DE19701439A1 - Verfahren zur Hydrierung von Zuckern - Google Patents

Verfahren zur Hydrierung von Zuckern

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von Zuckern oder Zuckergemischen aus der Gruppe bestehend aus Isomaltulose, Trehalulose, Maltulose, Leucrose und Lactulose zu den entspre­ chenden Zuckeralkoholen oder Zuckeralkoholgemi­ schen, wobei die Zucker oder Zuckergemische in wäßriger Lösung unter erhöhter Temperatur und er­ höhtem Druck mit Wasserstoff unter Verwendung eines trägergebundenen Nickel-haltigen Katalysators hy­ driert werden.
Aus der EP 0 152 779 B1 ist ein Verfahren zur Her­ stellung eines Gemisches von 1-0-α-D-Glucopyrano­ syl-D-mannit (im folgenden 1,1-GPM genannt) und 6-0-α-D-Glucopyranosyl-D-sorbit (im folgenden 1,6-GPS genannt) aus 6-0-α-D-Glucopyranosyl-D- fructose (Isomaltulose, Palatinose®) bekannt. Gemäß dem beschriebenen Verfahren wird Isomaltulose bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur kontinuier­ lich im Festbettverfahren hydriert, wobei träger­ freie Katalysatoren aus Elementen der achten Neben­ gruppe des Periodensystems, insbesondere Nickel, Kobalt und Eisen, verwendet werden. Das Produkt der beschriebenen Verfahrensweise weist 1,6-GPS und 1,1-GPM in einem Verhältnis von ca. 1 : 1 auf.
Aus der DE 44 16 115 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von 1,6-GPS und 1,1-GPM aus Isomal­ tulose bekannt, wobei der in der EP 0 152 779 B1 beschriebene Katalysator zusätzlich Elemente der sechsten Nebengruppe des Periodensystems enthält. Auch in diesem Fall wurde eine Produktzusammenset­ zung von 1,6-GPS zu 1,1-GPM von ca. 1 : 1 erhalten. Die DE 44 16 408 A1 und die DE 39 34 457 A1 be­ schreiben ebenfalls Verfahren zur Hydrierung von Zuckern, beispielsweise von Glucose, Xylose, Lactu­ lose oder Maltose. Die für die Hydrierungsreaktion verwendeten Katalysatoren sind trägerfreie Formkör­ per aus Elementen der achten und sechsten Neben­ gruppe des Periodensystems.
In Fällen, in denen bei der Hydrierung aus einem Edukt, wie zum Beispiel Isomaltulose, stereoisomere Produkte (Epimere) entstehen können, ist es häufig aus technologischen oder anwendungstechnischen Gründen wünschenswert, die Stereoselektivität der Reaktion so einzustellen, daß ein bestimmtes Ver­ hältnis der Produkte zueinander erhalten wird. Die Entwicklung von Verfahren, die zu einer bestimmten, bisher nicht erhältlichen Produktzusammensetzung führen, ist daher insbesondere für anwendungstech­ nische Zwecke wünschenswert. Zudem sind die bekann­ ten Verfahren hinsichtlich ihrer Verfahrensführung, der Handhabbarkeit der verwendeten Katalysatoren und der Verfahrenskosten verbesserungsfähig.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht also darin, ein Verfah­ ren zur Hydrierung von Zuckern aus der Gruppe be­ stehend aus Isomaltulose, Leucrose, Trehalulose, Maltulose und Lactulose zu Zuckeralkoholen bereit­ zustellen, das die vorgenannten Nachteile überwin­ det und zu bisher nicht erhältlichen Produktzusam­ mensetzungen führt.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Pro­ blem wird durch die Bereitstellung eines Verfahrens gemäß Hauptanspruch gelöst. Die Erfindung sieht also insbesondere vor, ein Verfahren zur Hydrierung von Zuckern oder Zuckergemischen aus der Gruppe be­ stehend aus Isomaltulose, Leucrose, Trehalulose, Lactulose und Maltulose zu Zuckeralkoholen oder Zuckeralkoholgemischen bereitzustellen, wobei die Zucker oder Zuckergemische in wäßriger Lösung un­ ter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit Was­ serstoff unter Verwendung eines trägergebundenen Katalysators hydriert werden und wobei die kataly­ tisch aktive Komponente des Katalysators ein Ge­ misch aus Nickel, gegebenenfalls Nickeloxid und ge­ gebenenfalls Wolframoxid umfaßt. Derartige Kataly­ satoren sind aus der US 3,965,199 bekannt, auf die hinsichtlich der Zusammensetzung und der Herstel­ lungsweise des erfindungsgemäß verwendeten Kataly­ sators verwiesen wird und die im genannten Ausmaß in den erfindungswesentlichen Umfang dieser Offen­ barung mit einbezogen wird. In besonders bevorzug­ ter Weise wird der Katalysator in extrudierter Form verwendet, wie kommerziell erhältlich.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem trägergebundenen Nickel-haltigen Kata­ lysator ein Katalysator verstanden, dessen kataly­ tisch aktive Komponente nicht mittels alkalischer Aktivierung von Aluminiumlegierungen mit anderen Metallen präpariert wird, noch Aluminiumlegierun­ gen, auch nicht in Resten, enthält. Der erfindungs­ gemäß verwendete Katalysator ist also kein Raney- Nickel-Katalysator.
In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht die er­ findungsgemäße Vorgehensweise in Fällen, in denen aus einem Edukt unterschiedliche stereoisomere Pro­ dukte aus der Hydrierungsreaktion hervorgehen, eine von der herkömmlicherweise erhaltenen Produktzusam­ mensetzung abweichende Zusammensetzung zu erhalten. Die Erfindung sieht in einer besonders vorteilhaf­ ten Ausgestaltung vor, Isomaltulose zu hydrieren, wobei sich eine von der nach dem Stand der Technik zu erwartenden Produktzusammensetzung von ca. 50 Gew.-% 1,1-GPM zu 50 Gew.-% 1,6-GPS abweichende Zusammensetzung ergibt, insbesondere eine Zusammen­ setzung mit einem erhöhten 1,1-GPM und einem ver­ minderten 1,6-GPS Anteil im Produkt. Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auch zur Hydrierung von Trehalulose zu 1,1-GPM und 1-O-α-D-Glucopyranosyl- D-sorbit (1,1-GPS), Lactulose zu Lactit sowie 3-0-β-D-Galactopyranosyl-D-mannit, Maltulose zu 3-0-α-D-Glucopyranosyl-D-mannit sowie 4-0-α-D-Glu­ copyranosyl-D-sorbit (Maltit) und Leucrose zu 5-0-α-D-Glucopyranosyl-D-sorbit (1,5-GPS) sowie 2-0-α-D-Glucopyranosyl-D-mannit (1,2-GPM) einge­ setzt werden. Hierbei ergeben sich insbesondere im Fall von Trehalulose ein vergleichsweise erhöhter 1,1-GPM-Anteil, im Fall von Maltulose ein ver­ gleichsweise erhöhter 3-0-α-D-Glucopyranosyl-D- mannit-Anteil und im Fall von Lactulose ein erhöh­ ter 3-0-β-D-Galactopyranosyl-D-mannit-Anteil im Produkt. Die Erfindung führt also bei der Hydrie­ rung der genannten glycopyranosylsubstituierten Ke­ tosen zu einem erhöhten Anteil der Mannit-Epimeren und einem verminderten Anteil der Sorbit-Epimeren im Produkt.
Als Mannit- und Sorbit-Epimeren werden die Zucker­ alkohol-Stereoisomeren bezeichnet, die bei der Hy­ drierung des prochiralen Carbonyl-Kohlenstoffatoms der Ketose beziehungsweise glycosylsubstituierten Fructose (Isomaltulose, Trehalulose usw.) entste­ hen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem Mannit-Epimer ein Epimer verstan­ den, das die Konstitution der Polyolkette der gly­ cosylsubstituierten D-Mannose aufweist. Unter einem Sorbit-Epimer wird ein Epimer verstanden, das die Konstitution der Polyolkette der glycosylsubstitu­ ierten D-Glucose aufweist.
Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß möglich und besonders bevorzugt, Zuckergemische, wie zum Beispiel ein auch in der EP 0 625 578 B1 beschrie­ benes Gemisch aus Isomaltulose und Trehalulose so­ wie gegebenenfalls Glucose, Fructose, Isomelezito­ se, Rest-Saccharose, Isomaltose und Oligosacchari­ den zu hydrieren. Auch hier führt die Erfindung zu einem erhöhten Anteil der Mannit-Epimeren im Pro­ dukt.
Die Erfindung sieht in besonders vorteilhafter Wei­ se eine Zusammensetzung des erfindungsgemäß verwen­ deten Katalysators von 5-50 Gew.-% Nickel oder Nickeloxid und 0,5-16 Gew.-% Wolframoxid, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators einschließ­ lich Trägermaterial vor.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform weist der Katalysator eine Dichte von 0,60 bis 0,70 kg/l auf.
Die Erfindung sieht vor, daß der Katalysator auf einem Träger gebunden ist. Dieser Träger kann bei­ spielsweise Siliciumdioxid, Kieselgur, TiO2, SiO2.Al2O3, Tone, Zeolith ZrO2, Silikat oder Alumi­ niumoxid (Al2O3) umfassen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren können neben Nickel, Nickeloxid und Wolframoxid, insbesondere Wolframtrioxid, bezogen auf einen trä­ gerfreien Formkörper, bis zu 20 Gew.-%, vorzugswei­ se 15 Gew.-%, anderer Metalle enthalten. Diese Me­ talle brauchen keine katalytische Aktivität aufwei­ sen und umfassen beispielsweise Eisen, Mangan, Ti­ tan, Aluminium oder Silicium.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Katalysatoren werden durch Niederschlagung beziehungsweise Ad­ sorption der katalytisch aktiven Komponenten, das heißt, Nickel sowie gegebenenfalls Nickeloxid und/oder Wolframoxid, aus einer Lösung auf dem inerten Trägermaterial hergestellt. Der auf diese Weise hergestellte Katalysator-Vorläufer kann nach Aktivierung mit Wasserstoff direkt zur Hydrierung eingesetzt werden. Der Katalysator-Vorläufer kann erfindungsgemäß jedoch weiterbehandelt werden, vor­ zugsweise einem Extrusionsverfahren unterzogen wer­ den. Die Erfindung sieht jedoch auch vor, daß der Katalysator-Vorläufer durch Verpressen des wie be­ schrieben imprägnierten Trägermaterials unter hohem Druck hergestellt wird, wobei gegebenenfalls zur Verbesserung des Haftvermögens der Partikel auch Graphit und/oder Klebstoff in Mengen unter 1 Gew.-%, bezogen auf das Katalysatorgewicht, ein­ gesetzt werden können. Die Förmlinge werden an­ schließend calciniert und mit Wasserstoff redu­ ziert, wobei sich bei letzterem Schritt die kataly­ tisch aktiven Metallkristallite ausbilden. Der Ka­ talysator weist in stabilisierter Form eine inerti­ sierende Adsorptionsschicht an seiner Oberfläche auf und wird erst durch Wasserstoffbegasung akti­ viert, indem die monomolekulare Adsorptionsschicht entfernt beziehungsweise die Oxidschicht reduziert und damit der Katalysator mit Wasserstoff aktiviert wird.
Die Katalysatoren können in Form von Kugeln, Ta­ bletten, Granulaten, Stäbchen, jeweils mit oder oh­ ne Bohrungen, ausgeführt sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Katalysatoren als Pulver­ katalysatoren, beispielsweise im Suspensionsverfah­ ren, einzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet als Edukt Lactulose, Trehalulose, Maltulose, Isomaltulose, Leucrose oder Gemische davon. Die Zucker können flüssig eingesetzt werden. Das Edukt wird gemäß ei­ ner besonders bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung in entmineralisiertem Wasser gelöst, wobei eine 10- bis 70gew.-%ige, insbesondere 15- bis 50gew.-%ige, bevorzugt 40gew.-%ige Lösung (bezogen auf Trockensubstanz) eingestellt wird. Der PH-Wert liegt bevorzugt in einem Bereich von 3,0 bis 12,0. Der PH-Wert kann beispielsweise durch Zugabe von wasserlöslichen, basisch reagierenden Verbindungen, wie Alkalicarbonaten oder Ammoniak in wäßriger Lö­ sung, oder sauer reagierenden Verbindungen, wie Zuckersäuren, Sorbinsäure oder Zitronensäure, auf den gewünschten pH-Wert eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die Hy­ drierung mit reinem Wasserstoff durchzuführen, der auf einen Druck von 50 bis 450 bar, bevorzugt 150 bis 300 bar, vorkomprimiert wird. Die Hydrierung kann in besonders bevorzugter Weise kontinuierlich im Festbettverfahren durchgeführt werden. Dabei kann in bekannter Weise ein Gleichstrom- oder ein Gegenstromverfahren eingesetzt werden. Die Erfin­ dung sieht jedoch auch vor, daß die Hydrierung dis­ kontinuierlich im Suspensionsverfahren mit dem Pul­ verkatalysator oder pulverisiertem Festbettkataly­ sator durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einem beispielsweise als Hochdruckrohr aus Stahl ausgeführten Hydrierreaktor durchgeführt, wobei der Hydrierreaktor ganz oder teilweise mit dem träger­ gebundenen Katalysator gefüllt ist. Es kann auch vorgesehen sein, den Katalysator in einem Katalysa­ torkorb anzuordnen. Die Erfindung umfaßt selbstver­ ständlich auch die Verwendung von Hydrierreaktoren, die beispielsweise aus verschiedenen Einzelreakto­ ren aufgebaut sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, in dem Hy­ drierreaktor Rührvorrichtungen vorzusehen, mit Hil­ fe derer die Edukte und das Hydriergas besser mit­ einander in Kontakt gebracht werden können.
Die Hydrierung wird vorzugsweise bei Temperaturen von 60°C bis 150°C, vorzugsweise von 70°C bis 120°C, vorgenommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zur Gewinnung von Zuckeralkoholen oder Zuckeralkoholgemischen in einer Reinheit von bis über 99 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse. Es ist möglich, den Gehalt an nicht umgesetzten Zuckern oder Zuckergemischen auf Werte von 0,2 Gew.-% oder weniger zu senken.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren und der dazugehörigen Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäß verwendeten Hy­ drierreaktor in schematischer Darstel­ lung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Produkt­ bildung in Abhängigkeit von der Zeit zum Beispiel 1.
Beispiel 1 Hydrierung von Isomaltulose mittels des erfindungs­ gemäßen Verfahrens
In einem 750 ml Innenvolumen aufweisenden Hydrier­ reaktor 2 gemäß Fig. 1 wurde im diskontinuierli­ chen Festbettverfahren Isomaltulose hydriert. Der Hydrierreaktor 2 enthält in einem Edelstahlrohr ei­ nen Katalysatorkorb 4 (Volumen: 138,9 cm3) mit ei­ nem Innenvolumen von 138,9 cm3. Im Katalysatorkorb 4 befinden sich 146,77 g (feucht) beziehungsweise 70,27 g (trocken) Nickel, Nickeloxid und Wolfra­ moxid umfassender Katalysator (Südchemie T-4190 RS 3 mm).
In bevorzugter Weise wird das katalytisch aktive Material (Nickel, Nickeloxid, Wolframoxid) zunächst aus löslicher Form auf dem feindispersen und dis­ pergierten Trägermaterial (Träger: Alumosilikat) durch Fällung und Adsorption abgeschieden. An­ schließend erfolgt eine Vermengung mit Bindern, Po­ renbildnern und weiteren Komponenten. Das homogene Gemisch wird zu Förmlingen extrudiert, getrocknet und calciniert. Zusätzlich können Schmiermittel, Porenbildner, Verformungshilfsstoffe, Plastifizie­ rer etc., die zur Formausbildung zugesetzt werden, enthalten sein. Die Formkörper werden gegebenen­ falls zwischen 80 und 120°C getrocknet. Anschlie­ ßend wird eine Calcinierung bei Temperaturen unter 850°C, vorzugsweise zwischen 500 und 700°C, durch­ geführt. Bei der Calcination erfahren die Extrudate eine Härtung, und das Makro- und Mesoporensystem bildet sich aus. In einer Aktivierungsstufe erfolgt anschließend eine Reduktion der oxidischen Verbin­ dungen auf der Trägeroberfläche (Nickeloxid, Wolf­ ramoxid) mittels Wasserstoff bei Temperaturen zwi­ schen 300 und 600°C. Um den Katalysator an der Luft lagerfähig zu machen, wird mit O2/CO-Mischungen ei­ ne Oberflächeninertisierung durchgeführt (Stabili­ sierung). Dabei wird die aktive Fläche mit einer dünnen, monomolekularen Adsorptionsschicht belegt.
Der Hydrierreaktor 2 weist an seiner im Bodenbe­ reich angeordneten Zentrierscheibe 6 ein unteres Wellenlager 8 auf. Das untere Wellenlager 8 sowie ein oberes Wellenlager 12 dienen der Lagerung einer Edelstahl-Rührwelle 10, die Rührflügel 14 trägt. Die Rührwelle 10 wird elektromagnetisch mittels des Rührmagneten 16 angetrieben. Die Fig. 1 stellt ferner Strömungsunterbrecher 18 sowie einen Gasver­ teilungsflügel 20 dar.
In den Hydrierreaktor 2 werden 500 ml wäßrige Eduktlösung, hier Isomaltulose-Lösung (0,1% Fruc­ tose, 0,1% Glucose, 98% Isomaltulose, 1,2% Tre­ halulose, 0,3% Isomaltose, 0,3% Rest, Angaben in Gew.-%) (30 Gew.-% Trockensubstanz) (PH: 5,3), ein­ gefüllt, über den Gasverteilungsflügel 20 Wasser­ stoff mit einem Druck von 150 bar und einer Rotati­ onsgeschwindigkeit der Rührwelle 10 von 600 Umdre­ hungen pro Minute eingeleitet und eine Temperatur von 70°C eingehalten. Zu Beginn der Reaktion, nach 2, 3, 4, 5, 6 und 22 Stunden werden Proben der Re­ aktionslösung (pH: 6,5) entnommen und auf ihren Ge­ halt an Isomaltulose, 1,1-GPM, 1,6-GPS, Mannit, Sorbit und Restsaccharid bestimmt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 und grafisch in der Fig. 2 dargestellt.
Tabelle 1
Erfindungsgemäß führt die Hydrierung zu einer von dem erwarteten 50 : 50 Verhältnis von 1,1-GPM zu 1,6- GPS abweichenden Produktzusammensetzung. Es wird vergleichsweise mehr Mannit-Epimer und weniger Sor­ bit-Epimer gebildet.
Beispiel 2 Hydrierung von Isomaltulose mittels des erfindungs­ gemäßen Verfahrens
Die Verfahrensbedingungen und die Verfahrensappara­ tur entsprechen den in Beispiel 1 genannten. Es wurde jedoch nur eine Probe nach 22 Stunden entnom­ men. Das verwendete Edukt weist die in Tabelle 2 gezeigte Zusammensetzung auf (%-Angaben sind im folgenden, falls nicht anders angegeben, als Gew.-% zu verstehen).
Tabelle 2
Die Tabelle 3 verdeutlicht, daß das erfindungsgemä­ ße Verfahren zu einer anderen Produktzusammenset­ zung führt, als ein ansonsten gleiches Verfahren, das jedoch mit einem Vergleichskatalysator durchge­ führt wurde. Für das Vergleichsverfahren wurde ein trägerfreier Raney-Nickel-Katalysator verwendet, der durch Tablettierung eines aktivierten Nickel­ pulvers hergestellt wurde. Die Tabletten weisen ei­ ne Zylinderhöhe von 5 mm und einen Durchmesser von 5 mm bei einer Druckfestigkeit von 147 N und einer inneren Oberfläche von 33 m2/g auf.
Tabelle 3
Das Vergleichsverfahren führt zu einem ca. 1 : 1 Ver­ hältnis von 1,1-GPM und 1,6-GPS, während das erfin­ dungsgemäße Verfahren zu einem erhöhten 1,1-GPM- und einem verminderten 1,6-GPS-Anteil im Produkt führt.
Beispiel 3 Hydrierung eines Gemisches aus Isomaltulose und Trehalulose (bekannt aus EP 0 625 578 B1)
Die Verfahrensführung und die Verfahrensapparatur entsprechen den in Beispiel 1 genannten. Das Ver­ gleichsverfahren verwendet einen Katalysator gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen.
Das eingesetzte Edukt stellt ein Zuckergemisch der in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzung dar:
Tabelle 4
Die Hydrierung gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß des Vergleichsverfahrens führt zu folgendem Ergebnis:
Tabelle 5
Das Vergleichsverfahren führt zu einem 1 : 1 Verhält­ nis von 1,1-GPM zu 1,1-GPS/1,6-GPS, während das er­ findungsgemäße Verfahren zu einem erhöhten 1,1-GPM und einem verminderten 1,1-GPS/1,6-GPS Anteil im Produkt führt.
Beispiel 4 Hydrierung von Lactulose mittels des erfindungsge­ mäßen Verfahrens
Die Verfahrensführung und die Verfahrensapparatur entsprechen den in Beispiel 1 genannten. Das Ver­ gleichsverfahren verwendet einen Katalysator gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen.
Die Hydrierung von Lactulose (99,48 Gew.-%, 0,52 Gew.-% Restsaccharide, bezogen auf Trockensubstanz) gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß des Standes der Technik führt zu folgendem Ergebnis:
Tabelle 6
Das Verfahren gemäß der Erfindung führt zu einem vergleichsweise erhöhten 1,3-GalPM- und einem ver­ gleichsweise verminderten 1,4-GalPS (Lactit)-Anteil im Produkt.
Beispiel 5 Hydrierung von Trehalulose
Die Verfahrensführung und die Verfahrensapparatur entsprechen den in Beispiel 1 genannten. Das Ver­ gleichsverfahren verwendet einen Katalysator gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen.
Die Hydrierung von Trehalulose (94,82%, 2,50% Isomaltulose, 2,68% Restsaccharide, Gew.-% bezogen auf Trockensubstanz) gemäß der vorliegenden Erfin­ dung und des Vergleichsverfahrens führt zu folgen­ dem Ergebnis:
Tabelle 7
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wesentlich erhöhter 1,1-GPM-Anteil im Produkt als mit dem herkömmlichen Verfahren erzielt. Dementspre­ chend ist der 1,1-GPS-Anteil erheblich reduziert.
1,6-GPS stammt aus in Resten eingesetzter Isomaltu­ lose im Edukt.
Beispiel 6 Hydrierung von Maltulose
Die Verfahrensführung und die Verfahrensapparatur entsprechen den in Beispiel 1 genannten. Das Ver­ gleichsverfahren verwendet einen Katalysator gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen.
Die Zusammensetzung des Edukts war wie folgt:
Tabelle 8
Die Hydrierung gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß des Vergleichsverfahrens führt zu folgendem Ergebnis:
Tabelle 9
Es wird ein vergleichweise höherer Anteil an Man­ nit-Epimeren als an Sorbit-Epimeren im Produkt er­ halten.
Beispiel 7 Hydrierung von Zuckern mit Pulver-Katalysatoren (Slurry-Verfahren, diskontinuierliches Verfahren) (1) Autoklavenanlage und Versuchsparameter
  • - 750 ml Laborautoklav mit induktiv betriebe­ nem Rührwerk
  • - Reaktionstemperatur: 70°C
  • - Wasserstoffdruck: 150 bar
  • - Rührerdrehzahl: 600 Upm
  • - Zuckerlösung: 500 ml mit 30% TS
  • - Katalysatormenge: ca. 25 g (feucht)
  • - Reaktionszeit: 22 h
(2) Ansatz
Die Reaktionslösung (500 ml, 30% TS) wird in den vorthermostatisierten Autoklaven nach Fig. 1, al­ lerdings ohne Korbeinsatz mit modifiziertem Rühr­ werk, gegeben. Anschließend werden 25 g Katalysa­ torpulver (Katalysatorzusammensetzung entspricht der in Beispiel 1 genannten) beigefügt und dann (nicht vorher) die Rührachse eingesetzt. Nach 3maliger Inertisierung der Anlage mit Stickstoff erfolgt die Hydrierung bei 150 bar und 70°C Reakti­ onstemperatur. Nach 22 h wird unter Druck auf Raum­ temperatur abgekühlt, entspannt und nach Inertisie­ rung der Anlage die Produktlösung entnommen und der Katalysator abfiltriert.
Beispiel 8 Hydrierung von Isomaltulose mittels eines Pulverka­ talysators
Die Verfahrensführung und die Verfahrensapparatur entsprechen den in Beispiel 7 genannten. Das Edukt weist folgende Zusammensetzung auf:
Tabelle 10
Die Hydrierung gemäß der vorliegenden Erfindung führt zu folgendem Ergebnis:
Tabelle 11
Es wird ein vergleichsweise (1 : 1 Verhältnis von 1,1-GPM zu 1,6-GPS erwartet) erhöhter 1,1-GPM- und verminderter 1,6-GPS-Gehalt erzielt.
Beispiel 9 Hydrierung von Trehalulose mittels eines Pulverka­ talysators
Die Verfahrensführung und die Verfahrensapparatur entsprechen den in Beispiel 7 genannten. Das Edukt weist folgende Zusammensetzung auf:
Tabelle 12
Die Hydrierung gemäß der vorliegenden Erfindung führt zu folgendem Ergebnis:
Tabelle 13
Es wird ein erhöhter 1,1-GPM-Anteil und ein redu­ zierter 1,1-GPS-Anteil im Produkt erhalten. Das 1,6-GPS stammt aus der im Edukt in Resten enthalte­ nen Isomaltulose.

Claims (12)

1. Verfahren zur Hydrierung von Zuckern oder Zuc­ kergemischen aus der Gruppe bestehend aus Isomaltu­ lose, Trehalulose, Maltulose, Leucrose und Lactulo­ se zu Zuckeralkoholen oder Zuckeralkoholgemischen, wobei die Zucker oder Zuckergemische in wäßriger Lösung unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit Wasserstoff unter Verwendung eines trägergebun­ denen Nickel-haltigen Katalysators hydriert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Katalysator zusätzlich Wolframoxid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Katalysator zusätzlich Nic­ keloxid enthält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Dichte von 0,60 bis 0,70 kg/l aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator 5 bis 45 Gew.-% Nickel und 0,5 bis 16 Gew.-% Wolfra­ moxid, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysa­ tors einschließlich Träger, enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger Silici­ umdioxid und Aluminiumoxid umfaßt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator im Extrusionsverfahren hergestellt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung kontinuierlich, halb-kontinuierlich oder diskonti­ nuierlich durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierung im Festbett- oder Suspensionsverfahren durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Was­ serstoffdruck 50 bar bis 450 bar beträgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Tempe­ ratur 60°C bis 150°C, vorzugsweise 70°C, beträgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Eduktkonzen­ tration in der Ausgangslösung auf 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 15 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 40 Gew.-%, eingestellt ist.
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