt van minstens twee en maximaal zes in serie geschakelde harsbedden (4a, 4b).
3. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat voor het chromatografisch scheiden gebruik gemaakt wordt van één van de volgende scheidingsprotocollen: SSMB, ISMB, MCI of NMCI.
4. 4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het genoemde substraat (1) een koolhydraatsamenstelling is die fructose en/of mannose omvatten.
5. 5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het genoemde substraat (1) gekozen wordt uit één van de volgende samenstellingen: invert suiker, glucose-fructose stroop, fructose verrijkte stropen, hydrolysaten van inuline of mannose omvattende stroop.
6. 6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het gehydrogeneerd substraat (2) bevat, op droge stof, 20 - 60% mannitol, 40 -80% sorbitol, en 0,1 - 5% andere suikeralcoholen, waarbij de som van de verschillende componenten de 100% niet overtreft.
7. 7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het gehydrogeneerd substraat (2) bevat, op droge stof, 23 - 30% mannitol, 70 -78% sorbitol, en 0,1 - 5% andere suikeralcoholen, waarbij de som van de verschillende componenten de 100% niet overtreft.
8. 8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat stappen (c) en (d) worden weggelaten en dat na stap a, het gehydrogeneerd substraat (2) wordt onderworpen aan een kristallisatie stap waarbij een derde fractie (Z) met kristallijn mannitol en moederloog (3) gevormd wordt, en dat vervolgens de moederloog (3) onderworpen wordt aan een chromatografische scheiding volgens stap (b), waarna de gevormde deelfractie (zl) rijk aan mannitol wordt gerecirculeerd naar het gehydrogeneerd substraat (2) vóór kristallisatie.