FI61518C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV XYLOSLOESNING - Google Patents

FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV XYLOSLOESNING Download PDF

Info

Publication number
FI61518C
FI61518C FI792520A FI792520A FI61518C FI 61518 C FI61518 C FI 61518C FI 792520 A FI792520 A FI 792520A FI 792520 A FI792520 A FI 792520A FI 61518 C FI61518 C FI 61518C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
xylose
solution
pentoses
resin
column
Prior art date
Application number
FI792520A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI61518B (en
FI792520A (en
Inventor
Asko J Melaja
Lauri Haemaelaeinen
Heikki Olavi Heikkilae
Original Assignee
Suomen Sokeri 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
Priority claimed from FI1281/74A external-priority patent/FI59388C/en
Application filed by Suomen Sokeri Oy filed Critical Suomen Sokeri Oy
Publication of FI792520A publication Critical patent/FI792520A/en
Publication of FI61518B publication Critical patent/FI61518B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI61518C publication Critical patent/FI61518C/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

1%λβ»»·1 [Β] ni>KUULUTUSJULKAISU1% λβ »» · 1 [Β] ni> ADVERTISING PUBLICATION

Ma IBJ ν') UTLÄGG NINGSSKRI FT O \0 \ ö ^ ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 C 13 K 13/00 SUOMI —FINLAND (21) P»t»nttlh«k*n^-P«t.nt««»BknJn, 792520 (22) H*k*ml*ptJvt—An*5knln(*d*f lU.08.79 ^ ^ (23) AlkuplM— GHtlghetadag 25 · 0L. 71* (41) Tullut JulklMkal — Bllvtt lU. 08.79Ma IBJ ν ') UTLÄGG NINGSSKRI FT O \ 0 \ ö ^ ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 C 13 K 13/00 FINLAND —FINLAND (21) P »t» nttlh «k * n ^ -P «t.nt« «» BknJn, 792520 (22) H * k * ml * ptJvt — An * 5knln (* d * f lU.08.79 ^ ^ (23) AlkuplM— GHtlghetadag 25 · 0L. 71 * (41 ) Tullut JulklMkal - Bllvtt lU. 08.79

Patentti- ja rekirterihallitut .......... .___ θΛ _ * . (44) Nlhttvllulpmon |» kuuUulkaltun pvm. — 30.0U.82Patent and Registry Administrators .......... .___ θΛ _ *. (44) Nlhttvllulpmon | » the date of the month. - 30.0U.82

Patent· och raglttarstyralaan Anaftktn utl*|d oeh utl^krlftan puMlnred (32)(33)(31) Pyydrtty ttuollwui—fttglrd priortut 25 .OU.73 USA(US) 35U391 (71) Suomen Sokeri Osakeyhtiö, Mannerheimintie 15, 00250 Helsinki 25,Patent · och raglttarstyralaan Anaftktn utl * | d oeh utl ^ krlftan puMlnred (32) (33) (31) Pyydrtty ttuollwui — fttglrd priortut 25 .OU.73 USA (US) 35U391 (71) Suomen Sokeri Osakeyhtiö, Mannerheimintie 15, 00250 Helsinki 25,

Suomi-Finland(FI) (72) Asko J. Melaja, Kantvik, Lauri Hämäläinen, Kantvik, Heikki Olavi Heikkilä, Kantvik, Suomi-Finland(FI) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä ksyloosiliuoksen valmistamiseksi - Förfarande för framställ-ning av en xyloslösning (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 1281/7U (patentti 59388) -Avdelad frän ansökan 1281/7U (patent 59388) Tämä keksintö koskee menetelmää 85-90 paino% ksyloosia, laskettuna kuiva-aineesta, sisältävän ksyloosiliuoksen valmistamiseksi liuoksesta, joka on saatu happohydrolysoimalla pentosaani-pitoista raaka-ainetta.Finland-Finland (FI) (72) Asko J. Melaja, Kantvik, Lauri Hämäläinen, Kantvik, Heikki Olavi Heikkilä, Kantvik, Finland-Finland (FI) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Method for preparing xylose solution - Förfarande för framställ- The present invention relates to a process for preparing a solution of xylose containing 85 to 90% by weight of xylose, based on dry matter, from a solution which is separated from the application of 1281 / 7U (patent 59388) -Avdelad frän trap 1281 / 7U (patent 59388). has been obtained by acid hydrolysis of a pentosan-containing feedstock.

Aikaisemmassa tekniikassa löytyy runsaasti menetelmiä ksyloosin valmistamiseksi luonnontuotteista, kuten koivupuusta, maissintähkistä, puuvillansiemenen kuorista ja niiden tapaisista. E. R. Leihin’in ja G. D. Soboleva'n venäjänkielinen artikkeli Proizvostro Ksilita (ksylitolin valmistus), Moskova, 1962, esittää katsauksen hyvin tunnetuista menetelmistä.In the prior art, there are many methods for making xylose from natural products such as birch wood, corn cob, cottonseed husks, and the like. The Russian-language article by E. R. Lihin and G. D. Soboleva, Proizvostro Ksilita (Manufacture of Xylitol), Moscow, 1962, provides a review of well-known methods.

Viimeaikaisia tätä aihetta koskevia julkaisuja ovat esimerkiksi US-patentit n:o 3 212 932 ja 3 558 725 ja myös brittiläinen patentti n:o 1 209 960 ja neuvostoliittolainen patentti n:o 167 845, 1965.Recent publications on this subject include, for example, U.S. Patent Nos. 3,212,932 and 3,558,725, as well as British Patent No. 1,209,960 and Soviet Patent No. 167,845, 1965.

2 61518 Näitä menetelmiä ei ole käytetty missään suuressa laajuudessa kaupallisessa mittakaavassa sen vuoksi, että ne eivät ole taloudellisesti kannattavia. Niinpä esimerkiksi puulastuista lähtien saadut ksyloosipitoiset liuokset ovat olleet niin epäpuhtaita, että on tarvittu lukuisia kalliita puhdistusvaiheita ennen kuin saadaan niin puhdas ksyloosiliuos.2 61518 These methods have not been used on any large scale on a commercial scale because they are not economically viable. Thus, for example, the xylose-containing solutions obtained from wood chips have been so impure that numerous expensive purification steps have been required before such a pure xylose solution is obtained.

On tunnettua julkaisusta Acta Chem. Scand. 22 (1968) n:o 4, 1252-1258 erottaa mm. sokereita vesi-etanoliseoksissa kromato-graafisen menetelmän avulla. Tämä tunnettu menetelmä on kuitenkin analyyttinen menetelmä, eikä sitä voida soveltaa teollisesti, koska ensinnäkin käytetään hyvin laimeita liuoksia, ja toiseksi kolonnat ovat hyvin pieniä ja ne on täytetty hyvin hienojakoisella hartsi 11a.It is known from Acta Chem. Scand. 22 (1968) No. 4, 1252-1258 distinguishes e.g. sugars in aqueous-ethanol mixtures by chromatographic method. However, this known method is an analytical method and cannot be applied industrially because, firstly, very dilute solutions are used and, secondly, the columns are very small and filled with a very fine resin 11a.

Sensijaan keksinnön mukainen menetelmä soveltuu hyvin teolliseen käyttöön.Instead, the method according to the invention is well suited for industrial use.

On myös tunnettua puhdistaa sokeriliuoksia ioniekskluusio-menetelmällä (FI 1 355/72 ja DOS 2 224 794).It is also known to purify sugar solutions by the ion-exclusion method (FI 1 355/72 and DOS 2 224 794).

Ioniekskluusiomenetelmässä erotetaan sokerit epäorgaanisista aineista ja suurimolekyylisistä aineista. Tämä erotus ei kuitenkaan ole riittävä puhtaan ksyloosin saamiseksi. Lähtöaine liuoksessa on ksyloosin lisäksi läsnä glukoosia, galaktoosia, mannoosia, arabinoo-sia ym. raaka-aineesta peräisin olevia sokereita, ja liuoksen ksyloosipuhtaus on alhainen (70-75 % kuiva-aineesta). Tällä tavoin puhdistetusta liuoksesta ei voida erottaa puhdasta ksyloosia esimerkiksi kiteyttämällä.The ion exclusion method separates sugars from inorganic substances and high molecular weight substances. However, this difference is not sufficient to obtain pure xylose. In addition to xylose, glucose, galactose, mannose, arabinose and other sugars derived from the raw material are present in the starting solution, and the xylose purity of the solution is low (70-75% of the dry matter). Pure xylose cannot be separated from the solution thus purified, for example by crystallization.

Keksinnön mukaisesti suoritetaan ksyloosin erottaminen kromatograafisesti, käyttäen maa-alkalimetallimuodossa olevaa hartsia. Saatu ksyloosi liuos voidaan suoraan hydrata ksylitoliksi, jolloin saadaan puhdasta ksylitolia.According to the invention, the separation of xylose is carried out chromatographically, using a resin in the form of an alkaline earth metal. The resulting xylose solution can be directly hydrogenated to xylitol to give pure xylitol.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista seuraava sinänsä tunnettujen vaiheiden yhdistelmä: a) poistetaan epäorgaaniset suolat ja pääosa orgaanisista epäpuhtauksista sekä väri ioniekskluusion avulla, b) poistetaan loput väristä ja muista orgaanisista epäpuhtauksista käsittelemällä liuosta ioninvaihtohartsi 11a tai aktivoidulla hiilellä, ja c) fraktioidaan tällöin saatu liuos, jonka kuiva-ainepitoisuus on 25-55 paino-%, kromatografisten ioninvaihtomeneteImien l"· · 3 61518 avulla, jolloin käytetään divinyylibentseenillä ristisidottua polystyreenisulfonaatti-kationinvaihtajän maa-alkalimetallisuolaa, ja liuos johdetaan yhdenmukaisesti hartsipylvään yläninnalle v.irtaus- 3 nopeudella 0,2-1,5 m tuntia ]a hartsipylvään poikkileikkauksen neliömetriä kohti, ja otetaan peräkkäisesti talteen hartsikerroksen alavirran puole lta 1) laimea fraktio, joka sisältää enimmäkseen vettä, mutta sisältää myös muita pentooseja ja vähän ksyloosia, 2) välifraktio, jonka ksyloosipitoisuus on korkea ja joka sisältää pieniä määriä muita pentooseja, ja 3) loppufraktio, joka pääasiallisesti sisältää muita pentooseja kuin ksyloosia.The process according to the invention is characterized by the following combination of steps known per se: a) removing inorganic salts and most of the organic impurities and dye by ion exclusion, b) removing the rest of the dye and other organic impurities by treating the solution with ion exchange resin 11a or activated carbon, and c) with a dry matter content of 25 to 55% by weight, by chromatographic ion exchange methods 1 "· · 3 61518, using an alkaline earth metal salt of a polystyrene sulfonate cation exchanger crosslinked with divinylbenzene, and the solution is uniformly passed to the top of the resin column at a rate of 0.2. , 5 m hours] per square meter of resin column cross-section, and successively recovering from the downstream side of the resin layer 1) a dilute fraction containing mostly water but also other pentoses and a little xylose, 2) an intermediate fraction with a high xylose content. a containing small amounts of other pentoses, and 3) a final fraction containing mainly non-xylose pentoses.

On yllättävää, että keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan sangen monimutkaisesta lähtöaineseoksesta valmistaa ksyloosi liuos ta, jonka puhtaus ksyloosin suhteen on 85-90 %. Saatu ksyloosi liuos on niin puhdas, että se voidaan haluttaessa suoraan hydrata ksylitoliksi teollisessa mittakaavassa.It is surprising that the process according to the invention makes it possible to prepare a solution of xylose with a purity of 85-90% with respect to xylose from a rather complex starting material mixture. The resulting xylose solution is so pure that it can be directly hydrogenated to xylitol on an industrial scale if desired.

Raaka-aineina käytettyjä aineita, joista saadaan pentosaani-pitoisia liuoksia, ovat edullisesti lignoselluloosamateriaalit, esimerkiksi eri puulajien, kuten koivun ja pyökin puuaines. Käyttökelpoisia ovat myös kauran kuoret, maissin tähkät ja korret, kookospähkinän kuoret, mantelin kuoret, olki, bagassi ja puuvillansiemenen kuoret. Siinä tapauksessa, että käytetään puuta, pienennetään se esimerkiksi hakkeeksi, höylän lastuiksi tai sahanpuruksi.The raw materials used as raw materials for obtaining pentosan-containing solutions are preferably lignocellulosic materials, for example wood from various wood species, such as birch and beech. Also useful are oat husks, corn ears and stalks, coconut shells, almond shells, straw, bagasse and cottonseed shells. In the case of the use of wood, it is reduced to chips, planer chips or sawdust, for example.

Keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla kuvioihin 1-3.The invention will be described in more detail with reference to Figures 1-3.

Kuvio 1 on juoksukaavio, joka esittää yleisesti esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää.Fig. 1 is a flow chart generally showing a method according to the present invention.

Kuvio 2 on juoksukaavio, joka esittää neljää vaihtoehtoa pentoosisokeriliuos ten puhdistamiseksi ennen kromatograafista vaihetta.Figure 2 is a flow chart showing four options for purifying pentose sugar solutions prior to the chromatographic step.

Kuvio 3 on juoksukaavio, joka esittää materiaalin tasapaino-kaaviota valmistettaessa ksyloosia puulastuista.Fig. 3 is a flow chart showing a material equilibrium diagram for making xylose from wood chips.

Kuten kuviosta 1 ilmenee, raaka-aine hydrolysoidaan esillä olevan keksinnön ensimmäisessä vaiheessa noudattaen jotakin tällä alalla hyvin tunnettua menetelmää. Sopivia kirjallisuudessa esitettyjä menetelmiä ovat esimerkiksi ne, jotka on kuvattu US-patenteis-sa n:o 2 734 836, 2 759 856, 2 801 939, 2 974 067 ja 3 212 932.As shown in Figure 1, the feedstock is hydrolyzed in the first step of the present invention following a method well known in the art. Suitable methods disclosed in the literature include, for example, those described in U.S. Patent Nos. 2,734,836, 2,759,856, 2,801,939, 2,974,067 and 3,212,932.

4 61518 Tärkeimmät näkökohdat sopivaa hydrolyysimenetelmää valittaessa ovat saavutettavissa oleva pentoosien maksimisaanto sekä se, että saatu pentoosipitoinen liuos neutraloidaan käyttäen aineita, jotka eivät vaikuta haitallisesti; sopiva emäs on natriumhydroksidi.4,61518 The most important considerations in selecting a suitable hydrolysis method are the maximum yield of pentoses that can be achieved and the fact that the resulting pentose-containing solution is neutralized using substances that do not adversely affect; a suitable base is sodium hydroxide.

Seuraava vaihe on hydrolyysituotteen puhdistaminen. Puhdis-tusvaihe käsittää kaksi päävaihetta: (1) suolan (yleensä natriumsulfaatin) sekä orgaanisten epäpuhtauksien ja väriaineiden pääosan poistaminen ionieksluusio-meneteImien avulla, ja (2) väriaineiden lopullinen poistaminen. Ioninekskluusiomenetelmällä poistetaan suola liuoksesta; samanlaisia menetelmiä on käytetty sokeriteollisuudessa melassin puhdistukseen (ks. US-patentit n:o 2 890 972 ja 2 937 959).The next step is to purify the hydrolysis product. The purification step comprises two main steps: (1) removal of the salt (usually sodium sulfate) and most of the organic impurities and dyes by ion exclusion methods, and (2) final removal of the dyes. The ion exclusion method removes the salt from the solution; similar methods have been used in the sugar industry to refine molasses (see U.S. Patent Nos. 2,890,972 and 2,937,959).

Liuokseen vielä jääneet, pienet määrät orgaanisia ja epäorgaanisia epäpuhtauksia poistetaan ioninvaihtojärjestelmien avulla, jotka käsittävät voimakkaan kationinvaihtajan ja sitä seuraavan heikon anioninvaihtajan, ja johtamalla sen jälkeen liuos vielä adsorptioainetta tai aktivoitua hiiltä sisältävän kolonnin läpi.The small amounts of organic and inorganic impurities remaining in the solution are removed by ion exchange systems comprising a strong cation exchanger followed by a weak anion exchanger, followed by passing the solution through a column containing further adsorbent or activated carbon.

Nämä menetelmät ovat myös tunnettuja sokeriteollisuudessa (ks. US-patentti n:o 3 558 725, sekä J. Stamberg'in ja V. Valter'in julkaisua "Entfärbungsharze", Akademie Verlag, Berliini, 1970 ja P. Smit, "Ionenaustauscher und Adsorber bei der Herstellung und Reinigung von Zuckern, Pektinen und verwandten Stoffen", Akademie Verlag, Berliini, 1969 ja J. Hassler, "Activated carbon", Leonard Hill, Lontoo, 1967.These methods are also known in the sugar industry (see U.S. Patent No. 3,558,725, and in J. Stamberg and V. Valter, "Entfärbungsharze", Akademie Verlag, Berlin, 1970, and P. Smit, "Ionenaustauscher und Adsorber of the Manufacture and Processing of Zuckern, Pectic and Verwandten Stoffen ", Akademie Verlag, Berlin, 1969 and J. Hassler," Activated carbon ", Leonard Hill, London, 1967.

Puhdistusvaihetta voidaan vielä parantaa (ks. kuvio 2) lisäämällä vaihe, jossa käytetään synteettistä makroretikulaarista adsorbenttia, kuten Amberlite XZD 2, orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseksi. Makroretikulaarista adsorbenttia voidaan käyttää puhdistuskäsittelyssä, joka seuraa välittömästi ioniekskluusio-vaihetta, mutta ennen kationinvaihtajaa (ks. kuvio 2). Vaihtoehtoisesti se voi olla puhdistuskäsittelyn viimeinen vaihe.The purification step can be further improved (see Figure 2) by adding a step using a synthetic macroreticular adsorbent such as Amberlite XZD 2 to remove organic impurities. The macroreticular adsorbent can be used in the purification treatment immediately following the ion exclusion step, but before the cation exchanger (see Figure 2). Alternatively, it may be the final step in the cleaning treatment.

Puhdistusvaiheessa saadusta puhdistetusta pentoosiliuoksesta erotetaan ksyloosi, kuten kuviossa 1 on esitetty, kromatograafisen fraktioinnin avulla, jolloin saadaan liuos, jolla on suuri puhtaus-aste ksyloosin osalta. Fraktioinnissa käytetään voimakkaasti hapanta kationinvaihtajaa, nimittäin maa-alkalimetallisuolamuodossa olevaa, 3,5 %:11a divinyylibentseeniä silloitettua sulfonoitua s 61518 polystyreenihartsia. Eluoidaan vedellä, ja otetaan peräkkäisesti talteen kolme ryhmää fraktioita, joista välifraktio sisältää ksyloosin. Ei-valikoitujen fraktioiden muodostamalle pentoosi-melassille voidaan suorittaa kromatografisia lisäfraktiointi-käsittelyjä siinä olevan yhden tai useamman muun sokerin talteen-ottamiseksi. Vaihtoehtoisesti sitä voidaan käyttää hiilihydraatin lähteenä käymisprosesseissa.Xylose is separated from the purified pentose solution obtained in the purification step, as shown in Figure 1, by chromatographic fractionation to obtain a solution of high purity for xylose. The fractionation uses a strongly acidic cation exchanger, namely a 3.5% divinylbenzene crosslinked sulfonated s 61518 polystyrene resin in the form of an alkaline earth metal salt. Elute with water, and sequentially collect three groups of fractions, of which the intermediate fraction contains xylose. The pentose molasses formed by the non-selected fractions may be subjected to further chromatographic fractionation treatments to recover one or more other sugars therein. Alternatively, it can be used as a source of carbohydrate in fermentation processes.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.The following examples illustrate the invention.

Esimerkki IExample I

Lastujen muodossa olevaa koivupuuta käytetään ksyloosin valmistukseen esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän mukaan. Ainetasapainokaavio tätä esimerkkiä varten on esitetty kuviossa 3.Birch in the form of chips is used to produce xylose according to the method of the present invention. The mass balance diagram for this example is shown in Figure 3.

Hydrolysoidaan 1 000 g kuiva-ainetta vastaava määrä koivu-puulastuja rikkihapolla, jolloin saadaan hydrolysaatin ja massan seos, joka sisältää kaiken kaikkiaan 225 g ksyloosia. Massa, joka sisältää 51 g ksylaania, poistetaan hydrolysaatista ja joko heitetään pois tai käytetään johonkin muuhun tarkoitukseen. Loput seoksesta neutraloidaan natriumhydroksidilla, jolloin saadaan hydrolysaatti, joka sisältää 204 g ksyloosia, 110 g muuta orgaanista ainetta ja 67 g epäorgaanista ainetta. Hydrolysaattia kuumennetaan sen jälkeen haihtuvien happojen ja veden poistamiseksi, ja sen jälkeen poistetaan suolat ioniekskluusion avulla. Lopuksi liuos puhdistetaan johtamalla se peräkkäisesti'voimakkaan kationinväihtajän ja heikon anioninvaihtajan kerrosten läpi. Kuten kuviossa on esitetty, poistuu tällöin m g ksyloosia yhdessä pääosan kanssa epäorgaanista ainetta ja jonkin verran orgaanista ainetta (nk. suolafraktio). Sokerifraktiolle, joka sisältää enimmän osan ksyloosia ja osan orgaanisia epäpuhtauksia ja pienen määrän epäorgaanisia epäpuhtauksia, suoritetaan uudelleen haihdutuskäsittely. Saatu väkevöity sokeriliuos johdetaan värinpoistovaiheen ja aktivoidun hiilikerrok-sen läpi. Näin puhdistettu liuos sisältää 181 g ksyloosia yhdessä 40 g:n kanssa orgaanista ainetta.Hydrolyze an amount of birch wood chips equivalent to 1 000 g of dry matter with sulfuric acid to give a mixture of hydrolyzate and pulp containing a total of 225 g of xylose. The pulp containing 51 g of xylan is removed from the hydrolyzate and either discarded or used for some other purpose. The rest of the mixture is neutralized with sodium hydroxide to give a hydrolyzate containing 204 g of xylose, 110 g of other organic matter and 67 g of inorganic matter. The hydrolyzate is then heated to remove volatile acids and water, and the salts are then removed by ion exclusion. Finally, the solution is purified by passing it sequentially through layers of a strong cation scavenger and a weak anion exchanger. As shown in the figure, m g of xylose is then removed together with the main part of the inorganic substance and some organic matter (so-called salt fraction). The sugar fraction, which contains most of the xylose and some of the organic impurities and a small amount of inorganic impurities, is re-evaporated. The resulting concentrated sugar solution is passed through a decolorization step and an activated carbon layer. The solution thus purified contains 181 g of xylose together with 40 g of organic matter.

Saatu ksyloosirikas liuos puhdistetaan edelleen kromatografisen fraktioinnin avulla ioninvaihtohartsipylvästä käyttäen jäljempänä kuvattua menetelmää. Ksyloosirikkaan liuoksen kiinteäaine-pitoisuuden koostumus määritettynä kaasukromatografisen analyysin avulla on seuraava: r>-; ' 6 61518The resulting xylose-rich solution is further purified by chromatographic fractionation on an ion exchange resin column using the method described below. The composition of the solids content of the xylose-rich solution, determined by gas chromatographic analysis, is as follows: r> -; '6 61518

Sokeri Pitoisuus (%) arabinoosi 6 ksyloosi 78 mannoosi 7,5 galaktoosi 5 glukoosi H,5 Käytetty hartsi on 3,5 %:lla divinyylibentseeniä silloitettu sulfonoitu polystyreenihartsi, joka on kalsium-muodossa. Hartsin keskimääräinen raekoko on 0,32 mm. Erottaminen suoritetaan 49°C:n lämpötilassa. Pylvään korkeus on 350 cm ja halkaisija 22,5 cm.Sugar Content (%) arabinose 6 xylose 78 mannose 7.5 galactose 5 glucose H, 5 The resin used is a sulphonated polystyrene resin cross-linked with 3.5% divinylbenzene in the form of calcium. The average grain size of the resin is 0.32 mm. The separation is performed at 49 ° C. The height of the column is 350 cm and the diameter is 22.5 cm.

Pylväs upotetaan veteen. Ksyloosirikas liuos syötetään yhdenmukaisesti pylvään poikkipinnalle nopeudella 17 1/h. Pylvääseen syötetty kokonaissokerimäärä on 4 kg ja liuoksen kiinteäainepitoisuus on 26 %.The column is immersed in water. The xylose-rich solution is fed uniformly to the cross section of the column at a rate of 17 l / h. The total amount of sugar fed to the column is 4 kg and the solids content of the solution is 26%.

Pylväästä aluksi poistuva neste, määrältään 88 litraa, joka enimmäkseen käsittää vettä, heitetään pois. Sen jälkeen kootaan peräkkäisiä fraktioita ja analysoidaan, jolloin tulokset ovat seuraavat:The liquid initially leaving the column, in an amount of 88 liters, mostly comprising water, is discarded. Successive fractions are then pooled and analyzed to give the following results:

Fraktio Glukoo- Ksyloo- Mannoo- Galaktoo- Arabinoosi (g) si (g) si (g) si (g) si (g) 18 41-- 2 91 165 3 75 497 4 8 704 25 5 - 720 91 25 6 - 580 124 83 7 - 289 58 41 8 8 - 83 7 66 9 - 8 99 10 - 66Fraction Glucose- Xylo- Mannoo- Galacto- Arabinose (g) si (g) si (g) si (g) si (g) 18 41-- 2 91 165 3 75 497 4 8 704 25 5 - 720 91 25 6 - 580 124 83 7 - 289 58 41 8 8 - 83 7 66 9 - 8 99 10 - 66

Fraktiot 3-6 yhdistetään, jolloin saadaan 35 litraa ksyloo-sirikasta liuosta, jonka koostumus on seuraava: * ; ; 7 61518Fractions 3-6 are combined to give 35 liters of a xylose-silica solution having the following composition: *; ; 7 61518

Sokeri Määrä (g) arabinoosi ksyloosi 2 483 (= 85 %) mannoosi 240 galaktoosi 108 glukoosi 83Sugar Amount (g) arabinose xylose 2,483 (= 85%) mannose 240 galactose 108 glucose 83

Esimerkki IIExample II

Kuviossa 1 kuvatulla tavalla saatu ksyloosirikas liuos puhdistetaan kromatografisesti käyttäen 1,0 metrin korkuista ja halkaisijaltaan 9,4 cm:n suuruista pylvästä, jossa on strontium-muodossa olevaa, 3,5 %:11a divinyylibentseeniä silloitettua sulfonoitua polystyreenihartsia. Johdetaan pylvääseen vettä, ja sen jälkeen pentoosiliuos ta, jonka kuiva-ainespitoisuus on 25 % ja jonka kokoomus on seuraava:The xylose-rich solution obtained as described in Figure 1 is purified by chromatography on a 1.0 m high, 9.4 cm diameter column with a strontium form of 3.5% divinylbenzene crosslinked sulfonated polystyrene resin. Water is applied to the column, followed by a solution of pentose with a dry matter content of 25% and the following composition:

Sokeri Pitoisuus (% kuiva-ainepainosta) ksyloosi 73 arabinoosi 6,1 mannoosi 9,0 galaktoosi 5,1 glukoosi 6,8Sugar Content (% of dry matter) xylose 73 arabinose 6.1 mannose 9.0 galactose 5.1 glucose 6.8

Liuosta syötetään pylvään yläpään yhdenmukaisesti poikkileikkauksen suhteen nopeudella 27 ml minuutissa siksi, kunnes kaiken kaikkiaan 60 g kiinteitä aineita on syötetty pylvääseen. Ensimmäiset 108 ml pylvään läpi kulkenutta ainetta, joka koostuu enimmältä osaltaan pylväässä alkuaan ollessa vedestä, heitetään pois. Saatujen fraktioiden analyysi on esitetty seuraavassa taulukossa II.The solution is fed to the top of the column uniformly with respect to the cross-section at a rate of 27 ml per minute until a total of 60 g of solids have been fed to the column. The first 108 ml of material that has passed through the column, consisting mainly of water initially in the column, is discarded. The analysis of the fractions obtained is shown in Table II below.

. n - 61518 8. n - 61518 8

Taulukko IITable II

Fraktioiden sokeripitoisuus (g)Sugar content of fractions (g)

Fraktio Glukoo- Ksyloo- Mannoo- Galakti- Arabinoo- sia siä siä tolia siä 1 0,2 2 0,35 3 0,75 0,2 - 4 1,1 0,9 5 1,0 4,4 0,05 6 0,45 9,05 0,3 0,1 7 0,2 11,65 0,6 0,3 8 0,05 9,8 1,0 0,6 9 - 5,0 1,3 0,9 10 - 1,85 1 ,05 0,6 0,5 11 - 0,75 0,7 0,35 0,8 12 - 0 ,2 0,35 0,15 1 ,1 13 0,05 0,05 0,8 14 - 0,4 15 - 0,1Fraction Glucose- Xylo- Mannoo- Galactic- Arabinose si toli si 1 0.2 2 0.35 3 0.75 0.2 - 4 1.1 0.9 5 1.0 4.4 0.05 6 0.45 9.05 0.3 0.1 7 0.2 11.65 0.6 0.3 8 0.05 9.8 1.0 0.6 9 - 5.0 1.3 0.9 10 - 1.85 1, 05 0.6 0.5 11 - 0.75 0.7 0.35 0.8 12 - 0, 2 0.35 0.15 1, 1 13 0.05 0.05 0, 8 14 - 0.4 15 - 0.1

Yhdistämällä fraktiot 6, 7 ja 8, saadaan liuos, jonka ksyloosipuhtaus on 89 % (laskettuna kuiva-ainepainosta).Combining fractions 6, 7 and 8 gives a solution with a xylose purity of 89% (calculated on dry weight).

Esimerkki IIIExample III

Ksyloosirikas liuos, joka on saatu hydrolysoimalla koivupuuta ja suorittamalla sen jälkeen suolanpoisto- ja värinpoisto-käsitellyt edellä kuvatulla tavalla, puhdistetaan edelleen kromatografisen fraktioinnin avulla. Ksyloosirikkaan liuoksen kiinteäaine-sisällön koostumus määritettynä kaasukromatografisen analyysin avulla on seuraava:The xylose-rich solution obtained by hydrolyzing birch wood and then performing desalting and decolorization treatments as described above is further purified by chromatographic fractionation. The composition of the solids content of the xylose-rich solution, determined by gas chromatographic analysis, is as follows:

Sokeri Pitoisuus (%) arabinoosi 6,5 ksyloosi 77 mannoosi 8 galaktoosi 4 glukoosi 4,5 Käytetty hartsi on 3,5 %:lla divinyylibentseeniä silloitettu sulfonoitu polystyreenihartsi, joka on strontium-muodossa. Hartsin keskimääräinen hiukkassuuruus on 0,32 mm. Erotus suoritetaan 51°C:n 9 61518 lämpötilassa. Pylvään korkeus on 350 cm ja halkaisija 22,5 cm.Sugar Content (%) arabinose 6.5 xylose 77 mannose 8 galactose 4 glucose 4.5 The resin used is a sulphonated polystyrene resin crosslinked with 3.5% divinylbenzene in the form of strontium. The average particle size of the resin is 0.32 mm. The separation is performed at a temperature of 51,61818 ° C. The height of the column is 350 cm and the diameter is 22.5 cm.

Pylväs upotetaan veteen. Ksyloosirikasta liuosta syötetään yhdenmukaisesti pylvään poikkipinnalle nopeudella 15 litraa tunnissa ja pylvääseen syötetty kokonaissokerimäärä on 4 kg ja liuoksen kiinteä-ainepitois uus 2 8 %.The column is immersed in water. The xylose-rich solution is fed uniformly to the column cross-section at a rate of 15 liters per hour and the total amount of sugar fed to the column is 4 kg and the solution has a new solids content of 2 8%.

Pylväästä ensiksi poistuva neste, määrältään 88 litraa ja käsittäen enimmältä osaltaan vettä, heitetään pois. Tämän jälkeen kootaan peräkkäisiä fraktioita ja ne analysoidaan, jolloin tulokset ovat seuraavat:The liquid leaving the column first, 88 liters and consisting mainly of water, is discarded. Successive fractions are then pooled and analyzed to give the following results:

Fraktio Glukoo- Ksyloo- Mannoo- Galaktoo- Arabinoo- si (g) si (g) si (g) si (g) si (g) 1 8 41 2 83 157 3 75 447 4 7 662 - 5 - 696 33 8 6 - 580 91 40 7 - 331 108 75 25 8 - 124 66 33 91 9 - 41 17 7 99 10 - 10 41Fraction Glucose- Xylo- Mannoo- Galacto-Arabinose (g) si (g) si (g) si (g) si (g) 1 8 41 2 83 157 3 75 447 4 7 662 - 5 - 696 33 8 6 - 580 91 40 7 - 331 108 75 25 8 - 124 66 33 91 9 - 41 17 7 99 10 - 10 41

Fraktiot 3-6 yhdistetään, jolloin saadaan 35 litraa ksyloo· sirikas ta liuosta, jonka kokoomus on:Fractions 3-6 are combined to give 35 liters of a xylose solution with a concentration of:

Sokeri Pitoisuus (g) arabinoosi ksyloosi 2 385 (= 90 %) mannoosi 124 galaktoosi 48 glukoosi 82Sugar Content (g) arabinose xylose 2,385 (= 90%) mannose 124 galactose 48 glucose 82

Claims (1)

10 61 51 8 Patenttivaatimus Menetelmä 85-90 paino-% ksyloosia, laskettuna kuiva-aineesta, sisältävän ksyloosiliuoksen valmistamiseksi liuoksesta, joka on saatu happohydrolysoimalla pentosaanipitoista raaka-ainetta, tunnettu seuraavasta sinänsä tunnettujen vaiheiden yhdistelmästä: a) poistetaan epäorgaaniset suolat ja pääosa orgaanisista epäpuhtauksista sekä väri ioniekskluusion avulla, b) poistetaan loput väristä ja muista orgaanisista epäpuhtauksista käsittelemällä liuosta ioninvaihtohartsilla tai aktivoidulla hiilellä, ja c) fraktioidaan tällöin saatu liuos, jonka kuiva-ainepitoisuus on 25-55 paino-%, kromatografisten ioninvaihtomenetelmien avulla, jolloin käytetään divinyylibentseenillä ristisidottua polystyreeni-sulfonaatti-kationinvaihtajan maa-alkalimetallisuolaa, ja liuos johdetaan yhdenmukaisesti hartsipylvään yläpinnalle virtausnopeudella 0,2-1,5 m tuntia ja hartsipylvään poikkileikkauksen neliömetriä kohti, ja otetaan peräkkäisesti talteen hartsikerroksen alavirran puolelta 1. laimea fraktio, joka sisältää enimmäkseen vettä, mutta sisältää myös muita pentooseja ja vähän ksyloosia, 2. välifraktio, jonka ksyloosipitoisuus on korkea ja joka sisältää pieniä määriä muita pentooseja, ja 3. loppufraktio, joka pääasiallisesti sisältää muita pentooseja kuin ksyloosia. ·.A process for preparing a xylose solution containing 85 to 90% by weight of xylose, calculated on the dry matter, from a solution obtained by acid hydrolysis of a pentosan-containing raw material, characterized by the following combination of steps known per se: a) removing inorganic salts and most of the organic inorganic b) removing the remainder of the dye and other organic impurities by treating the solution with an ion exchange resin or activated carbon, and c) fractionating the resulting solution with a dry matter content of 25-55% by weight by chromatographic ion exchange methods using cross-linked polysilenized polybenzylbenzene an alkaline earth metal salt of a sulfonate cation exchanger, and the solution is uniformly applied to the top surface of the resin column at a flow rate of 0.2-1.5 m per hour and per square meter of resin column cross-section, and successively recovered downstream of the resin layer. from 1. a dilute fraction containing mostly water but also other pentoses and little xylose, 2. an intermediate fraction with a high xylose content containing small amounts of other pentoses, and 3. a final fraction containing mainly pentoses other than xylose. ·.
FI792520A 1973-04-25 1979-08-14 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV XYLOSLOESNING FI61518C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35439173A 1973-04-25 1973-04-25
US35439173 1973-04-25
FI128174 1974-04-25
FI1281/74A FI59388C (en) 1973-04-25 1974-04-25 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN PAO XYLITOL ANRIKAD VATTENLOESNING AV POLYOLER

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI792520A FI792520A (en) 1979-08-14
FI61518B FI61518B (en) 1982-04-30
FI61518C true FI61518C (en) 1982-08-10

Family

ID=26156450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI792520A FI61518C (en) 1973-04-25 1979-08-14 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV XYLOSLOESNING

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI61518C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI61518B (en) 1982-04-30
FI792520A (en) 1979-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4008285A (en) Process for making xylitol
US4075406A (en) Process for making xylose
US4066711A (en) Method for recovering xylitol
JP3018201B2 (en) Xylose recovery method
US4359430A (en) Betaine recovery 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
RU2445969C2 (en) Method of extracting betaine
FI114553B (en) Method for recovering sugars
EP0054544B1 (en) Betaine recovery process
SU786904A3 (en) Method of xylose production
FI59085B (en) REFERENCE TO A RESERVE FOR SORBITOL AND OIL SORBITOL
FI61518C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV XYLOSLOESNING
JP5007878B2 (en) A method for recovering galactose from a solution derived from plant-based biomass using a chromatographic fractionation step and crystallization.
EP0006162B1 (en) Process for obtaining xylitol from syrups resulting from the crystallization of xylitol
DK157143B (en) Process for the preparation of a xylose solution
JPS5835169B2 (en) How to produce xylit
JPH06107611A (en) Production of betaine
NL8200227A (en) Xylose recovery from pentose-rich hydrolysates - using ion-exchange chromatography to separate pentose(s)
CN1173870A (en) Novel method for making plaltinitol
JPS5942862A (en) Purification of stevia sweetening substance
NO142532B (en) PROCEDURE FOR PREPARING A XYLOS SOLUTION
CS202313B1 (en) Method of producing d-glucitol
JPH05339282A (en) Production of theanderose
DE4109058A1 (en) Recovering tri:methylol:propane from by=product rich mixts. - by partition between an aq. phase and an organic phase contg. di:chloromethane and acetonitrile, and isolation from the aq. phase

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired

Owner name: SUOMEN SOKERI OSAKEYHTIOE