DE1909316A1

DE1909316A1 - Agglomerated fructose and process for making same

Info

Publication number: DE1909316A1
Application number: DE19691909316
Authority: DE
Inventors: Werner Gosewinkel; Theodor Kusch; Georg Dr-Ing Stoeck; Hans Dr Rer Nat Voigt
Original assignee: Boehringer Mannheim GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1969-02-25
Filing date: 1969-02-25
Publication date: 1971-06-24
Also published as: NL7002612A; CH552674A; FR2033003A5; BE817881Q; SE368227B; US3684573A; JPS5431052B1; AT308027B; GB1240433A; FI52227B; FI52227C

Description

BOSHRINGER HAlINHEIM GMBH l6O6BOSHRINGER HALINHEIM GMBH 16O6 Agglomerierte Fructose und Verfahren zur Herstellung derselben. Agglomerated fructose and process for making same.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine wasserfreie kristalline Fructose in rieselfähiger, leicht löslicher Form und ein neues Verfahren zur Gewinnung derselben, welches wegen seiner einfachen und wenig aufwendigen Arbeitsweise und der Qualität de3 dabei entstehenden Produkts den bisherigen Verfahren überlegen ist.The present invention relates to an anhydrous crystalline Fructose in free-flowing, easily soluble form and a new process for obtaining the same, which because of its simple and little elaborate way of working and the quality de3 resulting from it Product is superior to previous processes.

Die modernen Verarbeitungsmethoden der Fructose, besonders auf automatischen Abfüllmaschinen, machen es notwendig, daß die verwendete Fructose auch nach längerer Lagerzeit noch rieselfähig ist und sich leicht löst, um die endgültige Verarbeitung nicht zu verzögern. Bei der üblichen Reinigung durch Umkristallisieren aus niederen Alkoholen, vorzugsweise Methanol, entstehen, je nach den Verfahrensbedingungen, entweder leicht lösliohe aber zua Verklumpen neigende Feinkristallisate oder Grobkristallisate, die gut rieselfähig sind und sich auch lagern lassen, sich jedoch wegen ihrer im Verhältnis zum Volumen geringen Oberfläche schlecht auflösen lassen.The modern processing methods of fructose, especially on automatic filling machines, make it necessary that the used Fructose is still free-flowing even after a long period of storage and dissolves easily so as not to delay the final processing. at the usual purification by recrystallization from lower alcohols, preferably methanol, result, depending on the process conditions, either easily soluble fine crystals that tend to clump or coarse crystals that are free-flowing and also separate can be stored, but are difficult to dissolve because of their small surface area in relation to the volume.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man aus der bei der üblichen Umkristallisation aus wasserfreies Methanol anfallenden feinkristallinen Fructose, unter Erhaltung ihrer Löslichkeitseigenschaften, •in rieselfähigea und lagerbeständiges Produkt erhalten kann, wenn man di· feinen Kristall· alt 3-10 ?C «in·· Alkohols von 1-4 C-Atomen befeuchtet, wobei dieser Alkohol noch 0,03-1,5 <£, vorzugsweise 0,1-1 $ Wasser, bezogen auf das Gewicht d«r Fructose,enthält. Wird die so präparierte Fruotos· anschließend in einem üblichen Trockenapparat bei 40-9O⁰C,vorzugsweise 70-8O⁰C unter Normaldruck mit Umluft getrocknet, dann entstehen Agglomerate von etwa 0£-2 mm Korngröße, die die vom Fruotose-Verarbeiter gewünschten Eigenschaften haben. Die Korngröße des Agglomerate JLäßt sich durch Variation des Vassergehalts beim Befeuchten undIt has now been found, surprisingly, that the fine crystalline fructose obtained in the customary recrystallization from anhydrous methanol, while maintaining its solubility properties, can be obtained in a free-flowing and storage-stable product if the fine crystal is 3-10 ° C in Moistened alcohol of 1-4 carbon atoms, this alcohol still containing 0.03-1.5 <£, preferably 0.1-1 $ water, based on the weight of the fructose. When the thus prepared Fruotos · then dried in a conventional drying apparatus at 40-9O ⁰ C, preferably 70-8O ⁰ C under atmospheric pressure with air circulation, then agglomerates of about 0 £ -2 mm grain size, desired by the processors properties Fruotose to have. The grain size of the agglomerate can be determined by varying the water content during moistening and

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die Wahl der bei der Trocknung eingehaltenen Bedingungen, z.E. der Temperatur des Trockenguts, der Art der Bewegung während des Trocken-""" vorganga und der Temperatur, relativen Feuchtigkeit und Menge der zur Trocknung verwendeten Luft in den oben angegebenen Grenzen variieren. Gewünschtenfalls kann man durch anschließendes Sieben engere Fraktionen der optimalen Korngrößen abtrennen.the choice of the conditions observed during drying, e.g. the Temperature of the food to be dried, the type of movement during the drying process and the temperature, relative humidity and amount of the Drying air used vary within the limits given above. If desired, narrower fractions of the optimal grain sizes can be separated off by subsequent sieving.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach agglomerierte Fructose bestehend aus mikrokristallinen Einheiten von 10-200 /u, vorzugsweise 30-100 /U, mit einer Korngröße von 0,2-2,0 mm, vorzugsweise 0,3-1,0 mm, ferner Verfahren zu ihrer Herstellung.The present invention accordingly relates to agglomerated fructose consisting of microcrystalline units of 10-200 / u, preferably 30-100 / U, with a grain size of 0.2-2.0 mm, preferably 0.3-1.0 mm, also processes for their production.

Wie unsere Versuche ergeben haben, läßt sich bei Verwendung von Wasser anstelle von wäßrigen Alkoholen nicht die gewünschte agglomeriert· Fructose erzeugen; vielmehr entstehen dabei harte große Brocken neben unverändertem Feinkristallisat, die bei der Weiterverarbeitung erheblich stören« Überraschenderweise erhält man dagegen ein sowohl für die Weiterverarbeitung als auch für die Lagerung sehr geeignetes Agglomerat auf einfachste Weise, wenn man der zum Anlösen dienenden Wassermenge (0,01-1,5 i° bezogen auf die Fructose) noch einen mit Wasser gut mischbaren, niedrig siedenden Alkohol von 1-4 C-Atomen (in einer Menge von 3-10 %, ebenfalls bezogen auf Fructose) zusetzt. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn die Wassermeng· zwischen 0,1 und 1,0 % gehalten wird. Die Menge des Alkohols ist an sich nicht kritisch, jedoch haftet bei über 10 % Alkohol die entstehende Lösung nicht mehr vollständig an den Restkriet*Ilen, was beim überführen in den Trookenapparat Schwierigkeiten bereitet; ferner ist es - auch bei Wiedergewinnung der Lösungsmittel -unwirtschaftlich, beim Trocknen unnötig groß· Lösungsmittelmengen zu , verdampfen. Bei unter 3 % Alkohol muß die Durchmischungszeit erhöht werden, um ein gleichmäßig·· Durchfeuchten zu gewährleisten, was ebenfalls unwirtschaftlich ist. Wird der Alkoholzusatz noch, weiter reduziert, dann ist die für das erfindungsgemäß«Verfahren notwendige gleichmäßige Durchfeuchtung nicht mehr zu erreichen und es kommt zur Bildung der oben erwähnten harten Brocken neben unverändertem Feinkristallisat- Die Extremgrenzen des Wasserzusatzes müssen eingehalten werden, da es unter 0,03 ^cj Wasserzusatz nicht mehr zur Agglomeration kommt und oberhalb von 1,5 ί'¹ As our experiments have shown, if water is used instead of aqueous alcohols, the desired agglomerated fructose cannot be produced; rather, hard, large chunks are formed alongside unchanged fine crystals, which significantly interfere with further processing. “Surprisingly, on the other hand, you get an agglomerate that is very suitable for both further processing and storage in the simplest way, if you add the amount of water used to dissolve (0.01- 1.5 i ° based on the fructose) a low-boiling alcohol of 1-4 carbon atoms which is readily miscible with water (in an amount of 3-10%, also based on fructose) is added. Particularly good results are achieved if the amount of water is kept between 0.1 and 1.0%. The amount of alcohol is not critical per se, but if the alcohol is over 10% the resulting solution no longer adheres completely to the rest of the residue, which causes difficulties when it is transferred to the Trooken apparatus; Furthermore, it is uneconomical - even when the solvents are recovered - to evaporate unnecessarily large amounts of solvent during drying. If the alcohol is less than 3 % , the mixing time must be increased in order to ensure uniform moisture penetration, which is also uneconomical. If the addition of alcohol is further reduced, the uniform moisture penetration required for the process according to the invention can no longer be achieved and the above-mentioned hard lumps are formed alongside unchanged fine crystals. 03 ^c j The addition of water no longer agglomerates and above 1.5 ί ' ¹

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Wasserzusatz durch die große Löslichkeit von Fruktose in Wasser besonders !sei erhöhter Temperatur zuviel Zuoker in Lösung geht. Es entstehen dann wieder harte Brocken, die sich nur schlecht weiterverarbeiten lassen.Addition of water due to the high solubility of fructose in water, especially if too much zuoker dissolves at elevated temperature. Hard chunks then arise again, which are difficult to process further permit.

Die bei der Trocknung anzuwendende Temperatur ist nach unten durch die Verdampfungsgeschwindigkeit dee Alkohols begrenzt, kann jedoch bein Trocknen in Vakuun an der unteren Grenze des angegebenen Intervalls von 4O-9O C liegen. Die obere Grenze von 9O°C ergibt sich durch die Instabilität von · Fruktose bei höheren Temperaturen und wird deshalb vorzugsweise us mindestens 10 C unterschritten.The temperature to be used during drying is down through the The rate of evaporation of the alcohol is limited, but when drying in a vacuum it can be at the lower limit of the specified range of 40-90 ° C lie. The upper limit of 90 ° C results from the instability of Fructose at higher temperatures and is therefore preferably at least 10 C below.

Als Alkohol läßt sich aufgrund seines niederen Siedepunktes besonders wirtschaftlich Methanol verwenden.Because of its low boiling point, it is particularly suitable as an alcohol use methanol economically.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, während des Trockenvorgangs das zu trocknende Genisch zu bewegen und/oder umzuwälzen. Dies kann z.B. mit handelsüblichen Tellertrocknern, Drehtrommeln oder in einer Wirbelschicht erfolgen. Die auf diese Weise erhaltenen Agglomerate haben eine kugligere Oberfläche und sind einheitlicher in der Größe, was für die Verpaokung und Weiterverarbeitung vorteilhaft ist.In a further embodiment of the method according to the invention, it has been found Proven to be advantageous to move and / or tumble the genic to be dried during the drying process. This can be done, for example, with commercially available plate dryers, rotating drums or in a fluidized bed. The agglomerates obtained in this way have a more spherical one Surface and are more uniform in size, what for the Verpaokung and further processing is advantageous.

Besonder· wirtschaftlich und einfach läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren realisieren, wenn man direkt die aus der Kristallisation der Fruktose anfallenden schleuderfeuchten Kristalle - die genügend wäßrigen Alkohol enthalten, da die Rohzucker meistens nicht völlig getrocknet sind · verwendet und unter den erfindungsgemäßen Trockenbedingungen weiterbehandelt.The invention can be particularly economical and simple A process can be realized if the centrifugally moist crystals resulting from the crystallization of the fructose - the sufficiently aqueous ones - are directly used Contain alcohol, since the raw sugars are usually not completely dried · used and further treated under the drying conditions according to the invention.

Überraschenderweise hat die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, besonders aber unter den bevorzugten Bedingungen, hergestellte Fruktose ■für eine Weiterverarbeitung und/oder Lagerung vorzügliche Eigenschaften. Es war zu erwarten, daß die Agglomerate, falls das Kristallgefüge locker genug ist, um einrasches Eindringen von Wasser und damit eine rascheSurprisingly, the fructose produced by the process according to the invention, but especially under the preferred conditions, has fructose ■ Excellent properties for further processing and / or storage. It was to be expected that the agglomerates, if the crystal structure is loose enough, to permit rapid penetration of water and thus rapid penetration

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Auflösung zu ermöglichen, auch die unangenehme Eigenschaft dee leichtlöslichen Feinkristallisats, die Hygroskopie, aufweisen würden. Andererseits war anzunehmen, daß ein. dichtes Kristallagglomerat, welches nicht mehr hygroskopisch ist, in seinen anderen Eigenschaften ebenfalls einem Grobkristallisat entsprechen würde, d.h. es würde sich nur noch langsam lösen lassen. Unerwarteterweise hat nun das erfindungsgemäße Produkt nur die vorteilhaften Eigenschaften der Pein- und Grobkristallisate. Es besteht aus gut fließ- und rieselfähigen groben Partikeln, enthält so ^u t wie keinen Staubanteil, ist gegen Luftfeuchtigkeit weitgehend unempfindlich und verklumpt deshalb auch nach längerem Lagern nicht; andererseits sind die Partikel aus vielen feinen Teilchen zusammengesetzt, die sich beim Einbringen in Wasser rasch trennen und getrennt gelöst werden. Durch diese Auftrennung bleibt die Lösegeschwindigkeit des FeinkristallisatsTo enable dissolution, the unpleasant property of the easily soluble fine crystals, the hygroscopicity, would have. On the other hand, it was to be assumed that a. dense crystal agglomerate, which is no longer hygroscopic, would also correspond to coarse crystals in its other properties, ie it would only be able to be dissolved slowly. Unexpectedly, the product according to the invention now only has the advantageous properties of the fine and coarse crystals. It consists of coarse and free-flowing particles, contains almost no dust, is largely insensitive to air humidity and therefore does not clump together even after prolonged storage; on the other hand, the particles are composed of many fine particles which quickly separate when placed in water and are separately dissolved. As a result of this separation, the rate of dissolution of the fine crystals remains

auch nach der Agglomeration erhalten. Andererseits sind diese Agglomerate so fest, daß sie bei der üblichen mechanischen Beanspruchung, wie sie beim Umfüllen oder Sieben auftritt,nicht abgerieben oder gar zu Staub zermahlen werden.preserved even after agglomeration. On the other hand, these are agglomerates so strong that they can withstand the usual mechanical loads like them occurs when decanting or sieving, not rubbed off or turned into dust be ground up.

In den folgenden Beispielen sollen das erfindungsgemäße Produkt und einige der möglichen Verfahrensvarianten beschrieben werden, um die Erfindung näher zu erläutern.In the following examples, the product according to the invention and some of the possible process variants are described in order to explain the invention in more detail.

•Λ• Λ

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Beispiel 1example 1

200 g Fructose, deren Feinanteil (Korngröße zwischen 20 und 200 /u) 50-70 io beträgt und die noch einen Restfeuchte-Gehalt von 10 ^ ca. . 90 $-igem Methanol aufweist, wird in dünner Schicht auf einer Horde ausgebreitet und in einem Umlufttrockenschrank mit Luft bei 60-80 C getrocknet. Der Feinkornanteil agglomeriert hierbei mit den größeren Kristallen und die insgesamt leicht miteinander verbackenen Kristalle lassen sich durch eine Siebung zu 90 $ in eine Fraktion von 0,2-1,2 mm Korngröße überführen.200 g of fructose, whose fine fraction (grain size between 20 and 200 / u) is 50-70 io and which still has a residual moisture content of 10 ^ approx. 90% methanol is spread out in a thin layer on a tray and dried in a circulating air drying cabinet with air at 60-80 ° C. The fine grain fraction agglomerates with the larger crystals and the overall slightly caked crystals can be converted into a fraction of 0.2-1.2 mm grain size by sieving at 90 $.

Beispielexample

200 g Fructose der gleichen Zusammensetzung und Feuchtigkeit wie in Beispiel 1, werden unter dauernder Bewegung in einem rotierenden, liegenden Zylinder mit Heißluft von 60-80°C getrocknet. Die Qualität des in Bewegung getrockneten Produktes unterscheidet sich von der des Beispiels 1 derart, daß das Zusammenbacken der agglomerierten Kristalle durch die Bewegung vermieden wird und die Körnung der Agglomerate ausgeprägter rundlich und einheitlicher in der Größe erreicht wird.200 g of fructose of the same composition and moisture as in Example 1 are dried with continuous movement in a rotating, lying cylinder with hot air at 60-80 ° C. The quality of the The product dried in motion differs from that of Example 1 in that the agglomerated crystals stick together is avoided by the movement and the grain size of the agglomerates is more rounded and more uniform in size.

Beispiel 3Example 3

1,0 kg Fructose, deren Feinkornanteil 80 i» beträgt und die eine'Restfeuchtigkeit Von ca. 4-5 1° 98 #-igem Methanol aus der Kristallisation enthält, werden direkt zur Trocknung eingesetzt. Der Wassergehalt beträgt dabei ca. 0,08-0,10 ⁰Jo bezogen auf Fructose. Die Trocknung wird so durchgeführt, daß jede Charge in einem Taumeltrockner zunächst auf ca. 50 C vorgewärmt wird und dann anschließend in üblicher Weise durch Durchblasen von Luft oder im Vakuum die Trocknung erfolgt. Das Produkt1.0 kg fructose, the fine particle fraction is 80 i "and the eine'Restfeuchtigkeit contains approximately 4-5 1 ° 98 # sodium methanol from the crystallization are used directly for drying. The water content is approx. 0.08-0.10 ⁰ Jo based on fructose. The drying is carried out in such a way that each batch is first preheated to approx. 50 ° C. in a tumble dryer and then drying is carried out in the usual way by blowing air through it or in a vacuum. The product

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ist praktisch frei von Feinstanteilen der Größe 10-50 /u und besteht zu über 95 i° aus Körnern von über 0,1 mm Größe.is practically free of fine particles of size 10-50 / u and consists of more than 95 ° of grains over 0.1 mm in size.

Beispielexample

5,0 kg Fructose der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 3> werden mit einem Wirbelschichttrookner mit Heißluft von 60-80 C getrocknet bis zum gewünschten Trockengrad < 0,1 $ Vassergehalt. Bei der Siebung dieser Fructose beträgt der Anteil einer Korngröße von über 0,2 nm ca. 90 $.5.0 kg of fructose of the same composition as in Example 3> are dried with a fluidized bed dryer with hot air at 60-80 ° C to the desired degree of dryness <0.1 $ water content. When sieving this Fructose, the proportion of a grain size larger than 0.2 nm is approx. 90 $.

Beispielexample

In einem kontinuierlich arbeitenden-Wirbelschichttrockner mit ausreichend großer Wirbelbettfläche werden stündlich ca. 50 kg Fructose aufgegeben, die noch schleuderfeucht eine Restfeuchte von ca. 5 $ Methanol und einen Wassergehalt von 0,8 # bezogen auf Fructose besitzt. Sie Luftmenge, deren' Temperatur 70-80⁰C beträgt, ist derart klein zu bemessen, daß gerade eine geeignete Wirbelschicht eingestellt ist. Bei einer ausreichend langen Verweilzeit (30-60 Min.) wird ein Produkt mit einem Feuchtigkeitsgehalt < 0,1 $ Wasser erhalten. Der Anteil von über 0,2 mm Korngröße beträgt ca. 90-95 #. In a continuously operating fluidized bed dryer with a sufficiently large fluidized bed area, about 50 kg of fructose per hour are added which, while still centrifugally moist, has a residual moisture of about 5% methanol and a water content of 0.8% based on fructose. They air amount, the 'temperature is 70-80 ⁰ C, in such a way to measure small that just a suitable fluidized bed is set. With a sufficiently long residence time (30-60 minutes), a product with a moisture content of <0.1 $ water is obtained. The proportion of over 0.2 mm grain size is approx. 90-95 #.

Beispielexample

Eine Fructose, die mit besonders hohem Feinkorngehalt kristallisiert ist, wird mit 4-5 i° 90 %-igem wässrigem Methanol befeuchtet und in kontinuierlichem Durchsatz in einem Tellertrockner bei 7O⁰C bis auf einen Rest-Wassergehalt < 0,1 fo getrocknet. Die Verweilzeit beträgt 30-45 Kin. Die Durchsatzmenge ist nur von der Größe des Tellertrockners abhängig. Die auf diese Art getrocknete Fructose hat als Korn ein Agglomerat, das zu mehr als 95 f° zwischen 0,1 und 1,0 mm liegt, bzw. zu 90 i° zwischenA fructose, which is crystallized with a particularly high fines content is moistened with 4-5 i ° 90% aqueous methanol and in continuous throughput in a plate dryer at 7O ⁰ C to a residual water content <0.1 fo dried. The residence time is 30-45 kin. The throughput depends only on the size of the plate dryer. The fructose dried in this way has as a grain an agglomerate that is more than 95 ° between 0.1 and 1.0 mm, or 90 ° between

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O₁S und 1,0 mm. Die so erhaltene*Fructose-Agglomerate sind besonders gut fließfähig, abriebfest und gegen Luftfeuchtigkeit weitgehend unempfindlich. Im Besonderen zeigt ein derartiges Produkt günstige Löilichkeitseigensohaften für eine sohnelle Auflösung.O ₁ S and 1.0 mm. The * fructose agglomerates obtained in this way are particularly flowable, abrasion-resistant and largely insensitive to atmospheric moisture. In particular, such a product exhibits favorable solubility properties for rapid dissolution.

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Claims

1. Agglomerated fructose consisting of microcrystalline units of 10-200 / U, preferably 30-100 / U, with a grain size of
0.2-2.0 mm, preferably 0.3-1.0 mm.

2. A process for the production of agglomerated Fruotoae geraäß claim 1, characterized in that microcrystalline fructose obtained during normal crystallization, consisting of units of 10-200 / u, preferably 30-100 / u, with 3-10 $ aqueous alcohols of 1 -4 C atoms moistened, the Vassergehalt based on fructose should be 0.03-1.5 ° / ° "preferably 0.1-1.0 fo, and while heating to 40-9O ⁰ C, preferably 70-8O ⁰ C dries.

3 · The method according to claim 2, characterized in that the for Moisturizing serving alcohol is residual moisture from crystallization.

4. Process according to Claims 2 and 31, characterized in that the alcohol used is methanol.

5 * Method according to claims 2-4, characterized in that the Fruotose is agitated while drying.

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