CS211010B1 - Způsob přípravy kyseliny jablečné potravinářské kvality - Google Patents

Abstract

Příprava syntetické opticky neaktivní kyseliny jablečné potravinářské kvality, spočívající v hydrataci kyseliny maleinová, fumarové, popř. jejich směsí, a v následujícím čištění vodného roztoku kyseliny jablečné od zbytků kyseliny ' maleinové a fumarové katalytickou hydrogenácí.

Description

Vynález se týká přípravy syntetické, Opticky neaktivní kyseliny jablečné potravinářské kvality, spočívající v hydrataci kyseliny maleinové, fumarové, popř. jejich směsí a následujícím čištění vodného roztoku kyseliny jablečné od zbytků kyseliny maleinové a fumarové.

Kyselina octová, citrónová, mléčná, vinná a jablečná jsou nejznámějšími acidulanty v potravinářském průmyslu.

Mezi potravinářské kyseliny se počítají také kyselina fumarové, jantarová a adipová, ale z důvodů menší rozpustnosti ve vodě jejich koncentrace v potravinářských výrobcích musí být nízká, aby po rozpuštění ve vodě ňenastával zákal. Všechny uvedené kyseliny se vyskytují v přírodních materiálech, hlavně ovoci, ale z ekonomických důvodů se vyrábějí buď fermentačně nebo i synteticky.

Kyselina jablečná v opticky levotočivé formě se vyrábí fermentačně z fumaranu vápenatého za přítomnosti fumarézy. V poslední.době byla zavedena i syntetická výroba opticky neaktivní kyseliny jablečné z kyseliny maleinové nebo fumarové. Největším problémem těchto výrob je Však dosažení dostatečné čistoty, zvláště je-li kyselina jablečné určena pro potravinářské účely. Podle údajů Food Chemical Codex USA 1965 se v potravinářské kyselině jablečné připouští pouze stopy arsenu (ppm) a těžkých kovů, dále max. 0,05% hm. kyséliny maleinové a max. 0,5 % hm. kyseliny fumarové. Vyšší obsah kyseliny maleinové se považuje již za toxický, vyšší obsah kyseliny fumarové již působí nežádoucí zákaly vodných roztoků výrobků.

Příprava syntetické opticky neaktivní kyseliny jablečné je známa a provádí se hydratací kyseliny maleinové, fumarové nebo jejich směsi v koroziodolných autoklávech, zejména titanových. Ze vzniklé rovnovážné směsi kyselin se oddělí málo rozpustná kyselina fumarová, která se recykluje, a filtrát obsahující několik % kyseliny fumarové a maleinové v přebytku kyseliny jablečné se čistí různými postupy. Pro dosažení úrovně potravinářské čistoty byla navržena frakční krystalizace vodných roztoků nebo frakční srážení kyselin v nevodném prostředí, ale oba postupy jsou zatíženy nízkými výtěžky a složitostí zařízení a kontroly. Jiné postupy využívají iontomšničového čištění, při kterém se na slabě bázickém anexu zachytí silnější kyseliny nenasycené. Tento postup je velmi účinný, ale je zatížen neúměrným množstvím odpadníoh vod z neustálé regenerace anexových kolon. Vyčištěný vodný roztok kyseliny jablečné'se dále známým způsobem zbaví těžkých kovů na silně kyselém katexu a kleruje aktivním uhlím před vakuovým odpařením na krystalickou kyselinu jablečnou.

Nyní byl nalezen způsob přípravy jablečné kyseliny potravinářské kvality tlakovou hydrataci kyseliny maleinové, fumarové nebo jejich směsí, dddělením nerozpustné kyseliny fumarové ze vzniklého roztoku kyseliny jablečné o koncentraci 30 až 40 % hm., dále zahuštěním roztoku na koncentraci 50 až 60 % hm. a ochlazením, který podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že se po zahuštění získaný roztok kyseliny jablečné pro odstranění zbytků kyseliny fumarové a maleinové podrobí katalytické hydrogenaci při 20 až 30 °C, tlaku 0,2 až 1,0 MPa za přítomnosti katalyzátoru tvořeného palédiem na aktivním uhlí a výsledný roztok se po kleraoi medicinálním aktivním uhlím a deionizaci katexem odpaří do sucha při 40 až 60 °C! a 7 až 10 kPa.

Je tedy podle tohoto vynálezu způsob čištění vodných roztoků kyseliny jablečné, vzniklých tlakovou hydrataci kyseliny maleinové, fumarové nebo jejich směsí, založen na katalytické hydrogenaci zbytků nenasycených kyselin, tj. fumarové a maleinové,po snížení jejich obsahu na mez dělitelnosti krystalizací. Při hydrogenaci vzniká ekvivalentní množství kyseliny jantarové, jejíž rozpustnost ve vodě je vyšší než kyseliny fumarové (6,5 % hm. proti 0,5 % hm. při 20 °C), déle je netoxická a naopak fyziologicky přípustná jako jeden z typů potravinářských hyselin obsažených v přirozených potravinách. K hydrogenaci lze použít známých hydrogenačňích katalyzátorů typu Rh, Ru, Pd na aktivním uhlí. Tyto katalyzátory zhydrogenují totálně i stopy nenasycených kyselin již při teplotě místnosti a nízkém přetlaku vodíku. Takto získaný hydrogenát se dále zpracuje známým způsobem, tj. klerací aktivním uhlím a deionizecí silně kyselým katexem a následným vakuovým odpařením do sucha na pevnou kyselinu jablečnou. Takto získaná kyselina obsahuje několik % hm. kyseliny jantarové, rozpouští se ve vodě čiře a je podle organoleptických zkoušek způsobilá pro potravinářské použití.

Příklad provedení

Do litrového titanového autoklávu s mícháním bylo předloženo 243 g maleinanhydridu a 477 g vody. Po uzavření byla zavedena ochranná atmosféra dusíku a po vyhřátí na 180 ‘Neprovedena hydratace při tlaku 1 MPa po dobu 4 hodin.

Po ochlazení na teplotu místnosti bylo odfiltrováno 157 g vyloučené kyseliny fumarové o čísle kyselosti 915 mg KOH/g a 562 g filtrátu, který byl při 50 až 60 °C a tlaku '0 kPa zahuštěn na hmotnost 289,4 g. Po ochlazení na 10 °C bylo odfiltrováno dalších 3,9 g kyseliny fumarové od 285 g filtrátu obsahujícího 1,44 % hm. kyseliny maleinové a 0,6 % hm. kyseliny fumarové. Oba podíly kyseliny fumarové byly použity do další hydratace.

Do téhož autoklávu bylo předloženo 284 g filtrátu a doplněno na 500 ini vodou. Po přídavku 2 g katalyzátoru s obsahem 3 % Pd/akt. uhlí byl autokláv propláchnut dusíkem a po naplnění vodíkem provedena hydrogenace při 25 °C a tlaku 0,2 MPa po dobu 1 hodiny.

Po skončené hydrogenaci byl katalyzátor odfiltrován k novému použití, k filtrátu přidáno 1,5 g medicinálního aktivního uhlí a 2 g silně kyselého katexu. Směs byla za míchání zahřívána 2 hodiny při 50 °C a pak filtrována. Filtrát byl odpařen do sucha při 50 až 60 °C, 10 kPa a získáno 144 g krystalické kyseliny jablečné, která měla číslo kyselosti 838 mg KOH/g, nulový obsah nenasycených kyselin podle polarografické analýzy a podle organoleptických zkoušek vyhověla potravinářským nárokům.

Claims (1)

1. Způsob přípravy kyseliny jablečné potravinářské kvality tlakovou hydrataci kyseliny maleinové, fumarové nebo jejich směsí, oddělením nerozpustné kyseliny fumarové z vzniklého roztoku kyseliny jablečné o koncentraci 30 až 40 % hm., dále zahuštěním roztoku na koncentraci 50 až 60 % hm. a ochlazením, vyznačený tím, že se po zahuštění získaný roztok kyseliny jablečné pro odstranění zbytků kyseliny fumarové a maleinové podrobí katalytické hydrogenaci při 20 až 30 °C, tlaku 0,2 až 1,0 MPa za přítomnosti katalyzátoru tvořeného paládiem na aktivním uhlí a výsledný roztok se-po kleraci medicinálním aktivním uhlím a deionizaci katexem odpaří do sucha při 40 až 60 °C a 7 až 10 kPa.