DE1618492B1 - Fruktosegewinnung aus Zucker - Google Patents
Fruktosegewinnung aus ZuckerInfo
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- 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
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- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
- C13K13/007—Separation of sugars provided for in subclass C13K
Description
guter Ausbeute aus verschiedenen Rohstoffen mittels um die Molekülverbindung der Fruktose mit Calcium-
einfacher und leichter Maßnahmen, ein Verfahren zur chlorid in vollständig reinem Zustand zu gewinnen.
Trennung der Fruktose von anderen Zuckern, wie Um die Fruktose selbst aus der wie oben erhaltenen
z. B. anderen Monosacchariden, wie Mannose, Gala- Molekülverbindung zu gewinnen, wird sie in etwa
cose usw., und Disaccharide^ wie Sucrose, Maltose, 5 gleicher Wassermenge gelöst und das Calciumchlorid
Lactose usw., und die Schaffung bestimmter Molekül- mit Hilfe von Ionenaustauschern direkt entfernt. Das
verbindungen mit geeigneten anorganischen Stoffen. Calciumchlorid kann auch durch Alkalimetallchlorid,
Es wurde bei Behandlung eines fruktoseabsoluten Ammoniumchlorid oder Salzsäure usw. durch passende
alkohol-wasserfreien Calciumchlorid-Systems durch doppelte Umsetzung ersetzt werden. Das beste Ergeb-Zugabe
von Wasser gefunden, daß bei Zugabe einer io nis ergibt sich durch Umwandlung des Calciumchlorids
bestimmten Wassermenge zu einer Lösung von Fruk- in Calciumsulfat und Salzsäure unter Zugabe eines
tose in reinem Alkohol, der wasserfreies Calcium- gleichen Anteils Schwefelsäure. Nach Abfilterung des
chlorid enthält, nach kurzer Zeit eine große Menge Calciumsulfats werden die Salzsäure mit Anionenweißen
kristallinen Niederschlags gebildet wurde, der austauschern beseitigt und mit Hilfe von gemischten
jedoch bei Zugabe von Wasser in geringem Überschuß 15 Anionen- und Kationenaustauschern noch zurückwieder
vollständig aufgelöst wurde. Durch wiederholte gebliebene kleine Anteile anderer Salze ebenfalls be-
und genauere Versuche wurde schließlich bestätigt, seitigt. Das Verfahren nach der Erfindung ist bei
daß in einem Vierstoff-System aus Fruktose, Calcium- Raumtemperatur anzuwenden, vorzugsweise zwischen
ehlorid, Alkohol und Wasser die Löslichkeit einer 10 und 250C. Bei tiefen Temperaturen, wie z. B. 0 bis
Molekülverbindung aus Fruktose und Calciumchlorid 20 5° C, zeigt die Molekülverbindung der Fruktose mit
ein einheitliches Verhalten zeigt, nämlich einen plötz- Calciumchlorid einen Wechsel ihrer Kristallf orm, die
liehen Niederschlag in einem sehr engen Bereich des Filtrierung wird schwieriger als bei Raumtemperatur
Wassergehalts, und zwar bei ungefähr 15 % des gesam- von 10 bis 25° C. Bei erhöhter Temperatur sinkt die
ten Lösungsvolumens. Trotz dieses Verhaltens der Ausbeute an der Molekülverbindung merklich.
Fruktose wurde gefunden, daß Glukose bei Anwesen- 25 Das Calciumchlorid, welches beim erfindungsgemäheit von Calciumchlorid in diesem Bereich des Wasser- ßen Verfahren verwendet wird, kann jedes Handelsgehalts in der Alkohol-Wasser-Mischung ganz löslich produkt sein. Verunreinigungen wie z.B. Eisenist und gerade bei Zusammensein mit Fruktose sich chlorid, Aluminiumchlorid, Zinkchlorid, Natriumallein löst, ohne sich mit der Fruktose unter den oben chlorid usw. erweisen sich als harmlos. Sogar bei einer angegebenen Bedingungen zu vermischen, obgleich sie 3° vorsätzlichen Beimischung zu dem Calciumchlorid von in stärker konzentriertem Alkohol nur schwer lösbar 3 bis 5 % dieser Unreinheiten wurde kein Einfluß festsein sollte. Diese Tatsachen wurden alle mittels Beob- gestellt.
Fruktose wurde gefunden, daß Glukose bei Anwesen- 25 Das Calciumchlorid, welches beim erfindungsgemäheit von Calciumchlorid in diesem Bereich des Wasser- ßen Verfahren verwendet wird, kann jedes Handelsgehalts in der Alkohol-Wasser-Mischung ganz löslich produkt sein. Verunreinigungen wie z.B. Eisenist und gerade bei Zusammensein mit Fruktose sich chlorid, Aluminiumchlorid, Zinkchlorid, Natriumallein löst, ohne sich mit der Fruktose unter den oben chlorid usw. erweisen sich als harmlos. Sogar bei einer angegebenen Bedingungen zu vermischen, obgleich sie 3° vorsätzlichen Beimischung zu dem Calciumchlorid von in stärker konzentriertem Alkohol nur schwer lösbar 3 bis 5 % dieser Unreinheiten wurde kein Einfluß festsein sollte. Diese Tatsachen wurden alle mittels Beob- gestellt.
achtung der optischen Aktivität untersucht und später Der Alkohol, der in dem Verfahren nach der Erfin-
durch chemische Analyse bestärkt, um ein neues Ver- dung verwendet wird, kann jeder handelsübliche oder
fahren zur Herstellung von Fruktose aus verschiedenen 35 zurückgewonnene Alkohol sein, der kein Wasser oder
Stoffen, die Fruktose und Glukose enthalten, zu höchstens einige Prozent davon enthält,
schaffen. Der Alkohol, der bei der Erfindung verwendet wird,
In der wäßrigen Lösung, welche die Fruktose zusam- kann einen bestimmten Grad Methanol enthalten. Für
men mit Glukose enthält, sollte der Wassergehalt so gewöhnlich ist ein 5%i§er Volumanteil von Methanol
klein wie möglich sein, damit ein gutes Ergebnis er- 4" in Äthanol ganz harmlos, ein 2Ö°/0iger Volumanteil
halten wird und Alkohol gespart wird. Das Verfahren von Methanol verringert jedoch die Ausbeute an der
ist jedoch auch bei einem Wassergehalt von 80 % Molekülverbindung von Fruktose auf etwa 80 °/o des
noch anwendbar, so daß die Alkoholmenge, die später Falles, in dem bei Verwendung von methanolfreiem
zugesetzt werden muß, nicht so groß ist, daß das Ver- Äthanol eine etwa 95%ige Ausbeute erreicht wird. Je
fahren unwirtschaftlich wird. Zu der wäßrigen Lösung 45 größer der Methanolanteil, desto geringer die Aus-
der Rohfruktose wird Calciumchlorid in einem beute. Ein Gemisch von etwa gleichen Volumteilen
Gewichtsanteil von etwa 15 bis 100%, vorzugsweise Methanol und Äthanol liefert noch eine etwa 60%ige
zwischen 30 und 60%, der geschätzten Fruktosemenge Ausbeute.
zugegeben und zur Auflösung gründlich gemischt. Bei der Erfindung ist das im wesentlichen verwendete
Dann wird der entstandenen Lösung Alkohol zugege- 5° Lösungsmittel Äthanol, wenn nicht Methanol in einem
ben, bis das Volumverhältnis von Alkohol zu Wasser nach obigem Ergebnis statthaften Betrag beigemischt
etwa zwischen 95:5 und 70:30 fällt, und durch Um- ist. Äthanol ist weniger flüchtig als Methanol, so daß
rühren wieder gründlich gemischt. In den meisten keine Verdunstungsverluste auftreten und darüber
Fällen beginnt die Molekülverbindung aus Fruktose hinaus Äthanol mit hohem Wirkungsgrad durch
und Calciumchlorid (C6H12O6)2 · CaCl2 · 2H2O bald 55 Destillation aus der in dem Verfahren nach dieser Erin
weißer kristalliner Form auszufällen. Vorteilhaft ist findung verbrauchten Flüssigkeit leicht zurückgewones,
einige Impfkristalle der Molekülverbindung in die nen werden kann.
Lösung zu gießen und einige Zeit umzurühren. Der Neben dem Äthanol kann die von der Fruktose abNiederschlag
ist sehr stabil, nicht hygroskopisch und gesonderte Glukose leicht als Nebenprodukt in dem
leicht zu filtern. Vorteilhaft ist, daß er nicht mit 60 Verfahren nach dieser Erfindung gewonnen werden.
Glukose und anderen Unreinheiten verunreinigt ist, Eine vielversprechende Verwendung der Glukose kann
mit Ausnahme einer geringen Menge Calciumchlorid, nach der Erfindung zweifellos durch ihre mögliche
das unter normalen Verfahrensbedingungen angelagert Isomerisation in Fruktose an Stelle der Gewinnung von
ist. Nach einigen Minuten, Stunden oder über Nacht Glukose selbst erreicht werden,
wird der Ausfall bei Zimmertemperatur mit 85°/0igem 65 Ln wäßrigen Alkohol zeigt Strontiumchlorid das- oder konzentrierterem Alkohol, vorzugsweise mit selbe Verhalten wie Calciumchlorid. Bei der Erfindung 85°/oigem Alkohol, der eine kleine Menge von wasser- ist es auch sehr wesentlich, daß andere Monosacehafreiem Calciumchlorid enthält, gefiltert und gewaschen, ride^ wie z.B. Mannose, Galactose usw., und Di-
wird der Ausfall bei Zimmertemperatur mit 85°/0igem 65 Ln wäßrigen Alkohol zeigt Strontiumchlorid das- oder konzentrierterem Alkohol, vorzugsweise mit selbe Verhalten wie Calciumchlorid. Bei der Erfindung 85°/oigem Alkohol, der eine kleine Menge von wasser- ist es auch sehr wesentlich, daß andere Monosacehafreiem Calciumchlorid enthält, gefiltert und gewaschen, ride^ wie z.B. Mannose, Galactose usw., und Di-
saccharide, wie ζ. Β. Sucrose, Maltose, Lactose usw.,
in wäßrigem Alkohol das ganz gleiche Verhalten wie Glukose zeigen, so daß es sehr leicht ist, die Fruktose
von diesen Zuckern zu trennen und ihre Anwesenheit die Trennung von Fruktose und Glukose nicht stört,
außer daß Lactose sehr oft ihre eigene unlösliche Verbindung
ablagert, aber nur wenn es über einen längeren Zeitraum steht.
Die Fruktose, die gemäß der Erfindung gewonnen
wird, ist sehr rein, wie die Messung der optischen Aktivität
zeigt, und aus einer konzentrierten wäßrigen Lösung charakteristisch leicht kristallisierbar, obwohl
Fruktose bisher aus wäßriger Lösung als sehr schwierig kristallisierbar galt. Dies zeigt, daß das frühere Fruktoseprodukt
zu einer einfachen Kristallisation nicht rein genug war, was von den Verunreinigungen,
hauptsächlich von kleinen Glukoseanteilen und anderen Verunreinigungen herrührte, während das Fruktoseprodukt
gemäß dem Verfahren nach dieser Erfindung
frei von solchen Verunreinigungen ist.
Bei der Erfindung ist die Fruktoseausbeutung be-*-
trächtlich hoch. Enthält eine Fruktoselösung als Rohstoff
Wasser im Verhältnis zur Fruktose wie 3:1, so ist die Ausbeute der Verbindung
(C6H12O6) · 2CaCl2 · 2H2O
für gewöhnlich etwa 95% oder darüber und die •FruktQseausbeu.te im gesamten normalerweise über
Diese unvergleichlick hohe FruktQseausbeute zusammen
mit der hohen Reinheit und anderen bereits beschriebenen mannigfaltigen Vorteilen macht das
Verfahren nach dieser Erfindung sehr wirtschaftlich und rentabel, wodurch alle früheren Verfahren zur
gewerblichen Fruktoseherstellung überholt werden.
Um die Natur dieser Erfindung noch klarer zu offenbaren,
werden die folgenden Beispiele gegeben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die spezifischen
Bedingungen oder Einzelheiten beschränkt, die für diese Beispiele angenommen wurden, soweit nicht
solche Beschränkungen in den Ansprüchen aufgeführt ίο sind.
Die angegebenen Teile sind jeweils Gewichtsteile.
■ In diesem Beispiel wurde die Löslichkeit von Fruktose
und Glukose in reinem Alkohol unter Anwesenheit von wasserfreiem Calciumchlorid getestet. Sowohl
die wasserfreie Fruktose wie auch Glukose bzw. das Gemisch aus beiden wurde mit reinem Alkohol unter
Anwesenheit, von wasserfreiem Calciumchlorid bei
ao Raumtemperatur versetzt und eine Zeitlang gründlich
gemischt. Dann wurde durch Messung der optischen Aktivität festgestellt, ob die Fruktose und Glukose gelöst
waren.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, lösen sich 0,5 g Fruktose in 5 bis 10 ecm reinem Alkohol, der 0,3 g wasserfreies Calciumchlorid enthält, vollständig auf, während 0,5 g Glukose in 10 ecm reinem Alkohol, der 0,3 g Wasserfreies Calciumchlorid enthält, fast ungelöst erhalten bleiben und darüber hinaus aus einem Gemisch von 0,5 g Fruktose und 0,5 g Glukose durch Versetzen mit 10 ecm reinem Alkohol, der 0,6 g wasserfreies Calciumchlorid enthalt, die Fruktose allein fast vollständig in Lösung übergeht.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, lösen sich 0,5 g Fruktose in 5 bis 10 ecm reinem Alkohol, der 0,3 g wasserfreies Calciumchlorid enthält, vollständig auf, während 0,5 g Glukose in 10 ecm reinem Alkohol, der 0,3 g Wasserfreies Calciumchlorid enthält, fast ungelöst erhalten bleiben und darüber hinaus aus einem Gemisch von 0,5 g Fruktose und 0,5 g Glukose durch Versetzen mit 10 ecm reinem Alkohol, der 0,6 g wasserfreies Calciumchlorid enthalt, die Fruktose allein fast vollständig in Lösung übergeht.
Verwendete Zuekermenge | Glukose | Zugegebene | Gebrauchte Menge | Beobachtungsergebnis | |
Fruktose | (S) | ,CaCla-Menge | an absolutem Alkohol | ||
Cg) | 0,0 | (S) * | (cm3) | Vollständig löslich | |
1. | 0,5 | 0,0 | 0,3 | 10 | Vollständig löslich |
2. | 0,5 | 0,5 | 0,3 | 5 | Unlöslich |
3. | 0,0 | 0,5 | 0,3 -- | 5 - | Unlöslich |
4. | 0,0 | 0,5 | 0,3 | 10 | Fruktose |
5. | 0,5 | 0,6 | 10 | ist vollständig löslich, | |
Glukose ist unlöslich | |||||
In diesem Beispiel wurde die Wirkung des Wassergehaltes
in der Wasser-Alkohol-Mischung auf die Trennung von Fruktose und Glukose durch Bildung
von Molekülverbindungen untersucht, wobei Fruktose, Glukose und Calciumchlorid, im. Verhältnis
0,5:0,5:0,6 g gegenüber 10 ecm Gesamtvolumen von Wasser und Alkohol verwendet wurde. War der
Wassergehalt niedriger als 15% des Volumens, so wurde 0,5 g wasserfreier kristalliner Fruktose und
0,5 g wasserfreier kristalliner Glukose zuerst in 10 ecm
Alkohol von jeweils vorher festgesetztem Wassergehalt, der 0,6 g wasserfreies Calciumchlorid enthält,
gelöst und gründlich gemischt, um die Fruktose soweit
wie möglich herauszulösen, und dann der feste Stoff,
der in der verbleibenden Lösung gelöst .war, mittels
einer später beschriebenen Versuchsmethode auf seine
.spezifische Polarisatiort untersucht,. Andererseits ■wurde
die wie oben erhaltene Lösung durch Zusatz von Wasser verdünnt, so daß der Wassergehalt auf 15 %
anstieg, was zur Folge hatte, daß sich, ein Niederschlag
der Molekülverbindung der Fruktose mit dem Calciumchlorid bildete, der ebenfalls auf seine spezifische Polarisation
geprüft wurde. Wenn der Wassergehalt 15% oder, höher war, wurde die Zuckergemischprobe zuerst
in einem, geringen Wasservolurqen aufgelöst, das vorher
in dem oben beschriebenen Verhältnis zum Calciumchlorid
berechnet wurde und dann eine vorher bestimmte Menge reinen Alkohols zugegeben, um
eine, alkoholische Lösung, mit vorher festgesetztem
Wassergehalt zu liefern. Durch; diesen Vorgang wurde die Molekülverbindung von Fruktose mit Calciumchlorid
bald gebildet; so. daß schon nach wenigen Stunden des Absetzens die Lösung gefiltert war und
der feste Stoff im Filtrat und der Niederschlag auf ihre
spezifische Polarisation wie oben geprüft wurden.
Bei der Messung der spezifischen Polarisation unter obigen Umständen war die Anwesenheit von Calciumchlorid
sehr unangenehm, da sie die spezifische Polarisation der Zucker stark beeinflußt. So wurde in diesem
Beispiel versuchsweise ein einfaches und bequemes Verfahren, zwar etwas grob und ungenau, angewendet.
Das anwesende Calciumchlorid wurde nämlich durch doppelte Umsetzung mit Kaliumcarbonat in einem
wäßrigen Mittel durch Kaliumchlorid ersetzt, nach Entfernung fast des ganzen Wassers durch Verdunstung
wurde das sich ergebende Produkt mit reinem
Alkohol versetzt und die alkoholische Zuckerlösung mit kleinen Anteilen an anorganischen Salzen wurde
gefiltert und getrocknet. Die verbleibende Masse wurde auf ihre spezifische Polarisation geprüft. Demgemäß
sind die so erhaltenen Ergebnisse nicht sehr genau, sie können jedoch, wie in Tabelle 2 ersichtlich, wertvolle
Informationen über die Auswirkung des Wassergehalts in dem Wasser-Alkohol-Gemisch auf den Wirkungsgrad
der Trennung von Fruktose und Glukose in ίο dem Verfahren nach dieser Erfindung und über das
verschiedenartige Verhalten von Fruktose und Glukose in wäßrigem Alkohol, der Calciumchlorid enthält, in
groben Zügen liefern.
Wassergehalt in %
Fester Stoff in Lösung
Niederschlag
Niederschlag
-91,8Q
-91,5°
-91,5°
-65°
-91,0°
-91,0°
10
-60°
-91,5°
-60°
-91,5°
+25°
-91,5°
-91,5°
20
-18°
-78°
-18°
-78°
40
-19,5°
-19,5°
-42°
Zur Erläuterung der Ergebnisse in Tabelle 2 zeigt
die Tatsache, daß der feste Stoff in Lösung bei 00/0igeni
Wassergehalt den höchsten linksdrehenden Wert, —91,8° ergibt, daß Fruktose bei Abwesenheit von
Wasser sich in Alkohol vollständig auflöst. Die fortlaufende Abnahme des linksdrehenden Wertes mit der
Zunahme des Wassergehalts bis zu 10 % zeigt die fortschreitend
anwachsende Löslichkeit der Glukose wahrscheinlich mit gleichzeitiger Abnahme der Löslichkeit
von Fruktose, die von der beginnenden Ablagerung als
Molekülverbindung mit Calciumchlorid herrührt. Der plötzliche Wechsel im Vorzeichen der spezifischen
Polarisation bei 15%igem Wassergehalt ist sehr interessant, da er voll der Erscheinung zugerechnet werden
kann, daß sich in nächster Nähe dieses Wassergehaltes der größte Teil der Fruktose beinahe plötzlich als
Molekülverbindung mit Calciumchlorid ablagert, während
die Glukose fast vollständig in Lösung bleibt, so
daß die spezifische Polarisation stark rechtsdrehend wird. Das Wiederauftreten von linksdrehenden Werten
bei noch größerem Wassergehalt zeigt an, daß die Fruktose mit Anwachsen des Wassergehalts sich wieder
zu lösen beginnt, während die Glukosekonzentration beinahe unverändert bleibt.
Andererseits gibt die spezifische Polarisation der Ausfällung an, daß der Zucker im Niederschlag fast
nur noch Fruktose ohne Verunreinigung und Glukose enthält und unveränderlich dieselbe Verbindung ausgefällt
wird, solange der Ausfall bei dem Wassergehalt bis 15% ausgeführt wird, ganz gleich, ob dieser
Wassergehalt durch Zugabe von Wasser zum Alkohol erreicht wurde oder durch Zugabe von reinem Alkohol
zum Wasser.
Die niedrigeren linksdrehenden Werte, die bei größerem Wassergehalt gefunden werden, offenbaren, daß
geringe Mengen von Glukose mit der Fruktose zusammen ausfällen, wenn der Wassergehalt anwächst.
Unter Berücksichtigung der obigen Ergebnisse ist es sicher, daß der kritische Wassergehalt, bei welchem die
höchste Trennungswirkung von Fruktose und Glukose erreicht wird, um etwa 15% liegt. Da aber das obige
Experiment etwas an Genauigkeit leidet und darüber hinaus besonders bei industrieller Ausführung eine
exakte Regulierung eines solchen kritischen Wasseras
gehalts nicht tunlich und sogar unnötig ist, sollten wir lieber an Stelle eines bestimmten Wassergehalts einen
kritischen Bereich für den Wassergehalt vorziehen, in
welchem fruktosereicher Ausfall vom industriellen Standpunkt aus gesehen zu erhalten ist. Wir ermittelten,
daß dieser Bereich zwischen etwa 5 und 30% liegt. Der Grund für die Ausdehnung des Bereichs
unter 15 bis etwa 5% liegt darin, daß bei Erreichen des geringeren Wassergehalts vom reinen Alkohol her
durch Zusatz von Wasser die Lage ganz anders ist als bei Zugabe von Alkohol zum Wasser, da in dem
ersteren Fall die Glukose anfangs sehr schwer löslich ist und anschließend nur wenig besser löslich wird,
während im letzteren Fall die Glukose gleich anfangs beträchtlich gelöst wird, sich aber wegen ihrer starken
Tendenz zur Übersättigung nicht mehr ablagert, auch wenn später eine große Menge Alkohol hinzugegeben
wird. Demgemäß wird das Ergebnis im Ausfall der Molekülverbindung von Fruktose, ausgehend von
einem wäßrigen Rohstoff, schwach beeinflußt, auch wenn mehr oder weniger reiner Alkohol zuviel zugegeben
wird.
In diesem Beispiel werden zwei Lösungen von 2 g Fruktose und 2 g Glukose in 3 bzw. 6 ecm Wasser
als wäßriger Rohstoff verwendet. 1,4 g wasserfreies Calciumchlorid wurde diesen Lösungen zugegeben und
durch späteren Zusatz von reinem Alkohol bis zur schließlichen Alkoholkonzentration von 85, 80 und
7.0% des Gesamtlösungsvolumens die Ausfällung der Fruktoseverbindung bewirkt. Die spezifische Polarisation
des Zuckers, der in der Ausfällung beinhaltet
war, wurde wie im Beispiel 2 gemessen und dann das Gewicht des gewonnenen Zuckers festgehalten. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgezeichnet.
Wie aus der Tabelle klar zu ersehen ist, liefert die
Ausfällung, die aus der Lösung mit abschließender Alkoholkonzentration von 85 %, d. h. bei einem
Wassergehalt von 15% gewonnen wurde, übereinstimmend in beiden vergleichsweise untersuchten Fällen
die beste Qualität und die beste Ausbeute.
209528/579
I 618
Rohstoff
• Schließliche Alkoholkonzentration in %
85* " " 80 I 70
85* " " 80 I 70
Fruktose 2 g
Glukose 2 g
Wasser 3 cm3
Fruktose 2 g
Glukose 2 g
Wasser 6 cm3
spezifische Drehung gewonnener Zucker in %
spezifische Drehung gewonnener Zucker in %
In diesem Beispiel wurde Fruktose auf halb handelsmäßiger
Basis aus Invertzucker gewonnen. Der Invertzucker wurde nach Neutralisation der für die Inversion
mit dem Calciumkarbonat verwendeten Salzsäure durch Vakuumverdunstung auf einen Wassergehalt
von etwa 15 Teilen auf 100 Teile der Trockensubstanz konzentriert. Zu 11,5 Teilen dieses wasserhaltigen
Invertzuckers (eine gelbbraune Flüssigkeit) wurden 6,7 Teile reinen Alkohols, der 3 Teile wasserfreies
Calciumchlorid enthält, zugegeben und unter Um- -91,5°
etwa 96
etwa 96
-91,0°
etwa 95
etwa 95
-76°
etwa 68
etwa 68
-78°
etwa 69,5
etwa 69,5
-40°
etwa 32
etwa 32
-42°
etwa 28,0
etwa 28,0
rühren gelöst. Nachdem dies über Nacht gestanden ao war, wurden 7,2 Teile reiner, weißer, kristalliner
Niederschlag durch Filtrieren erhalten, der dann mit 7 Teilen 85%igem Alkohol mit 0,4 Teilen wasserfreiem
Calciumchlorid gründlich gewaschen wurde, so daß der Nettoertrag der Verbindung 6,5 bis 6,6 Teile
betrug. Die spezifische Polarisation dieser Molekülverbindung wurde mit —71 bis —72° bei 200C festgestellt
(dies ist nicht die spezifische Polarisation von reiner Fruktose, da Calciumchlorid dabei ist). Die
Analyse dieser Molekülverbindung mit einem Schmelzpunkt von 112 bis 116°C gab das folgende Ergebnis:
Versuchsergebnis Berechnetes Ergebnis
aus
(QH12O,),- CaCl1-2HaO
(QH12O,),- CaCl1-2HaO
Cl .
Fruktose Rest ....
14,0%
8,2%
70,5 %
7,3% 14,2%
7,9 %
7,9 %
71,0%
7,1%
7,1%
Durch das obige Ergebnis der Analyse wurde bestätigt, daß die Molekülverbindung die Zusammensetzung
(C8H12Oe)2 · CaCl2 · 2H2O hatte. Die wie
oben erhaltene Molekülverbindung wurde in der gleichen Menge Wasser aufgelöst und das Calcium
durch Zugabe einer gleichen Menge Schwefelsäure als Calciumsulfat ausgefällt, das herausgefiltert wurde.
Die verbleibende Fruktoselösung, die jetzt an Stelle von Calciumchlorid Salzsäure enthielt, wurde durch
eine Schicht Anionen-Austausch-Harz (Amberlite IR-45®) hindurchgeschickt, um die Salzsäure zu entfernen, und scMießlich durch eine gemischte Schicht
von Anionen-Austausch-Harz (Amberlite IRA-410®)
und Kationen-Austausch-Harz (Amberlite IR-120B®), um alle übrigen Elektrolyten so weit auszuscheiden,
daß der spezifische elektrische Widerstand der Lösung auf ungefähr 1200000 Ω anstieg. Die so erhaltene
Lösung war farblos und durchsichtig und durch Konzentration
auf etwa 87% ihres Gewichts leicht zu Fruktose kristallisierbar. Die erhaltenen Kristalle sind
rein weiß und zeigen die normale spezifische Polarisasation
von —92° bei 200C. Die Ausbeute dieser reinen
Fruktose betrug 4,5 bis 4,6 Teile, das sind 90 bis 92% der anfangs in dem Rohstoff vorhandenen Fruktose.
Claims (6)
1. Verfahren zur Abtrennung von-Fruktose aus haltene Fruktose ist dabei in den meisten Fällen sogewäßrigen
Lösungen, welche Fruktose und Glukose 5 nannter »unkristallisierbarer Zucker«. Darüber hinaus
enthalten, dadurch gekennzeichnet, bewirkt die Basizität der Lime-Frucht einen unerdaß
durch Zugabe von Calcium- oder Strontium- wünschten Zerfall der Fruktose, was zu einer zusätzchlorid
und Alkohol die Fruktose als hydratisierte liehen Minderung der Fruktoseausbeute führt, die in-Molekülverbindung
mit dem Calcium- oder Stron- folge der unvollständigen Ausfällung der Fruktose als
tiumchlorid ausgefällt wird, wonach die Fruktose io Calcium-Fruktosat ohnehin schon nichf hoch ist. Danach
üblichen Methoden aus der Molekülverbin- her arbeitet in der Praxis dieses Lime-Verfahren nicht
dung isoliert wird. ....... . wirtschaftlich. Im Hinblick auf die Schwierigkeiten,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- die sich bei der Trennung von Fruktose und Glukose
zeichnet, daß die ausgefällte Molekülverbindung in ergeben, wurde in anderen vorgeschlagenen Verfahren,
Wasser gelöst wird und daß das Calcium- oder 15 beispielsweise im Oxydationsverfahren, Fermentations-Strontiumchlorid
direkt oder, nachdem es mittels verfahren usw., versucht, die Glukose allein durch
Aikalimetallchlorid, Ammoniumchlorid oder Salz- Oxydation oder Fermentation abzubauen und die
säure durch doppelte Umsetzung zersetzt wird, mit Fruktose unangegriffen und in wiedergewinnbarem
Hilfe von Ionenaustauschern entfernt wird. Zustand zurückzulassen. Aber auch in diesen Verfah-
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 ren geht unvermeidlich die Fruktose in unerwünschtem
gekennzeichnet, daß zu der wäßrigen Lösung der Ausmaß verloren. Außerdem ist es nicht ganz leicht,
Fruktose Calcium-oder Strontiumchlorid in einem die Fruktose von den Oxydations- oder Fermenta-Gewichtsteil
von etwa 15 bis 100 %» vorzugsweise tionsprodukten der Glukose und anderen Verunreinizwischen
30 und 60%v der geschätzten Fruktose- gungen zu trennen. Somit sind auch diese Verfahren
menge zugegeben wird. 25 vom industriellen Standpunkt aus unwirtschaftlich,
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wenn nicht sogar undurchführbar. Die Tatsache, daß
dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt der der Martkpreis für Fruktose auf der ganzen Welt
Lösung durch die Zugabe von Alkohol auf S bis außergewöhnlich hoch ist, zeigt deutlich, wie schwer es
30% des gesamten Lösungsvolumens eingestellt ist, die Fruktose von der: Glukose zur Fruktosewird.
. 30 gewinnung wirtschaftlich· zu trennen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
dadurch gekennzeichnet, daß das Zuckergemisch Fruktbsegewinnüng aus verschiedenen Rohstoffen voraußer
Fruktose und Glukose noch andere Zucker- zuschlagen, die Fruktose zusammen mit Glukose oder
und verwandte Verbindungen enthält. anderen Zuckern und verwandte Verbindungen, wie
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 35 z. B. Invertzucker, Isomerzucker, Honig, Hydrolysat
dadurch gekennzeichnet, daß bei Raumtemperatu- von Inulin usw. enthalten.
ren, vorzugsweise bei 10 bis 25°C gearbeitet wird. Das Verfahren zur Abtrennung von Fruktose aus
wäßrigen Lösungen, welche Fruktose und Glukose
enthalten, ist erfindungsgemäß „ dadurch gekennzeich-
— 40 net, daß durch Zugabe von Calcium-oder Strontium-
...... .--,-■ chlorid und Alkohol die Fruktose als hydratisierte
- ■■---■-■■■■"-—- ; - .- ■ Molekülverbindung mit dem Calcium- oder Stron-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung tiumchlorid ausgefällt -wird, wonach die Fruktose nach
von Fruktose aus wäßrigen Lösungen, welche Fruktose üblichen Methoden aus der Molekülverbindung isoliert
und Glukose enthalten. Insbesondere betrifft die Erfin- 45 wird. -
dung ein Verfahren zur Gewinnung von Fruktose bei Die ausgefällte Molekülverbindung wird in vorteilguter
Ausbeute aus verschiedenen Rohstoffen, wobei hafter Weise in Wasser gelöst und das Calcium- oder
die Fruktose fast vollständig von den anderen Stoffen Strontiumchlorid direkt oder, nachdem es mittels
über Molekükverbindungen mit bestimmten, an- Älkalimetallehlorid, Ammomumchlorid oder Salzorganischen
Stoffen getrennt werden kann. 50 säure durch doppelte Umsetzung ersetzt wird, mit
Bisher war bei der gewerbsmäßigen Herstellung von Hilfe von Ionenaustauschern entfernt.
Fruktose eines der größten Probleme das Fehlen einer Das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter
Fruktose eines der größten Probleme das Fehlen einer Das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter
wirkungsvollen und -wirtschaftlichen Methode zur Weise derart ausgestaltet, daß zu der wäßrigen Lösung
Trennung der Fruktose von der Glukose. Obgleich- der Fruktose Calcium-oder Strontiumchlorid in einem
nicht wenige Verfahren bekannt sind, die zur Trennung 55 Gewichtsänteil von etwa 15 bis 100%>
vorzugsweise von Fruktose und Glukose vorgeschlagen oder sogar zwischen 30 und 60 %>
der geschätzten Fruktosemenge tatsächlich industriell angewandt wurden, ist keines zugegeben wird.
davon ohne mannigfaltige Schwierigkeiten und Nach- Der Wassergehalt der Lösung wird durch Zugabe
teile. Da sich Fruktose und Glukose in ihren physika- von Alkohol auf 5 bis 30% des gesamten Lösungsglühen
und chemischen Eigenschaften so sehr ähnlich 60 volumens eingestellt.
sind, daß die meisten Reagenzien und Lösungsmittel Außerdem kann das Zuckergemisch außer Fruktose
zur befriedigendenTrennung versagen, kann mittels der und Glukose noch andere Zucker- und verwandte Verherkömmlichen
Verfahren Fruktose wirtschaftlich bindungen enthalten.
und in hoher Reinheit nur schwer erzeugt werden. Die Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft
Lime-Frucht beispielsweise, die in geringem Maße 65 bei Raumtemperaturen, vorzugsweise bei 10 bis 25° C
lösliches Calcium-Fruktosat bilden kann, wurde lange durchgeführt.
Zeit fast ausschließlich als passendstes Ausfällrnittel Vorteile der Erfindung sind die Schaffung eines Verfür
Fruktose betrachtet. Dies ist jedoch nicht der Fall. f ahrens zur Fruktoseherstellung in hoher Reinheit und
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Legal Events
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C2 | Grant after previous publication (2nd publication) |