FI118564B - Process for separating betaine - Google Patents

Process for separating betaine Download PDF

Info

Publication number
FI118564B
FI118564B FI20065014A FI20065014A FI118564B FI 118564 B FI118564 B FI 118564B FI 20065014 A FI20065014 A FI 20065014A FI 20065014 A FI20065014 A FI 20065014A FI 118564 B FI118564 B FI 118564B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
betaine
solution
chromatographic separation
cation exchange
resin
Prior art date
Application number
FI20065014A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20065014A0 (en
FI20065014A (en
Inventor
Hannu Paananen
Pia Saari
Nina Nurmi
Original Assignee
Finnfeeds Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Finnfeeds Finland Oy filed Critical Finnfeeds Finland Oy
Priority to FI20065014A priority Critical patent/FI118564B/en
Publication of FI20065014A0 publication Critical patent/FI20065014A0/en
Publication of FI20065014A publication Critical patent/FI20065014A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118564B publication Critical patent/FI118564B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C229/00Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C229/02Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton
    • C07C229/04Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C229/06Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton
    • C07C229/10Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton the nitrogen atom of the amino group being further bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C229/12Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton the nitrogen atom of the amino group being further bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings to carbon atoms of acyclic carbon skeletons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C227/00Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C227/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C227/40Separation; Purification

Description

118564118564

Menetelmä betaiinin erottamiseksiMethod for separating betaine

Keksinnön alaField of the Invention

Esillä oleva keksintö liittyy menetelmään betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla 5 sokerijuurikaspohjaisista liuoksista. Sopivia sokerijuurikaspohjaisia liuoksia ovat esimerkiksi liuokset, jotka on saatu juurikkaasta johdettujen liuosten, me-lassien, fermentaatioprosessiliuoksien ja vinassien käsittelystä. Esillä oleva keksintö liittyy myös menetelmään muiden yhdisteiden kromatografiseksi erottamiseksi, kuten polyolien ja/tai karboksyylihappojen, H+-muodossa olevalla 10 heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla sokerijuurikaspohjaisista liuoksista.The present invention relates to a process for the chromatographic separation of betaine with a weakly acidic cation exchange resin 5 in H + form from sugar beet-based solutions. Suitable sugar beet-based solutions include, for example, solutions obtained from the treatment of beet-derived solutions, me-Lasses, fermentation process solutions and vinasse. The present invention also relates to a method for chromatographic separation of other compounds, such as polyols and / or carboxylic acids, with a weakly acidic cation exchange resin in H + form from sugar beet based solutions.

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Kromatografista erottamista on käytetty betaiinin talteenottamiseksi, luonnonmateriaaleista, kuten juurikasmelasseista, betaiinimelasseista ja vi-nassista. Tunnetuissa kromatografisissa erottamisissa yleisimmin käytetyt 15 hartsit ovat olleet vahvasti happamia kationinvaihtajia, eli sulfonoituja polysty-reeneitä, jotka on silloitettu 3,5-8 paino-%:lla divinyylibentseeniä, jolloin hartsi on monovalentissa tai divalentissa muodossa. Vesi on yleensä ollut edullinen eluentti, mutta ongelma vettä käytettäessä on ollut se, että eri tuotteilla, kuten betaiinilla, erytritolilla, inositolilla, sakkaroosilla ja mannitolilla, on samanlaiset 20 retentioajat, jolloin fraktiot ovat limittyneet.Chromatographic separation has been used to recover betaine from natural materials such as beet molasses, betaine molasses and vinasses. The most commonly used resins in the known chromatographic separations have been strongly acidic cation exchangers, i.e. sulfonated polystyrene crosslinked with 3.5-8% by weight of divinylbenzene, in which the resin is in monovalent or divalent form. Water has generally been a preferred eluent, but the problem with using water has been that different products such as betaine, erythritol, inositol, sucrose and mannitol have similar retention times, with fractions overlapping.

US-patentti 4 359 430 kuvaa prosessin betaiinin talteenottamiseksi • · ,..., melasseista ja vinassista käyttämällä polystyreenisulfonaattisuolaa kationin- vaihtohartsina kromatografisessa kolonnissa ja eluoimalla vedellä. Voimak- • · kaasti hapan kationinvaihtohartsi on alkalimetallimuodossa. Ensimmäinen ero- • · · *···’ 25 tettu fraktio on jätefraktio, toinen fraktio sisältää olennaisen osuuden syöttöliu- oksen sokereista ja kolmas fraktio koostuu pääasiassa betaiinista.U.S. Patent 4,359,430 describes a process for recovering betaine from molasses and vinasse using a polystyrene sulfonate salt as a cation exchange resin on a chromatographic column and eluting with water. The strongly acidic cation exchange resin is in the alkali metal form. The first fraction to be separated is the waste fraction, the second fraction contains a substantial proportion of the sugars in the feed solution and the third fraction consists mainly of betaine.

US-patenttihakemus 2002/0120135 kuvaa menetelmän ramnoosin ja arabinoosin kromatografiseksi erottamiseksi muista monosakkarideista ksy- :***: loosin kiteytyksen ryönästä käyttämällä H+/Mg2+-muodossa olevaa heikosti ha- «·· 30 panta kationinvaihtohartsia.U.S. Patent Application 2002/0120135 describes a method for chromatographically separating rhamnose and arabinose from other monosaccharides from the nucleus of the crystallization of xy: ***: lose using a weakly cation exchange resin in the H + / Mg 2+ form.

• · ***\ US-patenttihakemus 2005/0161401 kuvaa kromatografisen mene telmän betaiinin, mannitolin, glyserolin ja inositolin erottamiseksi toisistaan käyttämällä heikosti emäksistä anioninvaihtohartsia.US Patent Application 2005/0161401 describes a chromatographic method for separating betaine, mannitol, glycerol and inositol using a weakly basic anion exchange resin.

*:··· US-patentti 6 770 757 kuvaa prosessin betaiinin ja muiden yhdistei- 35 den, kuten erytritolin, inositolin, mannitolin, glyserolin ja aminohappojen, tai- 2 118564 teenottamiseksi lähtöaineista, jotka sisältävät vastaavat yhdisteet, käyttämällä Na+-muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia kromatografisessa erottamisjärjestelmässä. Syöttöliuosten pH-arvot vaihtelevat välillä pH 6 ja pH 11 ja effluentin, kolonnista ulos tulevan liuoksen, vaihtelee välillä 6,511.*: ··· U.S. Patent 6,770,757 discloses a process for the preparation of betaine and other compounds such as erythritol, inositol, mannitol, glycerol and amino acids from starting materials containing the corresponding compounds using the weak Na + form. acidic cation exchange resin in a chromatographic separation system. The pH values of the feed solutions range from pH 6 to pH 11 and the effluent from the column is between pH 6.511.

5 Betaiini eluoidaan järjestelmästä suolojen jälkeen, sen jälkeen erytritoli, manni-toli ja glyseroli. Inositoli eluoidaan viimeiseksi erillisenä piikkinä.5 Betaine is eluted from the system after salts, followed by erythritol, mannitol and glycerol. Inositol is eluted as the last discrete peak.

US-patentti 5 032 686 kuvaa menetelmän sitruunahapon talteenot-tamiseksi fermentaatioliuoksista käyttämällä H+-muodossa olevaa vahvasti hapanta kationinvaihtohartsia. Ensimmäiset eluoidut fraktiot sisälsivät suurmo-10 lekyylipainoisia yhdisteitä, kuten sakkaroosi, maltoosi ja isomaltoosi. Seuraa-vat fraktiot sisälsivät sitruunahappoa ja viimeiset fraktiot sisälsivät esimerkiksi betaiinia ja erilaisia orgaanisia happoja, kuten glukonihappoa, oksalihappoa.U.S. Patent 5,032,686 describes a process for recovering citric acid from fermentation solutions using a strongly acidic cation exchange resin in the H + form. The first eluted fractions contained high molecular weight compounds such as sucrose, maltose and isomaltose. The following fractions contained citric acid and the final fractions contained for example betaine and various organic acids such as gluconic acid, oxalic acid.

Tanaka K. et ai. (Journal of Chromatography 850 (1999), 187-196) kuvaavat analyyttisen ioninpoiston kromatografisen menetelmän karboksyyli-15 happojen erottamiseksi H+-muodossa olevalla heikosti happamalta kationin-vaihtohartsilla. Kun vettä käytettiin eluenttina, karboksyylihappojen välinen piikin muoto ja resoluutio eivät olleet tyydyttäviä. Piikin muodon parantamiseksi laimennettua rikkihappoliuosta testattiin eluenttina. Lisäksi metanolin lisäämisen tähän eluenttiin havaittiin vähentävän hydrofobisen luonteen omaavien 20 karboksyylihappojen retentioaikoja. Molekyylikokoekskluusion ja ioniekskluu-sion lisäksi eluutiojärjestykseen vaikuttivat karboksyylihappojen pKa-arvot ja hydrofobinen/hydrofiilinen luonne.Tanaka K. et al. (Journal of Chromatography 850 (1999), 187-196) describe an analytical ion removal chromatography method for the separation of carboxylic acids with a weakly acidic cation exchange resin in the H + form. When water was used as eluent, the shape and resolution of the carboxylic acid peak were not satisfactory. To improve peak shape, dilute sulfuric acid solution was tested as eluent. In addition, the addition of methanol to this eluent was found to reduce the retention times of the hydrophobic carboxylic acids. In addition to molecular size exclusion and ion exclusion, the order of elution was influenced by the pKa values and hydrophobic / hydrophilic nature of the carboxylic acids.

·:· : On yllättävästi havaittu, että käytettäessä H+-muodossa olevaa hei- kosti hapanta kationinvaihtohartsia, betaiini voidaan erottaa sokerijuurikaspoh- • · · : .·. 25 jäisistä liuoksista, kuten fermentaatioprosessiliuoksista, vinasseista ja muista ·»· « . .·. sokerijuurikkaasta, johdetuista liuoksista erillisenä fraktiona, joka eluoituu nii- .···. den yhdisteiden jälkeen, joiden aikaisemmin tiedettiin eluoituvan betaiinin jäl- *** keen. Betaiinin eluutiojärjestys H+-muodossa olevalla heikosti happamalla ka- .. tioninvaihtohartsilla on siten erilainen kuin aikaisemmin tunnettu vahvasti hap- • · ··..;* 30 pamilla kationinvaihtohartseilla tai Na*-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla. Tämä ilmiö on erityisen edullinen kun fraktioidaan mo- :***: nikomponenttisia liuoksia, jotka sisältävät betaiinia ja muita yhdisteitä, joilla on • · · samanlaiset tai lähes samanlaiset retentioajat muilla erotusväliaineilla. Keksinnön yhteenveto 35 Esillä oleva keksintö liittyy menetelmään betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi sokerijuurikaspohjaisista liuoksista H+-muodossa olevalla hei- 3 118564 kosti happamalla kationinvaihtohartsilla. Esillä oleva keksintö liittyy myös menetelmään muiden yhdisteiden, kuten polyolien ja/tai karboksyylihappojen, kromatografiseen erottamiseen sokerijuurikaspohjaisista liuoksista H+-muo-dossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla. Lisäksi esillä oleva 5 keksintö liittyy menetelmään betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi muista karboksyyliyhdisteistä H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla. Lisäksi esillä oleva keksintö liittyy menetelmään betaiinin erottamiseksi sokerijuurikaspohjaisesta liuoksesta kromatografisessa erottamisjärjes-telmässä, jossa H+-muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia 10 käytetään ainakin yhdessä kromatografisessa kolonnissa tai kolonnin osassa kromatografista erottamista varten. Esillä oleva keksintö liittyy myös menetelmään betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi sokerijuurikaspohjaisista liuoksista Ι-Γ-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla, jossa kromatografisen järjestelmän pH:ta käytetään säätämään ja/tai ohjaamaan be-15 taiinin retentiotekijää. Lisäksi esillä oleva keksintö liittyy H+-muodossa olevan heikosti happaman kationinvaihtohartsin käyttöön betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi ja valinnaisesti myös muiden yhdisteiden, kuten polyolien ja/tai karboksyylihappojen, sokerijuurikaspohjaisesta liuoksesta. Esillä oleva keksintö liittyy myös H+-muodossa olevan heikosti happaman kationinvaihtohartsin 20 käyttöön betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi muista karboksyyliyhdisteistä.·: ·: It has surprisingly been found that when using a weakly acidic cation exchange resin in the H + form, betaine can be separated from sugar beet base. 25 icy solutions such as fermentation solutions, vinasse and other · »·«. . ·. sugar beet as a separate fraction from the derived solutions eluting with them. ···. compounds previously known to elute after betaine. Thus, the order of elution of betaine with the weakly acidic cation exchange resin in the H + form is different from the prior art with strong acid cation exchange resins or the weakly acidic cation exchange resin in the Na * form. This phenomenon is particularly advantageous when fractionating solutions of mono-*** containing betaine and other compounds having similar or almost identical retention times with other separation media. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the chromatographic separation of betaine from sugar beet-based solutions with an acidic cation exchange resin in the H + form. The present invention also relates to a process for the chromatographic separation of other compounds, such as polyols and / or carboxylic acids, from sugar beet-based solutions with a weakly acidic cation exchange resin in the H + form. Furthermore, the present invention relates to a process for the chromatographic separation of betaine from other carboxylic compounds with a weakly acidic cation exchange resin in the H + form. Further, the present invention relates to a process for separating betaine from a sugar beet-based solution in a chromatographic separation system, wherein the weakly acidic cation exchange resin 10 in H + is used in at least one chromatographic column or part of the column for chromatographic separation. The present invention also relates to a process for the chromatographic separation of betaine from sugar beet-based solutions with a weakly acidic cation exchange resin in the Ι-Γ form wherein the pH of the chromatographic system is used to adjust and / or control the retention factor of be-15. Furthermore, the present invention relates to the use of a weakly acidic cation exchange resin in H + form for chromatographic separation of betaine and optionally from a sugar beet solution of other compounds such as polyols and / or carboxylic acids. The present invention also relates to the use of a weakly acidic cation exchange resin 20 in the H + form for the chromatographic separation of betaine from other carboxylic compounds.

··· ♦··· ♦

Piirrosten lyhyt kuvaus e · .···. Seuraavat piirrokset ovat keksinnön havainnollistavia suoritusmuo- • · toja, eikä niitä ole tarkoitettu rajoittamaan patenttivaatimuksissa määriteltyä • · · “Y 25 keksinnön piiriä.Brief Description of the Drawings e ·. ···. The following drawings are illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims.

*;“* Kuvio 1 on graafinen esitys esimerkin 1 mukaisista eluutioprofiileista • φ *···* ja pH:sta.*; “* Figure 1 is a graph showing the elution profiles of 1 * ··· * and pH according to Example 1.

Kuvio 2 on graafinen esitys esimerkin 2 mukaisista eluutioprofiileista • · • *·· ja pH:sta.Figure 2 is a graphical representation of the elution profiles • · • * ·· and pH according to Example 2.

30 Kuvio 3 on graafinen esitys esimerkin 3 mukaisista eluutioprofiileista .···. japH:sta3.Figure 3 is a graphical representation of the elution profiles according to Example 3. ···. japH: STA3.

• ·• ·

Kuvio 4 on graafinen esitys esimerkin 4 mukaisista eluutioprofiileista . ja pH:sta 4.Figure 4 is a graphical representation of the elution profiles of Example 4. and pH 4.

· · ϊ.,.ϊ Kuvio 5 on graafinen esitys esimerkin 5 mukaisista eluutioprofiileista ·:··: 35 ja pH:sta 5.Fig. 5 is a graph of the elution profiles of Example 5 ·: ··: 35 and pH 5.

4 1185644, 118564

Kuvio 6 on graafinen esitys esimerkin 6 mukaisista eluutioprofiileista ja pH:sta 6.Figure 6 is a graphical representation of the elution profiles and pH 6 of Example 6.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention

On olemassa jatkuva tarve käyttää hyväksi lisäraaka-aineita teolli-5 sesti ja/tai ravinnollisesti arvokkaiden yhdisteiden, kuten betaiinin, polyolien ja karboksyylihappojen, talteenottamiseksi. Eräs vaihtoehtoinen ratkaisu näiden yhdisteiden talteenottamiseksi on käyttää sokerijuurikaspohjaisia fermentaa-tioprosessiliuoksia, kuten esimerkiksi sitruunahappo-, hiiva- tai etanolifermen-taatioprosessiliuoksia tai vinasseja, kuten esimerkiksi sitruunahappo- tai eta-10 nolivinasseja raaka-aineina. Nyt on yllättäen havaittu, että kun käytetään H+-muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia, betaiini voidaan erottaa hyvin puhtaana fraktiona fermentaatioprosessiliuoksista. Lisäksi happaman fermentaatioprosessiliuoksen tai vinassin yleensä, ja erityisesti sitruuna-happofermentaatioliemestä saadun vinassin, havaittiin olevan sopiva kroma-15 tografiseen erottamiseen H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationin-vaihtohartsilla. Siten liuoksen esikäsittely pH:n säätämiseksi ennen kromatografista erottamista ei olisi tarpeen.There is a continuing need to utilize additional raw materials to recover industrially and / or nutritionally valuable compounds such as betaine, polyols and carboxylic acids. One alternative solution for recovering these compounds is to use sugar beet-based fermentation process solutions, such as citric acid, yeast or ethanol fermentation process solutions, or vinasse, such as citric acid or ethanolol vinasse, as raw materials. It has now surprisingly been found that when using a weakly acidic cation exchange resin in the H + form, betaine can be separated as a very pure fraction from the fermentation process solutions. In addition, the acidic fermentation process solution or the vinasse in general, and in particular the vinasse obtained from the citric acid fermentation broth, was found to be suitable for the chromatographic separation of chromium-15 by the weakly acidic cation exchange resin in the H + form. Thus, pre-treatment of the solution to adjust the pH prior to chromatographic separation would not be necessary.

Ylläkuvatuissa olosuhteissa esimerkiksi H+-muodossa oleva voimakkaasti hapan kationinvaihtohartsi (SAC) ei pysyisi stabiilina. Kun syöttöliu-20 oksessa on suoloja, SAC-hartsin funktionaalinen ryhmä muuttuu hyvin helposti ··· l-f-muodosta metallikationimuotoon jopa happamassa ympäristössä toisin : kuin heikosti hapan kationinvaihtohartsi.Under the conditions described above, for example, the strongly acidic cation exchange resin (SAC) in the H + form would not remain stable. When salts are present in the feed solution 20, the functional group of the SAC resin is very easily converted from ··· l-f to the metal cation form, even in an acidic environment, unlike the weakly acidic cation exchange resin.

.···. Esillä olevan keksinnön mukaan H+-muodossa olevaa heikosti ha- • · ·”·, panta kationinvaihtohartsia käytetään menetelmässä betaiinin kromatografi- • ♦ ♦ ”Y 25 seksi erottamiseksi sokerijuurikaspohjaisista liuoksista. Esillä olevan keksin- *:|·/ non mukaan H+-muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia käy- • ♦ ***** tetään myös menetelmässä betaiinin lisäksi myös muiden yhdisteiden, kuten polyolien ja karboksyylihappojen, kromatografiseksi erottamiseksi sokerijuuri- : *** kaspohjaisista liuoksista. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaan hi*- 30 muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia käytetään menetel- .···. mässä betaiinin kromatografiseksi erottamiseksi muista karboksyyliyhdisteistä.. ···. According to the present invention, the weakly cation exchange resin in the H + form is used in a process for the separation of betaine chromatography from ur ♦ ♦ ”Y from sugar beet solutions. According to the present invention, the weakly acidic cation exchange resin in the H + form is also used in the process for the chromatographic separation of compounds other than betaine, such as polyols and carboxylic acids, from caspase-based: *** solutions. In addition, according to the present invention, the weakly acidic cation exchange resin in the form hi * - 30 is used in a process. pulp for chromatographic separation of betaine from other carboxylic compounds.

• ·• ·

Esillä olevan keksinnön mukaan H+-muodossa olevaa heikosti hapanta ka- ♦ ♦ . tioninvaihtohartsia käytetään ainakin yhdessä kromatografisessa erottamisvai- ·«· heessa betaiinin erottamiseksi. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaan H+-*"*i 35 muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia käytetään ainakin yh dessä kromatografisessa kolonnissa tai yhdessä kolonnin osittain pakatussa 5 118564 kerroksessa kromatografisessa erottamisjärjestelmässä betaiinin erottamiseksi sokerijuurikaspohjaisista liuoksista.According to the present invention, the weakly acidic ka- ♦ ♦ in H + form. The thion exchange resin is used in at least one chromatographic separation step to separate the betaine. Further, according to the present invention, the weakly acidic cation exchange resin in the form of H + - * "* 35 is used in at least one chromatographic column or in one column packed partially in a chromatographic separation system for separating betaine from sugar beet solutions.

Esillä olevassa keksinnössä l-T-muodossa oleva heikosti hapan ka-tioninvaihtohartsi tarkoittaa pääasiassa dissosioitumattomassa COOH-muo-5 dossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia. Keksinnön mukaisen dissosioitumattomassa COOH-muodossa olevan heikosti happaman kationin-vaihtohartsin määrä on yli 50 %, edullisesti ainakin 67 % ja edullisemmin yli 90 %.In the present invention, the weakly acidic cation exchange resin in the 1-T form refers to the weakly acidic cation exchange resin mainly in the non-dissociated COOH form. The amount of the weakly acidic cation exchange resin in the non-dissociated COOH form according to the invention is more than 50%, preferably at least 67% and more preferably more than 90%.

Esillä olevan keksinnön mukainen sokerijuurikaspohjainen liuos on 10 mikä tahansa sokerijuurikkaasta johdettu liuos, hydrolysaatti ja/tai uutos. Liuos voidaan saada tällaisten juurikkaasta johdettujen liuosten jatkokäsittelystä fermentaatiolla, esimerkiksi sitruunahappo-, hiiva- tai etanolifermentaatiolla tai sokerijuurikkaasta johdettujen liuosten, kuten juurikas ja/tai betaiinimelassit tai vinassi, käsittelystä. Fermentaatioliuokset, melassit ja vinassi sisältävät tyypille lisesti paljon epäorgaanisia suoloja ja seoksen erityyppisiä orgaanisia yhdisteitä. Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä erotettavat muut yhdisteet ovat polyoleja, kuten erytritoli, inositoli, mannitoli ja glyseroli ja/tai karboksyyli-happoja, kuten sitruunahappo, maitohappo, etikkahappo, oksaalihappo ja pyr-rolidonikarboksyylihappo ja/tai niiden seokset. Esillä olevan keksinnön mukai-20 sessa kromatografisessa erottamisessa yhdisteet erotetaan fraktioihin, jotka rikastetaan kohdeyhdisteen suhteen. Rikastettu fraktio sisältää korkeamman ..··· konsentraation yhdisteen kuiva-ainepohjaisen painon mukaan kuin syöttöliu- ·;· : oksena käytetty liuos.The beet-based solution of the present invention is any beet-derived solution, hydrolyzate and / or extract. The solution may be obtained by further treatment of such beet-derived solutions by fermentation, for example by fermentation of citric acid, yeast or ethanol, or by treatment of solutions derived from sugar beet, such as beet and / or betaine molasses or vinasse. Fermentation solutions, molasses and vinasse additionally contain a large amount of inorganic salts and various types of organic compounds. Other compounds to be isolated by the process of the present invention are polyols such as erythritol, inositol, mannitol and glycerol and / or carboxylic acids such as citric acid, lactic acid, acetic acid, oxalic acid and pyrrolidone carboxylic acid and / or mixtures thereof. In the chromatographic separation of the present invention, the compounds are separated into fractions which are enriched for the target compound. The enriched fraction contains a higher concentration of · ··· based on the dry weight of the compound than the feed solution.

·***: Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä voitaisiin suorittaa it- ··· : .·. 25 senäisesti tai se voitaisiin yhdistää muihin prosessivaiheisiin tai se voisi käsit- !“·! tää sellaisia, kuten esimerkiksi ylimääräinen kromatografinen erottaminen, ki- » ♦ · teyttäminen, haihduttaminen, ioninvaihto, suodattaminen, membraanin suodat- • · *** taminen ja/tai jonkin muun tunnetun prosessivaiheen. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan edullisesti yhdistää yhteen tai useampaan yllämainittuun ϊ ** 30 lisäprosessointivaiheeseen tai se voi käsittää sellaisen.· ***: The method according to the present invention could be performed by it ···:. 25 as such or it could be combined with other process steps or it could be! ”·! such as, for example, additional chromatographic separation, crystallization, evaporation, ion exchange, filtration, membrane filtration, and / or any other known process step. Preferably, the process of the invention can be combined with or comprise one or more of the aforementioned lisä ** 30 additional processing steps.

!...: Ylimääräinen kromatografinen erottamisvaihe voitaisiin suorittaa .***. käyttäen esimerkiksi voimakkaasti hapanta kationinvaihtohartsia (SAC), voi-! ...: An additional chromatographic separation step could be performed. ***. using, for example, a highly acidic cation exchange resin (SAC),

• M• M

makkaasti emäksistä anioninvaihtohartsia (SBA) tai heikosti emäksistä ; anioninvaihtohartsia (WBA) sokerijuurikaspohjaisen lähtöliuoksen ja/tai erotet- 35 tavaksi valittujen yhdisteiden koostumuksen mukaan.freshly basic anion exchange resin (SBA) or weakly basic; anion exchange resin (WBA) according to the composition of the sugar beet stock solution and / or compounds selected for resolution.

♦ • · 6 118564♦ • · 6 118564

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan edullisesti yhdistää lisä-vaiheeseen betaiinin talteenottamiseksi tai se voi käsittää sellaisen. Betaiinin talteenotto voitaisiin suorittaa esimerkiksi kiteyttämällä. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan valinnaisesti myös yhdistää lisävaiheeseen muun yhdis-5 teen tai -yhdisteiden talteenottamiseksi, kuten polyolien ja/tai karboksyylihap-pojen, tai se voi käsittää sellaisen.The process of the invention may advantageously be combined with or comprise an additional step for the recovery of betaine. For example, betaine recovery could be accomplished by crystallization. The process of the invention may also optionally be combined with, or may comprise, an additional step for recovering another compound or compounds, such as polyols and / or carboxylic acids.

Kromatografinen kolonni tai kolonnin osa (kolonnin osittain pakattu kerros), jota käytetään esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä täytetään Ι-Γ-muodossa olevalla heikosti (lappamalla kationinvaihtohartsilla, edul-10 lisesti akryylikationinvaihtohartsilla, jossa on karboksyylin funktionaalisia ryhmiä. Tällainen akryylihartsi johdetaan edullisesti metyyliakrylaatista, etyyliakry-laatista, butyyliakrylaatista, metyylimetakrylaatista tai akrylonitriilistä tai akryyli-hapoista tai niiden seoksista. Hartsi voidaan silloittaa silloitusaineen kanssa, esim. di-vinyylibentseenin (DVB). Sopiva silloitusaste on 1-20 %, edullises-15 ti 3-8 %. Hartsin keskimääräinen partikkelikoko on tavallisesti 10-2000 pm, edullisesti 100 - 400 pm.The chromatographic column or part of the column (partially packed column of the column) used in the process of the present invention is filled with a weak (ions cation exchange resin, preferably an acrylic cation exchange resin having carboxyl functionalities, preferably acrylic methylethyl), in Ι-Γ form. , butyl acrylate, methyl methacrylate or acrylonitrile or acrylic acids or mixtures thereof The resin may be crosslinked with a crosslinking agent, e.g., di-vinylbenzene (DVB) A suitable level of crosslinking is 1-20%, preferably 3-8%. the particle size is usually 10 to 2000 µm, preferably 100 to 400 µm.

Kromatografinen erottaminen suoritetaan edullisesti lämpötiloissa välillä 10-95 °C, edullisemmin 30-95 °C, edullisimmin 65-95 °C. On tunnettua, että korkeampi erotuslämpötila alentaa viskositeettia ja parantaa erotuk-20 sen suorituskykyä, mutta on haitallisempi syöttöliuoksen herkille yhdisteille.The chromatographic separation is preferably carried out at temperatures between 10 ° C and 95 ° C, more preferably between 30 ° C and 95 ° C, most preferably between 65 ° C and 95 ° C. It is known that a higher separation temperature reduces viscosity and improves the separation performance, but is more detrimental to sensitive compounds in the feed solution.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa kromatografisessa erottami- sessa käytetty eluentti on edullisesti vesi tai pH-säädetty vesi.The eluent used in the chromatographic separation according to the present invention is preferably water or pH adjusted water.

·:* : Fraktioitava sokerijuurikaspohjainen liuos esikäsitellään valinnaises- .·**; ti ennen kromatografista erottamista suodattamalla, joka voidaan suorittaa • · · : .·. 25 käyttämällä painesuodatinta suodatinavun kanssa tai ilman sitä. Lisäksi tarvit- "X taessa syöttöliuoksena käytettävän liuoksen pH säädetään pH-arvon 6 alapuo- • · · V.'.t lelle, edullisesti pH-arvon 5,1 alapuolelle, edullisemmin pH-arvojen 1,4-5,1 vä- '*** Nile ja edullisimmin pH-arvojen 3-4,5 välille. Kun syöttöliuoksen pH on korkea (> 4,2), keksinnön mukainen heikosti hapan kationinvaihtohartsi muuttuu osit- s " 30 tain alkuperäisestä H+-muodostaan ionimuotoon ja balansoituu siten tietylle H+-muodon tasolle, lonimuodon tyyppi on riippuvainen syöttöliuoksen ioneista.·: *: Optional pre-treatment of the beet-based solution to be fractionated · **; ie, prior to chromatographic separation by filtration, which may be carried out. 25 using a pressure filter with or without filter aid. Further, if necessary, the pH of the solution used as the feed solution is adjusted to below pH 6, preferably below pH 5.1, more preferably between pH 1.4 and 5.1. *** Nile, and most preferably between pH 3 and pH 4.5 When the feed solution has a high pH (> 4.2), the weakly acidic cation exchange resin of the invention is partially converted from its original H + form to an ionic form and thus equilibrated to a particular H + form, the type of lone is dependent on the ions of the feed solution.

.***. Syöttöliuos voidaan suodattaa ennen pH-säätöä tai sen jälkeen.. ***. The feed solution can be filtered before or after pH adjustment.

···· · ·

Ennen kromatografista erottamista syöttöliuoksen kuiva-aine säädetään sopi- • valle tasolle.Prior to chromatographic separation, the solids of the feed solution are adjusted to an appropriate level.

• ♦· *···* 35 Syöttölaitetta käytetään liuoksen syöttämiseksi kolonniin. Kolonnin, syöttöliuoksen ja eluentin lämpötila on edullisimmin likimäärin sama kuin kro- 7 118564 matografisen erottamisen lämpötila. Tämä saavutetaan esilämmittämänä syöt-töliuos. Syöttöliuos eluoidaan kolonnissa syöttämällä vettä, esimerkiksi de-mineralisoitua vettä tai kondensaattivettä tai jotakin muuta vesiliuosta kolonniin. Edullisesti käytetään esilämmitettyä eluenttia. Virtausnopeus kolonnissa 5 säädetään sopivalle tasolle. Ulos tulevien liuosten fraktiot kerätään sopivin välein ja analysoidaan. Ulosvirtausta kolonnista voidaan monitoroida on-line-instrumenteilla. Fraktioidut tuotteet, esim. betaiini, ja valinnaisesti myös poly-olit, kuten erytritoli, mannitoli, inositoli, glyseroli ja/tai karboksyylihapot, kuten sitruunahappo, oksaalihappo, maitohappo, etikkahappo ja/tai pyrrolidonikar-10 boksyylihappo voidaan ottaa talteen sopivilla menetelmillä, kuten esimerkiksi kiteyttämällä.• ♦ · * ··· * 35 The feeder is used to feed the solution to the column. Most preferably, the temperature of the column, the feed solution and the eluent is approximately the same as the temperature of the chromatographic separation of the chromium. This is achieved by preheating the feed solution. The feed solution is eluted on the column by feeding water, for example de-mineralized water or condensate water or some other aqueous solution to the column. Pre-heated eluent is preferably used. The flow rate in column 5 is adjusted to a suitable level. Fractions of effluent solutions are collected at appropriate intervals and analyzed. The outflow from the column can be monitored with on-line instruments. Fractionated products, e.g. betaine, and optionally also polyols such as erythritol, mannitol, inositol, glycerol and / or carboxylic acids such as citric acid, oxalic acid, lactic acid, acetic acid and / or pyrrolidone carboxylic acid may be recovered, e.g. crystallization.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä voitaisiin suorittaa erillisenä vaiheena monivaiheprosessissa kun käytetään lisäksi esimerkiksi kromatografista erottamista, kiteyttämistä, haihduttamista ja/tai suodattamista 15 ainakin kerran monivaiheprosessin lisävaiheena. Lisäksi on mahdollista järjestää kaksi tai useampi kromatografinen kolonni sekvenssiin, jossa ainakin yksi kolonni tai osa kolonnista sisältää hT-muodossa olevaa heikosti hapanta ka-tioninvaihtohartsia, jolloin toinen kolonni tai toiset kolonnit sisältävät samaa tai erityyppistä hartsia, kuten esimerkiksi voimakkaasti hapanta kationinvaihto-20 hartsia. Käytetty kromatografinen järjestelmä voi olla joko panosprosessi tai simuloitu liikkuva peti -järjestelmä. Simuloitu liikkuva peti -järjestelmä voi olla J· joko jatkuva tai sekventiaalinen.The process of the present invention could be carried out as a separate step in the multistep process, using, for example, chromatographic separation, crystallization, evaporation and / or filtration at least once as an additional step in the multistep process. Further, it is possible to arrange two or more chromatographic columns in a sequence in which at least one column or part of the column contains a weakly acidic cation exchange resin in hT form, wherein the other column or columns contain the same or different types of resin such as a strongly acidic cation exchange resin. The chromatographic system used may be either a batch process or a simulated moving bed system. The simulated moving bed system can be J · either continuous or sequential.

··· · On myös mahdollista yhdistää toisiinsa joillain muilla prosessiyksi- .···. käillä kaksi kromatografista kolonnia tai kolonnin osaa, jotka sisältävät H+- 25 muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia. Prosessiyksiköt voi- • * · "V vat olla esimerkiksi suodattaminen, membraanisuodattaminen, pH-säätö tai XI* konsentroiminen haihduttamalla. Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että proses- m ’*··* siyksiköiden järjestys voidaan valita ja sitä voidaan vaihdella.··· · It is also possible to combine with some other process unit. Handle two chromatographic columns or column sections containing weakly acidic cation exchange resin in H + - form. Process units may be, for example, filtration, membrane filtration, pH adjustment, or XI * concentration by evaporation. It will be apparent to one skilled in the art that the order of the process units * * may be varied and varied.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukainen menetelmä suori- • · : ’·· 30 tetaan itsenäisenä prosessina. Tässä suoritusmuodossa sokerijuurikaspohjai- ··· + nen liuos voidaan fraktioida H -muodossa olevalla heikosti happamalla ka- ,···, tioninvaihtohartsilla betaiinia sisältäväksi fraktioksi ja valinnaisesti myös muun yhdisteen sisältäväksi fraktioksi. Edullisesti betaiini ja valinnaisesti myös muu • · . yhdiste otetaan lisäksi talteen spesifisen yhdisteen sisältävästä fraktiosta. Esil- • « · 35 lä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä eroteltavat muut yhdisteet ovat *·": polyoleja, kuten erytritoli, inositoli, mannitoli, glyseroli ja/tai karboksyylihappoja, „ 118564 8 kuten sitruunahappo, maitohappo, etikkahappo ja pyrrolidonikarboksyylihappo ja/tai niiden seokset.In one embodiment, the process of the invention is carried out as an independent process. In this embodiment, the beet-based solution of the beet can be fractionated with the weakly acidic ka · ··· thion exchange resin in the H-form to the betaine-containing fraction and optionally to the other compound-containing fraction. Preferably betaine and optionally other. the compound is further recovered from the fraction containing the specific compound. Other compounds which can be resolved by the process of the present invention are polyols such as erythritol, inositol, mannitol, glycerol and / or carboxylic acids, such as citric acid, lactic acid, acetic acid and / or their pyrrolidonic carboxylic acids and / or .

Eräässä toisessa suoritusmuodossa keksinnön mukainen menetelmä suoritetaan erillisenä vaiheena monivaiheprosessissa, jolloin se yhdiste-5 tään ainakin yhteen lisäprosessivaiheeseen. Tässä suoritusmuodossa sokeri-juurikaspohjainen liuos voidaan fraktioida ensimmäisellä kolonnilla, joka sisältää esimerkiksi voimakkaasti hapanta kationinvaihtohartsia, joka on yhdistetty toiseen kolonniin, joka sisältää H+-muodossa olevaa heikosti hapanta kationinvaihtohartsia, betaiinia sisältäväksi fraktioksi ja valinnaisesti myös muun 10 yhdisteen sisältäväksi fraktioksi. Edullisesti betaiini ja valinnaisesti myös muu yhdiste otetaan lisäksi talteen spesifisen yhdisteen sisältävästä fraktiosta. Tällainen järjestely parantaa edelleen erotuksen suorituskykyä ja lisää tuotteiden saantoja ja puhtautta. Betaiinin saanto paranee myös kun sivutuotteet poistetaan prosessista.In another embodiment, the process of the invention is performed as a separate step in a multistep process, whereby it is compounded into at least one further process step. In this embodiment, the sugar-beet-based solution may be fractionated on a first column containing, for example, a strongly acidic cation exchange resin coupled to a second column containing a weakly acidic cation exchange resin in H + form, optionally containing the other compound. Preferably betaine and optionally also the other compound is further recovered from the fraction containing the specific compound. Such an arrangement further improves the performance of the separation and increases the yield and purity of the products. The yield of betaine is also improved when the by-products are removed from the process.

15 Vielä eräässä toisessa suoritusmuodossa keksinnön mukainen me netelmä käsittää ainakin yhden lisäprosessivaiheen, jossa keksinnön mukainen menetelmä on erillinen vaihe monivaiheprosessissa. Lisäprosessivaihe voisi olla esimerkiksi kromatografinen erottaminen, kiteyttäminen, haihduttaminen, suodattaminen ja/tai membraanisuodattaminen.In yet another embodiment, the method of the invention comprises at least one additional process step, wherein the method of the invention is a separate step in a multistep process. An additional process step could be, for example, chromatographic separation, crystallization, evaporation, filtration and / or membrane filtration.

20 Yleensä eri yhdisteiden eluutiojärjestykseen heikosti happamilla ka- tioninvaihtohartseilla näyttää vaikuttavan molekyylikokokoekskluusion ja io-•j1 niekskluusion lisäksi yhdisteiden hydrofobinen/hydrofiilinen interaktio hartsin ··· · kanssa. Aikaisempien tutkimusten mukaan eri yhdisteiden eluutiojärjestykseen .··*. (esim. karboksyylihappojen) H+-muodossa olevalla heikosti happamalla ka- 25 tioninvaihtohartsilla vaikuttaa yhdisteiden pKa-arvo. Yleensä mitä alhaisempi e · 1 "Y pKa-arvo, sitä lyhyempi saman yhdisteen retentioaika on. Betaiinin eluutiojär- jestys (pKa = 1,832) H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaih- • » ***** tohartsilla ei kuitenkaan noudata näitä sääntöjä. Yllättäen vaikuttaa siltä, että H+-muodossa oleva heikosti hapan kationinvaihtohartsi on hydrofobisempi : *** 30 kuin metallikationimuoto ja sillä on erittäin korkea affiniteetti betaiinille, joka on «•t hydrofobinen molekyyli.In general, the elution order of the various compounds on weakly acidic cation exchange resins appears to be influenced by hydrophobic / hydrophilic interaction of the compounds with the resin in addition to molecular size exclusion and ionic lysis. According to previous studies, the order of elution of the various compounds. The weakly acidic cation exchange resin in the H + form of carboxylic acids (eg, carboxylic acids) affects the pKa of the compounds. Generally, the lower the pKa value of e · 1 "Y, the shorter the retention time of the same compound. However, the elution order of betaine (pKa = 1.832) on the weakly acidic cation exchange resin in the H + form does not follow these rules. Surprisingly, the weakly acidic cation exchange resin in the H + form appears to be more hydrophobic: *** than the metal cation form and has a very high affinity for betaine, which is a hydrophobic molecule.

,···. Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä erotettujen yh- disteiden eluutiojärjestys kromatografisessa kolonnissa on erilainen kuin se • + . järjestys, joka saatiin aikaisemmilla menetelmillä esim. perustuen Na -muo- ··· 35 dossa olevan heikosti happaman kationinvaihtohartsin käyttöön tai voimak- i1" kaasti happamien kationinvaihtohartsien käyttöön, ja tätä piirrettä voidaan 9 118564 edullisesti käyttää monikomponenttiyhdisteen komponenttien erottamisessa toisistaan. Esillä olevan keksinnön mukaan betaiini eluoituu erytritolin, inosito-lin, mannitolin, glyserolin ja karboksyylihappojen jälkeen. Lisäksi esimerkiksi inositoli eluoituu ennen glyserolia ja betaiinia keksinnön mukaisessa menetel-5 mässä., ···. In the process of the present invention, the elution order of the isolated compounds on the chromatographic column is different from that of the +. the order obtained by prior methods e.g. based on the use of a weakly acidic cation exchange resin in Na form or the use of highly acidic cation exchange resins and this feature can advantageously be used to separate the components of the multicomponent compound. betaine is eluted after erythritol, inositol, mannitol, glycerol and carboxylic acids, and, for example, inositol elutes before glycerol and betaine in the process of the invention.

Yllättävästi betaiinin retentio volyymin ja retentiotekijän havaittiin vaihtelevan kromatografisen erottamisen pH:n kanssa, erityisesti syöttöliuok-sen pH:n kanssa; mitä alempi pH, sitä korkeampi retentiotekijä. Betaiinin eluoi-tumiseen kromatografisesta erotuskolonnista vaikuttavat syöttöliuoksen pH-10 muutokset kun taas useimmat karboksyyliyhdisteet eluioituvat likimäärin samanaikaisesti huolimatta syöttöliuoksen pH:sta. Betaiinin retentiotekijää voidaan kontrolloida ja/tai säädellä säätämällä kromatografisen erottamisen pH:ta. Kromatografisen erottamisen pH:n säätäminen voidaan suorittaa säätämällä eluentin ja/tai syötteen pH:ta, mutta se suoritetaan edullisesti säätä-15 mällä syöttöliuoksen pH halutulle tasolle. Esimerkiksi muuttamalla syöttöliuoksen pH 5,1:stä pH 1,4:ään, betaiinin retentiotekijä muuttuu 1,3:sta 2,9:ään. Täten säätämällä syöttöliuoksen pH:ta, betaiinin kromatografinen erottaminen muista yhdisteistä sokerijuurikaspohjaisissa liuoksissa voidaan optimoida H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla. Syöttöliuoksen 20 pH:n säätöä voidaan myös käyttää betaiinin kromatografisen erottamisen kontrolloimiseksi ja/tai säätelemiseksi muista karboksyyliyhdisteistä H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla.Surprisingly, the volume retention of betaine and the retention factor were found to vary with pH, particularly with the pH of the feed solution; the lower the pH, the higher the retention factor. Elution of betaine from the chromatographic separation column is affected by changes in the pH of the feed solution, whereas most carboxyl compounds elute approximately simultaneously, regardless of the pH of the feed solution. The betaine retention factor can be controlled and / or regulated by adjusting the pH of the chromatographic separation. Adjustment of the pH of the chromatographic separation can be accomplished by adjusting the pH of the eluent and / or feed, but is preferably accomplished by adjusting the pH of the feed solution to the desired level. For example, by changing the pH of the feed solution from 5.1 to pH 1.4, the retention factor of betaine is changed from 1.3 to 2.9. Thus, by adjusting the pH of the feed solution, the chromatographic separation of betaine from other compounds in sugar beet-based solutions can be optimized with a weakly acidic cation exchange resin in the H + form. The pH adjustment of the feed solution may also be used to control and / or regulate the chromatographic separation of betaine from other carboxylic compounds with a weakly acidic cation exchange resin in the H + form.

*:**: Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa betaii- nin rikastamisen sokerijuurikaspohjaisesta liuoksesta betaiinifraktioksi, jonka • 25 maksimipuhtaus on yli 50 % kuiva-aineesta laskettuna (DS), edullisesti yli "!·! 70 % DS.*: **: The process of the present invention enables the concentration of betaine from a sugar beet-based solution to a betaine fraction having a maximum purity of more than 50% on a dry matter basis (DS), preferably above 70% DS.

• · * .···. Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa betaii- • · nin erottamisen ja valinnaisesti myös talteenottamisen hyvillä saannoilla ja .. korkealla puhtaudella (80-95 % DS) sokerijuurikaspohjaisesta liuoksesta, ku- • · t **,// 30 ten fermentaatioprosessiliuoksista ja/tai vinasseista, mikä on ollut työlästä tun- *···* netuilla menetelmillä käyttämällä esim. Na+-muodossa olevaa heikosti hapanta :***: kationinvaihtohartsia tai voimakkaasti hapanta kationinvaihtohartsia. Esimer- * · · ·:··· kiksi, kun voimakkaasti hapanta kationinvaihto (SAC) hartsia käytetään betaii- nin kromatografiseksi erottamiseksi, saavutetaan samat saanto- ja puhtausta- * · *···] 35 sot kahdella kromatografisella erottamisella samaan aikaan kun tarvitaan vain * : yksi erotus H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla.• · *. ···. The process of the present invention enables the separation and optionally also recovery of betaine in high yields and high purity (80-95% DS) from sugar beet-based solution, • t **, // from fermentation process solutions and / or vinasse. , which has been laborious by known procedures using, for example, a weakly acidic: ***: cation exchange resin or a strongly acidic cation exchange resin in the Na + form. For example, when a strongly acidic cation exchange (SAC) resin is used to chromatographically separate betaine, the same yields and purity are achieved by two chromatographic separations at the same time as required. only *: one difference with weakly acidic cation exchange resin in H + form.

10 11856410 118564

Lisäksi esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa myös muiden yhdisteiden erottamisen ja talteenoton, kuten polyolien, kuten erytritoli, inositoli, mannitoli, glyseroli ja/tai karboksyylihappojen, kuten sitruunahappo, maitohappo ja/tai pyrrolidonikarboksyylihappo, hyvällä saannolla ja puhtaudel-5 la fermentaatioprosessiliuoksista tai vinasseista, mikä on myös ollut työlästä tunnetuilla menetelmillä.In addition, the process of the present invention also enables the isolation and recovery of other compounds such as polyols such as erythritol, inositol, mannitol, glycerol and / or carboxylic acids such as citric acid, lactic acid and / or pyrrolidone carboxylic acid in good yield and purification by fermentation, which has also been laborious with known methods.

Eräässä keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodossa käyttämällä sitruunahappovinassia syöttöliuoksena, betaiini voidaan rikastaa beta-iinifraktioksi, jonka puhtaus on yli 60 % DS, edullisemmin yli 80 % DS ja sit-10 ruunahappo erilliseksi fraktioksi, jonka puhtaus on yli 20 % DS, edullisemmin yli 35 % DS.In one embodiment of the process of the invention, using citric acid vinegar as a feed solution, betaine can be enriched in a beta-fraction having a purity greater than 60% DS, more preferably greater than 80% DS, and sit-10 tartaric acid as a separate fraction greater than 20% DS, more preferably greater than 35% DS .

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräs etu on se, että yhtä eluenttia, vettä, voitaisiin käyttää tehokkaasti haluttujen yhdisteiden erottamiseksi H1-muodossa olevalla heikosti happamalta kationinvaihtohartsilla ja 15 myös valinnaisissa ylimääräisissä kromatografisissa vaiheissa. Kun vettä käytetään eluenttina kromatografisessa erottamisessa, käsittely on helpompaa, kustannukset ovat alhaisempia ja luotettavuus on parempi. Betaiinin ja esimerkiksi inositolin erottamisen erilainen eluoitumisjärjestys tuottaa lisäetua esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä, tehden mahdolliseksi 20 erottaa betaiinin lisäksi myös muita yhdisteitä, kuten erytritoli, inositoli, mannitoli, glyseroli, sitruunahappo, maitohappo ja/tai pyrrolidonikarboksyylihappo.An advantage of the process of the present invention is that one eluent, water, could be used effectively to separate the desired compounds with a weakly acidic cation exchange resin in H1 form and also in optional additional chromatographic steps. When water is used as eluent for chromatographic separation, handling is easier, costs are lower and reliability is improved. The different elution order of the separation of betaine and, for example, inositol provides an additional advantage in the process of the present invention, allowing the separation of betaine and other compounds such as erythritol, inositol, mannitol, glycerol, citric acid, lactic acid and / or pyrrolidonic carboxylic acid.

m IUPAC:n (International Union of Pure ja Applied Chemistry) mu-*:**: kaan, kromatografiseen prosessiin ja kromatografiateoriaan liittyviin termeihin kuuluvat: ··· • ;1; 25 · Hold-up-volyymi (aika) (VM, tM) on yhtä kuin ei-retentoidun yhdisteen re- ♦ ·· · . .·. tentiovolyymi (aika).m The terms related to IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) mu - *: **, chromatographic process and chromatography theory include: ··· •; 1; · Hold-up volume (time) (VM, tM) is equal to the re-♦ ·· · of the non-retentated compound. . ·. tenti volume (time).

.···. · Säädetty retentiovolyymi (aika) (VR’, tR') on kokonaiseluoitumisvolyymi ♦ · (aika) miinus hold-up-volyymi (aika).. ···. · The adjusted retention volume (time) (VR ', tR') is the total recovery volume ♦ · (time) minus the hold-up volume (time).

.. · Retentiotekijä (k) on matemaattisesti säädetyn retentiovolyymin (aika) • · Σ.,1’ 30 suhde hold-up-volyymiin (aika): k = VR'/VM = tRVtM... · The retention factor (k) is the ratio of the mathematically adjusted retention volume (time) • · Σ., 1 '30 to the hold-up volume (time): k = VR' / VM = tRVtM.

• 1 *··** Seuraavat esimerkit havainnollistavat esillä olevaa keksintöä. Esi- merkkien tarkoitus ei ole rajoittaa patenttivaatimuksia millään tavalla.1 * ·· ** The following examples illustrate the present invention. The examples are not intended to limit the claims in any way.

··· • · ··· * · • · ··· · 11 118564 ESIMERKK11··· • · ··· * · · · ··· · 11 118564 EXAMPLE11

Vertaileva esimerkki, joka esittää betaiinin ryönästä kromatografista erottamista Na+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohart-silla (pH 8,9) 5 Betaiinin ryönä oli peräisin juurikasmelassien kromatografisesta erottamisesta ja sisälsi useita yhdisteitä, kuten betaiini, inositoli, erytritoli, mannitoli ja glyseroli. Syöttöliuoksena se altistettiin kromatografiselle erotukselle, joka suoritettiin laboratoriomittakaavan kromatografisessa erotuskolon-nissa panosprosessina. Kolonni, jonka halkaisija oli 0,045 m täytettiin akryyli-10 sella heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla (Finex CA 12 GC), valmistaja Finex Oy, Suomi. Hartsi oli etyyliakrylaattipohjainen hartsi. Hartsin korkeus oli noin 0,70 m. Hartsin silloitusaste oli 6,0 % DVB ja hartsin keskimääräinen partikkelikoko oli 0,26 mm. Hartsi oli Na+-muodossa. Hartsin pH oli korkea valmistusprosessin jälkeen. Syöttölaite asetettiin hartsikerroksen päälle. Kolonnin, 15 syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila oli noin 80 °C. Virtausnopeus kolonnissa säädettiin 4 ml:aan/min. Syöttöliuos suodatettiin suodattimen kautta käyttäen piimaata suodatinapuna. Syöttöliuoksen pH oli 8,9.Comparative Example of Chromatographic Separation of Betaine from Sputum with Mild Acid Cation Exchange Resin in Na + (pH 8.9) 5 Betaine from Sputum was derived from chromatographic separation of beet molasses and contained several compounds such as betaine, inositol, erythritol, mannitol. As a feed solution, it was subjected to chromatographic separation, which was performed on a laboratory-scale chromatographic separation column as a batch process. A column of 0.045 m in diameter was filled with acrylic-10 weakly acid cation exchange resin (Finex CA 12 GC), manufactured by Finex Oy, Finland. The resin was an ethyl acrylate based resin. The resin had a height of about 0.70 m. The degree of crosslinking of the resin was 6.0% DVB and the average particle size of the resin was 0.26 mm. The resin was in Na + form. The pH of the resin was high after the manufacturing process. The feeder was placed on top of the resin layer. The temperature of the column, the feed solution and the eluent water was about 80 ° C. The column flow rate was adjusted to 4 ml / min. The feed solution was filtered through a filter using diatomaceous earth as a filter aid. The pH of the feed solution was 8.9.

Kromatografinen erottaminen suoritettiin seuraavasti:Chromatographic separation was carried out as follows:

Vaihe 1: Syöttöliuoksen kuiva-aine määritettiin ja säädettiin 25 20 g:aan kuiva-ainetta 100 g:ssa liuosta liuoksen taittumiskertoimen mukaan (Rl).Step 1: The dry solids of the feed solution were determined and adjusted to 20 g of dry solids per 100 g of solution according to the refractive index of the solution (R1).

• · · •••i Vaihe 2: 100 ml esilämmitettyä syöttöliuosta pumpattiin hartsiker- "“* roksen päälle (syöttölaitteen läpi).Step 2: 100 ml of preheated feed solution was pumped over the resin layer (through the feeder).

···· · ·

Vaihe 3: Syöttöliuos eluoitiin alaspäin kolonnissa syöttämällä esi- 25 lämmitettyä ioninvaihtovettä kolonnin päälle.Step 3: The feed solution was eluted down the column by injecting preheated ion exchange water over the column.

: Vaihe 4: 10 ml:n näytteitä ulostulevasta liuoksesta kerättiin 3 minuu- ··· ;***. tin välein. Näytteiden konsentraatio, johtavuus (mS/cm) ja pH määritettiin.: Step 4: Samples of 10 ml of the effluent were collected for 3 min ···; ***. every tin. The concentration, conductivity (mS / cm) and pH of the samples were determined.

Näytteiden koostumus analysoitiin HPLCrlla (Ca2+-kolonni, 0,6 ml/min, 0,001 M Ca(N03)2, 85 °C.The composition of the samples was analyzed by HPLC (Ca 2+ column, 0.6 mL / min, 0.001 M Ca (NO 3) 2, 85 ° C).

• «« I·.., 30 Betaiini eluoitui kolonnista suolojen jälkeen. Sakkaroosilla oli lähes *;* sama retentioaika kuin betaiinilla. 99 minuutin hold-up-volyymilla ja 168 minuu- • · '·,./· tin eluoitumisajalla saatiin betaiinille retentiotekijä 0,7. Erytritolilla, mannitolilla *:**: ja glyserolilla oli lähes sama retentioaika eluoituen lähes yhtenä piikkinä beta- .···, iinipiikin jälkeen. Inositoli eluoitui viimeiseksi erillisenä piikkinä. Eluoitumisjär- • · 35 jestys näyttää olevan yhdenmukainen komponenttien hydrofobisen/hydro-fiilisen luonteen mukaan. Hartsi erotti betaiinin ja inositolin hyvin muista pää- 12 118564 komponenteista. Effluentin (eli ulostulevan liuoksen) pH oli 8-11. Erotusprofiili on esitetty kuviossa 1.• «« I · .., 30 Betaine eluted from the column after the salts. Sucrose had almost the same retention time as betaine. With a 99 minute hold-up volume and a 168 minute elution time, a retention factor of 0.7 was obtained for betaine. Erythritol, mannitol *: **, and glycerol had almost the same retention time eluting as a single peak after beta. Inositol eluted as the last single peak. The elution order appears to be consistent with the hydrophobic / hydrophilic nature of the components. The resin separated the betaine and inositol well from the other main components. The pH of the effluent (i.e., the effluent solution) was 8-11. The separation profile is shown in Figure 1.

ESIMERKKI 2EXAMPLE 2

Vinassin kromatografinen erottaminen H+-muodossa olevalla heikosti 5 (lappamalla kationinvaihtohartsilla (pH 3,6)Chromatographic separation of Vinass with weak 5 (cation exchange resin, pH 3.6) in H +

Erotukseen käytetty aloitusliuos oli vinassi sitruunahapon fermen-taatioprosessista. Vinassi sisälsi pääasiassa betaiinia, glyserolia, epäorgaanisia suoloja ja orgaanisia happoja, kuten sitruunahappoa, ja sillä oli likimäärin seuraava koostumus (% RDS:llä): 10 Betaiini 17,1The starting solution used for the separation was vinasse from the citric acid fermentation process. Vinassi contained mainly betaine, glycerol, inorganic salts and organic acids such as citric acid and had the following composition (% by RDS): 10 Betaine 17.1

Glyseroli 1,8 Sitruunahappo 7,8 Muut 73,3 Liuoksen pH oli 3,6.Glycerol 1.8 Citric acid 7.8 Other 73.3 The pH of the solution was 3.6.

15 Liuos suodatettiin suodattimen kautta käyttäen piimaata suoda- tinapuna. Vinassia käytettiin syöttöliuoksena ja se alistettiin kromatografiselle erottamiselle. Erottaminen suoritettiin koemittakaavan kromatografisessa ero- tuskolonnissa panosprosessina. Kolonni, jonka halkaisija oli 0,09 m, täytettiin heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla (Finex CA 16 GC, 8 % DVB, kapa- 20 siteetti 4,4 ekv/l), valmistaja Finex Oy, Suomi. Hartsi oli akrylaattipohjainen t>1:2 hartsi ja hartsin keskimääräinen partikkelikoko natrium muodossa oli 0,41 mm.The solution was filtered through a pad of diatomaceous earth as a filter aid. Vinass was used as a feed solution and subjected to chromatographic separation. Separation was performed on a test-scale chromatographic separation column as a batch process. A 0.09 m diameter column was filled with weakly acid cation exchange resin (Finex CA 16 GC, 8% DVB, 4.4 eq / l), manufactured by Finex Oy, Finland. The resin was an acrylate based t> 1: 2 resin and the average resin particle size in the form of sodium was 0.41 mm.

···: Hartsi regeneroitiin vety (H+) -muotoon, minkä jälkeen hartsikerroksen korkeus .3. oli likimäärin 1,7 m. Kolonnin, syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila oli : .·. 75 °C. Virtausnopeus kolonnissa säädettiin 3 l:aan/h.···: The resin was regenerated to hydrogen (H +) form, followed by a resin layer height of .3. The temperature of the column, the feed solution and the eluent water was:. 75 ° C. The flow rate in the column was adjusted to 3 L / h.

• 1 · j2V 25 Kromatografinen erottaminen suoritettiin toistaen seuraavia vaihei- • i · ::: ta: * · ***** Vaihe 1: Syöttöliuoksen kuiva-aine säädettiin 35 g:aan kuiva-ainetta 100 g:ssa liuosta liuoksen taittumiskertoimen (Rl) mukaan.• 1 · 2V 25 Chromatographic separation was performed by repeating the following steps: * · ***** Step 1: The feed solution solids were adjusted to 35 g solids per 100 g solution refractive index ( Rl).

: 3 Vaihe 2: 640 ml esilämmitettyä syöttöliuosta pumpattiin hartsiker- »·· 30 roksen päälle.: 3 Step 2: 640 ml of preheated feed solution was pumped onto a resin layer.

.3. Vaihe 3: Syöttöliuos eluoitiin alaspäin kolonnissa syöttämällä esi- lämmitettyä ioninvaihtovettä kolonnin päälle..3. Step 3: The feed solution was eluted down the column by injecting preheated ion exchange water over the column.

• ·• ·

Vaihe 4: 50 ml:n näytteitä ulostulevasta liuoksesta kerättiin 5 minuu- 2 ·1« tin välein. Näytteiden konsentraatio, johtavuus (mS/cm) ja pH mää-35 ritettiin. Näytteiden koostumus analysoitiin HPLCilla (Na+-kolonni, 3 0,6ml/min, 85 °C, 0,003 M Na2S04).Step 4: 50 ml samples of the effluent solution were collected at 5 minute intervals. The concentration, conductivity (mS / cm) and pH of the samples were determined. The composition of the samples was analyzed by HPLC (Na + column, 3 0.6 ml / min, 85 ° C, 0.003 M Na 2 SO 4).

118564 13118564 13

Eluoituminen alkoi epäorgaanisilla suoloilla ja jatkui orgaanisilla hapoilla ja alditoleilla. Betaiini eluoitui kolonnista viimeisenä pääkomponenteista. Effluentin pH vaihteli välillä 1,9 ja 4,6. Tehtiin kaikkiaan 5 syöttöä, joiden aikana hartsin ionimuoto ei täysin stabiloitunut. Näiden erotusten jälkeen 93 % 5 hartsista oli vetymuodossa hartsikerroksen päällä. Hartsi erotti betaiinin erittäin hyvin muista komponenteista; hold-up-volyymi oli 75 min ja eluoitumisaika 278 min. Betaiinin retentiotekijä tässä erotuksessa oli 2,7. Betaiini voitaisiin kerätä korkean puhtauden (80-95 %/DS) fraktiona hyvällä saannolla (>90 %). Sitruunahappo kerättiin fraktiona, jonka puhtaus oli 20-50% DS. Betaiinin ja joiden-10 kin syöttöliuoksen orgaanisten happojen retentlotekijät (k) on esitetty taulukossa 1. Taulukossa 1 esitetyt pKa-arvot on johdettu kirjasta Lange's Handbook of Chemistry, (15th Edition), 1999. Voidaan nähdä, että nämä hapot eluoituvat niiden pKa (1.) arvon mukaan. Yllättävästi betaiini, jonka pKa-arvo on 1,832, muodostaa poikkeuksen ja eluoituu viimeisenä komponenttina. Erotusprofiili 15 on esitetty kuviossa 2.Elution began with inorganic salts and continued with organic acids and alditols. Betaine eluted from the column as the last of the major components. The pH of Effluent ranged from 1.9 to 4.6. A total of 5 feeds were made during which the ionic form of the resin was not completely stabilized. After these separations, 93% of the 5 resins were in hydrogen form over the resin layer. The resin separated the betaine very well from the other components; hold-up volume was 75 min and elution time 278 min. The retention factor for betaine in this difference was 2.7. Betaine could be collected as a high purity (80-95% / DS) fraction in good yield (> 90%). Citric acid was collected as a fraction having a purity of 20-50% DS. The organic acid retention factors (k) for betaine and some of its feed solutions are shown in Table 1. The pKa values in Table 1 are derived from Lange's Handbook of Chemistry, (15th Edition), 1999. It can be seen that these acids elute with their pKa (1). .) by value. Surprisingly, betaine with a pKa of 1.832 is an exception and elutes as the last component. The separation profile 15 is shown in Figure 2.

Taulukko 1_______ yhdiste Hold-up-aika k Eluoitumisaika pKa 1 ./2./3. dissosiaatiovakio _[min]___[min]_25 °C:ssa_ oksaalihappo 75_0,6 120_ 1,271/4,272_ sitruunahappo 75_0,9 141_3,128 / 4,761 /6,396_ maitohappo 75__1,5 186_ 3,858_ • ••5 etikkahappo 75 2,4 258 4,756 • 1 .... .......“ · · - - 1 “ betaiini 75 2,7 278 1,832 ««· _' —1 • · t · ··· • φ • · * !* V ESIMERKKI 3 • · ·Table 1_______ compound Hold-up time k Elution time pKa 1/2./3. dissociation constant _ [min] ___ [min] at -25 ° C_ oxalic acid 75_0.6 120_ 1.271 / 4.272_ citric acid 75_0.941_3.128 / 4,761 / 6,396_ lactic acid 75__1.5 186_ 3.858_ • •• 5 acetic acid 75 2, 4,258 4,756 • 1 .... ....... "· · - - 1" betaines 75 2,7 278 1,832 «« · _ '—1 • · t · ··· • φ • *! * EXAMPLE 3 • · ·

Vinassin kromatografinen erottaminen H+-muodossa olevalla heikosti 20 happamalla kationinvaihtohartsilla (pH 5,1)Chromatographic separation of vinassin with weakly acidic cation exchange resin (pH 5.1) in H + form

Erotuksessa käytetty aloitusliuos oli etanolin fermentaatioprosessis-ta saatu vinassl. Vinassi sisälsi pääasiallisesti betaiinia, glyserolia, epäorgaani- • * *·;*' siä suoloja sekä orgaanisia happoja ja sillä oli likimäärin seuraava koostumus (% RDS:llä): ·:·*· 25 Betaiini 13,8The starting solution used in the separation was vinassin obtained from the ethanol fermentation process. Vinassi contained mainly betaine, glycerol, inorganic salts and organic acids and had the following composition (% by RDS): ·: · * · 25 Betaine 13.8

Glyseroli 12,3 • · **··[ Muut 73,9 * * Liuoksen pH oli 5,1.Glycerol 12.3 · · ** ·· [Other 73.9 * * The pH of the solution was 5.1.

14 11856414 118564

Liuos suodatettiin suodattimen kautta käyttäen piimaata suoda-tinapuna. Vinassia käytettiin syöttöliuoksena ja se altistettiin kromatografiselle erottamiselle. Erottaminen suoritettiin koemittakaavan kromatografisessa ero-tuskolonnissa panosprosessina. Kolonni, jonka halkaisija oli 0.09 m, täytettiin 5 heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla (Finex CA 16 GC, 8 % DVB, kapasiteetti 4,4 ekv/l), valmistaja by Finex Oy, Suomi. Hartsi oli akrylaattipohjainen hartsi ja hartsin keskimääräinen partikkelikoko natriummuodossa oli 0,41 mm. Hartsi regeneroitiin vety (H+) -muotoon, minkä jälkeen hartsikerroksen korkeus oli likimäärin 1,7 m. Kolonnin, syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila oli 10 75 °C. Virtausnopeus kolonnissa säädettiin 3 l:aan/h. Kromatografinen erotta minen suoritettiin seuraavasti:The solution was filtered through a pad of diatomaceous earth as a filter aid. Vinass was used as a feed solution and subjected to chromatographic separation. Separation was carried out on a test-scale chromatographic separation column as a batch process. The column, 0.09 m in diameter, was filled with 5 weakly acidic cation exchange resins (Finex CA 16 GC, 8% DVB, capacity 4.4 eq / l), manufactured by Finex Oy, Finland. The resin was an acrylate-based resin and the average particle size of the resin in the sodium form was 0.41 mm. The resin was regenerated to the hydrogen (H +) form, after which the height of the resin layer was approximately 1.7 m. The temperature of the column, the feed solution and the eluent water was 10 75 ° C. The flow rate in the column was adjusted to 3 L / h. Chromatographic separation was carried out as follows:

Vaihe 1: Syöttöliuoksen kuiva-aine säädettiin 35 g:aan kuiva-ainetta 100 g:ssa liuosta liuoksen taittumiskertoimen (Rl) mukaan.Step 1: The feed solution solids were adjusted to 35 g of solids per 100 g of solution according to the solution refractive index (R1).

Vaihe 2: 0,6 I esilämmitettyä syöttöliuosta pumpattiin hartsikerrok-15 sen päälle.Step 2: 0.6 L of preheated feed solution was pumped onto the resin layer.

Vaihe 3: Syöttöliuos eluoitiin alaspäin kolonnissa syöttämällä kolonnin päälle esilämmitettyä ioninvaihtovettä, jonka pH säädettiin 3-4:ään muurahaishapolla.Step 3: The feed solution was eluted downward in the column by introducing onto the column preheated ion exchange water, the pH of which was adjusted to 3-4 with formic acid.

Vaihe 4: 50 ml:n näytteitä ulostulevasta liuoksesta kerättiin 5 min 20 välein. Näytteiden konsentraatio, johtavuus (mS/cm) ja pH määritet tiin. Näytteiden koostumus analysoitiin HPLC.IIä (Na+-kolonni, 0,6 ml/min, 85 °C, 0,003 M Na2S04).Step 4: 50 ml samples of the effluent were collected at 5 min intervals of 20 min. The concentration, conductivity (mS / cm) and pH of the samples were determined. The composition of the samples was analyzed by HPLC (Na + column, 0.6 ml / min, 85 ° C, 0.003 M Na 2 SO 4).

**

Eluoituminen alkoi epäorgaanisilla suoloilla ja jatkui orgaanisilla ha-poilla ja alditoleilla. Betaiini eluoitui kolonnista myöhemmin kuin muut pää- • 25 komponentit. Betaiinipiikin paikka siirtyi taaksepäin (eli lähemmäksi muiden *·· · . komponenttien piikkejä) ennen kuin hartsin ionimuodon tasapaino saavutettiin.Elution began with inorganic salts and continued with organic acids and alditols. Betaine eluted from the column later than the other major components. The position of the betaine peak moved backward (i.e. closer to the peaks of the other * ·· ·. Components) before the resin ionic equilibrium was reached.

.*··. 53 syötteen jälkeen 67 % hartsista hartsikerroksen päällä oli H+-muodossa.. * ··. After 53 feeds, 67% of the resin on the resin layer was in the H + form.

Siinä vaiheessa betaiinin hold-up-volyymi oli 75 min ja eluoitumisaika oli 180 min. Betaiinin retentiotekijä oli 1,3 ja betaiinipiikin maksimipuhtaus oli yli 30 75 %/DS. Effluentin pH vaihteli välillä 4,4 ja 6,3. 53. syötteen erotusprofiili on • · *·;·* esitetty kuviossa 3.At this point, the betaine hold-up volume was 75 min and the elution time was 180 min. The betaine retention factor was 1.3 and the maximum purity of the betaine peak was more than 30 75% / DS. The pH of Effluent ranged from 4.4 to 6.3. 53. the input separation profile is shown in Fig. 3.

·* • * esimerkki a· * • * example a

Vinassin kromatografinen erottaminen H+-muodossa olevalla heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla (pH 4,2) 35 Erotukseen käytetty aloitusliuos oli vinassi etanolin fermentaatio- prosessista. Vinassi sisälsi pääasiassa betaiinia, glyserolia, epäorgaanisia 15 118564 suoloja sekä orgaanisia happoja ja sillä oli likimäärin seuraava koostumus (% RDS:llä):Chromatographic separation of vinassin with weakly acidic cation exchange resin (pH 4.2) in H + 35 The starting solution used for the separation was vinasse from the ethanol fermentation process. Vinassi contained mainly betaine, glycerol, inorganic salts and organic acids and had the following composition (% RDS):

Betaiini 15,8 Glyseroli 11,5 5 Muut 72,7.Betaine 15.8 Glycerol 11.5 5 Other 72.7.

Vinassia käytettiin syöttöliuoksena ja se altistettiin kromatografiselle erottamiselle. Erottaminen suoritettiin koemittakaavan kromatografisessa ero-tuskolonnissa panosprosessina. Kolonni, jonka halkaisija oli 0,09 m, täytettiin heikosti happamalta kationinvaihtohartsilla (Finex CA 16 GC, 8 % DVB, kapa-10 siteetti 4,4 ekv/l). Hartsi oli akrylaattipohjainen hartsi ja hartsin keskimääräinen partikkelikoko natriummuodossa oli 0,41 mm. Hartsi regeneroitiin vety (H+) -muotoon, minkä jälkeen hartsikerroksen korkeus oli likimäärin 1,7 m. Kolonnin ja syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila oli 75 °C. Virtausnopeus kolonnissa säädettiin 3 l:aan/h. Syöttöliuoksen pH säädettiin 4,2:een rikkihapolla 15 (H2SO4). Syöttöliuos suodatettiin suodattimen kautta käyttäen piimaata suoda- tinapuna.Vinass was used as a feed solution and subjected to chromatographic separation. Separation was carried out on a test-scale chromatographic separation column as a batch process. The column, 0.09 m in diameter, was filled with a weakly acidic cation exchange resin (Finex CA 16 GC, 8% DVB, 4.4 eq / liter capacity). The resin was an acrylate-based resin and the average particle size of the resin in the sodium form was 0.41 mm. The resin was regenerated to the hydrogen (H +) form, after which the height of the resin layer was approximately 1.7 m. The temperature of the column and the feed solution and eluent water was 75 ° C. The flow rate in the column was adjusted to 3 L / h. The pH of the feed solution was adjusted to 4.2 with sulfuric acid 15 (H2SO4). The feed solution was filtered through a filter using diatomaceous earth as a filter aid.

Kromatografinen erottaminen suoritettiin seuraavasti:Chromatographic separation was carried out as follows:

Vaihe 1: Syöttöliuoksen kuiva-aine säädettiin 35 g:aan kuiva-ainetta 100 g:ssa liuosta liuoksen taittumiskertoimen (Rl) mukaan.Step 1: The feed solution solids were adjusted to 35 g of solids per 100 g of solution according to the solution refractive index (R1).

20 Vaihe 2: 2 I esilämmitettyä syöttöliuosta pumpattiin hartsikerroksen päälle.Step 2: 2 L of preheated feed solution was pumped onto the resin layer.

**

Vaihe 3: Syöttöliuos eluoitiin alaspäin kolonnissa syöttämällä kolon- *:*·: nin päälle esilämmitettyä ioninvaihtovettä, jonka pH säädettiin :***: 4,2:een muurahaishapolla.Step 3: The feed solution was eluted downward on the column by introducing into the column *: * · pre-heated ion exchange water, adjusted to pH: ***: 4.2 with formic acid.

··« : .*. 25 Vaihe 4: 50 ml:n näytteitä ulostulevasta liuoksesta kerättiin 5 minuu- * · · · . .·. tin välein. Näytteiden konsentraatio, johtavuus (mS/cm) ja pH mää- .·». ritettiin. Näytteiden koostumus analysoitiin HPLC:lla (Na+-kolonni, 0,6 ml/min, 85 °C, 0,003 M Na2S04).·· «:. *. Step 4: 50 ml samples of the effluent were collected for 5 minutes * · · ·. . ·. every tin. Concentration of samples, conductivity (mS / cm) and pH · ·. ritettiin. The composition of the samples was analyzed by HPLC (Na + column, 0.6 ml / min, 85 ° C, 0.003 M Na 2 SO 4).

Eluoituminen alkoi epäorgaanisilla suoloilla ja jatkui orgaanisilla ha- 9 9 30 poilla ja alditoleilla. Betaiini eluoituivat kolonnista myöhemmin kuin muut pää-:···: komponentit, mutta jonkin verran aikaisemmin verrattuna esimerkissä 2 esitet- tyyn erotukseen, jossa syötön pH oli matalampi. Hold-up-volyymi oli 75 min ja ··· eluoitumisaika oli 205 min. Betaiinin retentiotekijä tässä pH:ssa oli 1,7 ja beta-iinifraktiossa saavutettiin yli 80 %:n maksimipuhtaus DS:llä. Glyserolifraktion • · ’···[ 35 puhtaus, joka eluoitui ennen betaiinia, oli yli 20 % DS:llä. Tehtiin yhteensä 20 syötettä, joiden aikana hartsin ionimuoto stabiloitui; 89 % hartsista oli vety- 16 118564 muodossa hartsin päällä ja pohjalla. Effluentin pH vaihteli välillä 4,0 ja 6,4. 20. syötteen erotusprofiili on esitetty kuviossa 4.Elution began with inorganic salts and continued with organic acids and alditols. Betaine eluted from the column later than the other major: ···: components, but somewhat earlier compared to the difference in Example 2, where the feed pH was lower. Hold-up volume was 75 min and ··· elution time was 205 min. The retention factor of betaine at this pH was 1.7 and a maximum purity of more than 80% in the beta-fraction was achieved with DS. The purity of the glycerol fraction · · '··· eluted before betaine was more than 20% DS. A total of 20 feeds were made during which the ionic form of the resin stabilized; 89% of the resin was in the form of hydrogen on top and bottom of the resin. The pH of Effluent ranged from 4.0 to 6.4. The 20th input separation profile is shown in Figure 4.

ESIMERKKI 5EXAMPLE 5

Vinassin kromatografinen erottaminen heikosti H+-muodossa olevalla 5 happamalla kationinvaihtohartsilla (pH 3,1)Chromatographic separation of Vinass with weakly acidic cation exchange resin (pH 3.1) in H +

Erotukseen käytetty aloitusliuos oli vinassi sitruunahapon fermen-taatioprosessista. Vinassi sisälsi pääasiassa betaiinia, glyserolia, epäorgaanisia suoloja ja orgaanisia happoja ja sillä oli likimäärin seuraava koostumus (% RDS:llä): 10 Betaiini 19,8The starting solution used for the separation was vinasse from the citric acid fermentation process. Vinassi contained mainly betaine, glycerol, inorganic salts and organic acids and had the following composition (% by RDS): 10 Betaine 19.8

Glyseroli 3,0 Muut 77,2.Glycerol 3.0 Other 77.2.

Vinassia käytettiin syöttöliuoksena ja se altistettiin kromatografiselle erottamiselle. Erottaminen suoritettiin koemittakaavan kromatografisessa erot-15 tamiskolonnlssa panosprosessina. Kolonni, jonka halkaisija oli 0,09 m, täytettiin heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla (Finex CA 16 GC, 8% DVB, kapasiteetti 4,4 ekv/l). Hartsi oli akrylaattipohjainen hartsi ja hartsin keskimääräinen partikkelikoko natriummuodossa oli 0,41 mm. Hartsi regeneroitiin vety (H+) -muotoon, minkä jälkeen hartsikerroksen korkeus oli likimäärin 1,6 m. Ko-20 lonni ja syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila oli 75 °C. Virtausnopeus ko-tt*i* lonnissa säädettiin 3 l:aan/h. Syöttöliuoksen pH oli 3,1.Vinass was used as a feed solution and subjected to chromatographic separation. Separation was performed on a test-scale chromatographic separation column as a batch process. A 0.09 m diameter column was filled with weakly acid cation exchange resin (Finex CA 16 GC, 8% DVB, 4.4 eq / L capacity). The resin was an acrylate-based resin and the average particle size of the resin in the sodium form was 0.41 mm. The resin was regenerated to the hydrogen (H +) form, after which the resin layer had a height of approximately 1.6 m. Co-20 l and the temperature of the feed solution and eluent water was 75 ° C. The flow rate at the volume * i * lonn was adjusted to 3 l / h. The pH of the feed solution was 3.1.

····· Kromatografinen erottaminen suoritettiin seuraavasti: .*··. Vaihe 1: Syöttöliuoksen kuiva-aine säädettiin 35 g:aan kuiva-ainetta 100 g:ssa liuosta liuoksen taittumiskertoimen (Rl) mukaan.The chromatographic separation was carried out as follows:. Step 1: The feed solution solids were adjusted to 35 g of solids per 100 g of solution according to the solution refractive index (R1).

• · · |*V 25 Vaihe 2: 1,5 I esilämmitettyä syöttöliuosta pumpattiin hartsikerrok- ::: sen päälle.Step 2: 1.5 L of preheated feed solution was pumped onto the resin layer.

• · ’*··* Vaihe 3: Syöttöliuos eluoitiin alaspäin kolonnissa syöttämällä kolon nin päälle esilämmitettyä ioninvaihtovettä, jonka pH säädettiin 3-: *" 4:ään muurahaishapolla.Step 3: The feed solution was eluted down the column by introducing into the column pre-heated ion exchange water, the pH of which was adjusted to 3: 4 by 4 with formic acid.

30 Vaihe 4: 50 ml:n näytteitä ulostulevasta liuoksesta kerättiin 5 minuu- .·*·. tin välein. Näytteiden konsentraatio, johtavuus (mS/cm) ja pH mää- ritettiin. Näytteiden koostumus analysoitiin HPLC:lla (Na+-kolonni, 0,6 ml/min, 85 °C, 0,003 M Na2S04).Step 4: 50 mL samples of the effluent were collected for 5 min · * ·. every tin. The concentration, conductivity (mS / cm) and pH of the samples were determined. The composition of the samples was analyzed by HPLC (Na + column, 0.6 ml / min, 85 ° C, 0.003 M Na 2 SO 4).

···· · ·

Eluoituminen alkaa epäorgaanisilla suoloilla ja jatkuu orgaanisilla ""· 35 hapoilla ja alditoleilla. Betaiini eluoituu kolonnista viimeisenä pääkomponen- teista. Betaiinin hold-up-volyymi oli 75 min, eluoitumisaika oli 245 min ja sen 17 1 1 8564 retentiotekijä oli 2,3. Effluentin (esim. ulostuleva liuos) pH vaihteli välillä 2,4 ja 4,3. Tehtiin kaikkiaan 54 syötettä, joiden aikana hartsin ionimuoto stabiloitui, ja > 99 % hartsista oli vetymuodossa. Hartsi erottaa betaiinin erittäin hyvin muista komponenteista ja betaiinifraktiossa saavutettiin yli 85 %:n maksimipuhtaus 5 DS:llä. Erotusprofiili on esitetty kuviossa 5.Elution begins with inorganic salts and continues with organic "" · 35 acids and alditols. Betaine elutes from the column as the last of the main components. Betaine had a hold-up volume of 75 min, an elution time of 245 min, and a 17,18856 retention factor of 2.3. The pH of the effluent (e.g. effluent) ranged from 2.4 to 4.3. A total of 54 feeds were made during which the ionic form of the resin stabilized and> 99% of the resin was in the hydrogen form. The resin separates betaine very well from the other components and a maximum purity of more than 85% in the 5 betaine was achieved in the betaine fraction. The separation profile is shown in Figure 5.

ESIMERKKI 6EXAMPLE 6

Vinassin kromatografinen erottaminen H*-muodossa olevalla heikosti happamalta kationinvaihtohartsilla (pH 1,4)Chromatographic separation of vinassin with weakly acidic cation exchange resin (pH 1.4) in H * form

Erotukseen käytetty aloitusliuos oli vinassi etanolin fermentaatio-10 prosessista. Vinassilla, joka sisälsi pääasiassa betaiinia, glyserolia, epäorgaanisia suoloja ja orgaanisia happoja, oli likimäärin seuraava koostumus (% RDS:llä):The starting solution used for separation was vinasse from the ethanol fermentation process. Vinass, which mainly contained betaine, glycerol, inorganic salts and organic acids, had approximately the following composition (% RDS):

Betaiini 14,0 Glyseroli 10,6 15 Muut 75,4.Betaine 14.0 Glycerol 10.6 15 Other 75.4.

Vinassia käytettiin syöttöliuoksena ja se altistettiin kromatografiselle erottamiselle. Erottaminen suoritettiin koemittakaavan kromatografisessa erot-tamiskolonnissa panosprosessina. Kolonni, jonka halkaisija oli 0,09 m, täytettiin heikosti happamalla kationinvaihtohartsilla (Finex CA 16 GC, 8 % DVB, 20 kapasiteetti 4,4 ekv/l). Hartsi oli akrylaattipohjainen hartsi ja hartsin keskimää-räinen partikkelikoko natriummuodossa oli 0,41 mm. Hartsi regeneroitiin vety ·*·*· (H ) -muotoon, minkä jälkeen hartsikerroksen korkeus oli likimäärin 1,6 m. Ko- .···. tonnin ja syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila oli 75 °C. Virtausnopeus ko- :*[·. lonnissa säädettiin 3 l:aan/h. Syöttöliuoksen pH säädettiin vahvalla rikkihapolla • · · )*Y 25 (H2SO4) 1,4:ään ja se suodatettiin suodattimen kautta käyttäen piimaata suo- datinapuna.Vinass was used as a feed solution and subjected to chromatographic separation. Separation was performed on a test-scale chromatographic separation column as a batch process. A 0.09 m diameter column was filled with weakly acidic cation exchange resin (Finex CA 16 GC, 8% DVB, 20 eq. 4.4 eq / l). The resin was an acrylate-based resin and the average particle size of the resin in the sodium form was 0.41 mm. The resin was regenerated to form hydrogen · * · * · (H), after which the resin layer had a height of approximately 1.6 m. ton and the temperature of the feed solution and eluent water was 75 ° C. Flow rate co-: * [·. was adjusted to 3 l / h. The pH of the feed solution was adjusted with strong sulfuric acid to · · ·) * Y 25 (H2SO4) 1.4 and filtered through a pad of diatomaceous earth as a filter aid.

• · *···' Kromatografinen erottaminen suoritettiin seuraavasti:The chromatographic separation was carried out as follows:

Vaihe 1: Syöttöliuoksen kuiva-aine säädettiin 35 g:aan kuiva-ainetta ·· : *** 100 g liuosta liuoksen taittumiskertoimen (Rl) mukaan.Step 1: The feed solution dry substance was adjusted to 35 g dry matter ··· *** 100 g solution according to the solution refractive index (R1).

·*· 30 Vaihe 2: 0,7 I esilämmitettyä syöttöliuosta pumpattiin hartsikerrok- .···. sen päälle.· * · 30 Step 2: 0.7 L of preheated feed solution was pumped with a layer of resin ···. on top of it.

• Λ• Λ

Vaihe 3: Syöttöliuos eluoitiin alaspäin kolonnissa syöttämällä kolon- . nin päälle esilämmitettyä ioninvaihtovettä, jonka pH säädettiin 2,2:een vahvalla C: H2S04:lla.Step 3: The feed solution was eluted down the column by feeding the column. Ion-exchange water preheated to pH 2.2 with strong C: H 2 SO 4.

*:·*: 35 Vaihe 4: 50 ml:n näytteitä ulostulevasta liuoksesta kerättiin 5 minuu tin välein. Näytteiden konsentraatio, johtavuus (mS/cm) ja pH määritettiin.*: · *: 35 Step 4: 50 ml samples of the effluent solution were collected every 5 minutes. The concentration, conductivity (mS / cm) and pH of the samples were determined.

18 118564 Näytteiden koostumus analysoitiin HPLC:lla (Na+-kolonni, 0,6 ml/min, 85 °C, 0,003 M Na2S04).The composition of the samples was analyzed by HPLC (Na + column, 0.6 ml / min, 85 ° C, 0.003 M Na 2 SO 4).

Eluoituminen alkaa epäorgaanisilla suoloilla ja jatkuu orgaanisilla hapoilla ja alditoleilla. Betaiini eluoituu kolonnista viimeisenä pääkomponen-5 teista. Betaiinin hold-up-volyymi oli 75 min, eluoitumisaika oli 290 min ja sen retentiotekijä oli 2,9. Effluentin (esim. ulostuleva liuos) pH vaihteli välillä 1,3 ja 3,3. Hartsi erottaa betaiinin erittäin hyvin muista komponenteista ja betaiini-fraktiossa saavutettiin yli 85 %:n maksimipuhtaus DS:llä. Erotusprofiili on esitetty kuviossa 6.Elution begins with inorganic salts and continues with organic acids and alditols. Betaine elutes from the column as the last of the major component 5 pathways. Betaine hold-up volume was 75 min, elution time 290 min, and retention factor 2.9. The pH of the effluent (e.g. effluent solution) ranged from 1.3 to 3.3. The resin separates betaine very well from the other components and the betaine fraction achieved a maximum purity of more than 85% with DS. The separation profile is shown in Figure 6.

10 ESIMERKKI 710 EXAMPLE 7

Betaiinin kiteyttäminenCrystallization of betaine

Betaiinia sisältävä syöteneste lisättiin 400 litran kiehuvaan kiteytti-meen. Haihduttaminen aloitettiin. Ensimmäiset spontaanit kiteet havaittiin DS:llä noin 79 %, lämpötilassa 99 °C. Spontaanin siementämisen jälkeen keit-15 tokiteytystä jatkettiin 3 tuntia lämpötilassa noin 100 °C ja uutta syötenestettä lisättiin jatkuvasti kiehuvaan kiteyttimeen. 400 litran erä keittokiteytyksellä (massan DS 87 %) saatua massaa poistettiin. Massa sentrifugoitiin ja betaiinin vedetön tuote kuivattiin.The betaine-containing feed liquid was added to a 400-liter boiling crystallizer. Evaporation was started. The first spontaneous crystals were observed on DS at about 79% at 99 ° C. After spontaneous seeding, the boiling crystallization was continued for 3 hours at about 100 ° C and fresh medium was added to the continuously boiling crystallizer. A 400 liter batch of pulp obtained by cooking crystallization (87% pulp DS) was removed. The pulp was centrifuged and the betaine anhydrous product was dried.

e ·1· ·♦1· * · ··· t · « · ··· • 1 • · i e · · • e1 « • • · · t · 9 ··1 ··· • 1 • · ··· ·· • · • ·· ··« • · • · • •e •e · 1 · · ♦ 1 · * · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ··· ·· • · · ······••••

IMIM

• I• I

• · ' Ml ' · 1• · 'Ml' · 1

• M• M

• · • · te · ·• · • · you · ·

Claims (36)

1. Förfarande för kromatografisk separation av betain frän en sock-erbetsbaserad lösning, väri ett svagt surt katjonbytesharts i H+ form används i 5 den kromatografiska separationen.A process for chromatographic separation of betaine from a sugar-based solution in which a weakly acidic cation exchange resin in H + form is used in the chromatographic separation. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, väri den sockerbetsbaserade lös-ningen är en fermentationsprocessiösning.The process according to claim 1, wherein the sugar beet based solution is a fermentation process solution. 3. Förfarande enligt patentkrav 2, väri fermentationsprocesslös-ningen är en citronsyra-, jäst- eller etanolfermentationslösning. 10The process according to claim 2, wherein the fermentation process solution is a citric, yeast or ethanol fermentation solution. 10 4. Förfarande enligt patentkrav 1, väri den sockerbetsbaserade lös- ningen är en processlösning som härletts frän sockerbeta.The process according to claim 1, wherein the sugar beet based solution is a process solution derived from sugar beet. 5. Förfarande enligt patentkrav 4, väri processlösningen som härletts frän sockerbeta är vinass, melasser eller betainmelasser.The method of claim 4, wherein the process solution derived from sugar beet is vinasse, molasses or betaine molasses. 6. Förfarande enligt patentkrav 1, väri ätminstone en kolonn eller en 15 del av en kolonn, som innehäller ett svagt surt katjonbytesharts i H+ form, används i den kromatografiska separationen.The method of claim 1, wherein at least one column or part of a column containing a weakly acidic cation exchange resin in H + form is used in the chromatographic separation. 7. Förfarande enligt patentkrav 1, väri det svagt sura katjonbytes-hartset är akrylharts.The method of claim 1, wherein the slightly acidic cation exchange resin is acrylic resin. 8. Förfarande enligt patentkrav 7, väri akrylhartset härleds frän 20 gruppen bestäende av metylakrylat, etylakrylat, butylakrylat, metylmetakrylat och akrylonitrol eller akrylsyror eller blandningar av dessa.The process according to claim 7, wherein the acrylic resin is derived from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate and acrylonitrile or acrylic acids or mixtures thereof. 9. Förfarande enligt patentkrav 7, väri hartset tvärbinds med divinyl- ··· · bensen (DVB).The process according to claim 7, wherein the resin is crosslinked with divinyl ··· benzene (DVB). ·***· 10. Förfarande enligt patentkrav 9, väri hartsets tvärbindningsgrad i .·. 25 är 3-8 vikt-%. • · ♦ "XThe method of claim 9, wherein the crosslinking degree of the resin i. 25 is 3-8% by weight. • · ♦ "X 11. Förfarande enligt patentkrav 1, väri eluanten som används i den * · · kromatografiska separationen är vatten.The method of claim 1, wherein the eluent used in the chromatographic separation is water. ’*"* 12. Förfarande enligt patentkrav 1, väri temperaturen av eluanten som används i den kromatografiska separationen är mellan 10 °C och 95 °C. 30The method of claim 1, wherein the temperature of the eluent used in the chromatographic separation is between 10 ° C and 95 ° C. 13. Förfarande enligt patentkrav 12, väri eluantens temperatur är mellan 65 °C och 95 °C.The method of claim 12, wherein the temperature of the eluent is between 65 ° C and 95 ° C. ·***. 14. Förfarande enligt patentkrav 1, väri det svagt sura katjonbytes- ··* hartsets partikelstorlek är 10-2000 pm.· ***. The method of claim 1, wherein the particle size of the slightly acidic cation exchange resin is 10-2000 µm. 15. Förfarande enligt patentkrav 14, väri det svagt sura katjonbytes-35 hartsets partikelstorlek är 100-400 pm. • * 118564The method of claim 14, wherein the particle size of the slightly acidic cation exchange resin is 100-400 µm. • * 118564 16. Förfarande enligt patentkrav 1, väri matarlösningens pH är under 6.The method of claim 1, wherein the pH of the feed solution is below 6. 17. Förfarande enligt patentkrav 16, väri matarlösningens pH är under 5,1. 5The process of claim 16, wherein the pH of the feed solution is below 5.1. 5 18. Förfarande enligt patentkrav 1, väri den kromatografiska sepa- rationen är en satsprocess.The method of claim 1, wherein the chromatographic separation is a batch process. 19. Förfarande enligt patentkrav 1, väri den kromatografiska sepa-rationen är en simulerad rörlig bäddprocess.The method of claim 1, wherein the chromatographic separation is a simulated moving bed process. 20. Förfarande enligt patentkrav 19, väri den simulerade rörliga 10 bäddprocessen är en sekventiell process.The method of claim 19, wherein the simulated moving bed process is a sequential process. 21. Förfarande enligt patentkrav 19, väri den simulerade rörliga bäddprocessen är en kontinuerlig process.The method of claim 19, wherein the simulated moving bed process is a continuous process. 22. Förfarande enligt patentkrav 1, väri förfarandet ytterligare omfat-tar separation av polyol och/eller karboxylsyra som en tilläggsförening. 15The process of claim 1, wherein the process further comprises separating polyol and / or carboxylic acid as an adjunct compound. 15 23. Förfarande enligt patentkrav 22, väri polyolen är inositol och/eller glycerol.The method of claim 22, wherein the polyol is inositol and / or glycerol. 24. Förfarande enligt patentkrav 22, väri karboxylsyran är citronsy-ra, mjölksyra och/eller pyrrolidonkarboxylsyra.The process of claim 22, wherein the carboxylic acid is citric acid, lactic acid and / or pyrrolidone carboxylic acid. 25. Förfarande enligt patentkrav 22, väri betainfraktionen och citron- 20 syrafraktionen separeras frän lösningen.The process of claim 22, wherein the betaine fraction and citric acid fraction are separated from the solution. 26. Förfarande enligt patentkrav 1, väri förfarandet ytterligare omfat- * · · *··· tar ätervinning av betain frän den separerade fraktionen.The method of claim 1, wherein the process further comprises recovering betaine from the separated fraction. 27. Förfarande enligt patentkrav 26, väri ätervinningen utförs genom • · kristallisering. 25The process of claim 26, wherein the recovery is carried out by crystallization. 25 28. Förfarande enligt patentkrav 1, väri pH-reglering av den kroma- : tografiska separationen används för regiering eller kontrollering av betainets retentionsfaktor.The method of claim 1, wherein pH control of the chromatographic separation is used for controlling or controlling the betaine retention factor. 29. Förfarande enligt patentkrav 28, väri den kromatografiska sepa- :·. rationens pH regleras med matarlösningens pH.The process according to claim 28, wherein the chromatographic separator is:. the pH of the ration is controlled with the pH of the feed solution. • «« 30 30. Förfarande enligt patentkrav 28, väri betain separeras frän kar- .*'* boxylföreningarna och/eller polyolerna. »*·30. The method of claim 28, wherein betaine is separated from the carboxylic compounds and / or polyols. »* · 31. Förfarande enligt patentkrav 30, väri carboxylföreningen är ci- *:*·: tronsyra, mjölksyra och/eller pyrrolidonkarboxylsyra.The process according to claim 30, wherein the carboxyl compound is cis-: * ·: tronic acid, lactic acid and / or pyrrolidone carboxylic acid. 32. Förfarande enligt patentkrav 30, väri betainfraktionen och citron- • * 35 syrafraktionen separeras frän lösningen. • · 118564The process according to claim 30, wherein the betaine fraction and the citric acid fraction are separated from the solution. • · 118564 33. Förfarande enligt patentkrav 30, väri betainet separeras fran po-lyolforeningarna.The process of claim 30, wherein the betaine is separated from the polyol compounds. 34. Förfarande enligt patentkrav 33, väri polyolen är inositol och/eller glycerol.The method of claim 33, wherein the polyol is inositol and / or glycerol. 35. Användning av ett svagt surt katjonbytesharts i H+ form för kro- matografisk separation av betain frän en sockerbetsbaserad lösning.35. Use of a weakly acidic cation exchange resin in H + form for chromatographic separation of betaine from a sugar beet based solution. 36. Användning enligt patentkrav 35, väri betainet separeras frän andra karboxylföreningar och/eller polyoler. • · · • · · · • ♦ ··« • · t · *·♦ • · • · · • · ♦ ··· 1 ·· m * · · • · ♦ • · « « » • « ··« ·· • · • ·· «M • · • · ··· • · · • ♦ · • · · • · ·1» • m • · «·1 ·Use according to claim 35, wherein the betaine is separated from other carboxyl compounds and / or polyols. • · · • · · · • ♦ ·· «• · t · * · ♦ • · • · · • · ♦ ··· 1 ·· m * · · • ♦ ♦ • ·« «» • «··« ·· • · • ·· «M • · • · ··· • · · ♦ ♦ · · · • · · 1» • m • · «· 1 ·
FI20065014A 2006-01-10 2006-01-10 Process for separating betaine FI118564B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065014A FI118564B (en) 2006-01-10 2006-01-10 Process for separating betaine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065014A FI118564B (en) 2006-01-10 2006-01-10 Process for separating betaine
FI20065014 2006-01-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20065014A0 FI20065014A0 (en) 2006-01-10
FI20065014A FI20065014A (en) 2007-07-11
FI118564B true FI118564B (en) 2007-12-31

Family

ID=35883918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20065014A FI118564B (en) 2006-01-10 2006-01-10 Process for separating betaine

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI118564B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20065014A0 (en) 2006-01-10
FI20065014A (en) 2007-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4822030B2 (en) Method for separating betaine
EP2401048B1 (en) Separation process
JP4973970B2 (en) Multi-step process for recovering betaine, erythritol, inositol, sucrose, mannitol, glycerol and amino acids from process solutions using weak acid cation exchange resins
JP4984203B2 (en) Monosaccharide recovery from solutions using weakly acidic cation exchange resins for chromatographic separation.
JP5815666B2 (en) Separation method
EP1392411A1 (en) Separation process by simulated moving bed chromatography
JP2013056946A (en) Sugar recovery method
EP1349631B1 (en) Method for fractionating liquid mixtures
RU2717485C2 (en) Method of fractionating raw material using chromatographic system with pseudo-moving layer and series connection of elements
FI118564B (en) Process for separating betaine
JP5007878B2 (en) A method for recovering galactose from a solution derived from plant-based biomass using a chromatographic fractionation step and crystallization.

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118564

Country of ref document: FI