CN114671919A - 一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于色谱分离技术领域，具体涉及一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，主要步骤包括：以F98果糖和/或F98果糖浆为原料，先制备果糖稀释液，在阿洛酮糖异构酶条件下进行异构反应，经离子交换脱盐、色谱分离，得F99阿洛酮糖液、F92果糖液和杂糖液；所述阿洛酮糖液，经浓缩、结晶、干燥后生产出纯度≥99％的结晶阿洛酮糖；F92果糖液返用；所述色谱分离，在填充硅酸‑钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离系统中进行，柱温50‑70℃，洗脱剂为水。本发明的阿洛酮糖纯度和收率都较高，单位重量阿洛酮糖产品的分离成本可降低30％以上。

Description

一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法
技术领域
本发明属于色谱分离技术领域，具体涉及一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法。
背景技术
D-阿洛酮糖(简称阿洛酮糖)，是葡萄糖、果糖的同分异构体，是一种近期受到广泛关注的新型甜味剂，甜度为蔗糖的70％左右且随温度变化很小，甜味柔和细致，口感与蔗糖相近，在人体中较少分解利用，能提高血浆胰岛素浓度，降低血糖，增加肝糖原含量，还具有抗氧、神经保护等作用；稳定性、安全性较好，在较宽的酸碱性条件下均能保持其稳定结构，可用于成分复杂的食品中，在多种食品、饮料中可部分或全部替代蔗糖，尤其是功能食品、饮料中。2015年FDA批准阿洛酮糖在食品中的应用，2019年FDA将阿洛酮糖排除在添加糖、总糖标签之外，同时将阿洛酮糖的热量定为0.4kcal/g；已获得日本、韩国、加拿大、澳大利亚、新西兰等13个国家的法规许可；其应用和市场正在快速发展。
除食品健康甜味剂外，阿洛酮糖在保健、医疗领域也具有广阔的应用前景。已有研究表明阿洛酮糖具有抑制病原菌生长的作用，具备开发高安全性植物农药的潜力。
现有技术中阿洛酮糖的生产工艺，一般是以D-果糖(即简称的果糖)为底物，通过D-塔格糖-3-差向异构酶等生物酶法，异构化生成D-阿洛酮糖，产物为D-阿洛酮糖、D-果糖的混合溶液，并含有辅助所述生物酶异构化反应的少量添加成分，所述添加成分主要是无机盐分，需要进一步分离；D-阿洛酮糖、D-果糖的混合溶液的分离，采用色谱分离时的效率较高，色谱柱可装填钙型的强酸性离子交换树脂。
如CN113912655A公开一种利用模拟移动床从混合糖浆中分离阿洛酮糖的方法。包括：将含D-阿洛酮糖、果糖和葡萄糖的混合糖浆，依次经过抽滤、脱色得到溶液Ⅰ；将溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐，得到溶液Ⅱ；溶液Ⅱ减压浓缩，得到高糖度的浓缩液Ⅲ；浓缩液Ⅲ超声、加热，脱除溶液中的气体，得到溶液Ⅳ；采用模拟移动床分离所述溶液Ⅳ，收集萃取口溶液，将溶液Ⅳ浓缩、结晶和干燥，得D-阿洛酮糖产品。本发明采用特定的分离步骤并结合模拟移动床从混合糖浆中分离D-阿洛酮糖，且D-阿洛酮糖纯度和收率均较高。模拟移动床的吸附剂为选自于H+型树脂、K+型树脂、Ca2+型树脂和Na+型树脂中一种的强酸性阳离子交换树脂；洗脱剂为去离子水，树脂床层温度50-70℃。所述混合糖浆为以F90果糖为原料利用生物催化转化法合成阿洛酮糖后的混合糖浆，其中D-阿洛酮糖、葡萄糖和果糖，D-阿洛酮糖的总浓度为30wt％以上。其最优实施例中，采用钙型的强酸性离子交换树脂和顺序式模拟移动色谱床，由果糖含量63wt％、葡萄糖含量10wt％、阿洛酮糖含量27wt％的溶液Ⅳ，所制备阿洛酮糖产品的纯度为98.9wt％，收率为73.4wt％。
邢庆超等(食品工业科技，2011年第09期，第236-238、242页)公开一种D-阿洛酮糖的分离纯化方法，采用DTF-Ca2+色谱分离树脂，以去离子水为流动相，柱温60℃，分离得到纯度98.3％的D-阿洛酮糖；色谱分离出液中D-阿洛酮糖的最高峰值浓度为14g/L左右，推算为进液中D-阿洛酮糖浓度190g/L的7.5％左右。
但现有技术中阿洛酮糖的生产工艺，在整体工艺设置、阿洛酮糖/果糖混合溶液的分离效率、阿洛酮糖产品纯度/收率等方面，仍需进一步改进，以便提高阿洛酮糖产品质量，降低生产成本，控制装置投资和运营费用。
发明内容
本发明申请人经深入研究和实验，提出一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，保证了生产工艺和阿洛酮糖产品质量的稳定。
本发明所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法主要步骤包括：以F98果糖和/或F98果糖浆为原料，先制备果糖浓度30-50wt％的稀释液，在阿洛酮糖异构酶条件下进行异构反应生成阿洛酮糖，经可选的过滤、脱色所得含阿洛酮糖、果糖的溶液，再经离子交换脱盐、可选的浓缩、色谱分离，得F99阿洛酮糖液、F92果糖液和主要成分为葡萄糖和少量低聚多糖的杂糖液；所述阿洛酮糖液，经可选的离子交换脱盐、浓缩、结晶、干燥后生产出纯度≥99％的结晶阿洛酮糖；所述F92果糖液，经可选的浓缩，返用于制备所述果糖浓度30-50wt％的稀释液，或返用于生成阿洛酮糖的异构反应料液；所述含阿洛酮糖、果糖的溶液，在填充硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离系统中进行分离，色谱分离柱料液温度50-70℃，洗脱剂(或称流动相)为水。
本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法中，所述含阿洛酮糖、果糖的溶液中，阿洛酮糖的浓度可为10-20wt％，果糖的浓度可为20-40wt％，还可含≤2wt％浓度的杂糖如葡萄糖、二糖以上的低聚多糖。所述果糖浓度30-50wt％稀释液的异构反应中，可采用现有技术的一种或多种阿洛酮糖异构酶，包括固定化的阿洛酮糖异构酶，反应料液中一般还加入少量无机盐如氯化钴、氯化锰、磷酸二氢钾、氯化铵促进异构反应和少量酸如乙酸、柠檬酸调节料液pH值，反应温度一般为40-60℃。阿洛酮糖异构酶条件异构反应后料液，过滤可采用立式叶滤机，脱色可采用合适规格的活性白土、活性炭、吸附树脂。含阿洛酮糖、果糖的溶液的离子交换脱盐，所述阿洛酮糖液的离子交换脱盐，都可采用常规的强酸性阳离子交换树脂与强碱性阴离子交换树脂的混合床，在料液温度脱盐至电导率≤50μs/cm，优选≤20μs/cm。离子交换脱盐后的含阿洛酮糖、果糖的溶液，可浓缩至浓度40-55wt％，其浓缩优选采用五效真空浓缩设备。
本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法中，所述填充硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离系统，优选采用模拟移动床色谱分离系统(SMB)，更优选顺序式四-八柱模拟移动床色谱分离系统(SSMB)，特别优选顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统，这些顺序式模拟移动床色谱分离系统已在多种糖类物质的分离过程中较多应用，成熟可靠效率高，操作费用较低。本发明制备的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，特别适用于在模拟移动床色谱分离系统中，尤其是在以水为洗脱剂的顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统中，实现对所述含阿洛酮糖、果糖的溶液的高效分离，出料的先后次序为杂糖液、阿洛酮糖液、果糖液。
所述顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统的色谱柱，按照进、出料口和循环口的位置分为I区、II区、III区、IV区、V区，其中I区串联布置2个色谱柱，其余各区各布置1个色谱柱；各色谱柱的尺寸、树脂装填量分别相同；各色谱柱分别设置位于柱下的出料接口和出水接口、位于柱上的进料接口和进水接口、柱上柱下各一的循环接口，及各接口的连接管路，各区色谱柱通过循环接口可串联相接成一个首尾连接的闭环系统；各色谱柱的筒体内设置上下分布器，中间为装填所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的分离材料层，筒体外设保温层或循环热水夹套；各色谱柱的进料接口、进水接口管路上至少设置一组用于检测溶液流量的流量仪表和用于检测溶液浓度的浓度仪表；各接口及其连接管路上设置所需的自动阀、测温部件；所述仪表和自动阀连接智能控制器，智能控制连接电脑，并通过电脑设置实现进料、进水、出料、出水的控制、切割逻辑，从而控制出液去向和分割收集出料；所述各色谱柱的料液和洗脱剂水都是上进下出，分别控制所需流量；其分离操作过程包括大循环、小循环和全进全出，可具体包括如下步骤：
(1)开工操作：各色谱柱在初次进料前经进水接口注水，使各色谱柱为水浸满状态；控制设定流速和进料量，将所述含阿洛酮糖、果糖的溶液从I区进料接口进色谱柱；
(2)进行大循环：将I区、II区、III区、IV区、V区色谱柱的循环接口顺序串联，形成和进行六柱大循环分离过程，至进入III区色谱柱的杂糖量达到设定值下限、阿洛酮糖量达到设定值上限；
(3)进行小循环：将I区、II区色谱柱的循环接口顺序串联，控制设定流量形成和进行三柱小循环分离过程，至进入II区色谱柱的阿洛酮糖量达到设定值上限、果糖量达到设定值下限，停止I区、II区三柱小循环；
将III区色谱柱循环接口连接，控制设定流量进行自身循环，至出料接口杂糖液的浓度达到可采出浓度的设定值，停止III区单柱小循环；
将I区2个色谱柱的循环接口顺序串联，控制设定流量形成和进行二柱小循环分离过程，至I区第二个色谱柱中阿洛酮糖的量达到设定值，停止I区二柱小循环；
将II区色谱柱循环接口连接，控制设定流量进行自身循环，至出料接口阿洛酮糖的浓度达到可采出浓度的设定值，停止II区单柱小循环；
(4)进行全进全出：将I区、II区、III区、IV区、V区色谱柱的循环接口顺序串联；II区进水接口控制设定流量进洗脱剂水、II区出料接口采出设定浓度的F99阿洛酮糖液；III区出料接口采出设定浓度的杂糖液；IV区进料接口控制设定流量进含阿洛酮糖、果糖的溶液，I区第二个色谱柱采出出料接口采出设定浓度的F92果糖液；
(5)使含阿洛酮糖、果糖的溶液、洗脱剂水、阿洛酮糖液、果糖液、杂糖液的色谱柱，各顺次移动一个区，重复上述步骤(2)的大循环、步骤(3)的小循环和步骤(4)的全进全出操作。本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法中，色谱分离所得F99阿洛酮糖液，阿洛酮糖收率为85％以上，其浓度可达到10-20wt％，可采用五效真空浓缩设备，浓缩至如70-88wt％，在如45-48℃的结晶机中热结晶，结晶初期可加入0.1-2％、30-60目的纯度≥99％的阿洛酮糖晶种，以改善阿洛酮糖产品的粒度分布和流动性。结晶后料液经离心机分出阿洛酮糖湿料，在45-55℃流化床干燥至水分≤0.2wt％，得阿洛酮糖产品；离心机分出的结晶母液返回混用于色谱分离前的含阿洛酮糖、果糖的溶液。色谱分离所得F92果糖液，其浓度可达到20wt％以上。
本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法中，所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂通过以下步骤制备：
A.湿的氢型强酸性阳离子交换树脂，加所需浓度和数量的钙盐水溶液离子交换，水洗，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上，转为氢钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度80-90％；所述强酸性阳离子交换树脂的强酸性基团，为树脂骨架上接枝的磺酸基；
B.氢钙型强酸性阳离子交换树脂沥干，在100℃以下温度条件烘干并冷却至室温后吸水率10-20wt％，密闭放置10h以上，加所需浓度的硅酸四乙酯-钛酸四丁酯-乙醇溶液至树脂内孔充满，密闭放置10h以上，水洗，得硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅、二氧化钛计，含二氧化硅0.2-0.4wt％、二氧化钛0.05-0.1wt％；
C.硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，经所需浓度的钙盐水溶液离子交换，水洗，转为硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度≥98％；
D.硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，经所需浓度的锶盐水溶液离子交换，水洗，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上，转为硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的锶交换度5-15％。
所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，其制备过程的步骤A中，所述强酸性阳离子交换树脂骨架上接枝的强酸性基团磺酸基为-SO2-OH，阳离子为-OH的H，在步骤D操作后-SO2-OH全部转为(-SO2-O)2Ca/Sr。
步骤A中，氢型树脂加钙盐水溶液离子交换、水洗后，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上的操作，是一个阳离子均化过程，其作用是使所得氢钙型强酸性阳离子交换树脂中的H、Ca，在磺酸基间，按所属钙交换度80-90％基本均匀分布，包括在树脂微球间的基本均匀分布和单个树脂微球内孔中的基本均匀分布，目的是降低树脂的酸性，为步骤B中，树脂内孔吸纳硅酸四乙酯-钛酸四丁酯-乙醇溶液后，硅酸四乙酯、钛酸四丁酯在10h以上的密闭放置过程中逐渐水解为硅酸-钛酸复合物，并均匀、高分散地沉积在树脂的内孔中创造条件。
步骤C、D分二步进行钙锶离子交换的目的，是使所得硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂中的Ca、Sr，在(-SO2-O)2Ca/Sr间，按所述钙交换度85-95％、锶交换度5-15％基本均匀分布，包括在树脂微球间的基本均匀分布和单个树脂微球内孔中的基本均匀分布。
步骤D中，树脂锶盐离子交换、水洗后，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上的操作，除了起到Ca、Sr在(-SO2-O)2Ca/Sr间按所述交换度再次均匀分布的作用，主要是对树脂内孔沉积硅酸的表面基团情况进行调整，使之与均布后的(-SO2-O)2Ca/Sr基团更加匹配，是对所制备硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂进行的增效和稳定化处理。
从其对阿洛酮糖、果糖的分离效果判断，所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂具有极弱的酸性，(-SO2-O)2Ca/Sr基团中-SO2-的至少一个O，能够与阿洛酮糖、果糖及少量其它糖类杂质如葡萄糖分子-OH的H，产生微弱的作用力，但这个作用力又能被纯度足够高的水打破，从而在纯水，对阿洛酮糖、果糖、葡萄糖产生持续的吸附、脱附；因立体结构、所含-OH数量和-OH中H活性的差异，阿洛酮糖、果糖、葡萄糖的吸附、脱附速度存在细微的区别，在纯水或低浓度且极弱酸性水溶液的流动相连续推动下，将阿洛酮糖、果糖进行了分离；树脂内孔中沉积的硅酸-钛酸复合物分散度很高，其表面所具有一定数量的-OH，与(-SO2-O)2Ca/Sr基团有一定的协同，起到了调节阿洛酮糖、果糖吸附、脱附的作用。
步骤C中所述钙盐采用乙酸钙时，步骤D中所述锶盐采用乙酸锶时，树脂对阿洛酮糖、果糖的色谱分离性能较好，原因可能是离子交换过程副产少量乙酸的酸性较弱，对树脂内孔沉积硅酸-钛酸复合物的表面基团情况，影响较小，或者在步骤D中所述水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上的稳定化处理操作时更易调整和增效。
步骤B所得硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅、二氧化钛计含二氧化硅优选0.30-0.35wt％；步骤D所得硅酸-钛酸复合物改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的锶交换度优选12％。
若步骤A中省去所述在70-80℃温度条件密闭放置100h以上操作的阳离子均化过程，则步骤D制备硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，其对阿洛酮糖、果糖的色谱分离效果降低，原因应是硅酸-钛酸复合物的均匀性、分散度降低。
若将步骤A-C简单合并，如先充分交换钙离子再部分烘干、加硅酸四乙酯-钛酸四丁酯-乙醇溶液，则所得树脂分离性能很差，说明沉积的硅酸-钛酸复合物含水过多或颗粒过大，容易堵塞内孔，分布不均匀，分散度较低，与(-SO2-O)2Ca/Sr基团的协同作用很低，主要原因应是硅酸四乙酯、钛酸四丁酯在酸性条件不够时的水解速度很慢。如先将钙交换度控制在98％再部分烘干、加硅酸四乙酯-钛酸四丁酯-乙醇溶液，则所得树脂对阿洛酮糖、果糖的分离性能仍较差，说明硅酸四乙酯、钛酸四丁酯在该较低酸性条件时的水解速度仍较慢，沉积的硅酸-钛酸复合物效果不好。
若步骤C中控制树脂中阳离子的钙交换度100％即充分交换钙离子，同时步骤D中省去所述锶盐水溶液离子交换过程，则所得树脂的分离性能变差，说明锶对所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂对阿洛酮糖、果糖的分离性能有一定作用。
若步骤C的硅酸四乙酯-钛酸四丁酯-乙醇溶液中不加钛酸四丁酯，则步骤D所得硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，对阿洛酮糖、果糖的分离效果较差，很难得到F99的阿洛酮糖液。
本发明的有益效果如下：
本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法中，所述F98果糖浆，可通过如下主要步骤制备：以结晶葡萄糖作原料，先制备浓度40-60wt％的葡萄糖液，过滤，加热，在果糖异构酶条件下进行异构反应生成果糖，经可选的过滤、脱色所得含葡萄糖、果糖的溶液如F42果糖液，再经离子交换脱盐、色谱分离，得F98果糖液、F90葡萄糖液和主要成分为低聚多糖和果糖的杂糖液；所述F98果糖液经可选的浓缩，制得F98果糖浆；所述F90葡萄糖液，经可选的浓缩，返用于制备所述浓度50-60wt％的葡萄糖液，或返用于生成果糖的异构反应料液。
所述F98果糖浆的制备过程中，所述葡萄糖液的异构反应中，可采用现有技术的一种或多种果糖异构酶，包括固定化的果糖异构酶，反应温度一般为40-70℃。果糖异构酶条件异构反应后料液，过滤可采用立式叶滤机，脱色可采用合适规格的活性白土、活性炭、吸附树脂。所述含葡萄糖、果糖的溶液如F42果糖液，果糖浓度≥16wt％，还可含≤1wt％浓度的主要成分为低聚多糖的杂糖液；所述离子交换脱盐，可采用常规的强酸性阳离子交换树脂与强碱性阴离子交换树脂的混合床，温度为料液温度，脱盐至电导率≤50μs/cm即可。所述色谱分离，可采用模拟移动床色谱分离系统，尤其是配置、运行方式与前述相似的顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统，区别在于采用如FG SPC 106Ca、DOWEXTMMONOSPHERETM99Ca/310等商品树脂，或本申请人在先申请CN202111616513.1一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法中制备的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，色谱分离柱料液温度40-70℃，流动相即洗脱剂为水；这些模拟移动床色谱分离系统已在葡萄糖、果糖等多种糖类物质的分离过程中较多应用，成熟可靠高效。
本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法中，在所述以结晶葡萄糖作原料制备F98果糖浆过程中色谱分离所得主要成分为果糖和少量二糖以上低聚多糖的杂糖液，在所述以F98果糖浆为原料制备F99阿洛酮糖液过程中色谱分离所得主要成分为葡萄糖和少量二糖以上低聚多糖的杂糖液，浓度为3-8wt％；这两种杂糖液可以混合、浓缩，制备所需浓度的F55果葡糖浆产品，所需果糖的浓度、比例可通过所述二套色谱分离的分段截取参数进行控制，必要时也可加入适量F98果糖浆；F55果葡糖浆的浓缩，可先经膜浓缩系统，再经五效真空浓缩设备完成。此时的本发明方法，投入原料为结晶葡萄糖，产出纯度≥99％的结晶阿洛酮糖和F55果葡糖浆两种产品，无低价值副产物。
本发明基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，可以最廉价的结晶葡萄糖为原料生产出较高附加值的结晶阿洛酮糖；通过专门制备的所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，和针对性的顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统及操作方式，实现了两组分色谱分离模式下的三组分分离，提高了对阿洛酮糖、果糖、杂糖的分离效率，防止了杂糖积累，保证了生产工艺和阿洛酮糖产品质量的稳定。和现有阿洛酮糖生产工艺相比，本发明的阿洛酮糖纯度和收率都有显著提高，而单位重量阿洛酮糖产品的分离成本可降低30％以上，生产成本可降低10％以上；以下实施例的实验效果和工艺设计的推算效果可说明这一点。
本发明中，F99阿洛酮糖液是指溶质中阿洛酮糖的含量或纯度≥99wt％；F92果糖液是指溶质中果糖的含量或纯度≥92wt％；F42果糖液是指溶质中果糖的含量或纯度≥42wt％；F55果葡糖浆是指溶质中果糖的含量或纯度≥55wt％。配料或色谱分离过程中所用水，为去离子水或蒸馏水。
附图说明
图1是本发明实施例8以结晶葡萄糖为原料生产结晶阿洛酮糖和F55果葡糖浆的工艺流程简图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不构成对本发明的限制。
实施例1
通过如下步骤，制备本实施例的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂：
(1)水浸湿的氢型强酸性阳离子交换树脂(型号001x7，筛取微球外径0.2-0.4mm的部分)500mL，置于2000mL塑料杯，室温条件下加0.42mol/L乙酸钙水溶液1000mL进行离子交换，持续搅拌2h后检测水溶液中钙浓度低于0.002mol/L，沥干，用3000mL水分4次洗涤，水洗后加水至总体积650mL倒入玻璃瓶加盖封口，置于75℃烘箱放置均化处理120h，转为氢钙型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的钙交换度83.1％；所述强酸性阳离子交换树脂的强酸性基团，为树脂骨架上接枝的磺酸基；
(2)氢钙型强酸性阳离子交换树脂转到已知重量的80目圆筛，沥干，用快速滤纸吸干树脂表面水分，秤好湿树脂、圆筛总重量，摊平至厚度7-8mm，在80℃烘箱烘1.4h至湿树脂减重9％，移出烘箱冷却至室温后装透明PE塑料袋，排尽多余空气封口，室温放置12h进行均化处理，放置期间取30g测吸水率约13.5wt％；均化处理后的其余树脂加含硅酸四乙酯2.30g、钛酸四丁酯0.70g的乙醇溶液53mL至树脂内孔基本充满(PE塑料袋有少量微液珠)，排尽袋内多余空气封口，室温放置处理15h，树脂倒入1000mL塑料杯，用3000mL水分4次洗涤；水洗后得硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅、二氧化钛计含二氧化硅约0.30wt％、二氧化钛约0.075wt％；
(3)硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，沥干，置于2000mL塑料杯，室温条件下加0.42mol/L乙酸钙水溶液1000mL进行离子交换，持续搅拌2h，沥干，用3000mL水分4次洗涤，转为硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度100％；
(4)硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，沥干，置于2000mL塑料杯，室温条件下加0.30mol/L乙酸锶水溶液1000mL进行离子交换，持续搅拌2h，沥干，用3000mL水分4次洗涤，水洗后沥干，加水至总体积650mL倒入玻璃瓶加盖封口，置于75℃烘箱放置均化处理120h，转为硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的锶交换度10.8％，钙锶交换度100％。
以上制备过程中，所用水为去离子水；所述每次水洗都在500mL塑料杯中进行，加水搅拌浸泡10min后抽滤，再转移回500mL塑料杯继续加水洗涤。
实施例2
基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，制备本实施例的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)所用氢型强酸性阳离子交换树脂型号为001x3，筛取微球外径0.2-0.4mm的部分，乙酸钙水溶液浓度0.35mol/L，检测树脂中阳离子的钙交换度88.5％；步骤(2)制得硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅计含二氧化硅约0.35wt％、二氧化钛约0.088wt％；步骤(4)制得硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的锶交换度8.7％，钙锶交换度100％。
对比例1
基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，制备本对比例的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)中省去所述在75℃烘箱放置均化处理120h操作的阳离子均化过程。
对比例2
将实施例1步骤(1)-(3)简单合并，先充分交换钙离子再通过硅酸四乙酯-乙醇溶液负载硅酸，再进行步骤(4)的锶交换，制备本对比例的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)乙酸钙水溶液浓度0.70mol/L，检测树脂中阳离子的钙交换度100％，以及省去步骤(3)的操作。
对比例3
基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，制备本对比例的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)中所加0.42mol/L乙酸钙水溶液的体积改为593mL进行离子交换，控制氢钙型强酸性阳离子交换树脂中阳离子的钙交换度约98.5％，检测结果为98.2％。
对比例4
按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，区别在于步骤(4)中省去锶盐水溶液离子交换过程，但保留75℃烘箱放置均化处理120h的操作，制备本对比例的硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的钙交换度100％。
对比例5
以某FG SPC 106Ca树脂产品，筛取微球外径0.2-0.4mm的部分，作为本对比例的对比剂；该树脂常用于果糖、葡萄糖的分离提纯。
对比例6
基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，主要区别在于步骤(2)中所用的含硅酸四乙酯2.30g、钛酸四丁酯0.70g的乙醇溶液53mL中，不加所述钛酸四丁酯0.70g；制备本对比例不含钛酸的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂。其中硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅计含二氧化硅约0.30wt％，树脂中阳离子的锶交换度11.2％，钙锶交换度100％。该树脂按本申请人在先申请CN202111616513.1实施例1的方法制备。
实施例3
将对比例6制备的不含钛酸的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，作为本实施例的色谱分离剂，用于果糖、葡萄糖的分离。
实施例4
利用六套配置相同的色谱分离实验装置，分别依次单独进行实施例1-2、对比例1-6制备树脂的阿洛酮糖、果糖分离实验。每套配置色谱分离实验装置，都包括一根自制的带夹套玻璃管色谱柱，及配套控制设备；玻璃管柱内径22mm，高1500mm，分别装填实施例1-2、对比例1-6制备的树脂400mL并注满去离子水；含阿洛酮糖、果糖的水溶液和洗脱剂水上进下出，控制出液流量，通过夹套循环热水将柱温控制在所需温度的上下2℃范围内，含阿洛酮糖、果糖的水溶液和洗脱剂水的进料温度与柱温相同，都控制在60℃；检测仪的微型光电探头插入分离柱出液管中，对出液成分进行连续实时的初步检测，根据初步检测值对出液进行适当分割收集，再对分割收集的溶液进行精确分析，精确分析设备为高效液相色谱。含阿洛酮糖、果糖的水溶液的组成为：阿洛酮糖15wt％、果糖38wt％、葡萄糖1wt％、蔗糖1wt％，一次进料量35mL；洗脱剂去离子水的流量200mL/h。
各树脂至少5次的分离实验结果包括：在上述分离条件下，实施例1-2硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂可将所述三种糖液较高效地分离出来，出液的先后顺序都是：含葡萄糖、蔗糖的杂糖液、F99阿洛酮糖液、F92果糖液。
对比例5某FG SPC 106Ca树脂，其糖液出液的先后顺序是：蔗糖液、葡萄糖液、F92果糖液、纯度98.7wt％阿洛酮糖液。
对比例6不含钛酸的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，其糖液出液的先后顺序是：蔗糖液、F92果糖液、阿洛酮糖液但纯度不高于F98.5，最后出葡萄糖液。
具体情况如下表1所列。
表1实施例1-2、对比例1-6树脂的分离实验效果情况
Figure BDA0003564226750000101
实验结果表明，实施例1-2硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，对所述杂糖、阿洛酮糖、果糖的分离性能高于对比例1-6的树脂。
实施例5
利用实施例4所用色谱分离实验装置中的一套，换装实施例3不含钛酸的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂400mL并注满去离子水；用以分离含葡萄糖、果糖的水溶液，组成为果糖23wt％、葡萄糖25wt％、蔗糖1wt％，分离操作温度60℃，其余条件相同；流动相为去离子水，流量160mL/h，柱温65℃。5次的分离实验结果情况包括：可将果糖、葡萄糖有效分开，果糖先出；具体如下表2所列。
表2实施例3树脂的果糖、葡萄糖分离实验效果情况
Figure BDA0003564226750000111
实施例6
根据以上分离实施例的运行效果情况，将所述六套配置相同的色谱分离实验装置，各装填实施例1方法所制备的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂400mL，改建为一套顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统，进行含阿洛酮糖、果糖溶液的分离实验。
所述顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统的色谱柱，按照进、出料口和循环口的位置分为I区、II区、III区、IV区、V区，其中I区串联布置2个色谱柱，其余各区各布置1个色谱柱；各色谱柱分别设置位于柱下的出料接口和出水接口、位于柱上的进料接口和进水接口、柱上柱下各一的循环接口，及各接口的连接管路，各区色谱柱通过循环接口可串联相接成一个首尾连接的闭环系统；各色谱柱的筒体外设循环热水夹套；各色谱柱的进料接口、进水接口管路上设置一组用于检测溶液流量的流量仪表和用于检测溶液浓度的浓度仪表；各接口及其连接管路上设置所需的自动阀、测温部件；所述仪表和自动阀连接智能控制器，智能控制连接电脑，并通过电脑设置实现进料、进水、出料、出水的控制、切割逻辑，从而控制出液去向和分割收集出料；所述各色谱柱的料液和洗脱剂水都是上进下出，分别控制所需流量；其分离操作过程包括大循环、小循环和全进全出，全程控制分离操作温度60℃，控制进料、进水流速及循环流速皆为3.0mL/min；具体包括如下步骤：
(1)开工操作：各色谱柱在初次进料前经进水接口注水，使各色谱柱为水浸满状态；控制设定流速和进料量，将含阿洛酮糖、果糖的溶液从I区进料接口进色谱柱；所述含阿洛酮糖、果糖的水溶液的组成为：阿洛酮糖15wt％、果糖30wt％、葡萄糖1wt％、蔗糖1wt％，进料量40mL；
(2)进行大循环：将I区、II区、III区、IV区、V区色谱柱的循环接口顺序串联，形成和进行六柱大循环分离过程，至进入III区色谱柱的杂糖量达到设定值下限、阿洛酮糖量达到设定值上限；
(3)进行小循环：将I区、II区色谱柱的循环接口顺序串联，控制设定流量形成和进行三柱小循环分离过程，至进入II区色谱柱的阿洛酮糖量达到设定值上限、果糖量达到设定值下限，停止I区、II区三柱小循环；
将III区色谱柱循环接口连接，控制设定流量进行自身循环，至出料接口杂糖液的浓度达到可采出浓度的设定值，停止III区单柱小循环；
将I区2个色谱柱的循环接口顺序串联，控制设定流量形成和进行二柱小循环分离过程，至I区第二个色谱柱中阿洛酮糖的量达到设定值，停止I区二柱小循环；
将II区色谱柱循环接口连接，控制设定流量进行自身循环，至出料接口阿洛酮糖的浓度达到可采出浓度的设定值，停止II区单柱小循环；
(4)进行全进全出：将I区、II区、III区、IV区、V区色谱柱的循环接口顺序串联；II区进水接口控制设定流量进洗脱剂水、II区出料接口采出设定浓度的F99阿洛酮糖液；III区出料接口采出设定浓度的杂糖液；IV区进料接口控制设定流量进含阿洛酮糖、果糖的溶液，I区第二个色谱柱采出出料接口采出设定浓度的F92果糖液；
(5)使含阿洛酮糖、果糖的溶液、洗脱剂水、阿洛酮糖液、果糖液、杂糖液的色谱柱，各顺次移动一个区，重复上述步骤(2)的大循环、步骤(3)的小循环和步骤(4)的全进全出操作。
本实施例的顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统连续运行6天，分离效果稳定，具体如表3所列。
表3顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统的阿洛酮糖、果糖分离效果情况
Figure BDA0003564226750000121
实施例7
将实施例6所述顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统的各色谱柱，分别换装实施例3方法制备的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂400mL并注满去离子水，进行含葡萄糖、果糖溶液的分离实验；各色谱柱也按照进、出料口和循环口的位置分为I区、II区、III区、IV区、V区，其中I区串联布置2个色谱柱，其余各区各布置1个色谱柱。具体操作、控制情况基本同实施例6，主要区别包括：全程控制分离操作温度65℃，控制进料、进水流速及循环流速皆为3.5mL/min；含葡萄糖、果糖的水溶液组成为果糖23wt％、葡萄糖25wt％、蔗糖1wt％。
本实施例的顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统连续运行6天，分离效果稳定，具体如表4所列。
表4顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统的果糖、葡萄糖分离实验效果情况
Figure BDA0003564226750000131
实施例8
根据实施例4-7的实验及结果情况，结合申请人在模拟移动床色谱分离技术领域的多年实践经验，设计了一套以附图1所示工艺流程为基础的结晶阿洛酮糖生产装置，以结晶葡萄糖为主要原料生产结晶阿洛酮糖和F55果葡糖浆，生产能力为年产结晶阿洛酮糖5000吨。
所述结晶阿洛酮糖装置的生产工艺，包括以下步骤：
(1)以结晶葡萄糖作原料，先制备浓度55wt％左右的葡萄糖液，过滤，加热至60-65℃，在某固定化果糖异构酶A的条件下进行异构反应生成果糖，得含葡萄糖、果糖的F42果糖液，再经离子交换脱盐、果糖色谱分离，得果糖浓度38wt％左右的F98果糖液、葡萄糖浓度36wt左右的F90葡萄糖液，和浓度5wt左右、主要成分为果糖和少量低聚多糖的杂糖液1；所述F90葡萄糖液，返用于生成果糖的异构反应料液；
(2)所述果糖浓度38wt％左右的F98果糖液，控温至50-55℃在某阿洛酮糖异构酶B的条件下进行异构反应生成阿洛酮糖，所得含阿洛酮糖、果糖的料液(F25阿洛酮糖液)经过滤、脱色，再经离子交换脱盐、五效真空浓缩至总糖浓度50wt％左右，再进行阿洛酮糖色谱分离，得浓度12.5wt左右的F99阿洛酮糖液、浓度22wt左右的F92果糖液，和浓度5wt左右、主要成分为葡萄糖和少量低聚多糖的杂糖液2；所述F99阿洛酮糖液，经五效真空浓缩至83-88wt％，再在45-48℃的结晶机中热结晶，结晶初期加入占料液重量1％、30-60目的纯度≥99％的阿洛酮糖晶种，结晶后料液经离心机分出的阿洛酮糖湿料，在50-55℃流化床干燥至水分≤0.2wt％，得纯度≥99wt％尤其是≥99.5wt％的阿洛酮糖结晶产品；所述浓度22wt左右的F92果糖液，返用于生成阿洛酮糖的异构反应料液；离心机分出的结晶母液返回混用于色谱分离前的含阿洛酮糖、果糖的溶液；
(3)步骤(1)所得浓度5wt左右、主要成分为果糖和少量低聚多糖的杂糖液1，和步骤(2)所述浓度5wt左右、主要成分为葡萄糖和少量低聚多糖的杂糖液2，混合后经膜浓缩系统浓缩至总糖浓度10-11wt％，得F55果葡糖液；F55果葡糖液再经五效真空浓缩至总糖浓度60wt％以上如77wt％，得F55果葡糖浆；制备所述F55果葡糖液，所需两种杂糖液的各糖浓度、比例情况，通过所述二套色谱分离的分段截取参数进行控制。
所述结晶阿洛酮糖装置的生产工艺中，步骤(1)、(2)所述的果糖色谱分离、阿洛酮糖色谱分离，都采用顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统，两个色谱分离系统都是各色谱柱按照进、出料口和循环口的位置分为I区、II区、III区、IV区、V区，其中I区串联布置2个色谱柱，其余各区各布置1个色谱柱。其中果糖色谱分离系统各色谱柱分别装填实施例3方法制备的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂11m3，全程控制分离操作温度65℃；阿洛酮糖色谱分离系统各色谱柱分别装填实施例1方法制备的硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂13m3，全程控制分离操作温度60℃。所述果糖色谱分离系统、阿洛酮糖色谱分离系统的具体操作、控制情况，都与实施例6基本相同，主要区别在于控制各色谱柱的进料、进水流速及循环流速皆为100L/min。步骤(2)所述在某阿洛酮糖异构酶B条件下进行生成阿洛酮糖的异构反应过程中，还加入了所需的少量无机盐和少量柠檬酸，步骤(1)、(2)所述脱色、离子交换脱盐都按本领域的常规方法进行设置和操作，过滤采用立式叶滤机；具体都可如前述发明内容部分的相关记载。
本实施例结晶阿洛酮糖装置的生产工艺，投入的糖类原料为结晶葡萄糖，产出纯度≥99％尤其是≥99.5wt％的结晶阿洛酮糖和F55果葡糖浆两种产品，无低价值副产物。糖的投入产出情况为：投入结晶葡萄糖以不含水物计1.5-1.6t，可产出纯度≥99wt％尤其是≥99.5wt％的阿洛酮糖结晶产品1.0t，副产F55果葡糖浆以不含水物计0.3-0.4t。

Claims (10)

1.一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，包括以下步骤：以F98果糖和/或F98果糖浆为原料，先制备果糖浓度30-50wt％的稀释液，在阿洛酮糖异构酶条件下进行异构反应生成阿洛酮糖，经可选的过滤、脱色所得含阿洛酮糖、果糖的溶液，再经离子交换脱盐、可选的浓缩、色谱分离，得F99阿洛酮糖液、F92果糖液，和含葡萄糖、低聚多糖的杂糖液；所述阿洛酮糖液，经可选的离子交换脱盐、浓缩、结晶、干燥后生产出纯度≥99％的结晶阿洛酮糖；所述F92果糖液，经浓缩，返用于制备所述果糖浓度30-50wt％的稀释液，或返用于生成阿洛酮糖的异构反应料液；其特征在于，所述含阿洛酮糖、果糖的溶液，在填充硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离系统中进行分离，色谱分离柱料液温度50-70℃，洗脱剂为水。
2.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述含阿洛酮糖、果糖的溶液中，阿洛酮糖的浓度为10-20wt％，果糖的浓度为20-40wt％，含葡萄糖、二糖以上低聚多糖的杂糖浓度≤2wt％；和/或所述果糖浓度30-50wt％稀释液的异构反应中，采用固定化的阿洛酮糖异构酶。
3.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述含阿洛酮糖、果糖的溶液的离子交换脱盐，所述阿洛酮糖液的离子交换脱盐，都采用常规的强酸性阳离子交换树脂与强碱性阴离子交换树脂的混合床，在料液温度脱盐至电导率≤50μs/cm；和/或离子交换脱盐后的含阿洛酮糖、果糖的溶液，通过五效真空浓缩设备浓缩至40-55wt％浓度。
4.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述填充硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离系统，为模拟移动床色谱分离系统。
5.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述模拟移动床色谱分离系统为顺序式四-八柱模拟移动床色谱分离系统。
6.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述顺序式模拟移动床色谱分离系统为顺序式六柱模拟移动床色谱分离系统，其色谱柱按照进、出料口和循环口的位置分为I区、II区、III区、IV区、V区，其中I区串联布置2个色谱柱，其余各区分别布置1个色谱柱；各色谱柱的尺寸、树脂装填量分别相同；各色谱柱分别设置位于柱下的出料接口和出水接口、位于柱上的进料接口和进水接口、柱上柱下各一的循环接口，及各接口的连接管路，各区色谱柱通过循环接口可串联相接成一个首尾连接的闭环系统；各色谱柱的筒体内设置上下分布器，中间为装填所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的分离材料层，筒体外设保温层或循环热水夹套；各色谱柱的进料接口、进水接口管路上至少设置一组用于检测溶液流量的流量仪表和用于检测溶液浓度的浓度仪表；各接口及其连接管路上设置所需的自动阀、测温部件；所述仪表和自动阀连接智能控制器，智能控制连接电脑，并通过电脑设置实现进料、进水、出料、出水的控制、切割逻辑，从而控制出液去向和分割收集出料；所述各色谱柱的料液和洗脱剂水都是上进下出，分别控制所需流量；其分离操作过程包括大循环、小循环和全进全出，可具体包括如下步骤：
(1)开工操作：各色谱柱在初次进料前经进水接口注水，使各色谱柱为水浸满状态；控制设定流速率和流量，将所述含阿洛酮糖、果糖的溶液从I区进料接口进色谱柱；
(2)进行大循环：将I区、II区、III区、IV区、V区色谱柱的循环接口顺序串联，形成和进行六柱大循环分离过程，至进入III区色谱柱的杂糖量达到设定值下限、阿洛酮糖量达到设定值上限；
(3)进行小循环：将I区、II区色谱柱的循环接口顺序串联，控制设定流量形成和进行三柱小循环分离过程，至进入II区色谱柱的阿洛酮糖量达到设定值上限、果糖量达到设定值下限，停止I区、II区三柱小循环；
将III区色谱柱循环接口连接，控制设定流量进行自身循环，至出料接口杂糖液的浓度达到可采出浓度的设定值，停止III区单柱小循环；
将I区2个色谱柱的循环接口顺序串联，控制设定流量形成和进行二柱小循环分离过程，至I区第二个色谱柱中阿洛酮糖的量达到设定值，停止I区二柱小循环；
将II区色谱柱循环接口连接，控制设定流量进行自身循环，至出料接口阿洛酮糖的浓度达到可采出浓度的设定值，停止II区单柱小循环；
(4)进行全进全出：将I区、II区、III区、IV区、V区色谱柱的循环接口顺序串联；II区进水接口控制设定流量进洗脱剂水、II区出料接口采出设定浓度的F99阿洛酮糖液；III区出料接口采出设定浓度的杂糖液；IV区进料接口控制设定流量进含阿洛酮糖、果糖的溶液，I区第二个色谱柱采出出料接口采出设定浓度的F92果糖液；
(5)使含阿洛酮糖、果糖的溶液、洗脱剂水、阿洛酮糖液、果糖液、杂糖液的色谱柱，各顺次移动一个区，重复上述步骤(2)的大循环、步骤(3)的小循环和步骤(4)的全进全出操作。
7.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，色谱分离所得F99阿洛酮糖液，浓缩至70-88wt％，在45-48℃的结晶机中热结晶，结晶初期加入0.1-2％、30-60目的纯度≥99％的阿洛酮糖晶种；结晶后料液经离心机分出阿洛酮糖湿料，在45-55℃流化床干燥至水分≤0.2wt％，得阿洛酮糖产品；离心机分出的结晶母液返回混用于色谱分离前的含阿洛酮糖、果糖的溶液。
8.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂通过以下步骤制备：
A.湿的氢型强酸性阳离子交换树脂，加所需浓度和数量的钙盐水溶液离子交换，水洗，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上，转为氢钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度80-90％；所述强酸性阳离子交换树脂的强酸性基团，为树脂骨架上接枝的磺酸基；
B.氢钙型强酸性阳离子交换树脂沥干，在100℃以下温度条件烘干并冷却至室温后吸水率10-20wt％，密闭放置10h以上，加所需浓度的硅酸四乙酯-钛酸四丁酯-乙醇溶液至树脂内孔充满，密闭放置10h以上，水洗，得硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅、二氧化钛计，含二氧化硅0.2-0.4wt％、二氧化钛0.05-0.1wt％；
C.硅酸-钛酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，经所需浓度的钙盐水溶液离子交换，水洗，转为硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度≥98％；
D.硅酸-钛酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，经所需浓度的锶盐水溶液离子交换，水洗，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上，转为硅酸-钛酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的锶交换度5-15％。
9.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述F98果糖浆，通过包括如下步骤的方法制备：以结晶葡萄糖作原料，先制备浓度50-60wt％的葡萄糖液，过滤，加热至40-70℃，在果糖异构酶条件下进行异构反应生成果糖，经可选的过滤、脱色所得含葡萄糖、果糖的溶液如F42果糖液，再经离子交换脱盐、色谱分离，得F98果糖液、F90葡萄糖液、含低聚多糖和果糖的杂糖液；所述F98果糖液经可选的浓缩，制得F98果糖浆；所述F90葡萄糖液，经可选的浓缩，返用于制备所述浓度40-60wt％的葡萄糖液，或返用于生成果糖的异构反应料液；所述含低聚多糖和果糖的杂糖液，与所述含葡萄糖、低聚多糖的杂糖液混合、浓缩，可选地补充F98果糖浆，制备所需浓度的F55果葡糖浆产品。
10.根据权利要求1所述的基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述F42果糖液经离子交换脱盐后的色谱分离，在顺序式四-八柱模拟移动床色谱分离系统进行。
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