CZ281653B6 - Process for preparing lactulose - Google Patents
Process for preparing lactulose Download PDFInfo
- Publication number
- CZ281653B6 CZ281653B6 CS903073A CS307390A CZ281653B6 CZ 281653 B6 CZ281653 B6 CZ 281653B6 CS 903073 A CS903073 A CS 903073A CS 307390 A CS307390 A CS 307390A CZ 281653 B6 CZ281653 B6 CZ 281653B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- lactulose
- solution
- borax
- ion exchanger
- boric acid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu výroby laktulózy, při kterém se alkalický vodný roztok laktózy a boraxu připraví a zahřívá se na teplotu nad 80 ’C a laktulóza se oddělí ze získaných produktů konverze.The invention relates to a process for the manufacture of lactulose, wherein an alkaline aqueous solution of lactose and borax is prepared and heated to a temperature above 80 ° C and the lactulose is separated from the obtained conversion products.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Tento způsob je znám například z Chemical Abstracts 86: 173382h. Protože konverze vyžaduje alkalické prostředí, přidává se přídavně roztok hydroxidu sodného. Výtěžek způsobu je poměrně vysoký. Kyselina boritá vytváří s laktulózou komplex, který posunuje rovnováhu směrem k laktóze. Kromě toho se z laktózy jakožto konverzní produkty vytvářejí galaktóza, tagatóza, jiné cukry, organické kyseliny a barviva.This method is known, for example, from Chemical Abstracts 86: 173382h. Since the conversion requires an alkaline medium, sodium hydroxide solution is additionally added. The yield of the process is relatively high. Boric acid forms a complex with lactulose that shifts the balance towards lactose. In addition, lactose is converted into galactose, tagatose, other sugars, organic acids and dyes as conversion products.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Úkolem vynálezu je vyvinout způsob výroby laktulózy, který je podobně ekonomický, který je však ekologicky výhodnější.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process for the production of lactulose which is similarly economical but ecologically more advantageous.
Tento úkol je podle vynálezu vyřešen tak, že se při shora uvedeném způsobu nehledě na borax do roztoku nepřidává v podstatě žádná alkálie.According to the invention, this object is achieved by virtue of the fact that, in the above process, essentially no alkali is added to the solution, apart from borax.
Tak se podstatně snižuje zatížení odpadních vod alkalickými solemi, které se vytvářejí po odstranění alkalických iontů iontoměniči při regeneraci iontoméničů.Thus, the burden of wastewater with alkali salts, which are formed after the removal of alkali ions by ion exchangers during ion exchange regeneration, is substantially reduced.
Jakožto další splnění shora uvedeného požadavku umožňuje způsob recyklování sodných iontů podle dvou modifikovaných provedení způsobu podle vynálezu:As a further fulfillment of the above requirement, the sodium ion recycling method according to two modified embodiments of the method of the invention allows:
Jedno provedení je založeno na tom, že se borax vytváří ve vodném roztoku kyseliny borité, s výhodou již současně s laktózou, přičemž se sodné ionty převádějí z roztoku konverzních produktů do roztoku kyseliny borité elektrodialysou. Při tomto způsobu je možné dokonalé recyklování sodných iontů.One embodiment is based on the fact that borax is formed in an aqueous boric acid solution, preferably at the same time as lactose, wherein the sodium ions are transferred from the solution of the conversion products to the boric acid solution by electrodialysis. In this process, the complete recycling of sodium ions is possible.
K tomuto účelu je zapotřebí toliko dvou komor oddělených kate xovou membránou. Jedna komora je katodovým oddělením a protéká jí roztok kyseliny borité, s výhodou roztok kyselina boritá - laktóza. Roztok produktů konverze protéká druhou komorou, která je anodovým oddělením. Za vneseného napětí se sodné ionty pohybují do první komory, takže se vytváří boraxový roztok v této komoře.Only two chambers separated by a catheter membrane are required for this purpose. One chamber is a cathode compartment and a boric acid solution, preferably a boric acid-lactose solution, flows through it. The conversion product solution flows through the second chamber, which is the anode compartment. Under the applied voltage, the sodium ions move into the first chamber so that a borax solution is formed in the chamber.
Druhé provedení způsobu podle vynálezu je založeno na tom, že se sodné ionty odstraňují z roztoku produktů konverze v podstatě tak dokonale, jak je to možné prostřednictvím slabě kyselého ionexu a teprve potom silněji kyselým ionexem, přičemž slabě kyselý ionex se s výhodou alespoň částečné regeneruje kyselinou boritou a takto vytvořený borax se alespoň částečně znovu využíváA second embodiment of the method according to the invention is based on removing sodium ions from the solution of the conversion products substantially as perfectly as possible by means of a weakly acidic ion exchanger and only thereafter with a strongly acidic ion exchanger. and the borax thus formed is at least partially reused
-1CZ 281653 B6-1GB 281653 B6
Jinak řečeno: Pokud je koncentrace sodného iontu v roztoku konverních produktů tak vysoká, že slabě kyselý ionex váže také sodné ionty, používá se takového ionexu. Silněji kyselý ionex se potom použije jen k dokončení oddělení sodných iontů z roztoku. Jakožto výsledek výhodné regenerace slabé kyselého ionexu kyselinou boritou zůstávají sodné ionty, vázané kyselinou boritou, ve výrobním cyklu. Pouze jejich zbytek se dostává do odpadních vod. Avšak i v případě, kdy se slabé kyselý ionex neregeneruje kyselinou boritou, je jeho použití výhodné. V každém případě se může regenerovat slabou kyselinou, což je z ekologického hlediska výhodnější. Kyselina uhličitá je například z ekologického hlediska nezávadná.In other words: If the concentration of sodium ion in the solution of the conversion products is so high that a weakly acidic ion exchanger also binds sodium ions, such an ion exchanger is used. The stronger acid ion exchanger is then used only to complete the separation of sodium ions from solution. As a result of the advantageous regeneration of the weak acid ion exchanger with boric acid, the sodium ions bound by the boric acid remain in the production cycle. Only the remainder reaches the waste water. However, even if the weak acid ion exchanger is not regenerated with boric acid, its use is preferred. In any case, it can be regenerated with a weak acid, which is ecologically more advantageous. For example, carbonic acid is environmentally safe.
Jako další provedení způsobu podle vynálezu se doporučuje pro oddělování laktulózy roztok reakčních produktů po oddělení sodných iontů, před oddělením nebo po oddělení boritanových iontů, s výhodou po odpaření na obsah sušiny 15 až 20 % hmotn., vést dlouhou nádobou vyplněnou slabě zásaditým ionexem jakožto chromatograf ickou kolonou, s výhodou při teplotě 30 až 60 ’C, přičemž se jako elučního prostředí používá vody. Uvedenými procenty jsou zde, stejně jako v celém popisu, procenta hmotnostní.As a further embodiment of the process according to the invention, it is recommended to separate the solution of reaction products after separation of the sodium ions, before or after separation of the borate ions, preferably after evaporation to a dry matter content of 15 to 20% by weight, through a long vessel filled with a weakly basic ion exchanger. an organic column, preferably at a temperature of 30 to 60 ° C, using water as the eluent. As used throughout the specification, the percentages are percentages by weight.
Toto nové použití ionexu vede k vynikajícími oddělené laktulózy, avšak také galaktózy ze směsi reakčních produktů. Laktulóza se může získat ve stupni čistoty nad 99 %, což až dosud bylo možné v průmyslovém měřítku pouze za nesmírných nákladů.This new use of the ion exchanger results in excellent separated lactulose but also galactose from the reaction product mixture. Lactulose can be obtained at a purity level above 99%, which has hitherto been possible on an industrial scale only at immense costs.
Jakožto poslední stupeň způsobu podle vynálezu a modifikovaného způsobu podle vynálezu se konečné doporučuje pro výrobu práškovité laktulózy přidávat, s výhodou nastříkávat, koncentrovaný roztok laktulózy o čistotě alespoň 90 % laktulózy, vztaženo na sušinu, na laktulózový prášek, který se uvádí do pohybu, s výhodou se míchá, pomalu k rychlé distribuci nástřiku v laktulózovém prášku; nástřik je jemný, aby laktulózový roztok vždy vytvořil pouze tenký film na povrchu části prášku, čímž pevný materiál na práškovitých částicích narůstá.As a final step of the process according to the invention and the modified process according to the invention, it is finally recommended for the production of powdered lactulose to add, preferably spray, a concentrated lactulose solution having at least 90% lactulose purity on dry weight basis to the lactulose powder to be moved, preferably mix, slowly to rapidly distribute the feed in the lactulose powder; the spray is fine so that the lactulose solution always forms only a thin film on the surface of a portion of the powder, thereby increasing the solid material on the powdered particles.
Je známo, že není možné jednoduše krystalizovat laktulózu koncentrací z vodného roztoku.It is known that it is not possible to simply crystallize lactulose by concentration from an aqueous solution.
Methanol a jiné organické rozpouštědlo se přidává při výrobě laktulózového prášku, protože má laktulóza v těchto rozpouštědlech menší rozpustnost a sráží se. Mechanicky oddělený a vysušený prášek je pak vždy znečištěn zbytky rozpouštědla.Methanol and other organic solvents are added in the manufacture of lactulose powder because lactulose has less solubility in these solvents and precipitates. The mechanically separated and dried powder is then always contaminated with solvent residues.
Způsob podle vynálezu naopak umožňuje výrobu volné tekoucího, jen slabě hygroskopického laktulózového prášku vysoké čistoty.The process according to the invention, on the other hand, allows the production of free-flowing, only slightly hygroscopic lactulose powder of high purity.
Při způsobu podle vynálezu je rozhodující pomalé přidávání a bezprostřední distribuce a rozdělení laktulózového sirupu na zrnech prášku k vytvoření tenkého filmu. Je třeba se právě vyhnout pouze lokálnímu nahromadění sirupu. Nadto již krystalický materiál se nemusí rozpouštět opět do sirupu. Pro tento účel je například vhodné rozprašovací sušení, lopatkový sušák a jiné sušáky s horkým vzduchem mající míchací mechanismy.In the process of the invention, the slow addition and immediate distribution and distribution of the lactulose syrup on the powder grains to form a thin film is critical. Only local buildup of syrup should be avoided. Moreover, the crystalline material no longer needs to be dissolved again into the syrup. For example, spray drying, paddle dryer and other hot air dryers having agitation mechanisms are suitable for this purpose.
-2CZ 281653 B6-2GB 281653 B6
Shora uvedená doporučení pro přípravu boraxového roztoku elektrodialysou, pro odstraňování sodných iontů z roztoku produktů konverze slabě kyselým ionexem, pro oddělování laktulózy slabě zásaditým ionexem jakožto chromatografickou kolonou a pro výrobu práškovíté laktulózy jsou v kombinaci výhodné pro provádění způsobu podle vynálezu, avšak každé toto opatření, použité samo, také přináší určité přednosti.The above recommendations for the preparation of the borax solution by electrodialysis, for the removal of sodium ions from the solution of the products of weak acid ion exchange, for the separation of lactulose by the weakly basic ion exchanger as a chromatographic column and for the production of powdered lactulose are preferred. Used alone, it also brings some advantages.
Způsob podle vynálezu objasňuje následující příklad praktického provedení, který však vynález nijak neomezuje.The method according to the invention is illustrated by the following non-limiting example.
Příklady provedeníExamples
PříkladExample
Na teplotu 95 *C se zahřeje a na této teplotě se po dobu tří hodin udržuje 175 kg monohydrátu laktózy, 46,3 kg boraxu a 800 kg demineralizované vody. Vznikne směs reakčních produktů obsahující v podstatě 74,2 kg laktulózy, 75,3 kg laktózy, 8,0 kg galaktózy a 0,8 kg tagatózy. Vzniklý roztok směsi cukrů se vede slabě kyselým ionexem a potom silněji kyselým ionexem, takže se odstraní sodné ionty pocházející z boraxu. Roztok se potom odpaří na obsah 15 % hmotn. sušiny.It is heated to 95 DEG C. and 175 kg of lactose monohydrate, 46.3 kg of borax and 800 kg of demineralized water are maintained at this temperature for three hours. A mixture of reaction products is formed comprising essentially 74.2 kg of lactulose, 75.3 kg of lactose, 8.0 kg of galactose and 0.8 kg of tagatose. The resulting sugar mixture solution is passed through a weakly acidic ion exchanger and then stronger with an acidic ion exchanger so as to remove the sodium ions originating from the borax. The solution is then evaporated to a 15 wt. dry matter.
Roztok, mající tuto koncentraci, se vede chromatografickou kolonou obsahující slabé zásaditý ionex.The solution having this concentration is passed through a chromatography column containing a weak basic ion exchange resin.
Kolona je tvořena dutým válcem, majícím průměr přibližné 90 cm a výšku 2 m, naplněným 1 000 litru slabě zásadité ionexové pryskyřice. Zavede se 1 000 1 roztoku o teplotě 40 až 60 ’C do kolony, která je předem naplněna vodou a následně doplněna vodou za průtokové rychlosti 1 až 2 objemy vrstvy/hodina.The column consists of a hollow cylinder having a diameter of approximately 90 cm and a height of 2 m, filled with 1000 liters of a weakly basic ion exchange resin. 1000 L of a solution of 40 to 60 ° C is introduced into a column which is pre-filled with water and subsequently filled with water at a flow rate of 1 to 2 bed volumes / hour.
Obrázek 1 ukazuje dosažené rozdělení složek roztoku (rozdělení směsi cukrů). Je vidět, že je možno dosáhnout s pouze malou ztrátou téměř čisté laktulózové frakce prosté jiných cukrů. Obzvláště překvapivé je ostré rozdělení laktózy a laktulózy. Na obrázku 1 symbol c znamená koncentraci v g/100 ml, symbol f znamená frakce, L znamená laktulózovou frakci prostou jiných cukrů.Figure 1 shows the achieved distribution of the components of the solution (distribution of the mixture of sugars). It can be seen that it is possible to achieve with little loss of almost pure lactulose fraction free of other sugars. The sharp distribution of lactose and lactulose is particularly surprising. In Figure 1, c represents the concentration in g / 100 ml, f represents the fraction, L represents the lactulose fraction free of other sugars.
Získaný laktulózový roztok se zbaví kyseliny borité v ionexu specifickém pro bor a potom se odpaří na obsah 65 % hmotn. laktulózy například ve vakuu při 40 000 Pa. Potom se získá prodejný sirup. Sirup se však může převést na prášek.The obtained lactulose solution is freed from boric acid in a boron-specific ion exchanger and then evaporated to a content of 65% by weight. lactulose, for example under vacuum at 40,000 Pa. A marketable syrup is then obtained. However, the syrup may be converted into a powder.
K tomuto účelu se například používá párou vyhřívaného lopatkového sušiče (De Dietrich SP 200) o celkové kapacitě 200 litrů, s užitečným obsahem 130 litrů, přičemž rychlost míchadla je dána počtem otáček 10/min. Do nádoby se vnese 20 kg práškovíté laktulózy a celkem 100 kg sirupu se zahřeje na 60 “Ca zavádí se rychlostí 2 1/hodina. Vše se potom suší po dobu 30 minut. 20 kg získaného prášku se potom ponechává jako vzorek pro další dávku.For this purpose, for example, a steam heated paddle dryer (De Dietrich SP 200) with a total capacity of 200 liters, with a useful capacity of 130 liters, is used, the speed of the agitator being given by a speed of 10 rpm. 20 kg of powdered lactulose are introduced into the container and a total of 100 kg of syrup is heated to 60 ° C and introduced at a rate of 2 L / hour. The whole is then dried for 30 minutes. 20 kg of the obtained powder is then left as a sample for the next batch.
Místo přidávání boraxu, jak je shora popsáno, se může použít následujícího způsobu:Instead of adding borax as described above, the following method may be used:
-3CZ 281653 B6-3GB 281653 B6
Rozpustí se za míchání při teplotě přibližně 45’C 175 kg monohydrátu laktózy, 30 kg kyseliny borité a 600 kg demineralizované vody a vede se popsaným slabé kyselým ionexem, který je nasycen sodnými ionty. Eluce se provádí demineralizovanou vodou. Vzniklý roztok, který regeneroval ionex alespoň částečně kyselinou boritou a přijal sodné ionty se potom roztokem hydroxidu sodného upraví na hodnotu pH 8,3, to znamená na hodnotu pH shora popsaného laktózo-boraxového roztoku.Dissolve with stirring at approximately 45 ° C 175 kg of lactose monohydrate, 30 kg of boric acid and 600 kg of demineralized water and pass through the described weak acid ion exchanger, which is saturated with sodium ions. Elution is performed with demineralized water. The resulting solution, which regenerated the ion exchanger at least partially with boric acid and received sodium ions, is then adjusted to a pH of 8.3, i.e. the pH of the lactose-borax solution described above, with a sodium hydroxide solution.
Konverse pak probíhá jako s uvedeným roztokem.The conversion then proceeds as with said solution.
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS903073A CZ281653B6 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Process for preparing lactulose |
SK3073-90A SK278985B6 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Method for producing lactulose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS903073A CZ281653B6 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Process for preparing lactulose |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS307390A3 CS307390A3 (en) | 1992-01-15 |
CZ281653B6 true CZ281653B6 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=5369753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS903073A CZ281653B6 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Process for preparing lactulose |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ281653B6 (en) |
SK (1) | SK278985B6 (en) |
-
1990
- 1990-06-20 CZ CS903073A patent/CZ281653B6/en not_active IP Right Cessation
- 1990-06-20 SK SK3073-90A patent/SK278985B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK278985B6 (en) | 1998-05-06 |
CS307390A3 (en) | 1992-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3656162B2 (en) | Method for recovering xylose from solution | |
US5071530A (en) | Method of manufacturing lactulose | |
US4996309A (en) | Process for preparing sucrose fatty acid ester powder | |
CN114828652A (en) | Method for drying human milk oligosaccharides | |
CS256365B2 (en) | Method of betaine or inerted molasses insulation | |
CZ281653B6 (en) | Process for preparing lactulose | |
JPH026443A (en) | Ion exchange recovery of l-lisine | |
KR0144348B1 (en) | Method of manufacturing lactulose | |
JP6951048B2 (en) | Methods for Isolating Fermentable Sugars from Acid Hydrolysates of Substances Containing Cellulose, Hemicellulose and Lignin | |
FI92490C (en) | Method for the preparation of lactulose | |
BR102022005698A2 (en) | PROCESS FOR TREATMENT OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS | |
JPH01501624A (en) | Method for enriching and/or isolating cardiotonic glycosides using non-polar adsorption resins | |
EP1734108B1 (en) | Process for producing sugar products from grapes | |
BG60866B1 (en) | Method for the preparation of lactulose | |
HU208980B (en) | Process for producing lactulose | |
DK154433B (en) | METHOD OF PRODUCING LACTULOSE FROM LACTOSE | |
PL167347B1 (en) | Method of obtaining lactulose | |
SI9011080A (en) | Procedure for the lactulose production | |
US2640849A (en) | Recovery of aconitic acid from molasses | |
US3037060A (en) | Reocvery of trimethylolalkanes | |
RU2121848C1 (en) | Method of inulin preparing | |
JP2001026595A (en) | Purification of l-ascorbyl 2-monophosphate | |
Herrick et al. | Mannose chemicals | |
US3700460A (en) | Ion exchange treatment of sugar containing solutions and production of a liquid fertilizer | |
RU2191828C2 (en) | Method of preparing citric acid from alkaline citrate solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20010620 |