CS207335B2 - Method of craystallization of the fructose from the aqueous solution - Google Patents
Method of craystallization of the fructose from the aqueous solution Download PDFInfo
- Publication number
- CS207335B2 CS207335B2 CS75492A CS49275A CS207335B2 CS 207335 B2 CS207335 B2 CS 207335B2 CS 75492 A CS75492 A CS 75492A CS 49275 A CS49275 A CS 49275A CS 207335 B2 CS207335 B2 CS 207335B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- fructose
- solution
- crystals
- crystallization
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K11/00—Fructose
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká způsobu krystalizace fruktózy z vodného roztoku obsahujícího glukózu jako· znečištění.The invention relates to a process for the crystallization of fructose from an aqueous solution containing glucose as a contamination.
Krystalizace · fruktózy z vody sebou nese řadu technických obtíží vzhledem k vysoké /rozpustnosti fruktózy ve vodě. Kromě toho nepřichází v úvahu běžná krystalizace odpařovací · metodou vzhledem k nízké tepelné stabilitě fruktózy.Crystallization of fructose from water entails a number of technical difficulties due to the high / solubility of fructose in water. In addition, conventional crystallization by the evaporation method is out of the question due to the low thermal stability of fructose.
Jelikož se potřeba fruktózy v posledních letech značně zvýšila, je třeba · v této· oblasti značného pokroku k docílení možnosti přípravy fruktózy o· vysoké čistotě, ve formě velkých krystalů a tedy mechanicky snadno přepravitelné, pouhou krystalizací z vodného roztoku ekonomicky výhodným způsobem.Since the need for fructose has increased considerably in recent years, considerable progress is needed in this area to produce fructose of high purity, in the form of large crystals and thus mechanically easily transportable, by simply crystallizing from an aqueous solution in an economically advantageous manner.
Doposud byla fruktóza krystalizována z methanolu. Na druhé straně · nastávají při krystalizací fruktózy z vody velké obtíže vzhledem k její vysoké rozpustnosti a nízké tepelné stabilitě. Viskozita koncentrovaných vodných roztoků fruktózy je dosti vysoká, a nelze ji snížit zvýšením teploty, neboť při těchto teplotách, které jsou potřebné k podstatnému snížení viskozity, není fruktóza stálá. Za těchto okolností vznikají velmi malé krystaly, jejichž oddělení z roztoku je značně neekonomické. Kromě toho· je obtížné sušení velkého množství malých krystalů. Vzhledem ke všem obtížím výše uvedeným je podle názoru, odborníků krystalizace fruktózy z vodného roztoku prakticky neproveditelná v průmyslovém měřítku1.So far, fructose has been crystallized from methanol. On the other hand, there are great difficulties in crystallizing fructose from water due to its high solubility and low thermal stability. The viscosity of concentrated aqueous fructose solutions is quite high and cannot be reduced by raising the temperature, since fructose is not stable at these temperatures, which are required to substantially reduce the viscosity. Under these circumstances, very small crystals are formed whose separation from the solution is considerably uneconomical. In addition, it is difficult to dry large quantities of small crystals. In view of all the difficulties mentioned above, in the view of experts, crystallization of fructose from an aqueous solution is practically impracticable on an industrial scale 1 .
Vzhledem k nízké tepelné stabilitě fruktózy nepřichází v úvahu normální krystalizace odpařováním.Due to the low thermal stability of fructose, normal evaporative crystallization is out of the question.
Z literatury popisující dosavadní stav vyplývá, že významu přesné regulace hodnoty pH při· krystalizací fruktózy byla věnována malá pozornost, a navrhované hodnoty pH v literatuře se značně liší. Například jeden způsob navrhuje hodnotu pH v rozmezí 6 ažThe literature describing the prior art shows that the importance of accurate pH control in the crystallization of fructose has received little attention, and the suggested pH values in the literature vary widely. For example, one method suggests a pH in the range of 6 to
7. Toto rozmezí bylo· shledáno příliš vysokým vzhledem, ke vzniku · barevných produktů rozkladu při této hodnotě pH a k epimerizaci fruktózy na glukózu a m-rnózu, která probíhá v neutrálních nebo alkalických roztocích fruktózy.7. This range was found to be too high in view of the formation of colored decomposition products at this pH and the epimerization of fructose to glucose and m-nitrosis that occurs in neutral or alkaline fructose solutions.
Jiný způsob navrhuje široké rozmezí hodnoty pH od 3,5 do 8,9. Další způsob navrhuje jako nevhodnější hodnotu pH menší než' 4,0. Tento návrh se shoduje s výsledky, které zjistil autor vynálezu u zředěných roztoků fruktózy.Another method suggests a wide pH range of 3.5 to 8.9. Another method suggests a pH of less than 4.0 is more suitable. This proposal is consistent with the results obtained by the inventor of dilute fructose solutions.
Během vypracování způsobu podle vynálezu bylo shledáno, že · výtěžky krystalů byly v některých případech mnohem menší než bylo očekáváno. Zkouškami bylo zjištěno, že rozmezí hodnoty pH-3,0 až 4,0, které původně bylo· považováno za nepříznivějšíDuring the development of the process according to the invention, it was found that the crystal yields were in some cases much less than expected. Tests have shown that the pH-3.0 to 4.0 range, which was originally considered to be more unfavorable
0 7 3 3 5 pro imínima-lizaci rozkladu a eplmerizaci fruktózy pr'i vysokých teplotách, podle studia dioisavadníhoi stavu prováděného autorem vynálezu není vhodným rozmezím pH pro krystalizaci roztoků o vysoké koncentraci fruktčzy.For minimizing the degradation and eplmerization of fructose at high temperatures, according to the prior art study, it is not a suitable pH range for crystallization of high fructose concentration solutions.
Z přehledu literatury autoři vynálezu odvodili, že rozklad fruktózy při vysokých teplotách je minimální při hodnotě pH od 3,2 doFrom the literature review, the inventors have concluded that the decomposition of fructose at high temperatures is minimal at a pH of from 3.2 to 2.5
3,6. Podle dalšího známého: výsledku zkoumání je stabilita fruktózy maximální při pH 3,3. Přitom bylo též shledáno, že koncentrace roztoku neměla vliv na rozklad fruktózy, což je založeno na zkoumání roztoků o koncentraci 2 až 10 g/100 ml. Fruktóža se rychle rozkládá v neutrálních nebo alkalických roztocích při hodnotě pH vyšší než 6 a při nízkých hodnotách pH, tj. méně než 3, vznikají difruktózy a jejich anhydridy spolu s dalšími produkty rozkladu.3.6. According to another known result, the stability of fructose is maximal at pH 3.3. It was also found that the concentration of the solution had no effect on the decomposition of fructose, which was based on the examination of solutions with a concentration of 2 to 10 g / 100 ml. Fructose decomposes rapidly in neutral or alkaline solutions at a pH greater than 6 and at low pH values, i.e. less than 3, difructoses and their anhydrides are formed along with other decomposition products.
Hlavním úkolem vynálezu je krystalizace fruktózy z vodného roztoku ve formě velkých krystalů, které mohou být snadno odděleny z roztoku odstředěním. Dalším úkolem tohoto vynálezu je obdržet dostatečně velké krystaly fruktózy, schopné se vOlně vznášet, čímž je usnadněna další manipulace s nimi, jako vážení a balení. Dalším úkolem vynálezu je krystalizace fruktózy o vysoké čistotě a o vysoce homogenních rozměrech krystalů.The main object of the invention is to crystallize fructose from an aqueous solution in the form of large crystals which can be easily separated from the solution by centrifugation. It is a further object of the present invention to provide sufficiently large fructose crystals to float freely, thereby facilitating further handling such as weighing and packaging. Another object of the invention is to crystallize fructose of high purity and of highly homogeneous crystal dimensions.
Úkol vynálezu byl isplněn způsobem krystalizace fruktózy z vodného roztoku obsahujícího glukózu jako znečištění, přičemž se připraví vodný roztok fruktózy obsahující glukózu jako nečistotu a alespoň 90% sušiny, přičemž obsah fruktózy v sušině je alespoň 90 % hmotnostních, teplota vodného roztoku fruktózy se upraví na 58 až 65 °C, tedy je nasycen fruktózou, do tohoto roztoku se přidají očkovací krystaly fruktózy, teplota výsledné masy se regulovanou rychlostí sníží a krystaly fruktózy se Oddělují od masy při velikosti krystalů v rozmezí od 200 do· 500 μιη, jehož podstata spočívá v tom, že hodnota pH roztoku fruktózy, z nějž fruktóža krystalizuje, se nastavuje v rozmezí 4,5 až 5,5.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a method of crystallizing fructose from an aqueous glucose-containing solution as a contaminant, providing an aqueous fructose solution containing glucose as an impurity and at least 90% dry matter. up to 65 ° C, which is saturated with fructose, the fructose seed crystals are added to this solution, the temperature of the resulting mass is reduced at a controlled rate and the fructose crystals are separated from the meat at a crystal size of 200 to 500 μιη. 3. The method of claim 1, wherein the pH of the fructose solution from which the fructose crystallizes is adjusted in the range of 4.5 to 5.5.
Fruiktčza krystalizovaná z methanolu byla doposud používána hlavně ve formaceutickém průmyslu, který se spokojil velmi malými krystaly o rozměrech menších než 0,16 Fruktóža ve formě velkých krystalů získaná podle vynálezu je vlastně novým výrobkem. Vzhledem к tomu., že se potřeba fruktózy v posledních letech zvětšila, je v této oblasti velkým pokrokem možnost přípravy fruktózy o vysoké čistotě, ve formě velkých krystalů a tedy mechanicky dobře zpracovatelné jednoduchou krystalizaci z vodného roztoku, ekonomicky výhodným způzpůsobem. Při porovnání s krystalizaci z methanolu spočívá další výhoda v tom, že výrobek obdržený způsobem podle vynálezu je úplně prost methanolu, který je považován za jedovatou látku.So far, fructose crystallized from methanol has been used mainly in the pharmaceutical industry, which is satisfied with very small crystals of less than 0.16. The large-crystal fructose obtained according to the invention is actually a new product. Since the need for fructose has increased in recent years, the possibility of preparing high-purity fructose in the form of large crystals and hence mechanically easy to process by simple crystallization from an aqueous solution is a major advance in this field, an economically advantageous method. Compared to crystallization from methanol, another advantage is that the product obtained by the process of the invention is completely free of methanol, which is considered to be a toxic substance.
Podle vynálezu je fruktóža krystalizována z vodného roztoku .přidáním malého množství krystalů fruktózy co nejhomogennějších rozměrů a narůstáním rozměrů těchto očkovacích krystalů. Tvorbě nových krystalů je zabráněno· zachováním dostatečně krátké vzdálenosti mezi očkovacími krystaly a .přesnou regulací teploty během celého· procesu krystalizace. Vzdálenost mezi očkovacími kryistaly je dána poměrem objemu očkovacích krystalů к celkovému objemu roztoku. Objem roztoku je během průběhu kryistalizačního procesu nepřetržitě nebo přerušovaně zvětšován za účelem zachování vzdálenosti mezi očkovacími krystaly.According to the invention, fructose is crystallized from an aqueous solution by adding a small amount of fructose crystals of as homogeneous size as possible and increasing the dimensions of these seed crystals. The formation of new crystals is prevented by maintaining a sufficiently short distance between the seed crystals and the precise temperature control throughout the crystallization process. The distance between the seed crystals is given by the ratio of the seed crystal volume to the total volume of the solution. The volume of the solution is increased continuously or intermittently during the crystallization process in order to maintain the distance between the seed crystals.
Vynález řeší problém krystalizace fruktózy z vodného roztoku za účelem obdržení krystalů o průměrné velikosti 200 až 6’00 μιη. Zvláště řeší problém krystalizace fruktózy z vodného roztoku, jehož obsah sušiny není nižší než asi 90 % hmotnostních, přičemž sušina obsahu je ne méně než 90 % hmotnostních fruktózy a zbytek glukózy. Vodné roztoky fruktčzy, jejichž obsah sušiny se pohybuje mezi 90 až 94 % hmotnostními a u nichž čistota fruktózy se pohybuje v rozmezí 90 až 9.9 % hmotnostních, lze získat separací fruktózy od glukózy pomocí způsobu, který je předmětem jiného vynálezu.The invention solves the problem of crystallizing fructose from an aqueous solution to obtain crystals having an average size of 200-600 μιη. In particular, it solves the problem of crystallizing fructose from an aqueous solution whose dry matter content is not less than about 90% by weight, wherein the dry matter content is not less than 90% by weight of fructose and the rest of the glucose. Aqueous solutions of fructose having a dry matter content of between 90 and 94% by weight and in which the purity of fructose is between 90 and 9.9% by weight can be obtained by separating fructose from glucose by a process object of another invention.
Neočekávaný nedávný poznatek ukázal, že rozmezí pH od 4,5 až 5,5 poskytuje nejpříhodnější rozmezí hodnot pH pro krystalizaci fruktózy z koncentrovaných vodných roztoků. Během zkoumání -bylo ozřejměno, že vliv hodnoty pH na tvorbu nežádoucích difruktóz a jejich anhydridů se zvyšuje v roztocích fruktózy o vysoké koncentraci. Bylo též zjištěno, že poměr množství sedmi hlavních produktů rozkladu je proměnlivý podle hodnoty pH, a že v případě, že koncentrovaný roztok fruktózy — více než 90 % pevných látek — je přechováván při teplotě 60 °C při hodnotě pH = 3, je více než 10% fruktózy přeměněno na difruktózy během 10 hodin.Unexpected recent evidence has shown that a pH range of 4.5 to 5.5 provides the most convenient pH range for the crystallization of fructose from concentrated aqueous solutions. During the investigation it was clear that the effect of pH on the formation of undesirable difructoses and their anhydrides increases in high concentration fructose solutions. It has also been found that the ratio of the seven major degradation products varies by pH and that when the concentrated fructose solution - more than 90% solids - is stored at 60 ° C at pH = 3, it is more than 10% fructose converted to difructose within 10 hours.
Kromě toho převládá názor, že difruktózy a jejich anhydridy jsou účinnými inhibitory krystalizace.In addition, it is believed that difructoses and their anhydrides are potent inhibitors of crystallization.
Při provádění způsobu podle tohoto vynálezu při pH = 4,5-5,5, s výhodou 5,0 bylo shledáno, že rozkladu podléhá minimální množství fruktózy. Toto má za následek zvýšení výtěžku krystalů fruktózy požadovaných rozměrů mezi 2i00 a 600 μηι během kratší doby krystalizace. Celková doba krystalizace byla snížena například ze 180 hodin na 120 hodin a výtěžek krystalické fruktózy byl zvýšen na 45 až 50 % sušiny v roztoku v porovnání s 30 až 35 % sušiny při hodnotě pH v rozmezí 3 až 4.In carrying out the process of the invention at pH = 4.5-5.5, preferably 5.0, it has been found that the minimum amount of fructose is subject to decomposition. This results in an increase in the yield of fructose crystals of desired dimensions between 2,000 and 600 μηι during a shorter crystallization time. For example, the total crystallization time was reduced from 180 hours to 120 hours and the yield of crystalline fructose was increased to 45 to 50% dry matter in solution compared to 30 to 35% dry matter at a pH in the range of 3 to 4.
V další části je uveden podrobný popis příkladu vynálezu. Je popisována dvoustupňová krystalizace, prováděná ve dvou oddělených kryistalizačních nádobách. Úkolem je provedení krystalizace fruktózy z vodného roztoku, jehož obsah sušiny se pohybuje v rozmezí 90 až 94 % hmot,, a čistota fruktózy je 90 až 99 %, přičemž nečistota obsíaže207335 ná v roztoku je glukóza. Výsledkem tohoto procesu jsou krystaly, jejichž rozměr stanovený zkouškou proséváním, uvedenou v dalším, obnáší 300 až 500· μ-m a jejichž množství se pohybuje v rozmezí 45 až '55 °/o hmot, sušiny. Čistota konečného výrobku je vyšší než 99,5 % fruktózy.A detailed description of an example of the invention is given below. Two-stage crystallization carried out in two separate crystallization vessels is described. The task is to carry out the crystallization of fructose from an aqueous solution having a dry matter content of 90 to 94% by weight and a purity of fructose of 90 to 99%, the impurity of which is in the solution is glucose. This process results in crystals having a size determined by the sieving test set forth below of 300 to 500 µm and having an amount ranging from 45 to 55% by weight of dry matter. The purity of the final product is greater than 99.5% fructose.
Další krok .postupu zahrnuje. nastavení hodnoty pH vodného roztoku .popsaného výše. Hodnota pH .roztoku má být nastavena v rozmezí 4,5 až 5„5, s výhodou na hodnotu 5,0.The next step of the procedure includes. adjusting the pH of the aqueous solution described above. The pH of the solution should be adjusted in the range of 4.5-5.5, preferably 5.0.
To je . možno provést například přidáním vodného roztoku NazCCh ' — uhličitanu sodného. Jiným vhodným způsobem je nastavení hodnoty pH pomocí měniče aniontů. Tento způsob je možno provést vhodně v tom· případě, že roztok fruktózy se získá zvláštním způsobem použitím měniče .aniontů před separací fruktózy od glukózy.It is . may be accomplished, for example, by adding an aqueous solution of Na 2 CH 2 - sodium carbonate. Another suitable method is to adjust the pH using an anion exchanger. This process can be carried out suitably if the fructose solution is obtained in a special way by using an anion exchanger prior to the separation of fructose from glucose.
1. stupeň:1st level:
a) Krystalizační nádoba č, I je .naplněna vodným roztokem. fruktózy popsaným· výše, jehož teplota je regulována na. takovém- stupni, že roztok je nasycen fruktózou t=68 až 65 °C.a) The crystallization vessel # 1 is filled with an aqueous solution. fructose as described above, the temperature of which is controlled at. to a degree such that the solution is saturated with fructose t = 68 to 65 ° C.
b) Do roztoku je přidáno. malé množství krystalů fruktózy maximálně .stejnoměrných, působících jako krystalizační elementy, buď krystaly o· rozměrech 5 až 10 μ-ш v 'isopropanolové suspenzi, nebo větší krystaly, například 80 až 100 jum v . suchém . Stavu. Množství očkovacích krystalů — m ' — závist na jejich . rozměru ds, ' na množství hotových krystalů -- ,M — a na požadovaném rozměru krystalů — D — podle této rovnice:b) It is added to the solution. a small amount of maximum fructose crystals, which are most uniform, acting as crystallization elements, either crystals having a size of 5 to 10 μm in isopropanol suspension, or larger crystals, for example 80 to 100 μm in. dry. Condition. The amount of seed crystals - m '- envy them. dimension ds, 'on the quantity of finished crystals -, M - and on the required dimension of crystals - D - according to the following equation:
ms (:tun.y) . = θ3 M (tuny)m s (tun.y). = θ 3 M ( tons )
c) Poté je přesycení roztoku fruktózou zvýšeno snížením teploty, a pomocí .programované regulace teploty je vyvolána maximální .rychlost krystalizace bez 'tvorby nebo .rušení nových elementů krystalizace. Program teploty závisí na čistotě a na .obsahu . sušiny v roztoku použitém ke krystalizaci, a tyto programy jsou .sestaveny na experimentálním základě pro· různé případy. Pomocí vzorků odebíraných v určitých intervalech, u nichž Je zjišťováno přesycení matečného louhu, je kontrolována správnost programu a v případě potřeby může být během krystalizace změněn. Optimální přesycení fruktózou je v rozmezí 1,1 až 1,2. . Program ochlazování je s výhodou vypočítáván tak, aby se přesycení během krystalizace udrželo v tomto rozmezí.c) The supersaturation of the solution with fructose is then increased by lowering the temperature, and the programmed temperature control induces a maximum crystallization rate without the formation or abolition of new crystallization elements. The temperature program depends on purity and content. solids in the solution used for crystallization, and these programs are set up on an experimental basis for various cases. Samples taken at specific intervals for the supersaturation of the mother liquor are used to check the correctness of the program and may be changed during crystallization if necessary. Optimal fructose supersaturation is in the range of 1.1 to 1.2. . The cooling program is preferably calculated to maintain the supersaturation during this crystallization.
d) Krystalizace trvá asi 50 hodin, po jejichž uplynutí se teplota masy pohybuje v rozmezí od 25 do 35 °C, což též závisí na druhu použitého roztoku. Na konci krystalizace odpovídá získané množství krystalů přibližně 59 % hmotnostním obsahu . sušiny.d) Crystallization takes about 50 hours, after which the mass temperature ranges from 25 to 35 ° C, which also depends on the type of solution used. At the end of the crystallization, the amount of crystals obtained was approximately 59% by weight. dry matter.
2. stupeň:2nd level:
Krystalizační nádoba č. II je naplněna. současně hotovou masou, obdrženou z -předchozího· kroku zpracování, jakož . i . čerstvým, roztokem, jehož teplota byla .před přidáním nastavena tak, že tvoří -spolu s masou směs, v níž je matečný louh nasycen nebo slabě podsycen fruktózou. Po naplnění se provede jemná regulace teploty.Crystallization vessel No. II is filled. at the same time by the finished mass obtained from the previous processing step, as well as. i. a fresh solution, the temperature of which was adjusted before addition to form a mixture with the meat in which the mother liquor is saturated or slightly under-saturated with fructose. After filling, fine temperature control is performed.
Poté jsou provedeny stejné operace jak uvedeno pod body c a d stupně 1. Při ukončení výroby krystalů fruktózy jsou tyto. krystaly odděleny z 'kapalíny pomocí odstředění. Nejvhodnější odstředivky pro tento účel jsou odstředivky používané při rafinaci cukru. Vzhledem k .vysoké ' viskozitě masy je třeba vyvinout velkou .odstředivou sílu. Vhodné zařízení má průměr bubnu 10i6 až 122 cm a rychlost otáčení v rozmezí od 1400. do· 1800 ot/min. Při typickém zpracování je odstředivka o průměru 103 cm naplněna 120' až 250 kg masy obsahující krystaly fruktózy. Krystaly jsou pr omývány vodou — jeden až dva litry na dávku. Při opuštění odstředivky činí zbytkový obsah vody krystalů fruktózy asi 1,5 °/o. Doba odstředění každé dávky včetně naplnění, odstředění a vypuštění obnáší 10· až 14 minut. Kapacita odstředivky tohoto typu — průměr bubnu 106 cm, výška koše . 600 mim — je v rozmezí 250 až 500 kg/h.Thereafter, the same operations as described under c and d of step 1 are carried out. the crystals separated from the liquid by centrifugation. The most suitable centrifuges for this purpose are those used in sugar refining. Due to the high viscosity of the mass, a high centrifugal force is required. A suitable device has a drum diameter of 10 16 to 122 cm and a rotation speed in the range of 1400 to 1800 rpm. In a typical processing, a 103 cm diameter centrifuge is filled with 120 to 250 kg of mass containing fructose crystals. The crystals are washed with water - one to two liters per dose. When leaving the centrifuge, the residual water content of the fructose crystals is about 1.5%. The centrifugation time of each batch, including filling, centrifuging and draining, is 10 to 14 minutes. Centrifuge capacity of this type - drum diameter 106 cm, basket height. 600 mim - ranges from 250 to 500 kg / h.
Jako krysitalizačních nádob I a II je použito. horizontálních cylindrických nádrží o. průměru 2. až 2,7 m. Zevně jsou dobře izolovány za' účelem zamezení tepelným. ztrátám·. Jsou vybaveny ' průběžnou osou, na níž jsou ' uloženy šroubovicové chladicí trubky. Rychlost rotace osy Je 0,75 až ' 1,5 ot/min..Ochlazovací plocha je přibližně '2,5 m^/m3. Obsah — délka — krystalizačních nádob se v každém dalším stupni zvětšuje v závislosti na koncovém rozměru krystalů v daném stupni ' podle ' vzorce = toň 3Crystallization vessels I and II are used. horizontal cylindrical tanks with a diameter of 2 to 2.7 m. They are well insulated externally in order to avoid heat. losses. They are equipped with a 'continuous axis' on which helical coolant tubes are mounted. The axis rotation speed is 0.75 to 1.5 rpm. The cooling area is approximately 2.5 m 2,5 / m 3 . The content - length - of the crystallization vessels in each subsequent step increases depending on the end dimension of the crystals in the given step according to the formula = t 3
V2 V di / kdeV2 V di / where
Vi je objem krystalizační nádoby a I a V2 je objem· krystalizační nádoby II a.Vi is the volume of the crystallization vessel and I and V2 is the volume of the crystallization vessel IIa.
di, dz konečný rozměr krystalů získaných při stupni . 1, respektive ' 2. Toto, uspořádání zajišťuje nepřímou regulaci teploty, neboť je regulována teplota vody cirkulující v chladicích trubkách, a vzhledem k 'velké ochlazovací ploše je rozdíl teploty maisy a ochlazovací vody masy ' — '2' až 7 °C. Je 'též možno. použít přímý postup regulace teploty, jeslí to . požadováno.di, dz the final dimension of the crystals obtained in the step. 1 and 2, respectively. This arrangement provides indirect temperature control, since the temperature of the water circulating in the cooling tubes is controlled, and because of the large cooling area, the temperature difference between the maisy and the cooling water of the mass is 2 to 7 ° C. It is also possible. Use a direct temperature control procedure, if it does. required.
Krystalizaci lze 'též podpořit odpařováním vody z masy, například dmycháním vzduchu na její povrch.Crystallization can also be promoted by evaporating water from the mass, for example by blowing air onto its surface.
V následu jící tabulce jsou uvedeny hodnoty pro účinnou krystalizaci.The following table lists the values for effective crystallization.
Tabulka 1Table 1
Obsah krystalizační nádoby Celkové -množství fruktózy Doba· krystaiizaceCrystallization vessel content Total fructose amount Crystallization time
Rozměry krystalůDimensions of crystals
Množství krystalůQuantity of crystals
Výtěžek - odstředěníYield - centrifugation
1. stupeň1st degree
10' m3 t10 'm 3 t
hh
290- -<u m290 - <u m
6,3 t6,3 t
2. -stupeň m3 t2nd stage m3 t
hh
000 <m000 <m
20—21 t20—21 t
Namísto dvou oddělených krystalizačních nádob - I a II je možno použít jediné krystalizační - nádoby. - Krystalizací je možné též provést ve více stupních než dvou, - například - -tří, - čtyřech nebo i více stupních, při nichž je možno- použít -počet nádob odpovídající počtu stupňů krystaiizace, nebo pouze jedinou krystalizační nádobou. Je též možno, jako další alternativní provedení, použít kombinace -obou výše -uvedených alternativních -provedení, například třístupňovou metodu, u níž stupně 1 a 2 jsou prováděny ve le^ejné krystalizační -nádobě - a stupeň 3- v -oddělené krystalizační nádobě. - Při použití jedné krystalizační nádoby pro několik stupňů musí její -cbcíali odpovídat -objemu roztoku v posledním- stupni, v této nádobě prováděném. V takových případech může být krystalizační nádoba například vybavena -vertikální osou se šroubovicovýmii chladicími trubkami na ní uloženými. U každého z těchto alternativních- postupů by hodnota pH roztoku fruktózy,- -přiváděného do· krystalizační nádoby, měla, -být v rozmezí od 4 -do 6, s výhodou 4,5 až - 5,5.Instead of two separate crystallization vessels - I and II, a single crystallization vessel may be used. Crystallization can also be carried out in more than two stages, for example three, four or more stages in which a number of vessels corresponding to the number of crystallization steps can be used, or with only one crystallization vessel. It is also possible, as a further alternative embodiment, to use a combination of the above-mentioned alternative embodiments, for example the three-step method, wherein steps 1 and 2 are carried out in the same crystallization vessel and step 3 in a separate crystallization vessel. When using a single crystallization vessel for several stages, its contents must correspond to the volume of solution in the last stage carried out in the vessel. In such cases, the crystallization vessel may, for example, be equipped with a vertical axis with helical cooling tubes mounted thereon. For each of these alternative processes, the pH of the fructose solution fed to the crystallization vessel should be in the range of 4 to 6, preferably 4.5 to 5.5.
Na. výkresech je graficky -znázorněna -dvoustupňová krystaiizace ve dvou krystalizačních nádobách. Taito grafické znázornění - bylo provedeno na základě -sledování krystaiizace fruktózy v -roztoku, -obsahujícího 87,5 % fruktózy, 4,5 % glukózy a -8 % vody, v průmyslovém měřítku.On. The drawings show graphically two-stage crystallization in two crystallization vessels. This graphical representation was made by observing the crystallization of fructose in a solution containing 87.5% fructose, 4.5% glucose and -8% water on an industrial scale.
Na výkresech -značí obr. -1 -celkové množství - fruktózy — křivka A -a vykrystalizovaného množství fruktózy — křivka B v tunách jako funkci -času, přičemž celková -doba krystaiizace je 110 -hodin; -obr. 2 teplotu roztoku fruktózy ve °C jako funkci času, -obr.In the drawings, Fig. -1 indicates the total amount of fructose-curve A -and the crystallized amount of fructose-curve B in tons as a function of time, the total crystallization time being 110 hours; -giant. 2 shows the temperature of the fructose solution in ° C as a function of time;
vykrystalizované množství - fruktózy v - % celkového- množství jako funkci času; obr.crystallized amount of fructose in% of total amount as a function of time; giant.
rozměr krystalů fruktózy v μηι jako· funci času; obr. 5A - až -5H grafické znázornění - podmínek uplatněných ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu -ve -dvou -stupních 1 - a 2, kde obr. 5A až 5D znázorňují stejné funkce jako v obr. 1 až 4 ve -stejném- sledu; obr. 5E rychlost krystalzzace v ^m/h v závislosti na -čase; obr. -5F čistotu -matečného1 - louhu v % jako funkci času; obr. 5G přesycení jako- funkci- času a obr. -5H obsah sušiny matečného louhu jako funkci času; obr. 6 kontinuální krystalizační nádobu; obr. 7A grafické znázornění tvorby difruktóz a obr. 7B vzniku vody při 60 °C - v roztocích fruktózy obsahu jících -90 % pevných látek -během 12 hodinového uskladnění při hodnotě pH v rozmezí od 1,9 -až 5,0; - obr. 8 graf znázorňující zlepšený výtěžek v procentech získaný způsobem podle -vynálezu v závislosti na hodnotě - pH; obr. 9 schéma typického chromatogramu produktů rozkladu fruktózy, obdržených při- -hodnotě pH nižší než 4 - v koncentrovaných roztocích fruktózy uchovávaných při vyšších teplotách; obr. 10 graf znázorňují vzájemný vztah mezi hodnotou pH, obsahem - difruktóz v procentech a výtěžkem krystalů fruktózy v procentech; obr. 11 jiný graf znázorňující vliv - ' hodnoty pH na obsah difruktóz a -na výtěžek krystalů fruktózy.dimension of crystals of fructose in μηι as · function of time; FIGS. 5A-5H are a graphical representation of the conditions applied in a preferred embodiment of the method of the invention in two stages 1 and 2, wherein FIGS. 5A to 5D show the same functions as in FIGS. 1 to 4 in the same sequence; ; FIG. 5E the crystallization rate in µm / h versus time; Fig. -5F purity -meat 1 - lye in% as a function of time; Fig. 5G supersaturation as a function of time and Fig. -5H dry matter content of mother liquor as a function of time; FIG. 6 a continuous crystallization vessel; Fig. 7A is a graphical representation of diffructose formation; and Fig. 7B shows the formation of water at 60 ° C - in fructose solutions containing -90% solids - during 12 hours of storage at a pH ranging from 1.9 to 5.0; FIG. 8 is a graph illustrating the improved percentage yield obtained by the method of the invention as a function of pH; FIG. 9 is a diagram of a typical chromatogram of fructose decomposition products obtained at a pH of less than 4 in concentrated fructose solutions stored at higher temperatures; Fig. 10 is a graph showing the relationship between pH, difructose content in percent and fructose crystal yield in percent; FIG. 11 is another graph showing the effect of pH on diffructose content and fructose crystal yield.
Grafické znázornění na obr. 1 až 4 bylo rozděleno na 5 částí: naplnění krystalizační - nádoby I, krystaiizace v krystalizační nádobě I — -tzv. předběžná krystaiizace, naplnění krystalizační nádoby II, krystaiizace v krystalizační -nádobě II, -odstředění. Na obr.1 to 4 was divided into 5 parts: filling of the crystallization vessel I, crystallization in the crystallization vessel I - so-called. pre-crystallization, filling of crystallization vessel II, crystallization in crystallization vessel II, centrifugation. In FIG.
znázorňuje křivka A -celkové množství fruktózy v systému -a křivka B množství vykrystalizované fruktózy. Okamžik označený O je -okamžik, ve -kterém se započne s plněním roztoku do krystalizační nádoby - I.shows curve A - the total amount of fructose in the system - and curve B the amount of crystallized fructose. The moment indicated by O is the moment at which the filling of the solution into the crystallization vessel is started - I.
Pátá část grafického -znázornění na obr. 1 až 4 -se týká odstředění roztoku obsaihujícího· krystaly. Jak uvedeno výše, -obnáší doba odstředění -pro jednu náplň typické odstředivky 10 -až 14 minut pro- úplný cyklus naplnění, odstředění a vypuštění.The fifth part of the graphical representation of FIGS. 1 to 4 relates to the centrifugation of the solution containing the crystals. As mentioned above, the centrifugation time is 10 to 14 minutes per complete load of a typical centrifuge for a complete cycle of filling, centrifuging and draining.
Při postupu -znázorněném na výkrese -bylo použito dvou odstředivek, -z nichž každá měla kapacitu 250 - až 500 kg/hod. kontinuálně -až -do' úplného oddělení krystalů z celé dávky. Celkové množství krystalů bylo 20 tun. Z tohoto -důvodu -uvádí každý z výkresů pro časové -rozpětí odstředění dobu -asi 20 - hod. S ohledem -na -obr. 3 - a 4 ukazují křivky -nepatrné -snížení -množství krystalů fruktózy a rozměru krystalů, ke kterému dochází při započetí -odstřeďování a zvláště- během premývání krystalů za účelem odstranění roztoku na nich ulpělého.In the process illustrated in the drawing, two centrifuges were used, each having a capacity of 250-500 kg / hr. continuously to complete separation of the crystals from the entire batch. The total amount of crystals was 20 tonnes. For this reason, each of the drawings for the centrifugation time span shows a time of about 20 hours. Figures 3 and 4 show curves - slight decrease - of the amount of fructose crystals and the crystal size that occurs at the start of the centrifugation and especially during the washing of the crystals to remove the solution adhering thereto.
V souvislosti -s přechodem od stupně -1 — — krystalizační -nádoba I — - - ke -stupni -2 — — krystalizační nádoba - II, kdy je přidáván čerstvý -roztok -stejného složení jako počáteční -roztok, se malá část krystalů fruktózy rozpustí (obr. 1], teplota se zvýší (obr. 2), vypočítané množství krystalů jako -procento celkové hmoty je «podstatně -sníženo (obr. -3) a -průměrný rozměr krystalů se nepatrně zmenší (obr. 4).In connection with the transition from step -1 - - crystallization vessel I - - - to step -2 - crystallization vessel II, when a fresh solution of the same composition is added as the initial solution, a small portion of the fructose crystals are dissolved (Fig. 1), the temperature is increased (Fig. 2), the calculated amount of crystals as a percentage of total mass is substantially reduced (Fig. -3), and the average crystal size is slightly reduced (Fig. 4).
Výše popsaný způsob, u něhož došlo k přidání čerstvého roztoku při přechodu -od stupně - 1- k stupni i2, může být upraven tak,The above-described process in which fresh solution has been added at the transition from -1 to -1 to step i2 can be modified so that
I že čerstvý roztok je přidáván kontinuálně během stupně 1 až do jeho ukončení, v kterémžto případě není pokračováno v přidávání při přechodu ke stupni 2. Tento postup je prováděn jako· dvoustňový v jedné krystalizační nádobě takto:Although the fresh solution is added continuously during step 1 until completion, in which case the addition is not continued at the transition to step 2. This process is carried out as a two-stage in a single crystallization vessel as follows:
Stupeň 1:Stage 1:
Do krystalizační nádoby je přidáván roztok obsahující 87,5 % fruktózy, 4,5 % glukózy a 8 °/o vody, jehož teplota je tak vysoká — — 65 CC — že je fruktózou podsycen. Množství roztoku je takové, že spolu s krystaly fruktózy přidanými jako elementy krystalizace tvoří hmotu, v níž asi 16 % hmotnostních sušiny tvoří krystaly. Roztok je ochlazen na bod nasycení a je přidáno potřebné množství elementů krystalizace, jejichž rozměr je cca 100 μαη, Například jestliže množství roztoku je 90Ό kg, z něhož 830 kg je sušina, je přidáno 160 kg elementárních krystalů o nolziměru 100 μτη. Teplota Je snížena na takovou hodnotu — 50 až 56 °C — aby bylo doslaženo optimálních podmínek, včetně optimálního stupně přesycení v rozmezí 1,1 až 1,2 pro růst krystalů při zachování konstantní teploty. Jelikož vzhledem к probíhající krystalizaci je z roztoku stále odlučována fruktóza, je nyní třeba přivádět stále více roztoku pro zajištění nezměněných podmínek. Stupeň přesycení musí být zachován v optimálním rozmezí. Při růstu krystalů, roste plocha krystalů, jakož i množství fruktózy vykrystalizované za jednotku času. Z tohoto důvodu je 'rychlost přidávání roztoku stále zrychlována podle předem stanoveného programu. Když je krystalizační nádoba .plná, je další přidávání roztoku zastaveno.A solution containing 87.5% fructose, 4.5% glucose and 8% water is added to the crystallization vessel, the temperature of which is so high - 65 ° C - that it is under-saturated with fructose. The amount of solution is such that, together with the fructose crystals added as the crystallization elements, they form a mass in which about 16% by weight of the dry matter are crystals. The solution is cooled to the saturation point and the required amount of crystallization elements is added, the size of which is approximately 100 μαη. The temperature is lowered to a value of - 50 to 56 ° C - to achieve optimal conditions, including an optimum degree of supersaturation in the range of 1.1 to 1.2 for crystal growth while maintaining a constant temperature. Since fructose is still separated from the solution due to the ongoing crystallization, it is now necessary to introduce more and more solution to ensure unchanged conditions. The degree of supersaturation must be maintained within the optimum range. As crystals grow, the area of the crystals increases, as does the amount of fructose crystallized per unit of time. For this reason, the rate of addition of the solution is still accelerated according to a predetermined program. When the crystallization vessel is full, further addition of the solution is stopped.
Stupeň 2:Stage 2:
Tento stupeň je krystalizaci vymrazováníím stejného druhu jako je popsáno v bodě c stupně 1. Masa je ochlazena na 50 až 55 stupňů Celsia až do dosažení teploty, při níž je množství krystalů rovno 50 °/o hmot, celkové sušiny masy.This step is by crystallization by freeze-drying of the same kind as described in step c of step 1. The meat is cooled to 50 to 55 degrees Celsius until a temperature at which the amount of crystals is equal to 50% by weight of the total meat solids is reached.
Odvolání na obr. 5 poslouží к podrobnějšímu vysvětlení úvah popsaných výše ve stupni 1 a 2. Změny hmotnosti masy v tunách sušiny, teploty, poměru krystalů к celkové mase, rozměru krystalů, rychlosti krystalizace, čistoty matečného' louhu, stupně přesycení a obsahu -sušiny v matečném louhu Jsou popsány příslušnými křivkami sledujícími celý proces. Z nich vyplývá, že krystalizaiční nádoba je zcela naplněna při ukončení stupně 1, a že optimální podmínky pro krystalizaci jsou udržovány během stupně 2 snížením teploty masy za účelem zachování přesycení fruktčzou v rozmezí 1,1 až 1,2.Referring to Fig. 5 serves to provide a more detailed explanation of the considerations described in Steps 1 and 2 above. Mass weight changes in tonnes of dry matter, temperature, crystal ratio to total meat, crystal size, crystallization rate, purity of mother liquor, degree of supersaturation and dry matter content in the mother liquor They are described by the respective curves that follow the whole process. It follows that the crystallization vessel is completely filled at the completion of step 1 and that optimum conditions for crystallization are maintained during step 2 by lowering the temperature of the mass to maintain the fructose over-saturation in the range of 1.1 to 1.2.
Krystalizační nádoba je nádrž stejného druhu, jak byla popsána v souvislosti s prvním způsobem. Pro přidávání roztoku je použito čerpadla s nastavitelným výstupem, s nímž je spražeri programový mechanismus za účelem přidávání roztoku rychlostí, která se mění podle požadovaného programu.The crystallization vessel is a tank of the same type as described in connection with the first method. A pump with adjustable output is used to add the solution, with which the program mechanism is provided to add solution at a rate that varies according to the desired program.
Následující tabulka vedené krystalizace.The following table shows the crystallization.
Tabulka 2Table 2
Objem; krystalizační nádoby masa 29 m3 = = 42,9 t rozměry obdržených krystalů udává hodnoty pro30 m3 Volume; crystallization vessels of meat 29 m 3 = = 42.9 t The dimensions of the crystals obtained give values for 30 m 3
39,5 t sušiny39.5 t of dry matter
1Ό0 až 500 /лш doba množství získaných krystalů1Ό0 to 500 µl time of quantity of obtained crystals
120 hodin t = 49 % hmotnostních fruiktózy obsažené v původním roztoku120 hours t = 49% by weight of fruiktose contained in the original solution
Jako očkovacích krystalů je při krystalizaci .podle tohoto vynálezu možno použít krystalové masy, vybrané z vhodného stupně předcházející krystalizace. Jako očkovacích krystalů je možno použít například krystalické masy, zbývající po odstředění způsobem podle tohoto vynálezu.Seed crystals selected from a suitable pre-crystallization step may be used as seed crystals in the crystallization process of the present invention. As seed crystals, for example, crystalline masses remaining after centrifugation according to the method of the invention can be used.
Tam, kde je uváděn rozměr krystalů fruktózy v popisu nebo v předmětu vynálezu, byl tento rozměr stanoven ze suchých vzorků a z koinečného produktu pomocí zkoušek proséváním jako standardní metody pro určení rozměrů krystalů cukru.Where the size of the fructose crystals is given in the description or subject matter of the invention, this dimension was determined from dry samples and from the co-product by screening tests as a standard method for determining sugar crystal dimensions.
Během krystalizaišních procesů byl rozměr krystalů v sirupu stanoven mikroskopicky.During crystallization processes, the crystal size of the syrup was determined microscopically.
Pojem „přesycení“, jak je používán v toto popisu a v předmětu vynálezu, je definován vzorcem Claasen-Holveinovým jak uvedeno -níže:The term "supersaturation" as used in this specification and subject matter of the invention is defined by the Claasen-Holvein formula as set out below:
/ s/w \ m presycem» ) Ρ,τ kde/ s / w \ m presycem ») τ, τ where
S/W je poměr oukr/voda pro roztok o čistotě P a teplotě T,S / W is the oukr / water ratio for a solution of P-purity and temperature T,
Si/Wi=poměr cukr/voda pro nasycený roztok o čistotě P a teplotě T, kde cukr = fruktóza.Si / Wi = sugar / water ratio for a saturated solution of P purity and temperature T, where sugar = fructose.
Kontinuální krystalizace může být provedena v krystalizaiční nádobě podobné té, které je používáno při krystalizaci v dávkách. Je však výhodné rozdělit při kontinuální krystalizaci krystalizační nádobu na části pomocí přepážek, a každou část vybavit zvláštním zařízením pro regulaci teploty a přívod roztoku fruktózy. V přepážkách jsou otvory, jimiž masa kontinuálně protéká z jedné části do druhé. Každá část též může být provedena jako zvláštní zařízení, v kterémžto případě masa protéká z jediné krysta207335 lizační nádoby do druhé. Krystalizační nádoby mohou mít stejný rozměr, nebo mohou mít různé rozměry.Continuous crystallization can be carried out in a crystallization vessel similar to that used in batch crystallization. However, it is preferable to divide the crystallization vessel into portions by continuous baffles during continuous crystallization, and to equip each portion with a separate temperature control device and fructose solution supply. In the partitions there are openings through which the meat flows continuously from one part to the other. Each portion may also be embodied as a separate device, in which case the meat flows from one crystal of the container to another. The crystallization vessels may be of the same dimension or of different dimensions.
Typická krystalizační nádoba na kontinuální krystalizáci je · znázorněna na obr. '6 a pracuje· následovně.A typical crystallization vessel for continuous crystallization is shown in Fig. 6 and operates as follows.
Z přívodní nádrže· vybavené míchadlem je kontinuálně nebopo částech přiváděna směrem S do první části krystalizační nádoby masa očkovacích krystalů, suspendovaných v nasyceném roztoku fruktózy. · Současně je regulovanou rychlostí do první části krystalizační nádoby přívodem 10 s regulátorem 11 kontinuálně přiváděn · roztok fruktózy, jehož teplota je vzhledem k f.ruktóze tak vysoká, že je násycen, nebo slabě podsycen. V této· části je masa ochlazena na určitou teplotu, takže krystaly rostou maximální rychlostí, aniž by došlo k nějaké znatelné tvorbě nových krystalů. Krystalizační nádoba· je také opatřena přívodem 12 chladicí vody a regulačním ústrojím 13 pro regulaci a záznam teploty.From a feed tank equipped with a stirrer, it is fed continuously or in portions towards the first part of the crystallization vessel of the seed crystal mass suspended in a saturated fructose solution. Simultaneously, at a controlled rate, a fructose solution is continuously fed into the first part of the crystallization vessel through the inlet 10 with the regulator 11, the temperature of which is so high that it is saturated or slightly under-saturated with respect to the glucose. In this section, the mass is cooled to a certain temperature so that the crystals grow at maximum speed without any noticeable formation of new crystals. The crystallization vessel is also provided with a cooling water supply 12 and a control device 13 for controlling and recording the temperature.
K mase, která přetekla do druhé části, je přidán regulovanou · rychlostí podobný roztok fruktózy a teplota je opět snížena stejným způsobem jako v první části. Očkovací krystaly nejsou přidávány ani v této, ani v dalších následu jících částech.A fructose-like solution is added at a controlled rate to the meat that overflows into the second portion and the temperature is again lowered in the same manner as in the first portion. Seed crystals are not added in either this or other subsequent portions.
Počet po sobě následujících částí může být proměnný a rozsah zpracování v každé části je dán počtem' a rozměrem částí. Charakteristické číselné údaje, při sledování provozu kontinuální krystalizační ' nádoby, rozdělené na pět částí, kde délka prodlevy· u každé fáze je podobná — 20 až 30 hodin — jsou uvedeny v níže sestavené tabulce 3. Kapacita této krystalizační nádoby je cca 140 kg krystalů fruktčzy/h.The number of consecutive parts may be variable and the extent of processing in each part is given by the number and size of the parts. Characteristic figures for monitoring the operation of a continuous crystallization vessel, divided into five parts, where the delay time for each phase is similar - 20 to 30 hours - are shown in Table 3 below. The capacity of this crystallization vessel is about 140 kg of fructose crystals / h.
Tabulka 3Table 3
Krystalizační nádoba na kontinuální krystalizacíCrystallization vessel for continuous crystallization
Obr. 7A a 7B znázorňují vliv změn hodnoty pH v rozmezí 1,9 až 5,0 na množství difruktóz a množství vody, vzniklé během skladování koncentrovaných roztoků fruktózy při teplotě ©0 °C. Difrukitózy byly analyzovány chromatografií v tenké vrstvě, zatímco voda byla stanovena metodou podle Karla Fischera,Giant. 7A and 7B show the effect of pH changes in the range of 1.9 to 5.0 on the amount of diffructose and the amount of water produced during storage of concentrated fructose solutions at © 0 ° C. Difrukitoses were analyzed by thin-layer chromatography, while water was determined by the Karl Fischer method,
Je zřejmé, . že fruktóza je rychle převáděna na · difruktózy · a jejich anhydridy při pH 1,9, zatímco při pH 5,0 je množství vzniklých difruktóz minimální. Podobně je uvolňováno podstatné množství vody při tvorbě anhydridů difruktóz, což je znázorněno na obr.· 7B.It is obvious, . that fructose is rapidly converted to difructoses and their anhydrides at pH 1.9, while at pH 5.0 the amount of difructoses formed is minimal. Similarly, substantial amounts of water are released in the formation of difructose anhydrides, as shown in Figure 7B.
Obr. 8 shrnuje údaje o výtěžku z řady · krystalizačních procesů, prováděných při hodnotě pH v · rozmezí od 3,5 až 5,0. Seist hodnot označených na grafu znakem O v rozmezí 3,5 až 4,0 bylo stanoveno při průmyslové výrobě, což ukazuje na rozsáhlou proměnlivost a poměrně nízkou · úroveň výtěžků. Čtyři hodnoty v rozmezí 4,5 až 5,0 označené znakem + ukazují menší rozptyl a vyšší výtěžky od 40 do 45 °/o.Giant. 8 summarizes yield data from a number of crystallization processes carried out at a pH in the range of 3.5 to 5.0. The seist of the values indicated by O in the range of 3.5 to 4.0 was determined in industrial production, indicating extensive variability and a relatively low level of yields. Four values in the range of 4.5 to 5.0 marked with + show less variance and higher yields from 40 to 45%.
Obr. 9 znázorňuje typický chromatogram v tenké vrstvě, kde blíže neurčené · produkty rozkladu fruktózy jsou znázorněny skvrnami č. 1, 2, 4, 5, 6, 7 a 8. Skvrna číslo 3 je fruktóza. Rychlá · tvorba difruktóz ·snižuje čistotu a koncentraci· fruktózy v roztoku a tím vyvíjí snahu o iinhibici krystalizace fruktózy a snížení výtěžků krystalů. Kromě · toho zde působí zvláštní silný vliv na krystalizaci, způsobený přítomností difruktóz a jejich anhydridů, který se zdá být příčinou skutečné inhibice krystalizace.Giant. 9 depicts a typical thin layer chromatogram wherein unspecified fructose decomposition products are represented by spots No. 1, 2, 4, 5, 6, 7, and 8. Spot number 3 is fructose. Rapid · diffructose formation · decreases the purity and concentration of · fructose in solution, thereby attempting to inhibit the crystallization of fructose and reduce crystal yields. In addition, there is a particularly strong effect on crystallization due to the presence of difructoses and their anhydrides, which appears to cause true inhibition of crystallization.
Obr. 10 obsahuje údaje shromážděné z 53 vzorků, které ukazují zlepšení výtěžku nastavením 'hodnoty pH roztoku fruktózy na hodnotu asi ·5. Celkové výtěžky před odstředěním, sušením a prosetím jsou o ' ·2 až 3 % · vyšší. Horní graf udává pro každý vzorek výtěžek jako procento · původního· · obsahu fruktózy. Počínaje vzorkem 16 byla hodnota pH · vzorků nastavena asi na 5.Giant. 10 contains data collected from 53 samples which show an improvement in yield by adjusting the pH of the fructose solution to about 55. The overall yields before centrifugation, drying and sieving are 2 to 3% higher. The upper graph shows the yield for each sample as a percentage of the original fructose content. Starting with Sample 16, the pH of the samples was adjusted to about 5.
Spodní graf olb-r. 1'0 ukazuje procento difruktóz v každém vzorku, které bylo stanoveno chromatografií v tenké vrstvě.Bottom chart olb-r. 10 shows the percentage of difructoses in each sample as determined by thin layer chromatography.
Obr. 11 · obsahuje údaje, ukazující na vliv hladiny difruktóz na výtěžek krystalické fruktózy. Ja-k je možno z údajů vidět,· je zde vzájemný vztah mezi vysokým- obsahem difruktóz a· nízkým výtěžkem krystalů fruktózy. Tam, · kde byla· hodnota pH roztoku fruktózy nastavena na přibližnou hodnotu 5 před započetím krystalizace, je obsah difruktóz v louzích udržen pod ·3· % a obvykle pod 1,5 · %.Giant. 11 contains data showing the effect of diffructose levels on crystalline fructose yield. As can be seen from the data, there is a correlation between a high diffructose content and a low fructose crystal yield. Where the pH of the fructose solution was adjusted to about 5 before crystallization began, the difructose content in the leaches was kept below · 3 ·% and usually below 1.5 ·%.
Tam, kde se uvádí pH roztoků · fruktózy, byla hodnota· této veličiny měřena po zředě207335 ní alikvotního dílu vzorku na asi 50 °/o sušiny.Where the pH of the fructose solutions is reported, this value was measured after diluting the aliquot of the sample to about 50% dry matter.
Příklad 1Example 1
Roztok fruktózy byl získán Melajovou metodou a krystalizace byla provedena podle dvoustuňového způsobu, uvedeného výše, přičemž výsledky jsou shrnuty ve výše uvedené tabulce 1. Před nastavením pH obsahoval roztok 75 % hmotnostních sušiny, přičemž 98 °/o obsahu sušiny byla fruktoza a roztok měl pH = 3,6.The fructose solution was obtained by the Melaj method and crystallization was carried out according to the two-step method above, the results are summarized in Table 1 above. Before adjusting the pH, the solution contained 75% by weight of dry matter, 98% / dry matter being fructose and pH = 3.6.
Hodnota pH roztoku byla nastavena před odpařením přidáním 3,5 kg NazCCh — uhličitanu sodného — ve formě vodného roztoku. Hodnota pH po nastavení byla 5,0 při měření po zředění alikvotní části na asi 5 % sušiny.The pH of the solution was adjusted before evaporation by adding 3.5 kg of Na 2 CO 3 - sodium carbonate - as an aqueous solution. The pH after adjustment was 5.0 when measured after dilution of the aliquot to about 5% dry matter.
Po odpaření na 92,5 % hmotnostních sušiny bylo podrobeno 31 m3 roztoku krystalizaci. a celková doba krystalizace obnášela 110 Houni (stupeň 1=50 hodin a stupeň 2 = 60 hodin). Výtěžek byl 21 t, což se rovná 49 % sušiny ve formě krystalů fruktózy.After evaporation to 92.5% dry weight, 31 m 3 of solution were subjected to crystallization. and the total crystallization time was 110 Houni (degree 1 = 50 hours and degree 2 = 60 hours). The yield was 21 t, which equals 49% dry matter in the form of fructose crystals.
ná teplota byla 38^9 °C a výtěžek byl 21 t, což odpovídá 49 % sušiny ve formě krystalů fruktózy.the temperature was 38-9 ° C and the yield was 21 t, which corresponds to 49% dry matter in the form of fructose crystals.
Příklad 3Example 3
Roztok fruktózy byl připraven a krystalizován tak, jak uvedeno v příkladu 1 a 2. Hodnota pH byla nastavena na 4,9 a roztok byl odpařen na 92,5 % sušiny. Obsah fruktózy činil 97 % sušiny. Krystalizace byla provedena ve dvou stupních a trvala 60 + 7'0 hcdin. Konečná teplota byla 35,5 °C. Výtěžek obnášel 20 t neboli 48 % sušiny ve formě krystalů fruktózy.The fructose solution was prepared and crystallized as described in Examples 1 and 2. The pH was adjusted to 4.9 and the solution was evaporated to 92.5% solids. The fructose content was 97% dry matter. Crystallization was performed in two steps and lasted 60 + 70 hcdin. The final temperature was 35.5 ° C. The yield was 20 t or 48% dry matter in the form of fructose crystals.
Příklad 4Example 4
Roztok fruktózy byl připraven a krystalizován tak, jak popsáno v příkladech 1 ažThe fructose solution was prepared and crystallized as described in Examples 1 to 4
3. Hodnota pH byla nastavena na 4,5 a roztok byl odpařen na 92,5 %. Obsah fruktózy byl 93 °/o. Krystalizace byla provedena za 60 + 70 hodin a výtěžek obnášel 44 % sušiny ve formě krystalů fruktózy.3. The pH was adjusted to 4.5 and the solution was evaporated to 92.5%. The fructose content was 93%. Crystallization was performed at 60 + 70 hours and the yield was 44% dry matter as fructose crystals.
Příklad 5Example 5
Roztok fruktózy byl připraven a krystalizován tak, jak popsáno v příkladu 1. Hodnota pH byla nastavena na 5,1 před odpařením, přidáním 4,9 ИагСОз — uhličitanu sodného. Roztok byl odpařen na 92,5 % sušiny. Obsah fruktózy obnášel 97,0 % sušiny. Krystalizace byla provedena ve dvou stupních, které trvaly '50, respektive 7.0 hodin. KonečRoztok fruktózy byl přípraven a krystali• zován tak, jak popsáno v předchozích příkladech. Hodnota pH byla nastavena na 5,5 a roztok odpařen na 92,4 %. Obsah fruktózy byl 96 %. Krystalizace byla provedena' za 60+70 hodin, a výtěžek činil 43 % sušiny ve formě krystalů fruktózy.The fructose solution was prepared and crystallized as described in Example 1. The pH was adjusted to 5.1 prior to evaporation by the addition of 4.9% sodium carbonate. The solution was evaporated to 92.5% solids. The fructose content was 97.0% dry matter. Crystallization was carried out in two stages of 50 and 7.0 hours, respectively. The fructose solution was prepared and crystallized as described in the previous examples. The pH was adjusted to 5.5 and the solution evaporated to 92.4%. The fructose content was 96%. Crystallization was carried out at 60 + 70 hours, and the yield was 43% dry matter as fructose crystals.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US437224A US3883365A (en) | 1972-01-04 | 1974-01-28 | PH adjustment in fructose crystallization for increased yield |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS207335B2 true CS207335B2 (en) | 1981-07-31 |
Family
ID=23735578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS75492A CS207335B2 (en) | 1974-01-28 | 1975-01-24 | Method of craystallization of the fructose from the aqueous solution |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838160B2 (en) |
| AT (1) | AT346785B (en) |
| BE (1) | BE824362A (en) |
| BG (1) | BG24961A3 (en) |
| CA (1) | CA1030533A (en) |
| CH (1) | CH596318A5 (en) |
| CS (1) | CS207335B2 (en) |
| DE (1) | DE2502558C2 (en) |
| DK (1) | DK24875A (en) |
| ES (1) | ES433589A1 (en) |
| FI (1) | FI58654C (en) |
| FR (1) | FR2259151B1 (en) |
| GB (1) | GB1456260A (en) |
| HU (1) | HU174513B (en) |
| IE (1) | IE41769B1 (en) |
| IT (1) | IT1026412B (en) |
| NL (1) | NL186183C (en) |
| PL (1) | PL102673B1 (en) |
| RO (1) | RO76829A (en) |
| SE (1) | SE434407B (en) |
| YU (1) | YU36540B (en) |
| ZA (1) | ZA7590B (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4041317B4 (en) * | 1990-01-18 | 2005-09-08 | Xyrofin Oy | Process for crystallizing crystal water-free fructose from its aqueous solutions |
| KR101749527B1 (en) | 2014-10-20 | 2017-06-21 | 씨제이제일제당(주) | A method of manufacturing a d-psicose crystal |
| US10808002B2 (en) | 2014-10-20 | 2020-10-20 | Cj Cheiljedang Corporation | Method for preparing D-psicose crystal |
| KR101981388B1 (en) * | 2017-06-14 | 2019-05-22 | 씨제이제일제당 (주) | A method of manufacturing a d-psicose crystal |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2949389A (en) * | 1958-03-17 | 1960-08-16 | Dawe S Lab Inc | Production of levulose |
| DE2017500A1 (en) * | 1970-04-11 | 1971-10-28 | Engel, Herbert, 8000 München | Rotating recording and playback systems |
| FI46631C (en) * | 1971-03-11 | 1973-05-08 | Suomen Sokeri Oy | Process for crystallizing fructose from concentrated aqueous solution |
| JPS5239901B2 (en) * | 1973-02-12 | 1977-10-07 |
-
1974
- 1974-12-09 GB GB5305674A patent/GB1456260A/en not_active Expired
- 1974-12-18 CA CA216,625A patent/CA1030533A/en not_active Expired
- 1974-12-30 NL NLAANVRAGE7417006,A patent/NL186183C/en not_active IP Right Cessation
-
1975
- 1975-01-04 ES ES433589A patent/ES433589A1/en not_active Expired
- 1975-01-06 ZA ZA00750090A patent/ZA7590B/en unknown
- 1975-01-06 IE IE27/75A patent/IE41769B1/en unknown
- 1975-01-07 HU HU75SU885A patent/HU174513B/en unknown
- 1975-01-09 YU YU00042/75A patent/YU36540B/en unknown
- 1975-01-14 BE BE152358A patent/BE824362A/en not_active IP Right Cessation
- 1975-01-21 IT IT7547778A patent/IT1026412B/en active
- 1975-01-22 FI FI750158A patent/FI58654C/en not_active IP Right Cessation
- 1975-01-23 SE SE7500717A patent/SE434407B/en not_active IP Right Cessation
- 1975-01-23 RO RO7581207A patent/RO76829A/en unknown
- 1975-01-23 DE DE2502558A patent/DE2502558C2/en not_active Expired
- 1975-01-24 CS CS75492A patent/CS207335B2/en unknown
- 1975-01-24 CH CH88075A patent/CH596318A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-01-24 FR FR7502243A patent/FR2259151B1/fr not_active Expired
- 1975-01-25 PL PL1975177575A patent/PL102673B1/en unknown
- 1975-01-27 AT AT57075A patent/AT346785B/en not_active IP Right Cessation
- 1975-01-27 DK DK24875*#A patent/DK24875A/da not_active Application Discontinuation
- 1975-01-27 BG BG7500028821A patent/BG24961A3/en unknown
- 1975-01-28 JP JP50011818A patent/JPS5838160B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI58654B (en) | 1980-11-28 |
| SE7500717L (en) | 1975-07-29 |
| DE2502558C2 (en) | 1981-10-08 |
| AT346785B (en) | 1978-11-27 |
| FI750158A (en) | 1975-07-29 |
| PL102673B1 (en) | 1979-04-30 |
| RO76829A (en) | 1981-11-04 |
| YU4275A (en) | 1982-02-25 |
| NL186183C (en) | 1990-10-01 |
| GB1456260A (en) | 1976-11-24 |
| DE2502558A1 (en) | 1975-07-31 |
| JPS50105842A (en) | 1975-08-20 |
| FI58654C (en) | 1981-03-10 |
| IE41769L (en) | 1975-07-28 |
| HU174513B (en) | 1980-01-28 |
| NL7417006A (en) | 1975-07-30 |
| FR2259151A1 (en) | 1975-08-22 |
| SE434407B (en) | 1984-07-23 |
| YU36540B (en) | 1984-02-29 |
| BG24961A3 (en) | 1978-06-15 |
| BE824362A (en) | 1975-05-02 |
| IT1026412B (en) | 1978-09-20 |
| ATA57075A (en) | 1978-03-15 |
| CH596318A5 (en) | 1978-03-15 |
| FR2259151B1 (en) | 1979-04-13 |
| IE41769B1 (en) | 1980-03-26 |
| DK24875A (en) | 1975-09-29 |
| ES433589A1 (en) | 1977-02-16 |
| AU7649374A (en) | 1976-07-01 |
| JPS5838160B2 (en) | 1983-08-20 |
| NL186183B (en) | 1990-05-01 |
| CA1030533A (en) | 1978-05-02 |
| ZA7590B (en) | 1976-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3883365A (en) | PH adjustment in fructose crystallization for increased yield | |
| US3928062A (en) | Method for obtaining anhydrous fructose crystals | |
| US4666527A (en) | Continuous crystallization of fructose anhydride | |
| US5494525A (en) | Crystalline anhydrous lactitol and a process for the preparation thereof as well as use thereof | |
| CA2288190C (en) | Crystallization method | |
| CS207335B2 (en) | Method of craystallization of the fructose from the aqueous solution | |
| US4938804A (en) | Method for the crystallization of fructose | |
| CA1175821A (en) | Process for continuous crystallization of alpha mono hydrate dextrose utilizing high agitation | |
| EP0613953B1 (en) | Fructose and dextrose containing liquid sweetener | |
| US6206977B1 (en) | Method for crystallizing anhydrous fructose from its aqueous solutions | |
| US6756490B2 (en) | Method of crystallizing maltitol | |
| AU729185B2 (en) | A process for the crystallization of lactitol | |
| US5234503A (en) | Integrated process for producing crystalline fructose and a high-fructose, liquid-phase sweetener | |
| RU2150507C1 (en) | Method of boiling down fillmass | |
| US5656094A (en) | Integrated process for producing crystalline fructose and a high-fructose, liquid phase sweetener | |
| CA2034475C (en) | Method for crystallizing anhydrous fructose from its aqueous solutions | |
| RU2100437C1 (en) | Method of sugar crystallization | |
| US2029560A (en) | Crystallization of dextrose | |
| US2150146A (en) | Manufacture of dextrose | |
| RU2157852C1 (en) | First crystallization massecuite production | |
| DD246121A1 (en) | PROCESS FOR OBTAINING LACTOSE | |
| SU1240786A1 (en) | Method of crystallizing fillmass of last-strike massecuite | |
| SU1377297A1 (en) | Method of producing sugar of final product | |
| HU210554B (en) | Individual crystal containing additive inclusion and method for its production | |
| CS209587B1 (en) | Method of the alpha-lactose monohydrate crystallization by evaporating technical solution containing the lactose |