DE60206487T3

DE60206487T3 - Verfahren zur entsalzung einer zuckerlösung und anionenaustauscher

Info

Publication number: DE60206487T3
Application number: DE60206487T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Komiya
Original assignee: Mitsubishi Shoji Foodtech Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shoji Foodtech Co Ltd
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: JP4189221B2; EP1384724A1; US8158778B2; ES2250633T3; ATE305937T1; DE60206487D1; JPWO2002083701A1; KR20040008154A; DE60206487T2; EP1384724A4; US20050192436A1; ES2250633T5; EP1384724B1; WO2002083701A1; EP1384724B2

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsalzen von hydrierten Sacchariden.
2. Technischer Hintergrund
Verschiedene Arten von Salzen und Ionen, die von Reagenzien und Katalysatoren in jedem Verfahren abgeleitet sind, Nebenprodukte, die in jedem Verfahren erzeugt werden usw. sind in verschiedenen Sacchariden enthalten, die erhalten werden, indem eine Hydrolysebehandlung von Ausgangsmaterialen wie Stärke, Xylan, Mannan oder Molke unter Verwendung eines Enzyms oder einer Säure, je nach Anforderung, bereitgestellt wird sowie in Hydriden von Sacchariden, die erhalten werden, indem die erhaltenen Saccharide hydriert werden. Dementsprechend ist ein Veredelungsverfahren zur Entfernung von Ionen wesentlich, um Produkte verschiedener Saccharide oder hydrierter Saccharide aus den Ausgangsmaterialien zu erhalten.
Bislang wurde ein Verfahren unter Verwendung eines Ionenaustauscherharzes allgemein zur Entfernung von Ionen, die in einer Lösung von Sacchariden oder Hydriden davon enthalten sind, angewandt.
Wenn die Ionen jedoch aus der Lösung der Saccharide oder ihrer Hydride als zu behandelnde Lösung unter Verwendung üblicher Ionenaustauschharze entfernt wird, werden verschiedene Probleme hervorgerufen, insbesondere dass die behandelte Lösung farbig ist, Verunreinigungen werden erzeugt, das Ionenaustauscherharz ist gefärbt, die Entsalzungskapazität des Ionenaustauscherharzes verringert sich schnell usw.
Die US 4,322,523 beschreibt die Entsalzung von Sacchariden unter Verwendung eines Ionenaustauscherharzes als einen Schritt um D-Glukose in einen bislang unbekannten verzweigten C7-Zucker umzuwandeln. Jedoch offenbart dieses Dokument nicht die Art des verwendeten Ionenaustauscherharzes.
Höll et al. (Water Research Vol. 15, 1981, S. 1027–1037) beschreiben ein Anionenaustauscherharz, das mit Kohlendioxid oder Kalziumcarbonat hergestellt wird und Hydrogencarbonationen trägt. Jedoch wird ein derartiges Anionenaustauscherharz nur verwendet, um Wasser zu demineralisieren, das einen neutralen Salzgehalt hat und anorganische Stoffe als Verunreinigungen enthält. Daher offenbart dieses Dokument nicht oder legt nahe, dass ein derartiges Anionenaustauscherharz verwendet werden kann, um eine Lösung zu entsalzen, die organische Bestandteile enthält, wie Saccharidlösungen, und in der Lage ist, mit einem Ionenaustauscherharz wechselzuwirken.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Entsalzen einer Saccharidlösung bereitzustellen, bei dem die vorstehend beschriebenen Probleme nicht auftauchen, wenn das Entsalzen einer Lösung von hydrierten Sacchariden durchgeführt wird.
3. Offenbarung der Erfindung
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung stellte intensive Studien an, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden und hat herausgefunden, dass eine Ursache dieser Probleme, dass die behandelte Lösung gefärbt ist, Verunreinigungen erzeugt werden, das Ionenaustauscherharz gefärbt, die Entsalzungskapazität des Ionenaustauscherharzes schnell abnimmt und dergleichen während eines Verfahrens zum Entsalzen einer Saccharidlösung als der zu behandelnden Lösung, darin besteht, dass ein Anionenaustaucherharz vom OH-Typ, das für das Entsalzen verwendet wird, lokal die Basizität der Lösung in seiner Nachbarschaft erhöht und eine ungünstige Reaktion in Bezug auf die Saccharide verursacht.
Das bedeutet, dass der Erfinder herausgefunden hat, dass Probleme auftreten, weil verschiedene Saccharide, von denen jedes eine reduzierende Gruppe am molekularen Ende trägt, wie Glukose, Xylose, Maltose, Oligosaccharide und Stärkehydrolsate, die leicht Zersetzungsreaktanden, Isomerisierungsreaktanden und gefärbtes Material unter basischen Bedingungen hervorrufen, einem Ionenaustauscherharz in einem Entsalzungsverfahren ausgesetzt sind, das lokal eine starke Basizität aufweist.
Ebenso wird eine allgemeine Hydrierung von Sacchariden, durchgeführt im industriellen Maßstab, erreicht, indem diese in Gegenwart von Wasserstoffgas und einem Katalysator erhitzt werden. Es ist jedoch schwierig, die Hydrierung der Saccharide vollständig durchzuführen und eine geringe Menge von nicht hydriertem Saccharid verbleibt nach der Hydrierungsreaktion. Wenn daher ein Ionenaustauscherharz für das Entsalzen der hydrierten Saccharide verwendet wird, müssen Probleme der Herstellung der Zersetzungsreaktanden, der Isomerisierungsreaktanden, des gefärbten Materials und dergleichen in Betracht gezogen werden, ebenso beim Entsalzen der Saccharide.
Wenn ein Entsalzen einer Saccharidlösung durchgeführt wird, wird ein starkes basisches Anionenaustauscherharz vom Typ II verwendet, das eine niedrige Basizität hat, oder es wird ein Anionenaustauscherharz mit schwacher Basizität verwendet, um die vorstehend beschriebenen ungünstigen Auswirkungen des Anionenaustauscherharzes auf die Saccharide zu unterdrücken. Jedoch verleihen diese Ionenaustauscherharze ebenfalls einer Lösung eine lokale Basizität, und daher wird das Problem in Bezug auf die ungünstige Wirkung auf Saccharide nicht ausreichend überwunden. Demgemäß können diese Ionenaustauscherharze nicht hinreichend die Erzeugung der Zersetzungsreaktanden, der Isomerisierungsreaktanden, des gefärbten Materials und dergleichen unterdrücken.
Der Erfinder hat sich die Ursachen der vorstehend beschriebenen ungünstigen Wirkung auf Saccharide überlegt und hat verschiedene Gegenmaßnahmen in Betracht gezogen. Anschließend hat der Erfinder herausgefunden, dass das Problem, das heißt die Produktion des Zersetzungsreaktanden, des Isomerisierungsreaktanden, des gefärbten Materials und dergleichen der Saccharide in einem Entsalzungsverfahren in großem Maße unterdrückt werden kann, indem ein Anionenaustauscher vom Carbonat-Typ und/oder vom Hydrogencarbonat-Typ, bevorzugt ein Anionenaustauscherharz zum Entsalzen einer Saccharidlösung, verwendet wird. Als Ergebnis davon hat der Erfinder erfolgreich die Herstellung von Verunreinigungen unterdrückt, die Verfärbung eines Ionenaustauscherharzes und die Abnahme der Entsalzungskapazität des Ionenaustauschharzes verhindert und schließlich die vorliegende Erfindung vervollständigt.
Das heißt, die Mittel zur Lösung der Probleme der vorstehenden Erfindung sind wie folgt.
Erstens, ein Verfahren zum Entsalzen einer Lösung von hydrierten Sacchariden, umfassend das In-Kontakt-Bringen der Lösung mit einem stark basischen Anionenaustauscher vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ, um die Lösung zu entsalzen; Zweitens, ein Verfahren gemäß dem ersten Verfahren, bei dem die Lösung der hydrierten Saccharide einen Nicht-Reaktanten in einer Hydrierungsreaktion enthält.
Beispiele der Saccharidlösungen umfassen Lösungen verschiedener Monosaccharide, die 4 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen, wie Erythrose, Threose, Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Glukose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose und Talose; Oligosaccharide bestehend aus zwei oder mehreren Monosacchariden, die 4 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen, wie Maltose, Laktose, Xylobiose, Maltotriose, Xylotriose, Maltotetraose und Isomaltose; verschiedene Oligosaccharide, wie Malto-Oligosaccharide und Xylo-Oligosaccharide, die Glukose oder Xylose als Grundeinheit aufweisen; verschiedene Polysaccharide wie Dextrin, verzweigtes Dextrin, Cyclodextrin, Stärkehydrolysate, Xylanhyrolysate und Mannanhydrolysate; und ein Saccharide oder eine Mischung aus zwei oder mehr Sacchariden ausgewählt aus den vorstehenden Gruppen.
Die hydrierten Saccharidlösungen der vorliegenden Erfindung umfassen Lösungen von Hydriden verschiedener Saccharide, die erhalten werden, indem die vorstehend beschriebenen Saccharide hydriert werden. Insbesondere kann eine Saccharidlösung, die in industriellem Maßstab hergestellt wird und die teilweise ein nichthydriertes Saccharid enthält bevorzugt verwendet werden.
Der Anionenaustauscher der vorliegenden Erfindung sollte ein Material umfassen, das eine Ionenaustauschkapazität aufweist und abgesehen davon gibt es keine Beschränkung. Beispiele derartiger Materialien umfassen eine Ionenaustauschmembran, Ionenaustauschfasern und ein Ionenaustauscherharz. Unter diesen ist ein Ionenaustauscherharz am meisten bevorzugt in Bezug auf die Einfachheit der Herstellung eines Ionenaustauschers und der Herstellung einer Ionenaustauschvorrichtung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die Basizität in der Nähe eines Anionenaustauschers neutralisiert wird, um die Wirkung auf die Saccharide zu unterdrücken, indem der Anionenaustauscher ein Anionenaustauscher vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ ist unter Verwendung einer Carbonat-Verbindung.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird ein stark basischer Anionenaustauscher verwendet. Eine Saccharidlösung als zu behandelnde Lösung enthält oftmals saure Anionen wie eine organische Säure. Daher ist der stark basische Anionenaustauscher bevorzugt in Bezug auf die Wirksamkeit einer Ionenaustauschbehandlung in Bezug auf das saure Anion und die Stabilität zum Zeitpunkt der Herstellung eines Anionenaustauschers vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ.
Das Verfahren zur Verwendung des Anionenaustauschers vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt. Es kann ein Batch-Verfahren, bei dem der Anionenaustauscher direkt zur Saccharidlösung als zu behandelnde Lösung zugegeben wird, verwendet werden. Ebenso kann eine Entsalzung durchgeführt werden, indem kontinuierlich die Lösung durch eine Ionenaustauschervorrichtung geführt wird, in der eine Säule mit einem Ionenaustauscher befüllt ist.
In der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine Saccharidlösung als zu behandelnde Lösung mit dem Ionenaustauscher gemäß der vorliegenden Erfindung in Kontakt kommt, das Anion, das in der Saccharidlösung enthalten ist, gegen ein Carbont-Ion und/oder ein Hydrogencarbonat-Ion in dem Ionenaustauscher ausgetauscht. Üblicherweise ist das in der Saccharidlösung enthaltende Anion ein saures Ion wie das Anion einer organischen Säure oder ein stark saures Anion. Da die Säurestärke des Anions größer ist, als diejenige des Carbonat-Ions und/oder des Hydrogencarbonations, kann der Ionenaustausch unter Verwendung des Ionenaustauschers gemäß der vorliegenden Erfindung einfach durchgeführt werden.
Als Ergebnis des vorstehend beschriebenen Ionenaustausches, existiert ein Carbonat-Ion und/oder ein Hydrogencarbonat-Ion in der behandelten Lösung. Diese Ionen können jedoch einfach als Kohlendioxidgas aus der Saccharidlösung entfernt werden, indem Vorgänge wie Erhitzen, Einkonzentrieren, Vakuumanlegen und Ultraschallbehandlung einzeln oder durch deren beliebige Kombination durchgeführt werden.
Das Anionenaustauscherharz vom Carbonat-Typ und/oder vom Hydrogencarbonat-Typ, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann beispielsweise einfach hergestellt werden, indem eine Lösung eines Carbonats und/oder Hydrogencarbonats durch eine Säule durchgeführt wird, die mit einem kommerziell erhältlichen Anionenaustauschharz vom C1-Typ gefüllt ist, oder indem das Anionenaustauschharz vom C1-Typ und eine Lösung des Carbonats und/oder Hydrogencarbonats gemischt werden.
Die Art des Carbonats und/oder Hydrogencarbonats, das zur Herstellung des Anionenaustauscherharzes verwendet wird, ist nicht beschränkt. Jedoch sind Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat in Bezug auf die Einfachheit bei der Herstellung bevorzugt. Die Konzentration und die Temperatur der Lösung können innerhalb eines Bereichs einer allgemeinen Herstellungsbedienung des Anionenaustauscherharzes beliebig eingestellt werden. Wenn jedoch das Anionenaustauscherharz unter Verwendung einer Lösung von Hydrogencarbonat hergestellt wird, beträgt die Temperatur der Lösung vorzugsweise 65°C oder weniger, da sonst das Hydrogencarbonat-Ion eventuell zersetzt werden kann.
Das Anionenaustauscherharz vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ kann unter Verwendung einer Natriumhydroxidlösung hergestellt werden, um ein Anionenaustauscherharz vom OH-Typ herzustellen und anschließend durch Einführen des Kohlendioxidgas in das im Wasser befindliche Anionenaustauscherharz.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Anionenaustauschharzes können als Verfahren zur Herstellung der Anionenaustauscher, die anders sind als das Anionenaustauscherharz, angewendet werden.
Wenn ein Anionenaustauscherharz als Anionenaustauscher verwendet wird, kann das Ion, das in der Saccharidlösung enthalten ist, unter Verwendung des Anionenaustauscherharzes vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ alleine oder unter Verwendung des Anionenaustauscherharzes mit einem Kationenaustauscherharz in einem gemischten Bett entfernt werden.
Eine Saccharidlösung, die unter normalen Herstellungsbedingungen hergestellt wurde, kann verschiedene Kationen enthalten. In diesem Fall werden die Kationen aus der Saccharidlösung vorzugsweise vorher unter Verwendung eines Kationenaustauschharzes entfernt, bevor das Entsalzungsverfahren unter Verwendung eines Anionenaustauschharzes durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung kann durchgeführt werden, indem vorher Veredelungsverfahren wie Filtration, Behandlung mit Aktivkohle und Karbonatisierung durchgeführt werden, bevor eine Entsalzung einer zu behandelnden Lösung mit einem Ionenaustauscher durchgeführt wird.
4. Vorteil der Erfindung
Unter Verwendung eines Anionenaustauschers vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ kann die Erzeugung von Zersetzungsreaktanden, Isomerisierungsreaktanden, gefärbten Material usw. während des Entsalzens signifikant unterdrückt werden.
Dementsprechend wird es möglich, die Herstellung von Verunreinigungen zu unterdrücken und eine Färbung eines Ionenaustauscherharzes und eine Abnahme der Entsalzungskapazität des Ionenaustauscherharzes zu verhindern.
5. Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Nachstehend folgen Beispiele zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Detail. Jedoch beschränken die Beispiele nicht den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1 (Herstellung 1 eines Anionenaustauscherharzes vom Hydrogencarbonat-Typ)
50 ml von stark basischem Anionenaustauscherharz vom Typ II (Diaion^® hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation: SA20A, Cl-Typ) wurde in eine Säule gefüllt, die einen inneren Durchmesser von 16 mm aufwies. Anschließend wurden 100 ml einer 0,5 mol/L Natriumhydrogencarbonatlösung durch die Säule geführt und das Anionenaustauscherharz wurde ausreichend mit Wasser gewaschen, um ein Anionenaustauscherharz vom Hydrogencarbonat-Typ herzustellen.
Beispiel 2 (Herstellung 2 eines Anionenaustauscherharzes vom Hydrogencarbonat-Typ): als vergleichendes Beispiel
Ein Anionenaustauscherharz vom Hydrogencarbonat-Typ wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine schwach basisches Anionenaustauscherharz (Diaion^® hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation: WA30, Cl-Typ) als Anionenaustauscherharz verwendet wurde.
Beispiel 3 (Herstellung 3 eines Anionenaustauscherharzes vom Hydrogencarbonat-Typ)
Ein Anionenaustauscherharz vom Hydrogencarbonat-Typ wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein stark basisches Anionenaustauscherharz vom Typ I (Diaion^® hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation: SA10A, Cl-Typ) als Anionenaustauscherharz verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 1 (Herstellung 1 einer Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett)
Eine Ionenaustauschvorrichtung wurde folgendermaßen hergestellt, um ein Kationenaustauscherharz und das Anionenaustauscherharz gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Form mit gemischtem Bett zu verwenden.
25 ml von stark basischem Kationenaustauscherharz (Diaion^® hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation: SK1B, Na-Typ) wurde in eine Säule gefüllt, die einen inneren Durchmesser von 16 mm aufwies. Anschließend wurden 100 ml 1 mol/L Salzsäure durch die Säule gelassen und das Kationenaustauscherharz wurde ausreichend mit Wasser gewaschen, um ein Kationenaustauscherharz vom H-Typ herzustellen.
Anschließend wurden die 25 ml des Kationenaustauscherharzes vom H-Typ und die 50 ml des Anionenaustauscherharz vom Hydrogencarbonat-Typ erhalten in Beispiel 1 gut in Wasser gemischt und in eine ummantelte Säule, die einen inneren Durchmesser von 16 mm aufwies, eingefüllt, um die Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett herzustellen. Die Temperatur innerhalb des Mantels wurde auf 40°C erwärmt.
Vergleichsbeispiel 2 (Herstellung 2 einer Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett): als vergleichendes Beispiel
Eine Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass das Anionenaustauscherharz, das in Beispiel 2 hergestellt wurde, anstelle des Anionenaustauscherharzes, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, verwendet wurde. Die Temperatur innerhalb des Mantels wurde auf 40°C erwärmt.
Vergleichsbeispiel 3 (Herstellung 3 einer Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett)
Eine Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett wurde in dergleichen Art wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass das Anionenaustauscherharz, das in Beispiel 3 hergestellt wurde, anstelle des Anionenaustauscherharzes, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, verwendet wurde. Die Temperatur innerhalb des Mantels wurde auf 40°C erwärmt.
Vergleichsbeispiel 4 (Herstellung einer Zwei-Bett-Ionenaustauschvorrichtung)
Eine Ionenaustauschvorrichtung mit zwei Betten umfassend eine Harzlage gefüllt mit einem Kationenaustauscherharz und einer Harzlage gefüllt mit einem Anionenaustauscherharz gemäß der vorliegenden Erfindung, wurde wie folgt hergestellt.
Ein Anionenaustauscherharz wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass die Menge des verwendeten Anionenaustauscherharzes 60 ml betrug.
20 ml des stark sauren Kationenaustauscherharzes (SK1B, Na-Typ) wurde in eine Säule gefüllt, die einen inneren Durchmesser von 16 mm aufwies. Anschließend wurden 100 ml 1 mol/L Salzsäure durch die Säule geführt und das Kationenaustauscherharz wurde mit Wasser ausreichend gewaschen, um ein Kationenaustauscherharz vom H-Typ herzustellen.
60 ml eines Anionenaustauscherharzes vom Hydrogencarbonat-Typ wurde in eine Säule mit Mantel gefüllt, die einen inneren Durchmesser von 16 mm aufwies, um eine Harzlage eines Anionenaustauscherharzes zu bilden. Anschließend wurden 20 ml des Kationenaustauscherharz vom H-Typ eingefüllt, um so die Zwei-Bett-Ionenaustauschvorrichtung herzustellen. Die Temperatur innerhalb des Mantels wurde auf 36°C erwärmt.
Die zu behandelnde Lösung wird durch die Lage mit dem Kationenaustauscherharz und anschließend durch die Lage mit dem Anionenaustauscherharz der Zwei-Bett-Ionenaustauschvorrichtung geführt.
Entsalzen eines Saccharids als zu behandelnde Lösung
Herstellungsbeispiel 1 (Herstellung 1 einer zu behandelnden Lösung)
200 g Glukose wurden zu 800 ml einer Natriumpropionat-Lösung zugegeben, die auf 0,001 mol/L eingestellt wurde, um eine Glukoselösung herzustellen, die eine Feststoffkonzentration von 20 Gew.-% enthielt.
Beispiel 4 (Verfahren 1 zum Entsalzen eines Saccharids als zu behandelnde Lösung): als vergleichendes Beispiel
Ein Entsalzen wurde durchgeführt, indem die Saccharidlösung, die im Herstellungsbeispiel 1 als zu behandelnde Lösung hergestellt wurde, durch die Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett gemäß Vergleichsbeispiel 1 mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 55 ml/Std durchgeführt wurde.
Zwei Stunden nach dem Beginn des Durchführens der Lösung durch die Ionenaustauschvorrichtung, wurde das Probennehmen der entsalzten Saccharidlösung begonnen. Das Probennehmen wurde durchgeführt, indem eine behandelte Lösung, die aus der Ionenaustauschvorrichtung in einer Stunde entnommen wurde, als eine Probe genommen wurde. Anschließend wurden zwei bis fünf Stunden nach Beginn des Durchführens der Lösung drei Proben erhalten, indem jede Stunde eine Probe genommen wurde, das heißt im Intervall von zwei bis drei Stunden, von drei bis vier Stunden und von vier bis fünf Stunden.
Die Saccharidlösung, die durch Probennehmen erhalten wurde, wurde im Vakuum aufkonzentriert, um gelöste Kohlensäure zu entfernen. Anschließend wurde die Konzentration so eingestellt, dass die Konzentration des Festkörpergehalts 20 Gew.-% beträgt und es wurden der pH und die elektrische Leitfähigkeit der Saccharidlösung gemessen. Es wurde auch die Menge des hergestellten Zersetzunggsreaktanden und des Isomerisierungsreaktanden außer Glukose durch HPLC gemessen, basierend auf der Fläche des Signals und das Ergebnis wurde als das Isomerisierungsverhältnis (%) von Glukose betrachtet. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
In diesem Beispiel wurde keine Färbung in dem Anionenaustauscherharz nach dem Entsalzen der Saccharidlösung beobachtet.
Beispiel 5 (Verfahren 2 zum Entsalzen eines Saccharids als zu behandelnde Lösung): als vergleichendes Beispiel
Ein Entsalzen der Saccharidlösung, die gemäß Herstellungsbeispiel 1 als zu behandelnde Lösung hergestellt wurde, wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett gemäß Vergleichsbeispiel 2 verwendet wurde anstelle der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels 1.
Nach dem Entsalzen wurde die Saccharidlösung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 gemessen und das Ergebnis davon ist in Tabelle 1 gezeigt.
Bei diesem Beispiel wurde keine Färbung des Anionenaustauscherharzes nach dem Entsalzen der Saccharidlösung beobachtet.
Beispiel 6 (Verfahren 3 zum Entsalzen eines Saccharids als zu behandelnde Lösung): als vergleichendes Beispiel
Ein Entsalzen der Saccharidlösung, die gemäß Herstellungsbeispiel 1 als zu behandelnde Lösung hergestellt wurde, wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Ionenaustauschvorrichtung mit gemischtem Bett gemäß Vergleichsbeispiel 3 verwendet wurde anstelle der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels 1.
Nach dem Entsalzen wurde die Saccharidlösung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 gemessen und das Ergebnis davon ist in Tabelle 1 gezeigt.
Bei diesem Beispiel wurde keine Färbung des Anionenaustauschharzes nach dem Entsalzen der Saccharidlösung beobachtet.
Vergleichsbeispiel 1 (Vergleich mit einem Anionenaustauscherharz vom OH-Typ)
Ein stark basisches Anionenaustauscherharz vom OH-Typ wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass eine Natriumhydroxidlösung anstelle einer Natriumhydrogencarbonatlösung verwendet wurde.
Es wurde in der gleichen Art wie in Vergleichsbeispiel 1 eine Anionenaustauschvorrichtung hergestellt mit der Ausnahme, dass das Anionenaustauscherharz vom OH-Typ anstelle des Anionenaustauscherharzes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Anschließend wurde ein Entsalzen der Saccharidlösung, hergestellt in Herstellungsbeispiel 1 als zu behandelnde Lösung, unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt.
Die Saccharidlösung wurde nach dem Entsalzen genauso gemessen wie in Beispiel 4 und das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
In diesem Beispiel färbte sich das Anionenaustauscherharz nach dem Entsalzen der Saccharidlösung braun.
Vergleichsbeispiel 2 (Vergleich mit einem Anionenaustauscherharz vom OH-Typ)
Ein schwach basisches Anionenaustauscherharz vom OH-Typ wurde genauso wie in Beispiel 2 hergestellt mit der Ausnahme, dass eine Natriumhydroxidlösung anstelle einer Natriumhydrogencarbonatlösung verwendet wurde.
Eine Ionenaustauschvorrichtung wurde genauso wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass das Anionenaustauscherharz vom OH-Typ anstelle des Anionenaustauscherharzes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Anschließend wurde ein Entsalzen der Saccharidlösung als zu behandelnde Lösung, die in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt wurde, unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt.
Die Saccharidlösung wurde nach dem Entsalzen genauso gemessen wie in Beispiel 4 und das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
In diesem Beispiel war nach dem Entsalzen der Saccharidlösung das Anionenaustauscherharz leicht gefärbt.
Vergleichsbeispiel 3 (Vergleich mit einem Anionenaustauscherharz vom OH-Typ)
Ein stark basisches Anionenaustauscherharz vom OH-Typ wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt mit der Ausnahme, dass eine Natriumhydroxidlösung anstelle einer Natriumhydrogencarbonatlösung verwendet wurde.
Es wurde genauso wie in Vergleichsbeispiel 1 eine Ionenaustauschvorrichtung hergestellt mit der Ausnahme, dass das Anionenaustauscherharz vom OH-Typ anstelle des Anionenaustauscherharzes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Anschließend wurde ein Entsalzen der Saccharidlösung, die in Herstellungsbeispiel 1 als zu behandelnde Lösung hergestellt wurde, unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt.
Die Saccharidlösung wurde nach dem Entsalzen genauso gemessen wie in Beispiel 4 und das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.

Bei diesem Beispiel war das Anionenaustauscherharz nach dem Entsalzen der Saccharidlösung braun gefärbt. Tabelle 1 Analytisches Ergebnis der entsalzten Saccharidlösung

		Vor dem Entsalzen	Probe
			2–3 Std. nach Zugabe der Lösung	3–4 Std. nach Zugabe der Lösung	4–5 Std. nach Zugabe
			2–3 Std. nach Zugabe der Lösung	3–4 Std. nach Zugabe der Lösung	der Lösung
Beispiel 4	Isomerisierungsverhältnis (%)	0	< 0,05	< 0,05	< 0,05
	pH	6,0	6,4	5,6	5,9
	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	60,5	1,80	1,33	1,57
Beispiel 5	Isomerisierungsverhältnis (%)	0	< 0,05	< 0,05	< 0,05
	pH	6,0	5,5	5,9	5,3
	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	60,5	1,67	1,86	1,83
Beispiel 6	Isomerisierungsverhältnis (%)	0	< 0,05	< 0,05	< 0,05
	pH	6,0	6,0	5,7	6,2
	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	60,5	0,90	1,13	1,04
Vergleichsbeispiel 1	Isomerisierungsverhältnis (%)	0	17,0	17,9	18,5
	pH	6,0	6,7	6,7	6,6
	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	60,5	0,57	0,54	0,48
Vergleichsbeispiel 2	Isomerisierungsverhältnis (%)	0	2,9	3,1	2,7
	pH	6,0	7,3	7,1	7,0
	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	60,5	1,22	0,90	0,95
Vergleichsbeispiel 3	Isomerisierungsverhältnis (%)	0	22,9	21,6	21,8
	pH	6,0	6,7	6,6	6,6
	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	60,5	0,64	0,52	0,55

Ausgehend von den Ergebnissen wurde das nachfolgende bestätigt:
Das Zersetzungsprodukt und der Isomerisierungsreaktant von Glukose werden kaum erzeugt, wenn ein Anionenaustauscherharz vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ verwendet wurde, verglichen mit dem Fall, wo ein üblicherweise verwendetes Anionenaustauscherharz vom OH-Typ verwendet wurde. Ebenfalls wurde keine Färbung des Anionenaustauscherharzes nach dem Entsalzen der Saccharidlösung beobachtet.
Es wurde ebenfalls bestätigt, dass die elektrische Leitfähigkeit, die ein Maß für den Restgehalt von Ionen darstellt, bedeutend abnahm verglichen mit derjenigen vor dem Entsalzen und das Entsalzen kann in der gleichen Weise wie üblicherweise durchgeführt werden.
Entsalzen eines hydrierten Saccharids als zu behandelnde Lösung
Herstellungsbeispiel 2 (Herstellung 2 einer zu behandelnden Lösung)
Eine Glukoselösung mit einer Konzentration des Feststoffgehalts von 50 Gew.-% wurde hergestellt, eine Hydrierungsreaktion wurde unter Wasserstoffdruck unter Verwendung eines Rutheniumkatalysators durchgeführt, wobei eine Sorbitol-Lösung hergestellt wurde.
In der durch die Reaktion erhaltene Sorbitol-Lösung war nicht reagierte Glukose in einer Menge von 0,025 Gew.-% bezogen auf den Festkörpergehalt enthalten.
Wenn die Sorbitollösung, die durch die Hydrierungsreaktion hergestellt wurde, um eine Festkörpergehaltskonzentration von 20 Gew.-% zu haben, betrug der pH-Wert 3,34 und die elektrische Leitfähigkeit 67,7 μS/cm.
Beispiel 7 (Verfahren 1 zum Entsalzen eines hydrierten Saccharids)
Die Saccharidlösung, die in Herstellungsbeispiel 2 als zu behandelnde Lösung hergestellt wurde, wurde entsalzen, indem die Lösung durch die Ionenaustauschvorrichtung mit zwei Betten gemäß Vergleichsbeispiel 4 bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 54 ml/Std. durchgeführt wurde.
Das Entnehmen von Proben der entsalzten Saccharidlösung begann zwei Stunden nach dem Beginn der Zugabe der Lösung durch die Ionenaustauschvorrichtung. Nach dem Beginn des Probenehmens wurde die in einer Stunde behandelte Lösung aus der Ionenaustauschvorrichtung entnommen und wurde jeweils als Probe genommen.
Die erhaltene Saccharidlösung wurde im Vakuum aufkonzentriert, um gelöste Kohlensäure zu entfernen. Anschließend wurde die Konzentration so eingestellt, dass die Konzentration des Festkörpergehalts 20 Gew.-% betrug und der pH-Wert und die elektrische Leitfähigkeit der entsalzten Saccharidlösung wurden gemessen. Es wurde ebenfalls ein Glukosegehalt und ein Fruktosegehalt, der der Isomerisierungsreaktant davon ist, gemessen und das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4 (Vergleich mit einem Anionenaustauscherharz vom OH-Typ)
Ein stark basisches Anionenaustauscherharz vom OH-Typ wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass eine Natriumhydroxidlösung anstelle einer Natriumhydrogencarbonatlösung verwendet wurde und die Menge des Anionenaustauscherharzes wurde auf 60 ml eingestellt.
Eine Ionenaustauschvorrichtung wurde in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 4 hergestellt mit der Ausnahme, dass das Anionenaustauscherharz vom OH-Typ verwendet wurde anstelle des Anionenaustauscherharzes gemäß der vorliegenden Erfindung. Anschließend wurde ein Entsalzen der Saccharidlösung, die in Herstellungsbeispiel 2 als zu behandelnde Lösung hergestellt wurde, unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 durchgeführt.

Die Saccharidlösung wurde nach dem Entsalzen genauso gemessen wie in Beispiel 7 und das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Das analytische Ergebnis der entsalzten Saccharidlösung

	pH	Elektrische Leitfähigkeit (μS/cm)	Glukosegehalt (Gew.-%)	Fruktosegehalt (Gew.-%)
Vor dem Entsalzen	3,34	67,7	0,025	0
Beispiel 7	7,13	1,70	0,024	< 0,001
Vergleichsbeispiel 4	9,35	2,50	0,018	0,007

Aus dem Ergebnis wurden die nachstehenden Befunde bestätigt:
Bei dem Verfahren zum Entsalzen unter Verwendung eines Anionenaustauscherharzes vom Carbonat-Typ und/oder vom Hydrogencarbonat-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung, ist Fruktose, die ein Isomerisierungsreaktant von Glukose ist, kaum in der entsalzten Saccharidlösung enthalten. Fruktose wird auch erzeugt in einer entsalzten Saccharidlösung, wenn ein üblicherweise verwendetes Anionenaustauschharz vom OH-Typ verwendet wird.
Es wurde ebenfalls bestätigt, dass die elektrische Leitfähigkeit, die ein Maß für den Restgehalt von Ionen ist, in großem Ausmaß abnahm verglichen mit derjenigen vor dem Entsalzen und das Entsalzen kann in der gleichen Weise wie übliches Entsalzen durchgeführt werden.
Hitzetoleranztests der entsalzten Saccharidlösung
Herstellungsbeispiel 3 (Herstellung 3 einer zu behandelnden Lösung)
Eine glukoseenthaltene Sorbitollösung, die eine Feststoffkonzentration von 50 Gew.-% aufwies, bei der der Gehalt an festem Sorbitol in der Lösung 99,75 Gew.-% und der Gehalt der festen Glukose in der Lösung 0,25 Gew.-% betrug, wurde hergestellt. Die Lösung wurde als zu behandelnde Lösung verwendet.
Beispiel 8
Die zu behandelnde Lösung, die in Herstellungsbeispiel 3 hergestellt wurde, wurde durch das Durchführen der Lösung durch die Ionenaustauschvorrichtung mit gemischten Betten gemäß Vergleichsbeispiel 1 mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 55 ml/Std. entsalzen.
Das Probenehmen der entsalzten Saccharidlösung wurde zwei Stunden nach Beginn des Durchlaufens der Lösung durch die Ionenaustauschvorrichtung begonnen. Nach Beginn des Probenehmens wurde die in einer Stunde behandelte Lösung aus der Ionenaustauschvorrichtung entnommen und als eine Probe genommen.
Die erhaltene Saccharidlösung wurde im Vakuum aufkonzentriert, um gelöste Kohlensäure zu entfernen. Anschließend wurde die Konzentration so eingestellt, dass die Feststoffkonzentration 70 Gew.-% betrug und eine Probenlösung für den Hitzetoleranztest hergestellt wurde.
Die Probenlösung für den Hitzetoleranztest wurde in einen druckfestes Glasbehältnis gegeben und in einem Ölbad auf 145°C für fünf Stunden erhitzt, so dass der Hitzetoleranztest durchgeführt wurde.
Nach dem Test wurde eine Analyse durch visuelle Beobachtung mit einem Spektrometer durchgeführt und die Färbung der Probenlösung beobachtet. Das Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 5
Ein stark basisches Anionenaustauscherharz vom OH-Typ wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass eine Natriumhydroxidlösung anstelle einer Natriumhydrogencarbonatlösung verwendet wurde.
Eine Ionenaustauschvorrichtung wurde in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass ein Anionenaustauscherharz vom OH-Typ anstelle des Anionenaustauscherharzes gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

Entsalzen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Saccharidlösung, die in Herstellungsbeispiel 3 hergestellt wurde als zu behandelnde Lösung verwendet wurde und dass die vorstehend beschriebene Ionenaustauschvorrichtung verwendet wurde. Anschließend wurde der Hitzetoleranztest an der entsalzten Saccharidlösung in der gleichen Weise durchgeführt und das Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Das Ergebnis des Hitzetoleranztests

		Absorption (400 nm)	Visuelle Beobachtung
Beispiel 8	Vor dem Hitzetoleranztest	0,043	Eine Färbung kann visuell nicht erkannt werden
Beispiel 8	Nach dem Hitzetoleranztest	0,220	Eine leichte Gelbfärbung wurde beobachtet
Vergleichsbeispiel 5	Vor dem Hitzetoleranztest	0,043	Eine Färbung kann visuell nicht beobachtet werden
Vergleichsbeispiel 5	Nach dem Hitzetoleranztest	0,273	Eine Gelbfärbung wurde eindeutig erkannt

Claims

Verfahren zum Entsalzen einer Lösung von hydrierten Sacchariden, umfassend: In-Kontakt-Bringen der Lösung mit einem stark basischen Anionenaustauscher vom Carbonat-Typ und/oder Hydrogencarbonat-Typ, um die Lösung zu entsalzen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lösung der hydrierten Saccharide einen Nicht-Reaktanten in einer Hydrierungsreaktion enthält.