DE102012216955A1 - A process comprising a continuous crystallization of isomaltulose - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist Verfahren umfassend eine kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose.The invention relates to processes comprising a continuous crystallization of isomaltulose.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Gegenstand der Erfindung ist Verfahren umfassend eine kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose.The invention relates to a process comprising a continuous crystallization of isomaltulose.
Stand der TechnikState of the art
Die bekannten Verfahren zur Herstellung von hochreiner Isomaltulose basieren auf Isomerisierung einer wässrigen Saccharoselösung, die aus „Weißzucker” oder „Raffinadezucker”, daher aus gereinigter Saccharose, angesetzt wurde, und einer Abtrennung von Isomaltulose aus dem Isomerisierungsgemisch über eine absatzweise Verdampfung des Lösungsmittels mit einer nachgeschalteten absatzweise betriebenen Kühlungskristallisation. Entsprechende Verfahren werden in
Zur Erhöhung der Ausbeute wird die Mutterlauge weiter eingedampft und einer zweiten Kühlungskristallisation unterworfen. Alternativ wird die Mutterlauge mit frischer Saccharoselösung vermischt und einer weiteren Isomerisierungstufe zugeführt. An die Prozessführung der in diesen Verfahren beschriebenen Kristallisationen sind keine hohen Anforderung gestellt, da das Isomerisierungsgemisch – begründet in der eingesetzten, reinen Saccharose als Ausgangsstoff – eine wenig komplexe und gut definierte Zusammensetzung darstellt, von der die Isomaltulose einfach abzutrennen ist.To increase the yield, the mother liquor is further evaporated and subjected to a second cooling crystallization. Alternatively, the mother liquor is mixed with fresh sucrose solution and fed to another isomerization stage. There are no high demands on the process control of the crystallizations described in these processes, since the isomerization mixture-based on the pure sucrose used as starting material-represents a less complex and well-defined composition, from which the isomaltulose can easily be separated off.
Die bisher bekannten Kristallisationsverfahren sind ungeeignet, um Isomaltulose aus stärker verunreinigten Lösungen in zufriedenstellender Qualität abzutrennen The previously known crystallization processes are unsuitable for separating isomaltulose from more contaminated solutions of satisfactory quality
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine einfache Abtrennung von reiner Isomaltulose aus komplexen Zusammensetzungen, insbesondere stark gefärbten Zusammensetzungen ermöglicht.The object of the invention was to provide a process which allows a simple separation of pure isomaltulose from complex compositions, in particular strongly colored compositions.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Es wurde gefunden, dass die hergestellte Isomaltulose kontinuierlich wie nachfolgend beschrieben in hervorragender Qualität aus komplexen Zusammensetzungen, wie beispielsweise isomerisiertem Dicksaft, abgetrennt werden kann. It has been found that the produced isomaltulose can be continuously separated as described below in excellent quality from complex compositions such as isomerized thick juice.
Zu dem wurde gefunden, dass die kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose Vorteile in der Durchführung des Verfahrens aufweist. In addition, it has been found that the continuous crystallization of isomaltulose has advantages in the practice of the process.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur kontinuierlichen Kristallisation von Isomaltulose umfassend die Verfahrensschritte
- A) Bereitstellen einer Feedlösung enthaltend Isomaltulose und Wasser,
- B) teilweises Entfernen des Wassers durch Verdampfen unter Erhalt einer Suspension von Isomaltulose-Kristallen,
- C) Auftrennen der Suspension in einen isomaltulosehaltigen Feststoff und eine Mutterlauge und gegebenenfalls
- D) Waschen des isomaltulosehaltigen Feststoffes.
- A) providing a feed solution containing isomaltulose and water,
- B) partially removing the water by evaporation to obtain a suspension of isomaltulose crystals,
- C) separating the suspension into an isomaltulose-containing solid and a mother liquor and optionally
- D) washing the isomaltulose-containing solid.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die gleichbleibende Produktqualität durch den stationären Anlagenzustand.An advantage of the method according to the invention is the constant product quality due to the stationary system state.
Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass eine erhöhte apparatespezifische Raumzeitausbeute erreicht wird. Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der geringere Bedarf an Pufferbehältern. Yet another advantage of the method according to the invention is that an increased apparatus-specific space-time yield is achieved. Yet another advantage of the method of the invention is the reduced need for buffer containers.
Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass auf eine aufwendige Anzucht von Sattkristallen für die notwendige Impfprozedur verzichtet werden kann, da in einem kontinuierlichen Prozess Impfkristalle z.B. durch Pumpenabrieb, Kollision zweier Partikel untereinander und/oder mit der Kristallerwandung gezielt gebildet werden.Yet another advantage of the method according to the invention is that it is possible to dispense with expensive growth of saturated crystals for the necessary inoculation procedure, since in a continuous process seed crystals, e.g. be formed by pump abrasion, collision of two particles with each other and / or with the Kristallerwandung targeted.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die mögliche Energieeinsparung, da auf eine Saccharose Kristallisation im Rahmen der Bereitstellung von Isomaltulose verzichtet werden kann. Hierdurch ergibt sich ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form der höheren spezifischen Ausbeute bezogen auf eingesetzte Saccharose. A further advantage of the method according to the invention is the possible energy saving, since a sucrose crystallization can be dispensed with in the context of the provision of isomaltulose. This results in a further advantage of the process according to the invention in the form of the higher specific yield based on the sucrose used.
Unter dem Begriff „zur kontinuierlichen Kristallisation” in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird. Somit werden mindestens zwei Verfahrensschritte, beispielsweise B) und C), gleichzeitig durchgeführt. Daher ist unter dem Begriff „Verfahrensschritt” X, Y, Z auch keine diskrete, zeitlich getrennte Abfolge der Schritte zu verstehen, in dem Sinne von „erst X abschließen, dann Y beginnen, wenn Y abgeschlossen dann erst Z beginnen”.The term "for continuous crystallization" in connection with the process according to the invention is to be understood as meaning that the process according to the invention is carried out continuously. Thus, at least two process steps, for example B) and C), are carried out simultaneously. Therefore, the term "method step" X, Y, Z also does not mean a discrete, time-separated sequence of steps, in the sense of "finish X first, then start Y, if Y complete then Z first begin".
Alle angegebenen Prozent (%) sind, wenn nicht anders angegeben, Massenprozent.All percentages (%) are by mass unless otherwise specified.
In Verfahrensschritt A) wird eine Feedlösung enthaltend Isomaltulose und Wasser bereitgestellt. Wie oben bereits erwähnt erfolgt die originäre Bereitstellung der Isomaltulose für Verfahrensschritt A) in der Regel über eine, insbesondere enzymatische, Isomerisierung von Saccharose. Verfahren zu solcher Isomerisierung sind beispielsweise aus
Zur Reduzierung der Herstellkosten und um besser Ausbeuten bezogen auf eingesetzte Saccharose zu erzielen, ist es erfindungsgemäß vorteilhaft und somit bevorzugt, wenn die in Verfahrensschritt A) bereitgestellte Feedlösung enthaltend Isomaltulose und Wasser mindestens teilweise das direkte Isomerisierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes enthält. Hierdurch enthält die bevorzugt eingesetzte Feedlösung des erfindungsgemäßen Verfahrens viele weitere, nicht charakterisierte und abzutrennende Nebenbestandteile, welche mit herkömmlichen Verfahren nicht abzutrennen sind.In order to reduce the production costs and to achieve better yields based on sucrose, it is advantageous and therefore preferred according to the invention if the feed solution containing isomaltulose and water provided in process step A) at least partially contains the direct isomerization product of a sucrose-containing vegetable juice. As a result, the preferably used feed solution of the process according to the invention contains many further, uncharacterized and to be separated secondary constituents, which can not be separated off by conventional methods.
Unter dem Begriff „direktes Isomerisierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes” in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zu verstehen, dass zur Herstellung des Isomerisierungsproduktes ausgehend von einem saccharosehaltigen Pflanzensaft kein Kristallisationsschritt durchgeführt wurde und der Pflanzensaft direkt isomerisiert wurde.The term "direct isomerization product of a sucrose-containing vegetable juice" in connection with the process according to the invention is to be understood that for the production of the isomerization product starting from a sucrose-containing vegetable juice no crystallization step was carried out and the plant juice was directly isomerized.
Der saccharosehaltige Pflanzensaft ist bevorzugt ausgewählt aus Dünnsaft und Dicksaft, wobei letzterer besonders bevorzugt ist.The sucrose-containing vegetable juice is preferably selected from thin juice and thick juice, the latter being particularly preferred.
Unter dem Begriff „Dünnsaft” ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung das Produkt zu verstehen, welches bei der Zuckerherstellung aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr nach der Saftreinigung vorliegt. Dünnsaft enthält typischerweise 10–20 Gew.-% Saccharose bezogen auf den gesamten Saft.The term "thin juice" is to be understood in the context of the present invention, the product which is present in sugar production from sugar beets or sugar cane after juice purification. Thin juice typically contains 10-20% by weight sucrose based on total juice.
Unter dem Begriff „Dicksaft” ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der eingedickte „Dünnsaft” zu verstehen, welcher mehr als 20 Gew.-% Saccharose bezogen auf den gesamten Saft enthält.The term "thick juice" is to be understood in the context of the present invention, the thickened "thin juice" containing more than 20 wt .-% sucrose based on the total juice.
Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt B) in einem Temperaturbereich von 50°C bis 70°C, bevorzugt von 55°C bis 65°C, besonders bevorzugt von 58°C bis 62°C und in einem Druckbereich von 70 mbar bis 200 mbar, bevorzugt von 100 mbar bis 180, besonders bevorzugt von 110 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verfahrensschritt B) in einem Temperaturbereich von 58°C bis 62°C und in einem Druckbereich von 110 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird.A preferred method according to the invention is characterized in that process step B) in a temperature range of 50 ° C to 70 ° C, preferably from 55 ° C to 65 ° C, more preferably from 58 ° C to 62 ° C and in a pressure range of 70 mbar to 200 mbar, preferably from 100 mbar to 180, particularly preferably from 110 mbar to 140 mbar is performed. In particular, it is preferred in this context that, in the process according to the invention, process step B) is carried out in a temperature range from 58 ° C. to 62 ° C. and in a pressure range from 110 mbar to 140 mbar.
Durch die Variation des Abdampfgrades können unterschiedliche Feststoffgehalte bzw. Ausbeuten angefahren werden, dies kann beispielsweise über die Verweilzeit in Verfahrensschritt D) gesteuert werden. Es ist vorteilhaft und somit bevorzugt, wenn in Verfahrensschritt D) so viel Wasser entfernt wird, so dass bezogen auf die Suspension diese 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-% bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% Isomaltulose enthält.By varying the degree of evaporation different solids contents or yields can be approached, this can be controlled for example over the residence time in process step D). It is advantageous and thus preferred if in process step D) so much water is removed, so that based on the suspension, these 20 wt .-% to 70 wt .-%, preferably 30 wt .-% to 65 wt .-%, more preferably contains from 40 wt .-% to 60 wt .-% isomaltulose.
In Verfahrensschritt E) können sämtliche dem Fachmann bekannten Verfahren zur Trennung von Feststoffen von Flüssigkeiten eingesetzt werden, wie beispielsweise Zentrifugation, Sedimentation, Dekantation, Trennen im Schwerefeld und Filtration. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrennung in Verfahrensschritt E) durch Zentrifugation erfolgt.In process step E), all processes known to those skilled in the art for the separation of solids from liquids can be used, for example centrifugation, sedimentation, decantation, separation in the gravitational field and filtration. A process preferred according to the invention is characterized in that the separation in process step E) takes place by centrifugation.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Waschen in Verfahrensschritt F) mit Wasser erfolgt, insbesondere mit Wasser, welches eine Temperatur von 20°C bis 90°C, bevorzugt von 30°C bis 80°C, besonders bevorzugt von 50°C bis 70°C aufweist It is inventively preferred that the washing in process step F) is carried out with water, in particular with water, which has a temperature of 20 ° C to 90 ° C, preferably from 30 ° C to 80 ° C, particularly preferably from 50 ° C to 70 ° C
Um die Ausbeute an Isomaltulose zu steigern und Produktverluste zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit, insbesondere das zum Waschen eingesetzte Wasser, der Feedlösung des Verfahrensschrittes A) zugeführt wird.In order to increase the yield of isomaltulose and to avoid product losses, it is preferred according to the invention that the liquid used for washing in process step D), in particular the water used for washing, is fed to the feed solution of process step A).
Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) enthaltend Isomaltulose und Wasser die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit enthält; insbesondere bevorzugt enthält die Feedlösung die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit und das direkte Isomerisierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes.A preferred process according to the invention is thus characterized in that the feed solution of process step A) containing isomaltulose and water contains the liquid used for washing in process step D); The feed solution particularly preferably contains the liquid used for washing in process step D) and the direct isomerization product of a sucrose-containing vegetable juice.
Um denselben technischen Effekt zu erzielen, ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es zusätzlich die Verfahrensschritte umfasst
- E) Abkühlen der Mutterlauge aus Verfahrensschritt C) unter Erhalt einer zweiten Suspension von Isomaltulose-Kristallen,
- F) Auftrennen der Suspension in einen zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff und eine zweite Mutterlauge und gegebenenfalls
- G) Lösen des zweiten isomaltulosehaltigen Feststoffes in der Feedlösung des Verfahrensschrittes A).
- E) cooling the mother liquor from process step C) to obtain a second suspension of isomaltulose crystals,
- F) separating the suspension into a second isomaltulose-containing solid and a second mother liquor and optionally
- G) dissolving the second isomaltulose-containing solid in the feed solution of process step A).
Um dieses bevorzugte Verfahren möglichst energetisch günstig fahren zu können, ist es bevorzugt dass neben Verfahrensschritt B) auch Verfahrensschritt C) in einem Temperaturbereich von 50°C bis 70°C, bevorzugt von 55°C bis 65°C, besonders bevorzugt von 58°C bis 62°C und in einem Druckbereich von 70 mbar bis 200 mbar, bevorzugt von 100 mbar bis 180, besonders bevorzugt von 110 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird. In order to drive this preferred method as energetically favorable, it is preferred that in addition to step B) also step C) in a temperature range of 50 ° C to 70 ° C, preferably from 55 ° C to 65 ° C, particularly preferably from 58 ° C is carried out to 62 ° C and in a pressure range from 70 mbar to 200 mbar, preferably from 100 mbar to 180, particularly preferably from 110 mbar to 140 mbar.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass neben Verfahrensschritt B) auch Verfahrensschritt C) in einem Temperaturbereich von 58°C bis 62°C und in einem Druckbereich von 110 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird.In particular, it is preferred in this context that, in addition to process step B), process step C) is also carried out in a temperature range from 58 ° C. to 62 ° C. and in a pressure range from 110 mbar to 140 mbar.
Ein bevorzugtes, erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt E) die Mutterlauge aus Verfahrensschritt C) auf 10°C bis 30°C, bevorzugt auf 15°C bis 25°C, besonders bevorzugt auf 18°C bis 22°C abgekühlt wird. Verfahrensschritt E) wird insbesondere bei Normaldruck, daher bei 0,90 bis 1,10 bar absolut, durchgeführt.A preferred process according to the invention is characterized in particular by the fact that in process step E) the mother liquor from process step C) is heated to 10 ° C. to 30 ° C., preferably to 15 ° C. to 25 ° C., more preferably to 18 ° C. to 22 ° C. is cooled. Process step E) is carried out in particular at atmospheric pressure, therefore at 0.90 to 1.10 bar absolute.
In Verfahrensschritt F) des bevorzugten, erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich dieselben Verfahren zur Trennung von Feststoffen von Flüssigkeiten einsetzen wie in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens, um einen zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff und eine zweite Mutterlauge zu erhalten; Verfahrensschritt F) wird bevorzugt bei 10°C bis 30°C, bevorzugt bei 15°C bis 25°C, besonders bevorzugt bei 18°C bis 22°C durchgeführt.In process step F) of the preferred process according to the invention, the same processes for the separation of solids from liquids can be used as in process step C) of the process according to the invention to obtain a second isomaltulose-containing solid and a second mother liquor; Process step F) is preferably carried out at 10 ° C to 30 ° C, preferably at 15 ° C to 25 ° C, more preferably at 18 ° C to 22 ° C.
Der zweite isomaltulosehaltige Feststoff kann zu Endprodukten weiterverarbeitet werden oder aber – wie vorgeschlagen – in Verfahrensschritt G) in die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) hinzugefügt werden, wobei es bevorzugt ist, dass der zweite isomaltulosehaltige Feststoff nach Hinzufügen in die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) in dieser gelöst vorliegt.The second isomaltulose-containing solid can be further processed to end products or - as proposed - in the feed solution of process step A) are added in step G), it being preferred that the second isomaltulose-containing solid after addition to the feed solution of process step A) in this solved present.
In einem erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren wird Verfahrensschritt G) durchgeführt. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) enthaltend Isomaltulose und Wasser den zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff aus Verfahrensschritt F) enthält; insbesondere bevorzugt enthält die Feedlösung den zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff aus Verfahrensschritt F) gelöst, die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit und das direkte Isomerisierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes; besonders bevorzugt besteht die Feedlösung aus den drei Komponenten und Wasser.In a method which is preferred according to the invention, method step G) is carried out. A method preferred according to the invention is thus characterized in that the feed solution of process step A) containing isomaltulose and water contains the second isomaltulose-containing solid from process step F); The feed solution particularly preferably contains the second isomaltulose-containing solid from process step F), the liquid used for washing in process step D) and the direct isomerization product of a sucrose-containing vegetable juice; more preferably, the feed solution consists of the three components and water.
In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten Ausführungsformen beschränkt sein soll.In the examples given below, the present invention is described by way of example, without the invention, the scope of application of which is apparent from the entire description and the claims, to be limited to the embodiments mentioned in the examples.
Folgende Abbildungen sind Bestandteil der Beispiele: The following figures are part of the examples:
Beispiele: Examples:
Kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose aus isomerisiertem DicksaftContinuous crystallization of isomaltulose from isomerized thick juice
Die Kristallisation der Isomaltulose wurde mit Hilfe einer Mixed Suspension Mixed Product Removal(MSMPR)-Apparatur durchgeführt. Das effektiv nutzbare Volumen beträgt 3 Liter.Crystallization of the isomaltulose was performed using a Mixed Suspension Mixed Product Removal (MSMPR) apparatus. The effective usable volume is 3 liters.
Für die Fest-Flüssig-Trennung und Kristallwäsche stand eine Filterkorb-Zentrifuge der Fa. Cepa mit einem Korbdurchmesser von 200 mm zur Verfügung. Über ein Einsteckrohr konnte der Filterkuchen mit Reinstwasser gewaschen werden. For the solid-liquid separation and crystal washing, a filter basket centrifuge from Cepa with a basket diameter of 200 mm was available. The filter cake could be washed with ultrapure water via a plug-in tube.
Stufe 1
Als Ausgangsmaterial stand ein mit Protaminobacter rubrum isomeriserter Dicksaft Feedstrom zur Verfügung. Der isomeriserte Dicksaft verfügt über einen Trockensubstanzgehalt von ca. 41 Gew.-%. Die Zusammensetzung bzgl. der enthaltenen Zucker und Isomerisationsprodukt ist Tabelle 1 zu entnehmen.
Der isomerisierte Dicksaft wurde im Vorlagebehälter auf eine Temperatur von ca. 60°C temperiert. Über die Kolbendosierpumpe wurde ein Volumenstrom von 2 kg/h eingestellt. Der isomeriserte Dicksaft wurde mit einer Temperatur von 60°C über ein abgetauchtes Einspeiserohr in die umgewälzte Kristallsuspension eingefahren. Im Kristaller wurde bei einer Temperatur von ca. 60°C und einem Druck von 110–140 mbar abs. ein Destillatstrom von 1 kg/h eingestellt. Durch die Wasserverdampfung wurde die Lösung kontinuierlich auf einen konstanten Wert übersättigt. Die Übersättigung im Kristaller wurde mit Hilfe der bereits vorhandenen Kristalle und Kristallkeime abgebaut, so dass ein effizientes Kristallwachstum stattfand. Aus dem Kristaller wurde absatzweise jede Stunde ein Suspensionsstrom von ca. 1 kg/h abgenommen.The isomerized thick juice was tempered in the receiver to a temperature of about 60 ° C. A volume flow of 2 kg / h was set via the piston metering pump. The isomerized thick juice was fed at a temperature of 60 ° C via a submerged feed tube into the recirculated crystal suspension. In the crystallizer was at a temperature of about 60 ° C and a pressure of 110-140 mbar abs. set a distillate stream of 1 kg / h. As a result of the evaporation of water, the solution was continuously supersaturated to a constant value. The supersaturation in the crystallizer was degraded with the help of the already existing crystals and crystal nuclei, so that an efficient crystal growth took place. From the crystallizer, a suspension flow of about 1 kg / h was withdrawn batchwise every hour.
Die Kristallsuspension wurde bei einer Drehzahl von 500 rpm in die Zentrifuge eingegeben. Die Fest-Flüssig-Trennung erfolgte dann für 2 min bei einer Drehzahl von 1000 rpm. Die bei der Fest-Flüssig-Trennung anfallende Mutterlauge wurde verwogen. Aus der Differenz zwischen eingefüllter Masse und Mutterlauge wurde eine theoretische Feststoffmenge ermittelt. Bezogen auf die theoretische Feststoffmenge wurde der Feststoff mit 10% Reinstwasser bei einer Drehzahl von 500 rpm gewaschen. Zur Entfeuchtung wurde die Drehzahl der Zentrifuge auf 4000 rpm für ca. 2 min angehoben. Im Anschluss konnte der Feststoff aus der Zentrifuge entnommen werden. Im Durchschnitt ergibt sich aus 1 kg/h Suspension 0,40 kg/h Feststoff. Bei einer Dichte der Suspension von 1,3 kg/L und einem mittleren Hold Up von 3,5 L entspricht dies einer Verweilzeit von 4,5 h.The crystal suspension was introduced into the centrifuge at a speed of 500 rpm. The solid-liquid separation was then carried out for 2 min at a speed of 1000 rpm. The mother liquor obtained in the solid-liquid separation was weighed. From the difference between filled mass and mother liquor a theoretical amount of solids was determined. Based on the theoretical amount of solids, the solid was washed with 10% ultrapure water at a speed of 500 rpm. For dehumidification, the speed of the centrifuge was increased to 4000 rpm for about 2 minutes. Subsequently, the solid could be removed from the centrifuge. On average, 0.40 kg / h of solid is obtained from 1 kg / h suspension. At a suspension density of 1.3 kg / L and a mean hold-up of 3.5 L, this corresponds to a residence time of 4.5 hours.
Der abgetrennte Feststoff wies die folgende Zusammensetzung auf:
Für die Stufe 1 lässt sich damit eine Isomaltulose-Ausbeute von 62% errechnen.For
Die abgetrennte Mutterlauge der Stufe 1 weist folgende Zusammensetzung auf:
Stufe 2Level 2
Zur Ausbeutesteigerung konnte die Mutterlauge dann in einer weiteren Stufe behandelt werden. Dies erfolgte über eine sog. Kühlungskristallisation von 60°C auf ca. 20°C. Im Versuch wurde die Mutterlauge hierfür in der Feedvorlage bei 60°C temperiert und über die Kolbendosierpumpe in den Kristaller bei Normaldruck eingefahren. Der Zulaufstrom betrug 0,6 kg/h. Der Kristaller wurde im kontinuierlichen Betrieb bei 20°C gefahren. Durch die Temperaturabsenkung wurde die Sättigungsgrenze der Lösung überschritten. Die erzeugte Übersättigung wurde im Kristaller durch Kristallwachstum auf den gebildeten Primärpartikeln abgebaut. Aus dem Kristaller wurde eine Suspension mit einem Feststoffgehalt ca. 27% entnommen. Die Kristallsuspension wurde bei einer Drehzahl von 500 rpm in die Zentrifuge eingegeben. Anschließend erfolgte die Fest-Flüssig-Trennung dann für 2 min bei einer Drehzahl von 4000 rpm. Auf eine Kristallwäsche des Feststoffs wurde verzichtet. Die Ausbeute der zweiten Kristallisationsstufe beträgt bei einem abgetrennten Feststoff von 0,137 kg/h ca. 20,1%. Für das Gesamtverfahren ergibt damit eine Gesamtausbeute von 85,1%. Nachfolgend sind die Zusammensetzungen der Mutterlauge und des Feststoffs aus der zweiten Kristallisationsstufe aufgeführt.
Beispiel einer technischen Prozessführung Example of a technical process management
Eine mögliche, technische Prozessführung eines erfindungemäß bevorzugten Verfahrens ist in
Die Feedlösung enthaltend Isomaltulose (
The feed solution containing isomaltulose (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 0983374 [0002] EP 0983374 [0002]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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WO2014044512A1 (en) | 2014-03-27 |
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