FI65086C - FOERFARANDE FOER PACKNING AV ADSORBENT I EN SEPARATIONSKOLONN OCH KROMATOGRAFISK SEPARERING AV EN FRUKTOR / DEXTROSLOESNING - Google Patents
FOERFARANDE FOER PACKNING AV ADSORBENT I EN SEPARATIONSKOLONN OCH KROMATOGRAFISK SEPARERING AV EN FRUKTOR / DEXTROSLOESNING Download PDFInfo
- Publication number
- FI65086C FI65086C FI780194A FI780194A FI65086C FI 65086 C FI65086 C FI 65086C FI 780194 A FI780194 A FI 780194A FI 780194 A FI780194 A FI 780194A FI 65086 C FI65086 C FI 65086C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- adsorbent
- resin
- fructose
- column
- separation column
- Prior art date
Links
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims description 54
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 95
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 95
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 83
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 83
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 82
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 71
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 48
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 claims description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 claims description 9
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 7
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- -1 cation salt Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims 1
- 229960002737 fructose Drugs 0.000 description 84
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000000047 product Substances 0.000 description 31
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 26
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 24
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 15
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 14
- 229960004793 sucrose Drugs 0.000 description 14
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 13
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 8
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 8
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 7
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 7
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 6
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 5
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 5
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 5
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229960004903 invert sugar Drugs 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 3
- 108010073178 Glucan 1,4-alpha-Glucosidase Proteins 0.000 description 3
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 3
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 159000000007 calcium salts Chemical group 0.000 description 3
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 2
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 235000021433 fructose syrup Nutrition 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-VRPWFDPXSA-N D-Fructose Natural products OC[C@H]1OC(O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-VRPWFDPXSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 102100022624 Glucoamylase Human genes 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- MPMBRWOOISTHJV-UHFFFAOYSA-N but-1-enylbenzene Chemical compound CCC=CC1=CC=CC=C1 MPMBRWOOISTHJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical group [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDHDCOAJLPVAMC-BAOOBMCLSA-N calcium;(3s,4r,5r)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one Chemical compound [Ca].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)CO JDHDCOAJLPVAMC-BAOOBMCLSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical class O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJHIKXHVCXFQLS-UYFOZJQFSA-N fructose group Chemical group OCC(=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO BJHIKXHVCXFQLS-UYFOZJQFSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019534 high fructose corn syrup Nutrition 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K3/00—Invert sugar; Separation of glucose or fructose from invert sugar
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1864—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns
- B01D15/1871—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns placed in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/20—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the sorbent material
- B01D15/206—Packing or coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
- B01D15/36—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
- B01D15/361—Ion-exchange
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
----~ « M KUULUTUSJULKAISU , c n Q s (11) UTLÄGGNINGSSKIIIFT 6 508 6 ^ (51) Kv-iiuVa3 C 13 K 3/00, B 01 D 15/08 SUOMI —FINLAND (21) PK*nttlh»luiiMi* — PMMtmeknlni 78019*+ (22) HakamltplM —Ameknlngadag 23.01.78 (23) Alkuplivt—Glkl|hMdt| 23.01.78 (41) Tulhit |ulk>Mksl — Blivlt off*ntll| 25.07.78 _ ' (441 Nlht|yllc»lp«ncm ]a kuuLfulktiaun prm. — on 1 1 A-a---- ~ «M ANNOUNCEMENT, cn Q s (11) UTLÄGGNINGSSKIIIFT 6 508 6 ^ (51) Kv-iiuVa3 C 13 K 3/00, B 01 D 15/08 FINLAND —FINLAND (21) PK * nttlh» luiiMi * - PMMtmeknlni 78019 * + (22) HakamltplM —Ameknlngadag 23.01.78 (23) Alkuplivt — Glkl | hMdt | 23.01.78 (41) Tulkit | ulk> Mksl - Blivlt off * ntll | 25.07.78 _ '(441 Nlht | yllc »lp« ncm] a kuLfulktiaun prm. - on 1 1 A-a
Patent- och registerst/reisan ' ' AmBkan uthfd och utl.ikrtfun publlcorad JU.J.J..OJPatent- och registerst / reisan '' AmBkan uthfd och utl.ikrtfun publlcorad JU.J.J..OJ
(32)(33)(31) Pyrl»«y «uolkws—tejird priority 2^.01.77 USA(US) 762072 Toteennäytetty-Styrkt (71) A. Ξ. Staley Manufacturing Company, 2200 Eldorado Street, Decatur, Illinois 62525, USA(US) (72) Roger Samuel Leiser, Decatur, Illinois, Gin Chain Liaw, Decatur,(32) (33) (31) Pyrl »« y «uolkws — tejird priority 2 ^ .01.77 USA (US) 762072 Proven-Styrkt (71) A. Ξ. Staley Manufacturing Company, 2200 Eldorado Street, Decatur, Illinois 62525, USA (72) Roger Samuel Leiser, Decatur, Illinois, Gin Chain Liaw, Decatur,
Illinois, USA(US) (7*0 Leitzinger Oy (5**) Menetelmä adsorbentin pakkaamiseksi erotuspylvääseen sekä fruktoosi/ dekstroosiliuosten kromatograafiseksi erottamiseksi - Förfarande för packning av adsorbent i en separationskolonn och kromatografisk sepa-rering av en fruktos/dextroslösningIllinois, USA (US) (7 * 0 Leitzinger Oy (5 **) Method for packing the adsorbent in a separation column and for the chromatographic separation of fructose / dextrose solutions
Keksinnön kohteena on menetelmä, jolla tiiviisti pakataan adsor-bentti erotuspylväässä, jonka kammion leveys on vähintään 1,8 m sekä menetelmä fruktoosi/dekstroosiliuosten kromatoqraafiseksi erottamiseksi siten, että nestemäinen syöttöseosvirta, joka sisältää useita aineita, erotetaan useaksi nesteeksi, joista jokainen sisältää jotakin mainituista aineista korkeamman kon-sentraation kuin nestemäinen syöttöseosvirta, jossa menetelmässä vuorotellen johdetaan nestemäinen syöttöseosvirta ja eluointi-nestevirta erotuspylvään läpi, jonka kammion levevs on vähintään 1,8 m ja joka sisältää adosrbenttia, jolla on selektiivinen affiniteetti johonkin mainittuun aineeseen nähden niin, että saadaan effluenttivirta, jonka jakeet sisältävät jotakin mainittua yhdistettä korkeammat konsentraatiot, ja sen jälkeen erikseen otetaan talteen effeluenttivirran ne peräkkäiset jakeet, jotka sisältävät korkeamman konsentraation vähintään yhtä aineista, jolloin adsorbentti on tiiviisti pakattu erotuspylvääseen.The invention relates to a method for tightly packing an adsorbent in a separation column having a chamber width of at least 1.8 m and to a method for chromatographically separating fructose / dextrose solutions by separating a liquid feed mixture stream containing several substances, each of which contains one of said substances. a higher concentration than the liquid feed mixture stream, the process comprising alternately passing the liquid feed mixture stream and the elution liquid stream through a separation column having a chamber width of at least 1.8 m and containing an adsorbent having a selective affinity for one of said substances so as to obtain an effluent the fractions contain higher concentrations of any of said compounds, and then the successive fractions of the effluent stream containing a higher concentration of at least one of the substances are separately recovered, the adsorbent being tightly packed in a separation column.
2 650862,65086
Kun hartsi pakataan tasaisesti ja tiiviisti erotuspylvään kammioon, ei tarvitse käyttää mekaanisia ohjauslevyjä, joita aikaisemmin oli käytettävä, jotta voitaisiin varmistua tasaisesta ja yhtenäisestä virtauksesta erotuspylväiden koko poikkileikkaus-alueella. Keksinnön mukainen pylvään pakkausmenetelmä tekee mahdolliseksi suurihalkaisijäiset erotuspylväät, joissa ei ole ohjauslevyjä, koska ei-toivottu kanavoituminen eli epäsäännöllinen virtaus tiiviisti täytetyssä hartsipedissä eliminoituu käytännöllisesti katsoen kokonaan. Nestemäinen syöttövirta, joka sisältää fruktoosia ja dekstroosia, ja toinen, eluointi-vesivirta syötetään vuorottelevina, syklisinä pulsseina erotus-pylväiden sarjan läpi. Nestevirrat hajotetaan edelleen sarjan peräkkäisten pylväiden välille. Näin saadaan ulostulovirta eroamaan yhä paremmin jakeeseen, joka sisältää runsaasti fruktoosia, ja toiseen, runsaasti dekstroosia sisältävään ulostulo-virtaan .When the resin is packed evenly and tightly in the separation column chamber, it is not necessary to use mechanical baffles that previously had to be used to ensure a uniform and uniform flow over the entire cross-sectional area of the separation columns. The column packing method according to the invention makes it possible to have large-diameter separation columns without guide plates, since the undesired channeling, i.e. the irregular flow in the tightly filled resin bed, is practically completely eliminated. A liquid feed stream containing fructose and dextrose and a second, elution-water stream are fed in alternating, cyclic pulses through a series of separation columns. The liquid streams are further separated between successive columns in the series. This makes the output stream increasingly differentiated into a fructose-rich fraction and another dextrose-rich output stream.
Fruktoosi- ja dekstroosisokereiden erottamisessa on ehdotettu käytettäväksi vahvoja kationisia ioninvaihtohartseja. 'Tällaiset seokset olivat aikaisemmin tunnusomaisia sivutuotteita valmistettaessa sakkaroosia sokerijuurikkaista tai sokeriruo'osta. Inverttisokeri, joka sisältää noin 50 % fruktoosia ja 50 % dekstroosia, on erotettu nestekromatografiän avulla runsaasti fruktoosia sisältävään osaan ja runsaasti dekstroosia sisältävään osaan. Tätä menetelmää kutsutaan joskus molekvyliekskluusioksi. Isomerointimenetelmät ovat viime aikoina tehneet mahdolliseksi kaupallistaa runsaasti fruktoosia sisältävät maissisiirappi-makeutusaineet, jotka sisältävät 40 - 55 % fruktoosia, 40 - 50 % dekstroosia ja noin 3 - 8 % korkeampia polysakkarideja, mutta nämä tuotteet eivät ole aivan yhtä makeita kuin sakkaroosi. Tuotteiden, jotka sisältävät 55 - 65 % fruktoosia, makeutusaste on suurin piirtein sama kuin sakkaroosin, ja niillä voidaan suoraan korvata sakkaroosi ruokaresepteissä. Kustannukset, jotka aiheutuvat fruktoosimäärän nostamisesta yli noin 45 % entsyymi-käsittelyn avulla kasvavat jyrkästi käytettäessä nykyisiä kaupallisia menetelmiä. Tämän vuoksi tällaisten sokeriseosten fruktoo-sipitoisuutta on yritetty lisätä nestekromatografiän avulla.Strong cationic ion exchange resins have been proposed for the separation of fructose and dextrose sugars. 'Such mixtures were previously characteristic of the by-products of the manufacture of sucrose from sugar beet or sugar cane. The invert sugar, which contains about 50% fructose and 50% dextrose, is separated by liquid chromatography into a fructose-rich portion and a dextrose-rich portion. This method is sometimes called molecular exclusion. Isomerization methods have recently made it possible to commercialize high-fructose corn syrup sweeteners containing 40-55% fructose, 40-50% dextrose, and about 3-8% higher polysaccharides, but these products are not quite as sweet as sucrose. Products that contain 55 to 65% fructose have roughly the same degree of sweetening as sucrose and can directly replace sucrose in food recipes. The cost of raising the fructose level by more than about 45% with enzyme treatment increases sharply with current commercial methods. Therefore, attempts have been made to increase the fructose content of such sugar blends by liquid chromatography.
3 650863,65086
Fruktoosia ja dekstroosia sisältävään sokeriliuosten kromato-graafista erottamista on ehdotettu. Menetelmää on käytetty siirappien, jotka sisältävät fruktoosi/dekstroosia, fruktoosi-pitoisuuden nostamiseksi johtamalla seos adsorboivan hartsipedin läpi, joka sisältää ytimessä sulfonoidun, ristikkäissidotun polystyreenihartsin kationisuolaa tai jotain muuta adsorbenttia. Kun käytetään edellä mainittua hartsia, fruktoosin affiniteetti hartsiin on suurempi kuin dekstroosin, ja fruktoosi "pidättyy" hartsipetiin kun taas dekstroosi kulkee läpi effluenttivirtana. Hartsipetiin syötetään vuorotellen sokeriliuosvirta ja eluointi-vesivirta. Effluenttivirta sisältää runsaasti dekstroosia sisältävän jakeen, jota seuraa runsaasti fruktoosia sisältävä jae, jotka otetaan erikseen talteen. Erotustehokkuutta on yritetty paljon parantaa, jotta menetelmä voitaisiin suurentaa suuritilavuuksisiksi kaupallisiksi systeemeiksi. Virtausdynamiikka suurten erotuspylväiden läpi on huolellisesti säädettävä, jotta saataisiin aikaan mahdollisimman hyvä erottuminen.Chromatographic separation of sugar solutions containing fructose and dextrose has been proposed. The method has been used to increase the fructose content of syrups containing fructose / dextrose by passing the mixture through an adsorbent resin bed containing a cationic salt of a sulfonated crosslinked polystyrene resin or some other adsorbent in the core. When the above-mentioned resin is used, the affinity of fructose for the resin is greater than that of dextrose, and fructose "retains" the resin bed while dextrose passes through as an effluent stream. The sugar solution stream and the elution-water stream are fed alternately to the resin bed. The effluent stream contains a dextrose-rich fraction, followed by a fructose-rich fraction, which is recovered separately. Much has been done to improve the separation efficiency in order to scale the method to high volume commercial systems. The flow dynamics through the large separation columns must be carefully adjusted to achieve the best possible separation.
Monia erilaisia menetelmiä ja systeemiä on ehdotettu, joilla fruktoosi voidaan erottaa dekstroosista mahdollisimman tehokkaasti käyttämällä molekyyliekskluusiota. USA-patentissa 2,911,362 selostetaan laajasti vahvan kationisen ioninvaihto-hartsin käyttöä kahden tai usemman veteeniiukenevan orgaanisen aineen, mukaanlukien glukoosi, asetoni, sakkaroosi, qlyseriini ja trietyleeniglykoli, erottamiseksi. Tämä lähde yleisesti ilmoittaa, että aldehydit ja ketonit voidaan erottaa. Tässä patentissa esitettyihin hartseihin sisältyvät tässä yhteydessä käytetyn tyyppiset rakeiset kationiset ioninvaihtohartsit, mutta vety-muodossa. Hartsi on styreenin, etyylivinyylibentseenin ja divi-nyylibentseenin sulfonoitu kopolymeeri.Many different methods and systems have been proposed to separate fructose from dextrose as efficiently as possible using molecular exclusion. U.S. Patent 2,911,362 discloses the use of a strong cationic ion exchange resin to separate two or more water-soluble organic substances, including glucose, acetone, sucrose, glycerin, and triethylene glycol. This source generally indicates that aldehydes and ketones can be separated. The resins disclosed in this patent include granular cationic ion exchange resins of the type used herein, but in the hydrogen form. The resin is a sulfonated copolymer of styrene, ethyl vinylbenzene and divinylbenzene.
Williams et ai., "Chromatography", Chemical Engineering, marraskuu, 1948, Voi. 55:113-8 on kuvannut kromatograafista absroptiota alumiinioksidille erittäin aktiivisen streptomvsiinin valmistuksen yhteydessä. Alumiinioksidin lisäksi on esitetty mvös muita absorbentteja mukaanlukien aktiivihiili, silikageeli, Florida-maa ja zeoliitit. Tässä lähteessä on kuvattu absorptio- 4 65086 pylväitä, joiden halkaisijat ovat korkeintaan 0,9 m ja korkeus 3,6 in · USA-patentissa 2,813,810 on esitetty D-glykoosin ja D-fruktoosin erotusmenetelmä inverttisokerista tai sakkaroosista. D-glukoosi erotetaan inverttisokerista tai seoksista, jotka sisältävät vhtä suuret määrät D-glukoosia tai D-sakkaroosia, ravistelemalla seosta ketonin kanssa, joka sisältää pienen määrän vettä, kun mukana on kationinvaihtohartsia. Suositellut kationinvaihto-hartsit ovat tyypiltään sulfonoituja, kuten sulfonoituja fenoli-formaldehydi-ioninvaihtohartseja, ytimessä sulfonoituja Dolysty-reeni-ioninvaihtohartseja (vetyionimuodossa), sulfonoitua hiiltä ja vastaavia.Williams et al., "Chromatography", Chemical Engineering, November, 1948, Vol. 55: 113-8 describes the chromatographic absorption of alumina in the preparation of highly active streptomycin. In addition to alumina, other absorbents including activated carbon, silica gel, Florida earth and zeolites have been reported. This source describes absorption columns 4,650,886 with diameters up to 0.9 m and a height of 3.6 in. U.S. Patent 2,813,810 discloses a method for separating D-glucose and D-fructose from invert sugar or sucrose. D-glucose is separated from invert sugar or mixtures containing very large amounts of D-glucose or D-sucrose by shaking the mixture with a ketone containing a small amount of water in the presence of a cation exchange resin. Preferred cation exchange resins are of the sulfonated type, such as sulfonated phenol-formaldehyde ion exchange resins, core-sulfonated Dolystyrene ion exchange resins (in the form of hydrogen ions), sulfonated carbon, and the like.
USA-patentissa 3,044,904, 3,044,905 ja 3,044,906 on esitetty dekstroosin ja levuloosin kromatograafinen erotusmenetelmä, jossa käytetään kationisen, ytimessä sulfonoitu styreeni-ioninvaihto-hartsin erilaisia hartsisuoloja. Hartsi adsorboi parhaiten fruktoosi/dekstroosista muodostuvan seossyöttövirran levuloosin (fruktoosi), jolloin pääosa dekstroosista jää liuenneena kationinvaihtohartsia ympäröivään nesteeseen. Tämän jälkeen dekstroosi painetaan pois pylväästä eluointivedellä, joka pesee ulos fruktoosin dekstroosista erillään. Patentissa 3,004,904 esitetty tyypillinen erotuspylväs on sisähalkaisijaltaan noin 9,4 cm ja se on täytetty 96,5 cm korkeudelle. Tässä patentissa käytettiin hartsin kalsiumsuolamuotoa. Sopiviksi virtausnopeuksiksi havaittiin 4,1 1 - 20,3 1/minuutissa poikkileikkauspinta-alan m2 kohti. Suositeltu lämpötila-alue oli 50 - 70°C.U.S. Patent Nos. 3,044,904, 3,044,905 and 3,044,906 disclose a chromatographic separation method for dextrose and levulose using various resin salts of a cationic core-sulfonated styrene ion exchange resin. The resin best adsorbs the levulose (fructose) of the fructose / dextrose mixture feed stream, leaving most of the dextrose dissolved in the liquid surrounding the cation exchange resin. The dextrose is then forced off the column with elution water, which washes out the fructose separately from the dextrose. The typical separation column disclosed in U.S. Pat. No. 3,004,904 has an inner diameter of about 9.4 cm and is filled to a height of 96.5 cm. The calcium salt form of the resin was used in this patent. Suitable flow rates were found to be 4.1 l to 20.3 l / min per m2 of cross-sectional area. The recommended temperature range was 50-70 ° C.
USA-patentissa 3,416,961 on esitetty USA-patentissa 3,044,904 esitetynlaiseen kromatograafiseen erotusmenetelmään tarkoitettu kierrätyssysteemi. USA-patentissa 3,817,787 käytetään samoja kationinvaihtohartseja. Siinä esitetty pylväs on pidempi, jotta erottuminen olisi tehokkaampaa.U.S. Patent 3,416,961 discloses a recycling system for a chromatographic separation process such as that described in U.S. Patent 3,044,904. U.S. Patent 3,817,787 uses the same cation exchange resins. The bar shown in it is longer to make the separation more efficient.
Julkaisussa Journal of Chromatography, Voi. 42 (1969), ss.In Journal of Chromatography, Vol. 42 (1969), ss.
5 65086 263-265, on esitetty dynaaminen pakkausmenetelmä ioninvaihto-hartsien pakkaamiseksi kromatografiapylväisiin. Kuitenkin on huomattava, että pakattavat hartsihiukkaset olivat kooltaan 5-10 mikronia, ja että pylvään halkaisijat olivat vain 0,62 cm. Esitetyissä pakkausmenetelmissä pakataan hartsi ensin patruunaan tai kammioon ja sen jälkeen hartsi poistetaan pakkauksesta tai kammiosta pakottamalla se pylvääseen. Hartsin turpoamista ei mainita lainkaan.U.S. Patent No. 5,65086,263-265 discloses a dynamic packaging method for packaging ion exchange resins on chromatography columns. However, it should be noted that the resin particles to be packaged were 5 to 10 microns in size, and that the column diameters were only 0.62 cm. In the packaging methods shown, the resin is first packaged in a cartridge or chamber and then the resin is removed from the package or chamber by forcing it onto a column. The swelling of the resin is not mentioned at all.
Kationisen ydinsulfonoidun polystyreeni-ioninvaihtohartsin kalsiumsuolamuodon on havaittu ottavan vähemmän tilaa vahvan suolaliuoksen läsnäollessa, mutta tälle ilmiölle ei ole havaittu mitään hyödyllistä käyttöä aikaisemmin. Kts. esimerkiksi USA-patentti 3,928,193. USA-patentin 3,928,193 mukaan hartsipedin turpoaminen ja kutistuminen on epäkohta. Tässä patentissa on kuvattu syöttövirran ja eluointiveden epäyhtenäisen virtauksen aiheuttamia ongelmia ja siinä ehdotetaan päältä avointa hartsi-petiä, jonka päälle syöttövirta ja eluointivirrat vuorotellen suihkutetaan, millä varmistetaan nesteen tasainen virtaaminen pylvään läpi.The calcium salt form of the cationic nuclear sulfonated polystyrene ion exchange resin has been found to take up less space in the presence of strong saline, but no beneficial use has been observed for this phenomenon in the past. See, for example, U.S. Patent 3,928,193. According to U.S. Patent 3,928,193, swelling and shrinkage of the resin bed is a drawback. This patent describes the problems caused by the non-uniform flow of feed stream and elution water and proposes an open resin bed on top of which the feed stream and elution streams are alternately sprayed, thus ensuring a smooth flow of liquid through the column.
Edellä mainitussa USA-patentissa 3,928,193 viitataan kahteen muuhun USA-patenttiin, 3,250,058 ja 3,539,505. Lisäksi USA--patentti 3,374,606 liittyy samaan kantahakemukseen kuin johon USA-patentti 3,250,058 perustui. Kaikkien näiden kolmen patentin kohteena on jakorakenteet joilla parannetaan hartsipetipylväiden erotuskykyä. Pylväisiin asetetaan tietvin välein mekaaniset virtauksen jakolaitteet, jotka parantavat suurihalkaisijäisten pylväiden erotuskykyä muuttamalla virtauskuvioita niin, että hartsipedeissä tapahtuvan kanavoitumisen ja turbulenssin vaikutukset eliminoituvat.The aforementioned U.S. Patent 3,928,193 refers to two other U.S. Patents, 3,250,058 and 3,539,505. In addition, U.S. Patent 3,374,606 relates to the same parent application as that on which U.S. Patent 3,250,058 was based. All three of these patents relate to distribution structures that improve the resolution of resin bed columns. Mechanical flow dividers are placed at certain intervals in the columns, which improve the resolution of the large diameter columns by changing the flow patterns so that the effects of channelization and turbulence in the resin beds are eliminated.
USA-patentissa 3,250,058 on esitetty levymäisiä ja pähkinän muotoisia virtauslevyjä, jotka on vuorotellen sijoitettu pitkin pedin pituutta välein, jotka eivät ole suurempia kuin pylvään halkaisija. Tässä patentissa kuvattujen suhteellisen ____ ______ . 1-- 6 65086 "suurihalkaisijäisten" lasipylväiden sisähalkaisija oli noin 49 mm. Pylväiden pituus oli noin 1,2 m. (kts. lause, joka yhdistää USA-patentin 3,250,058 sivut 4 ja 5).U.S. Patent 3,250,058 discloses plate-like and nut-shaped flow plates alternately disposed along the length of the bed at intervals not greater than the diameter of the column. The relatively ____ ______ described in this patent. 1-- 6 65086 The inner diameter of the "large diameter" glass columns was about 49 mm. The length of the columns was about 1.2 m. (See the sentence connecting pages 4 and 5 of U.S. Patent 3,250,058).
Edelliseen patenttiin liittyvässä patentissa 3,374,606 on esitetty käytettäväksi seulalevyjä, jotka on asetettu säännöllisin välein kromatrografiapylvääseen. Esitetyn "suurihalkaisijäisen" pylvään halkaisija oli 10,16 cm. Yksityiskohtaisen kuvauksen kohteena näyttää olevan kaasukromatografiapvlväät, joissa käytetään kantoaineita, kuten heliumia, typpeä, arqonia, vetyä, metaania, höyryä tai vastaavaa. Kts. sivu 3, USA-patentin 3,374,606 rivit 61-63.U.S. Pat. No. 3,374,606, which relates to the preceding patent, discloses the use of screen plates placed at regular intervals on a chromatography column. The diameter of the "large diameter" column shown was 10.16 cm. The subject of the detailed description appears to be gas chromatography columns using supports such as helium, nitrogen, argon, hydrogen, methane, steam, or the like. See page 3, U.S. Patent 3,374,606, lines 61-63.
USA-patentin 3,539,505 kohteena on erityisesti "suurimittaiset" pylväät nestevirtojen kromatograafista erottamista varten. Kautta koko pylvään on asetettu tietyin välein nesteen sekoituslaitteet, joilla estetään konsentraatioltaan erilaisten nesterintamien, joita muodostuu pitkin pylvään pituutta, kun syöttövirta ja nestevirta syötetään vuorotellen pylvään läpi, "epäyhtenäinen kulku". Tämä lähde huomauttaa, että "epätasaista kulkua" ei voida välttää edes toimittaessa hyvin huolellisesti. Suurin USA-patentissa 3,539,505 esitetyistä nk. "suurihalkaisijäisistä pylväistä" on halkaisijaltaan 1,2 m ja 15 m pitkä. Kts. USA-patentin 3,539,505 esimerkki 5.U.S. Patent 3,539,505 relates in particular to "large" columns for the chromatographic separation of liquid streams. Throughout the column, liquid mixing devices are placed at certain intervals to prevent the "non-uniform passage" of liquid fractions of different concentrations formed along the length of the column when the feed stream and the liquid stream are fed alternately through the column. This source points out that "uneven flow" cannot be avoided even when handled very carefully. The largest of the so-called "large diameter columns" disclosed in U.S. Patent 3,539,505 is 1.2 m in diameter and 15 m in length. See Example 5 of U.S. Patent 3,539,505.
Timmins et ai., Large-Scale Chromatography: "New Separation Tool", Chemical Engineering, Vol. 76, ss. 170-178, toukokuu 1969, on esittänyt kaasukromatograafipylvään (s. 177), jonka halkaisija on 4,2 m, mutta tähän pylvääseen kuului "säteissekoituslaitteet, joilla kontrolloidaan epäyhtenäisyydet" (s. 178), luultavasti tyypiltään samanlaiset kuin jotka on kuvattu USA-patentissa 3,250,058. Kyseinen lähde kuvaa myös nestekromatografiapylväitä, joihin myös kuuluu säteissekoituslaitteet, mutta kuvattujen, halkaisijaltaan suurimpien neste-erotuspylväiden halkaisija on vain noin 1,2 m, mikä osoittaa, että kanavoitumista ja turbulenttia virtausta pidettiin paljon vaikeampana hallita 7 65086 nestesysteemeissä edes USA-patentissa 3,250,058 kuvatunlaisilla säteissekoituslaitteilla.Timmins et al., Large-Scale Chromatography: "New Separation Tool", Chemical Engineering, Vol. 76, p. 170-178, May 1969, discloses a gas chromatography column (p. 177) with a diameter of 4.2 m, but this column included "radial mixing devices for controlling non-uniformities" (p. 178), probably of a type similar to that described in U.S. Pat. in patent 3,250,058. This source also describes liquid chromatography columns, which also include jet mixing equipment, but the largest diameter liquid separation columns described are only about 1.2 m in diameter, indicating that channelization and turbulent flow were considered much more difficult to control in 7,65086 liquid systems even in U.S. Pat. No. 3,250,058. .
On olemassa monia uudempia patentteja, joiden kohteena on USA-patentissa 3,004,904 esitetyn menetelmän muunnokset. Esimerkiksi USA-patentissa 3,483,031 on esitetty menetelmä, jossa invertoidaan sakkaroosia ja sen jälkeen otetaan fruktoosi ia glukoosi talteen saattamalla sakkaroosin tai sakkaroosin, joka sisältää inverttisokeria, vesiliuos kosketukseen kalsiumioneilla varatun ioninvaihtimen kanssa, joka sisältää 1 - 30 % vapaita happoryhmiä. USApatentissa 3,416,961 on kuvattu USA-patentissa 3,044,904 esitetyn tyyppinen menetelmä, jossa effluenttivirta jaetaan vähintään kuuteen jakeeseen ja vähintään kaksi näistä kuudesta jakeesta kierrätetään takaisin erotuspylvään läpi.There are many more recent patents that address modifications of the method disclosed in U.S. Patent 3,004,904. For example, U.S. Patent 3,483,031 discloses a method of inverting sucrose and then recovering fructose and glucose by contacting an aqueous solution of sucrose or sucrose containing invert sugar with an ion exchanger charged with calcium ions containing 1 to 30% free acid groups. U.S. Patent 3,416,961 describes a method of the type disclosed in U.S. Patent 3,044,904 in which the effluent stream is divided into at least six fractions and at least two of these six fractions are recycled through a separation column.
USA-patentissa 3,483,031 käytettyjen pylväiden halkaisijat olivat 15 cm. On huomattava, että hartsin kutistumis- ja turpoamisilmiöitä on kuvattu sivulla 5, rivit 11 - 14, haittana, joka voi aiheuttaa lasipylväiden rikkoontumisen. Tämän hartsin ominaisuuden aiheuttaman ei-toivotun ilmiön välttämiseksi patentinhakijat käyttävät uutta lasiputkea, joiden jokaisen pituus 2 m. Hartsi-pedin korkeutena pidetään jokaisessa lasiputkessa vain 1,5 m, jolloin hartsipedin kokonaiskorkeus on noin 9 m, ja halkaisija on vain 15 cm. USA-patentissa 3,416,961 on kuvattu hartsipeti, jonka päällä on tyhjä tila (kts. sivu 7, rivit 48-50).The columns used in U.S. Patent 3,483,031 had diameters of 15 cm. It should be noted that the shrinkage and swelling phenomena of the resin are described on page 5, lines 11 to 14, as a disadvantage that can cause glass columns to break. To avoid the undesirable phenomenon caused by this resin property, the applicants use a new glass tube, each 2 m long. The height of the resin bed in each glass tube is considered to be only 1.5 m, giving a total resin bed height of about 9 m and a diameter of only 15 cm. U.S. Patent 3,416,961 describes a resin bed with a void space thereon (see page 7, lines 48-50).
Oheisen keksinnön mukainen menetelmä tuo esiin keinon, jolla oleellisesti parannetaan sokereiden seosliuosten kromatograafisen erotuksen tehokkuutta käytettäessä suurihalkaisijäisiä erotus-pylväitä, jotka sisältävät tiiviisti ja yhtenäisesti pakattua hiukkasmaista adsorbenttia. Menetelmässä, jossa adsorbentti pakataan erotuspylväisiin, käytetään hyödyksi sitä, että eräiden adsorbenttien tilavuus pienenee, kun ne joutuvat kosketukseen väkevien suolaliuosten kanssa, ja niiden tilavuus tämän jälkeen laajenee, kun adsorbentti pestään ylimääräisen sitoutumattoman suolan poistamiseksi. Erotuspylväs täytetään kokonaan supistu- 8 65086 neella adsorbentilia, minkä jälkeen pylväs suljetaan ja adsor-bentti pestään, jolloin se turpoaa ja pakkaantuu tiiviisti pylväskammioon.The process of the present invention provides a means of substantially improving the efficiency of chromatographic separation of mixed sugar solutions using large diameter separation columns containing a tightly and uniformly packed particulate adsorbent. The method of packaging the adsorbent into separation columns takes advantage of the fact that the volume of some adsorbents decreases when they come into contact with concentrated brine, and their volume then expands when the adsorbent is washed to remove excess unbound salt. The separation column is completely filled with shrinking adsorbentil, after which the column is closed and the adsorbent is washed, whereupon it swells and is tightly packed in the column chamber.
Oheinen keksintö tuo esiin menetelmän, jolla tiiviisti pakataan adsorbentti erotuspylväässä, jonka kammion leveys on vähintään 1,8 m. Menetelmä muodostuu vaiheista, joissa: a) sekoitetaan hartsia oleva adsorbentti reagenssin kanssa, joka on hartsiin sidotun kationin suolan väkevöity liuos, joka saa läsnäollessaan adsorbentin supistumaan, jolloin adsorbentti kykenee turpoamaan, kun ylimääräinen väkevöity reagenssi poistetaan, ja adsorbentti laitetaan tilavuudeltaan pienennetyssä tilassaan erotuspylvääseen; b) tehokkaasti rajoitetaan adsorbentti erotuspylvään kammioon; ja c) tämän jälkeen poistetaan rajoitetusta adsorbentista ylimääräinen väkevöity reagenssi, jolloin adsorbentti saadaan turpoamaan niin, että adsorbentti kokonaan ja yhtenäisesti pakkaantuu koko erotuspylvään kammioon.The present invention provides a method of tightly packing an adsorbent in a separation column having a chamber width of at least 1.8 m. The method comprises the steps of: a) mixing a resin adsorbent with a reagent which is a concentrated solution of a resin-bound cation salt in the presence of an adsorbent to contract, whereby the adsorbent is capable of swelling when the excess concentrated reagent is removed, and the adsorbent is applied in a reduced volume to a separation column; b) effectively limiting the adsorbent to the separation column chamber; and c) then removing the excess concentrated reagent from the limited adsorbent, causing the adsorbent to swell so that the adsorbent is completely and uniformly packaged throughout the separation column chamber.
Keksintö kohdistuu menetelmään fruktoosi/dekstroosiliuosten kro-matograafiseksi erottamiseksi, jolloin adsorbentti on tiiviisti pakattu erotuspylvääseen menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että sekoitetaan hartsia oleva adsorbentti reagenssin kanssa, joka on hartsiin sidotun kationin suolan väkevöity liuos, joka saa läsnäollessaan adsorbentin supistumaan, jolloin adsorbentti kykenee turpoamaan, kun ylimääräinen väkevöity reagenssi poistetaan, ja adsorbentti laitetaan tilavuudeltaan pienennetyssä tilassaan erotuspylvääseen; että tehokkaasti rajoitetaan adsorbentti erotuspylvään kammioon, ja sen jälkeen poistetaan rajoitetusta adsorbentista ylimääräinen väkevöity reagenssi, jolloin adsorbentti saadaan turpoamaan niin, että adsorbentti pakkaa kokonaan ja täydellisesti erotuspylvään kammion.The invention relates to a process for the chromatographic separation of fructose / dextrose solutions, the adsorbent being tightly packed in a separation column by a process characterized by mixing the resin adsorbent with a reagent which is a concentrated solution of the resin-bound cation salt. swell when the excess concentrated reagent is removed and the adsorbent is applied in a reduced volume to the separation column; that the adsorbent is effectively confined to the separation column chamber, and then the excess concentrated reagent is removed from the restricted adsorbent, causing the adsorbent to swell so that the adsorbent completely and completely compresses the separation column chamber.
Adsorbentti on parhaiten ristikkäissidottu, ytimestään sulfonoitu polystyreeni-kationihartsi, esimerkiksi hartsi, joka on ristikkäis- li 65086 sidottu 3-8 %:lla divinyylibentseeniä. Hartsiin sitoutunut kationi on parhaiten alkalimetalli, maa-aikaiimetaili tai hopea, mieluiten kalsium, barium, strontium tai hopea, ja kaikkein parhaiten kalsium. Konsentroitu reagenssi, jolla adsorbentti kutistetaan, on parhaiten hartsiin sidotun kationin suolan väkevä liuos.The adsorbent is preferably a crosslinked, core-sulfonated polystyrene cationic resin, for example, a resin crosslinked 65086 with 3-8% divinylbenzene. The cation bound to the resin is preferably an alkali metal, earth metal or silver, preferably calcium, barium, strontium or silver, and most preferably calcium. The concentrated reagent with which the adsorbent is shrunk is preferably a concentrated solution of the salt of the resin-bound cation.
Kuvattu pakkaussysteemi soveltuu erityisesti ristikkäissidotun, ytimessä sulfonoitujen polystyreenihartsien kalsiumsuoloille. Nämä hartsit sopivat erityisen hyvin fruktoosi- ja dekstroosisokerin sekaliuoksen erottamiseen, ja niitä myydään eri kauppanimillä, mukaanlukien Amberlite XE-200 (Rohm & Haas, Inc.), Dowex 50WX4 (Dow Chemical, Inc.) ja ZeoKarb 225 (Permutit, Inc.).The described packaging system is particularly suitable for calcium salts of crosslinked, core-sulfonated polystyrene resins. These resins are particularly well suited for separating a mixed solution of fructose and dextrose sugar and are sold under various trade names, including Amberlite XE-200 (Rohm & Haas, Inc.), Dowex 50WX4 (Dow Chemical, Inc.) and ZeoKarb 225 (Permutit, Inc.). .
Nämä hartsit myydään tavallisesti vety- tai natriumionimuodossa ja niiden normaali välitila on noin 30 %. Kun hartsi käsitellään väkevällä kalsiumkloridiliuoksella, se kutistuu niin, että sen kokonaistilavuus on alle 90 % alkuperäisestä tilavuudesta. Erotuspylväs täytetään tämän jälkeen kutistetulla hartsilla, ja hartsit suljetaan pylvääseen.These resins are usually sold in the form of hydrogen or sodium ions and have a normal intermediate volume of about 30%. When the resin is treated with a concentrated calcium chloride solution, it shrinks so that its total volume is less than 90% of the original volume. The separation column is then filled with shrinkable resin, and the resins are sealed in the column.
Tämän jälkeen rajoitettu hartsi pestään vedellä sitoutumattoman suolan poistamiseksi. Hartsi laajenee ja muodostaa positiivisen laajentumis-paineen erotuspylvään sisällä. Tämä laajenemispaine pakkaa tasaisesti ja tiiviisti pylvään hartsin, ja kun neste johdetaan pylvään läpi, tiiviisti pakattu hartsipeti estää kanavoitumisen ja turbulenssin. Keksinnön mukainen hartsin pakkausmenetelmä tekee mahdolliseksi käyttää halkaisijaltaan suurempia adsorbenttipetejä tarvitsematta käyttää sisäisiä ohjauslevy- tai virtauksenjakorakenteita. Tässä yhteydessä kuvataan erotuapylvään hartsipetejä, joiden halkaisija on jopa 4,2 m ja korkeus 2,1 m. Hartsipetejä, joiden halkaisija on oleellisesti suurempi, voitaneen käyttää tarvitsematta sisäsisä virtauksenjakorakenteita, jolloin oleellisesti voidaan liäätä systeemistä saatavan ulostulon kokonaistilavuutta.The limited resin is then washed with water to remove unbound salt. The resin expands and creates a positive expansion pressure inside the separation column. This expansion pressure evenly and tightly compresses the column resin, and when the liquid is passed through the column, the tightly packed resin bed prevents channelization and turbulence. The resin packaging method of the invention makes it possible to use larger diameter adsorbent beds without the need for internal baffle or flow distribution structures. In this connection, separation column resin beds with a diameter of up to 4.2 m and a height of 2.1 m are described. Resin beds with a substantially larger diameter could be used without the need for internal flow distribution structures, whereby the total volume of outlet from the system can be substantially increased.
Kuvatussa systeemissä on sarjaan asetettu joukko sylinterimäisiä pylväitä, joiden halkaisija on 4,2 m ja korkeus 2,1 m. Jokainen pylväs sisältää tiiviisti ja tasaisesti pakattua hiukkasmaista adsorbenttia ja jokainen pylväs on varustettu virtauslaitteilla, jotka yhdistävät peräkkäiset pylväät ja johtavat niiden läpi syöttövirran, eluentti-virran ja mahdollisesti palautusvirran ennalta määrätyssä järjestyk-In the described system, a series of cylindrical columns with a diameter of 4.2 m and a height of 2.1 m are arranged in series. Each column contains a tightly and evenly packed particulate adsorbent and each column is equipped with flow devices connecting the successive columns and passing the feed stream through them. current and possibly the return current in a predetermined order
SS
___ - Γ" 10 6 5 0 8 6 sessä. Jonkin tietyn syöttövirran tilavuutta ja virtauksen kokonais-aikaa voidaan säätää haluttujen ulostulo- ja syöttövirtojen avulla.___ - Γ "10 6 5 0 8 6. The volume of a given supply current and the total flow time can be adjusted by means of the desired output and supply currents.
Ulostulovirtoja voidaan kontrolloida laitteilla, jotka mittaavat taitekertoimen tai optisen kääntökyvyn, ja ajoituslaitteilla tai näiden yhdistelmillä.Output currents can be controlled by devices that measure refractive index or optical rotation, and by timing devices or combinations thereof.
Syöttövirran tilavuus voi vaihdella 0,3:sta 1,0-kertaiseen pedin tilavuuteen syöttövirran yhtä jaksoa kohti. Kuvatulla systeemillä tarvittava eluointiveden tilavuus on noin 0,6 kertaa pedin tilavuus, kun syöttövirta on noin 0,5 kertaa pedin tilavuus.The volume of the feed stream can vary from 0.3 to 1.0 times the volume of the bed per cycle of feed stream. The volume of elution water required for the described system is about 0.6 times the volume of the bed, while the feed flow is about 0.5 times the volume of the bed.
Kun käytetään syöttövirtaa, joka sisältää 42 % fruktoosia, 50 % dekstroosia ja 8 % korkeampia sakkarideja kuiva-ainepitoisuuden ollessa noin 50 %, on mahdollista säätää effluenttivirtoja niin, että fruktoosin konseiitraatioksi saadaan 30 - 99 +%. Tällä hetkellä 2 käytetty virtausnopeus systeemin läpi on noin 16 - 29 l/min./m , ja jotta saataisiin parhaat tulokset,^systeemiä käytetään lämpötilassa välillä 49 - 71°C.By using a feed stream containing 42% fructose, 50% dextrose and 8% higher saccharides at a dry matter content of about 50%, it is possible to adjust the effluent flows so that the fructose consistency is 30-99 +%. The flow rate currently used 2 through the system is about 16 to 29 l / min / m, and for best results, the system is operated at a temperature between 49 and 71 ° C.
Keksinnössä käytetyt suurihalkaisijaiset erotuspylväät muodostar-vat taloudellisen systeemin, jolla voidaan kromatograafisesti erottaa sokereiden sekaliuoksia, jotka sisältävät fruktoosia ja dekstroosia ja muita korkeampia sokereita. Tällaisia korkeampia fruktoosisokereita saadaan maissitärkkelyksestä, jota on runsaasti saatavissa.The large diameter separation columns used in the invention provide an economic system for chromatographically separating mixed solutions of sugars containing fructose and dextrose and other higher sugars. Such higher fructose sugars are obtained from corn starch, which is abundantly available.
Nämä runsasfruktoosiset maissi-makeutusaineet makeuttavat yhtä hyvin kuin sakkaroosi, muttanne ovat halvempia ja niiden kalorimäärä on alhaisempi.These high-fructose corn sweeteners sweeten as well as sucrose, but are cheaper and lower in calories.
Mukaanliitetyissä piirustuksissa:In the accompanying drawings:
Kuvio 1 esittää kaupallista, suuritilavuuksista fruktoosin ja dekstroo-sin erotussysteemiä.Figure 1 shows a commercial, high volume fructose and dextrose separation system.
Kuvio 2 esittää kaaviollisesti sivultapäin ja osittain leikattuna kuviossa 1 käytetyn systeemin erotuspylvään rakenteen yksityiskohtia.Figure 2 is a schematic side and partial sectional detail of the structure of the separation column of the system used in Figure 1.
11 β 508611 β 5086
Kuvio 3 esittää kaaviollisesti - kaikkia osia ei esitetty - kuvion 2 mukaista laitetta pitkin viivaa 3-3, jolloin kuvassa näkyy erotuspylvään ylä- ja pöhjavahvistusten putkimainen muoto.Fig. 3 schematically shows - not all parts - the device according to Fig. 2 along the line 3-3, whereby the view shows the tubular shape of the upper and bottom reinforcements of the separation column.
Kuvio 4 on suurennettu leikkauskuva kuvion 2 alueelta A ja se esittää hartsin pidätyslaitteita ja yksityiskohtaa virtausjakosystee-mistä.Figure 4 is an enlarged sectional view of area A of Figure 2 and shows the resin retention devices and detail of the flow distribution system.
Kuvio 5 on kolmen pylvään sarjan ulostulovirran tyypillinen konsentraa-tioprofiili.Figure 5 is a typical concentration profile of the output current of a series of three columns.
Kuviossa 1 esitetyssä erotussysteemin suoritusmuodossa täytetään ero-tuspylväät 1-1 - 1-9 ensin Amberlite XE-200 hartsilla hartsin täyttö-säiliöstä 2. Hartsi lietetään ensin 20 - 25-painoprosenttiseen kalsium-kloridiliuokseen, jolloin se kutistuu haluttuun välitilavuuteen. Kal-siumkloridiliuos syötetään hartsin täyttösäiliöön eluointiveden säiliöstä 3 pesuvesiputken 4a kautta. Jokainen erotuspylväs 1-1 - 1-9 täytetään kokonaan kutistetulla hartsilla ja pylväs suljetaan lukuunottamatta pesuvesilinjaa 4a. Tämän jälkeen jokaiseen pylvääseen, joka sisältää kutistettua hartsia, syötetään deionisoitua vettä, joka pesee pois ylimääräisen kalsiumionin ja saa hartsin turpoamaan. Koska pylväät on suljettu, hartsi voi laajeta vain itseään vasten, jolloin hartsin välitilavuus pienenee ja hartsihiukkaset pakkaantuvat tiiviisti yhteen.In the embodiment of the separation system shown in Figure 1, the separation columns 1-1 to 1-9 are first filled with Amberlite XE-200 resin from the resin filling tank 2. The resin is first slurried in a 20-25% by weight calcium chloride solution to shrink to the desired intermediate volume. The calcium chloride solution is fed to the resin filling tank from the elution water tank 3 through the wash water pipe 4a. Each separation column 1-1 to 1-9 is completely filled with shrunken resin and the column is closed except for the wash water line 4a. Deionized water is then fed to each column containing shrunken resin, which washes away excess calcium ion and causes the resin to swell. Because the columns are closed, the resin can only expand against itself, thereby reducing the interstitial volume of the resin and packing the resin particles tightly together.
Hartsin turpoaminen aiheuttaa myös erotuspylvästä vasten suuntautuvan 2 positiivisen paineen, joka on välillä 0,2 - 1,2 kg/cm riippuen supistumisasteesta ja tämänjälkeisestä laajenemisesta, jotka ovat suoraan verrannollisia käytetyn kalsiumkloridiliuoksen kcnsentraatioon. Hartsin laajenemispaine on riippumaton pylvään korkeudesta, vaikkakin lähellä pylvään pohjaa tehdyt mittaukset on korjattava pylvään lisäpaineen suhteen. Kun käytetään 20-prosenttista kalsiumkloridiliuosta, pylvään seiniin kohdistuvat tyypilliset laajenemispaineet ovat noin 0,2 - 0,7 kg/cm^.The swelling of the resin also causes a positive pressure 2 against the separation column of between 0.2 and 1.2 kg / cm depending on the degree of contraction and subsequent expansion, which are directly proportional to the concentration of the calcium chloride solution used. The expansion pressure of the resin is independent of the height of the column, although measurements made near the bottom of the column must be corrected for the additional pressure in the column. When a 20% calcium chloride solution is used, typical expansion pressures on the column walls are about 0.2 to 0.7 kg / cm 2.
Jokainen erotuspylväs 1-1 - l*r9 on yleisesti ottaen rakennettu kuten piirustusten kuvioissa 2 - 4 on esitetty. Pylväät ovat sylinterimäisiä. Niissä on sylinterimäinen sivuseinä 5, yläseinä 6 ja pohjaseinä 7.Each separation column 1-1 to l * r9 is generally constructed as shown in Figures 2 to 4 of the drawings. The columns are cylindrical. They have a cylindrical side wall 5, a top wall 6 and a bottom wall 7.
12 6508612 65086
Yläseinä 6 on vahvistettu puolipallon muotoisella päätykappaleella 8 ja pohjaseinä 7 on vahvistettu samanlaisella puolipallon muotoisella päätykappaleella 9. Kaikkien pylväiden 1-1 - 1-9 hartsipedin korkeus on noin 2,1 m ja halkaisija noin 4,2 m. Käytetystä hartsin-pakkausmenetelmästä johtuen pylväissä ei tarvita lainkaan sisäisiä ohjaus levyjä.The top wall 6 is reinforced with a hemispherical end piece 8 and the bottom wall 7 is reinforced with a similar hemispherical end piece 9. The resin bed height of all columns 1-1 to 1-9 is about 2.1 m and the diameter about 4.2 m. Due to the resin packing method used in the columns no internal control discs are required at all.
Päätykappaleissa 8 ja 9 on virtauksen jakoputket 10, jotka ovat yhteydessä syöttöputkiin 11 ja poistoputkiin 12, kuten kuviossa 1 on esitetty. Päätykappaleet 8 ja 9 on varustettu myös monella rengasmaisella tukirenkaalla 13, jotka pitävät yläseinän 6 ja pohjaseinän 7 oleellisesti jäykissä, vaakasuorissa yhdensuuntaisissa tasoissa. Kunnollisenierotustehon kannalta on tärkeää, että erotuspylväiden läpi virtaava nestevirtaus on niin yhtenäinen kuin mahdollista kautta koko pedin leveyden. Jotta fruktoosin ja dekstroosin eroaminen olisi mahdollisimman tehokasta, tulisi effluentin konsentraation olla niin yhtenäinen kuin mahdollista kolmannen erotuspylvään hartsipedin kaikkein alimmassa vaakatasossa.The end pieces 8 and 9 have flow manifolds 10 which communicate with supply pipes 11 and outlet pipes 12, as shown in Figure 1. The end pieces 8 and 9 are also provided with a plurality of annular support rings 13 which keep the top wall 6 and the bottom wall 7 in substantially rigid, horizontal parallel planes. It is important for proper separation efficiency that the liquid flow through the separation columns is as uniform as possible across the entire width of the bed. In order for the separation of fructose and dextrose to be as efficient as possible, the effluent concentration should be as uniform as possible in the lowest horizontal plane of the resin bed of the third separation column.
Tavallisesti suljettuna olevaa tuloaukkoa 14 voidaan käyttää hartsin täyttämiseen pylvääseen. Sivuseinän 5 pohjan lähelle on sijoitettu samanlainen, tavallisesti suljettuna oleva tuloaukko 15, jota voidaan käyttää hartsin poistamiseen pylväästä ja tienä, jonka kautta päästään tekemään korjaukset pylvään sisällä.The normally closed inlet 14 can be used to fill the resin into the column. Near the bottom of the side wall 5 there is a similar, usually closed inlet 15 which can be used to remove the resin from the column and as a way through which repairs can be made inside the column.
Sekä yläseinässä 3 että pöhjaseinässä 7 on sisempi pidätysverkko 16, joka on valmistettu ruostumattomasta teräksestä ja joka rajaa hartsin pylväässä. Hartsinpidätysverkkona käytetään nykyään Neva-Clog Screen-verkkoa, valmistaja Multi-Metal Wire Cloth, Inc., Täppan, New York, USA. Se on kuvattu USA-patentissa 3,052,360. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut erottimet 17 on sijoitettu aivan pidätysverkon 16 ulkopuolelle, jolloin ne erottavat pidätysverkon 16 ja hartsin 18 pylvään vastaavista päätyseinistä 6 ja 7. Erottimet 17 muodostavat virtauksen jakolaitteen nestemäiselle syöttövirralle ja eluointive-delle, jotka tulevat pylvääseen ja poistuvat siitä putkien 10 kautta, jotka ovat yhteydessä toisiinsa pylvään vastaavissa päätyseinissä 6 ja 7 sijaitsevien aukkojen 19 kautta. Erottimen 17 muodostaa nykyään valssattu ruostumaton teräslanka, jonka paksuus on 0,157 cm-ja jossa on 2,4 mm aukkoja. Tällä hetkellä käytettyä erotinta 17Both the top wall 3 and the bottom wall 7 have an inner retaining mesh 16 made of stainless steel and delimiting the resin column. The resin retention mesh currently used is the Neva-Clog Screen mesh, manufactured by Multi-Metal Wire Cloth, Inc., Täppan, New York, USA. It is described in U.S. Patent 3,052,360. Stainless steel separators 17 are located just outside the retention screen 16, separating the retention screen 16 and the resin 18 column from the respective end walls 6 and 7 of the column. The separators 17 form a flow distributor for the liquid feed stream and elution water entering and leaving the column 10. are connected to each other through openings 19 in the respective end walls 6 and 7 of the column. The separator 17 is currently formed by rolled stainless steel wire with a thickness of 0.157 cm and openings of 2.4 mm. Currently used separator 17
IIII
13 65086 myydään tavaramerkillä Por-O-Septa ja se on saatavissa Multi-Metal Wire Cloth, Inc.-yhtiöltä, Tappan, New.York, USA.13,65086 is sold under the trademark Por-O-Septa and is available from Multi-Metal Wire Cloth, Inc., Tappan, New.York, USA.
Kuviossa 4 on esitetty yksityiskohta, joka havainnollistaa putken 10 yhteyttä päätyseinään 7. Putket 10 on sijoitettu säännöllisin välein päätyseinien 6 ja 7 poikki niin, että nestevirtaus jakaantuu tasaisesti päätyseinien 6 ja 7 läpi erottimelle 17, joka on hartsin pidättävän verkon 16 vieressä. Nestevirtauksen suunta voidaan kääntää vastakkaiseksi niin, että systeemi voidaan pestä vastavirtaan, jos tämä havaitaan tarpeelliseksi.Fig. 4 shows a detail illustrating the connection of the tube 10 to the end wall 7. The tubes 10 are arranged at regular intervals across the end walls 6 and 7 so that the liquid flow is evenly distributed through the end walls 6 and 7 to a separator 17 adjacent the resin retaining network 16. The direction of fluid flow can be reversed so that the system can be flushed countercurrently if deemed necessary.
Näissä pylväissä käytetty hartsi 18 on Amberlite XE-200, joka on saatu Rohm & Haas Corporation-yhtiöltä, Philadelphia, Pennsylvania, USA. Hartsi saadaan hatriumsuolan muodossa ja se muunnetaan kaisiumsuolamuotoon edellä kuvatulla pylvään täyttö-menettelyllä. Amberlite XE-200 hartsi kuvataan vahvasti kationiseksi, ristikkäissidotuksi, ydinsulfonoiduksi polystyr^enj-hartsiksi.The resin 18 used in these columns is Amberlite XE-200 obtained from Rohm & Haas Corporation, Philadelphia, Pennsylvania, USA. The resin is obtained in the form of the sodium salt and converted to the cesium salt form by the column loading procedure described above. Amberlite XE-200 resin is described as a strongly cationic, crosslinked, nuclear sulfonated polystyrene resin.
Hartsi on ristikkäissidottu noin 4-6 painoprosentilla divinyyli-bentseeniä, mikä tekee sen stabiilimmaksi. Hartsin hiukkaskoko on välillä 200 - 500 mikronia (30 - 50 mesh).The resin is crosslinked with about 4-6% by weight of divinylbenzene, which makes it more stable. The particle size of the resin is between 200 and 500 microns (30 to 50 mesh).
Hartsi kykenee erottamaan fruktoosin syöttövirrasta, joka sisältää fruktoosia ja dekstroosia ja korkeampia sokereita, kun syöttövirta pilkotetaan säädetyllä virtausnopeudella pylvään läpi peräkkäisinä, määrätyn tilavuisina pulsseina, jolloin jokaista pulssia seuraa pulssi eluointivettä. Koska hartsin ja vastaavien sokereiden affiniteetin välillä on ere* sokerit poistuvat pylväästä peräkkäin. Korkeammat sokerit pöistuvat ensin ja sen jälkeen tulee dekstroosi ja tämän jälkeen fruktoosi. Eluointiveden peräkkäiset pulssit irroitta-vat fruktoosin eluointiveteen niin, että saadaan runsaasti fruktoosia sisältävä pulssi eluoihtivettä, jota seuraa käsitellyn syöttövirran pulssi, joka sisältää runsaasti edeltävää dekstroosia ja korkeampia sokereita. Erottumisen tehokkuus on suorassa suhteessa hartsin pituuteen ja eluointiveden määrää^ joka käytetään fruktoosin poistamiseen pedistä. Runsaasti fruktoosia sisältävä eluointivesi otetaan talteen johtamalla syklisellä tavalla ulostulo-(effluentti) virta sarjan viimeisestä erotuspylväästä tuotesäiliöön, kun fruktoosin pitoisuus on yli 27 - 32 %.The resin is capable of separating fructose from a feed stream containing fructose and dextrose and higher sugars when the feed stream is digested at a controlled flow rate through the column in successive, defined volume pulses, with each pulse followed by a pulse of elution water. Because of the affinity between the resin and the corresponding sugars, the ere * sugars leave the column sequentially. The higher sugars first rise and then come dextrose and then fructose. Successive pulses of elution water release fructose into the elution water to obtain a fructose-rich pulse of eluent water, followed by a pulse of treated feed stream rich in pre-dextrose and higher sugars. The separation efficiency is directly related to the length of the resin and the amount of elution water used to remove fructose from the bed. Fructose-rich elution water is recovered by cyclically directing the effluent from the last separation column in the series to the product tank when the fructose content is above 27-32%.
Eri virrat pumpataan pumppujen 20 avulla systeemin läpi aikakontrol-loidussa järjestyksessä. Syöttövirran ja eluointiveden virtausta 14 65086 kunkin pylvään läpi säädetään venttiileillä 21 ja 22, joita käyttää kaksoissäätölaite 23, joka sulkee venttiilin 21, kun venttiili 22 on avoin, ja päinvastoin. Tällä tavoin vuorotellaan syöttövirtaa ja eluointiveden virtaa säätölaitteen 23 vastaanottamien signaalien perusteella. Oheisessa systeemissä erotuspylväät 1-1 - 1-3 toimivat sarjassa. Erotuspylväät 1-4 - 1-6 toimivat toisessa sarjassa ja erotuspylväät 1-7 - 1-9 toimivat kolmantena pylvässarjana. Näitä kolmea vierekkäistä pylvässarjaa käytetään tyypillisesti yhdessä rinnakkain ja yhtenä yksikkönä. Systeemin yhteistehoa voidaan lisätä suorassa suhteessa lisättyjen pylväiden määrällä lisäämällä vielä pylvässarjoja. Pylväät voivat toimia identtisillä aikajaksoilla tai ryhmiteltynä niin, että yhteen pylvässarjaan tulee syöttövirta samalla kun toiseen sarjaan tulee eluointivettä.The various streams are pumped by the pumps 20 through the system in a time-controlled order. The flow of feed stream and elution water 14 65086 through each column is controlled by valves 21 and 22 operated by a dual control device 23 which closes valve 21 when valve 22 is open, and vice versa. In this way, the feed current and the elution water flow are alternated on the basis of the signals received by the control device 23. In the attached system, separation columns 1-1 to 1-3 operate in series. Separation columns 1-4 to 1-6 function in the second series and separation columns 1-7 to 1-9 function as the third column series. These three adjacent sets of columns are typically used together in parallel and as a single unit. The total power of the system can be increased in direct proportion to the number of columns added by adding more column sets. The columns can operate at identical time periods or grouped so that one series of columns is supplied with feed while the other series is supplied with elution water.
Sarjan viimeisessä erotuspylväässä on poistoputki 24, jossa on kaksi poistoaukkoa 25 ja 26. Virtaussuuntaa poistoaukkoihin 25 ja 26 säädetään vastaavasti venttiileillä 27 ja 28, joita säädetään kaksois-säätölaitteella 29, joka on samanlainen kuin säätölaite 23 eli kun venttiili 27 sulkeutuu, venttiili 28 aukeaa. Poistoputki 25 säädetään niin, että se on auki, kun runsaasti fruktoosia sisältävä eluointivesi poistuu pylväästä 1-3 putken 24 kautta.The last separation column in the series has an outlet pipe 24 with two outlets 25 and 26. The flow direction to the outlets 25 and 26 is controlled by valves 27 and 28 respectively controlled by a double control device 29 similar to the control device 23, i.e. when valve 27 closes, valve 28 opens. The outlet pipe 25 is adjusted so that it is open when the eluting water rich in fructose leaves the column 1-3 via the pipe 24.
Ulostulovirran fruktoosipitoisuutta rekisteröidään taitekerroinmitta-rilla 30 tai optisen kääntökyvyn mittarilla 31, joilla varmistetaan venttiileiden 27 ja 28 täsmällinen valvonta niin, että varmistaudutaan, että haluttu tuote johdetaan putken 25 kautta tuotesäiliöön 32. Kun tuotetta ei johdeta poistoaukkoon 25, venttiili 28 on auki, ja pylväiden putkesta 24 tuleva ulostulo suunnataan palautussäiliöön 33. Palautussäiliön 33 materiaali voidaan kierrättää takaisin systeemin läpi kaiken jäljelle jääneen fruktoosin poistamiseksi tai se voidaan ohjata muuhun käsittelyyn, kuten isomerointiprosessiin tai entsy-maattiseen konversiosysteemiin, jossa käytetään glukoamylaasia, joka edelleen muuntaa sen korkeammat sokerit dekstroosiksi. Palautus-virta voidaan myös myydä huonompilaatuisena tuotteena riippuen mahdollisesta taloudellisesta korvauksesta. Tuotesäiliössä 32 olevan tuotteen konsentraatio on tavallisesti alhaisempi kuin mitä kaupallisesti on toivottavaa, joten se on haihdutettava vesipitoisuuden pienentämiseksi. Tyypillinen runsasfruktoosinen tuote sisältää haihduttamisen jälkeen noin 74 - 78 % kuiva-ainetta ja noin 55 painoprosenttia fruktoosia, 42 painoprosenttia dekstroosia ja 3 painoprosenttia korkeampia sakkarideja.The fructose content of the outlet stream is recorded by a refractive index meter 30 or an optical rotation meter 31 to ensure accurate monitoring of valves 27 and 28 to ensure that the desired product is passed through line 25 to product tank 32. When product is not led to outlet 25, valve 28 is open and the outlet from tube 24 is directed to recovery tank 33. The material in recovery tank 33 may be recycled through the system to remove any remaining fructose or may be directed to other treatment, such as an isomerization process or an enzymatic conversion system using glucoamylase to further convert it to higher levels. The return stream can also be sold as a lower quality product depending on any financial compensation. The concentration of product in the product container 32 is usually lower than what is commercially desirable, so it must be evaporated to reduce the water content. A typical high fructose product after evaporation contains about 74 to 78% dry matter and about 55 weight percent fructose, 42 weight percent dextrose, and 3 weight percent higher saccharides.
i 15 65086i 15 65086
Eluointiveden säiliö 3 ja siirapin syöttösäiliö 37 ovat vastaavasti varustetut kuumentamilla 34 ja 35, jotka pitävät eluointiveden ja syöttövirran lämpötila-alueella 60 - 71°C. Jos toimitaan alhaisemmassa lämpötilassa, mikrobit voivat kontaminoida hartsipedit, kun taas korkeammissa lämpötiloissa kuin 71°C on vaara, että tuote värjääntyy. Haluttu tuote on nykyään väritön.The elution water tank 3 and the syrup supply tank 37 are provided with heaters 34 and 35, respectively, which keep the elution water and the feed stream in the temperature range of 60 to 71 ° C. If operated at a lower temperature, microbes can contaminate the resin beds, while at temperatures higher than 71 ° C there is a risk of the product discoloring. The desired product today is colorless.
Kun systeemi on toiminnassa, nesteen paine nousee ja laskee syklisesti, kun neste virtaa erotuspylvään 1-1 - 1-9 pakatun pedin läpi. Normaalissa erotustoiminnassa hartsipedin tiiveysaste, pylvään korkeus ja virtausnopeus pysyvät oleellisesti vakioina. Pääasiallinen muuttuja on nestepaineen syklinen muutos, jonka aiheuttaa viskositeetti-muutos, kun syöttösiirapin konsentraatio vaihtelee veden minimiarvosta korkeimpaan siirapin konsentraatioon.When the system is operating, the pressure of the liquid rises and falls cyclically as the liquid flows through the packed bed of the separation column 1-1 to 1-9. In normal separation operation, the degree of tightness of the resin bed, the height of the column, and the flow rate remain substantially constant. The main variable is the cyclic change in fluid pressure caused by the change in viscosity when the concentration of the feed syrup varies from the minimum value of water to the highest concentration of the syrup.
Amberlite XE-200 hartsi pystyy erottamaan dekstroosin fruktoosista molekyylieksluusion avulla. Hartsipeti pidättää fruktoosin löyhästi luultavasti kalsium-fruktoosikömpleksina. Fruktoosi pysyy hartsiin liittyneenä, kunnes eluointivesivirta ilmeisesti heikentää fruktcöo-sin kiinnittymistä hartsiin ja eluoi fruktoosin hartsista kuviossa 5 esitetyllä syklisellä tavalla. Fruktoosin konsentraatiota eluointi-virrassa on mahdollista lisätä lisäämällä eluointiveden määrää tai kierrättämällä rikastetut fruktoosivirrat niin, ettäeerotetaan lisää dekstroosia ja korkeampia sokereita fruktoosista. Käyttämällä erilaisia kierrätysjärjestelmiä ja käyttämällä enemmän eluointivet*ä on mahdollista saada oleellisesti puhdasta fruktoosia, mutta taloudelliset tekijät on otettava huomioon. Kierrätysvirtoihin liittyvä aika ja energia, laimeamman tuotteen haihduttamiseen kuluvat energiakustannukset ja kaupallinen tarve ovat kaikki tekijöitä, jotka on otettava huomioon määrättäessä se fruktoosin konsentraatiotaso, joka systeemillä valmistetaan.Amberlite XE-200 resin is able to separate dextrose from fructose by molecular exclusion. The resin bed loosely retains fructose, probably as a calcium-fructose complex. Fructose remains attached to the resin until the elution water stream apparently impairs the attachment of the fructose to the resin and elutes the fructose from the resin in the cyclic manner shown in Figure 5. It is possible to increase the concentration of fructose in the elution stream by increasing the amount of elution water or by recirculating the enriched fructose streams so that more dextrose and higher sugars are separated from the fructose. By using different recycling systems and using more elution water, it is possible to obtain substantially pure fructose, but economic factors must be taken into account. The time and energy associated with the recycle streams, the energy costs to evaporate the dilute product, and the commercial need are all factors that must be considered in determining the level of fructose concentration that the system produces.
Nykyään kaikki edellä olevat tekijät edellyttävät tuotetta, jonka fruktoosikonsentraätio on välillä 55 - 65 painoprosenttia fruktoosia. Tällaisen tuotteen dekstroosipitoisuus on välillä noin 40 - 50 painoprosenttia. Korkeampien sokereiden pitoisuus voidaan pitää alle noin 8 painoprosentin.Today, all of the above factors require a product with a fructose concentration of between 55 and 65% by weight fructose. The dextrose content of such a product is between about 40 and 50% by weight. The content of higher sugars can be kept below about 8% by weight.
Kuviossa 5 on esitetty edellä olevan systeemin konsentraatioprofiili, 16 65086 kun syöttövirta on deionisoitua maissisiirappia, joka sisältää 42 % fruktoosia, 50 % dekstroosia, 8 % korkeampia sakkarideja ja jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 50 %. Syöttösiirappi saadaan entsymaat-tisesta isomerisoinnista. Deionisoitu eluointivesi johdetaan erotus-pylväs systeemin läpi putken 4 kautta vuorotellen putken 38 kautta syötetyn syöttösiirapin kanssa.Figure 5 shows the concentration profile of the above system, 16,65086 when the feed stream is deionized corn syrup containing 42% fructose, 50% dextrose, 8% higher saccharides and having a dry matter content of about 50%. The feed syrup is obtained from enzymatic isomerization. The deionized elution water is passed through the separation column system through line 4 alternately with the feed syrup fed through line 38.
Kun kuvatussa erotussysteemissä käytetään edellä mainittua syöttövirtaa, joka sisältää 42 % fruktoosia, täydelliseen jaksoon pylväiden 1-1 - 1-3 läpi kuluu noin 330 minuuttia, kun virtausnopeus on 2 20,3 l/min./m . Tämän tyypillisen 330 minuutin jakson aikana effluen-tin konsentraatio nousee noin 150 minuutin aikana 1 painoprosentin kuiva-ainepitoisuudesta 48 painoprosenttiin ja sen jälkeen laskee 180 minuutin aikana 1 % kuiva-ainepitoisuuteen.When the above-mentioned feed stream containing 42% fructose is used in the described separation system, a complete cycle through columns 1-1 to 1-3 takes about 330 minutes at a flow rate of 2 20.3 l / min / m. During this typical 330 minute period, the effluent concentration increases in about 150 minutes from a dry matter content of 1% by weight to 48% by weight and then decreases in 180 minutes to a dry matter content of 1%.
Saman jakson aikana effluenttivirran fruktoosipitoisuus kasvaa noin 250 minuutissa 0:sta 90 %:iin fruktoosia ja sen jälkeen laskee nopeasti seuraavan 80 minuutin aikana noin 0 % konsentraatioon.During the same period, the fructose content of the effluent stream increases from 0 to 90% fructose in about 250 minutes and then rapidly decreases to a concentration of about 0% over the next 80 minutes.
Kun halutaan 55-prosenttinen fruktoosituote, effluentti johdetaan tuotesäiliöön 32, kun fruktoosipitoisuus on välillä 28 - 32 % ja korkeampi. Effluentti johdetaan palautussäiliöön 33, kun fruktoosi-pitoisuus on alhaisempi kuin 28 - 32 %.When a 55% fructose product is desired, the effluent is passed to the product tank 32 when the fructose content is between 28 and 32% and higher. The effluent is fed to the recovery tank 33 when the fructose content is lower than 28-32%.
Sekä syötön että eluointiveden syöttömääränäi. tulisi pitää noin 2 16,2 - 82 l/min./m . Kun virtausnopeutta nostetaan, seurauksena on suurempi painehäviö pylväässä ja jonkin verran alhaisempi erotus-tehokkuus, mutta ulostulon tilavuus kasvaa. Optimivirtausnopeus on määritettävä kyseiselle systeemille prosessin kokonaistalouden perusteella.Both feed and elution water feed rates. should be maintained at about 2 16.2 to 82 l / min / m. As the flow rate is increased, a higher pressure drop across the column and somewhat lower separation efficiency results, but the outlet volume increases. The optimum flow rate must be determined for that system based on the overall economy of the process.
Kun halutaan valmistaa 90-prosenttinen fruktoosituote käyttämällä edellä olevaa erotussysteemiä, voidaan käyttää seuraavia vaiheita. Edellä kuvatunlainen syöttövirta, joka sisältää 42 % fruktoosia, 50 % dekstroosia, 8 % korkeampia sokereita ja jonka kuiva-aienpitoisuus on 50 %, syötetään pylvääseen aikana, joka kuluu syöttämään jaksoa kohti tilavuuden, joka on 0,2 - 0,3 kertaa hartsin tilavuus. Virtaus- 2 nopeus on 16,2 - 28,6 l/min./m .When it is desired to prepare a 90% fructose product using the above separation system, the following steps can be used. A feed stream as described above containing 42% fructose, 50% dextrose, 8% higher sugars and a dry matter content of 50% is fed to the column during the time taken to feed per cycle a volume of 0.2 to 0.3 times the volume of the resin. . The flow rate 2 is 16.2 to 28.6 l / min / m.
i v .i v.
17 6508617 65086
Kun systeemin effluenttivirta sisältää fruktoosia 60 - 75 % ja kuiva-ainepitoisuus on 20 - 30 % tai korkeampi, effluenttivirta johdetaan takaisin pylväiden läpi kiertovirtana. Välittömästi sen jälkeen, kun edellä mainittu palautusvirta on syötetty pylväisiin, lisätään eluoin-tivettä, jonka pH on 4 - 5. Eluointiveden kokonaistilavuuden tulisi olla välillä 0,2 - 0,7 kertaa hartsin tilavuus jaksoa kohti virtaus-nopeuden ollessa 16,2 - 28,6 l/min./m . Kun systeemin palautuseffluent-ti sisältää 80 - 87 % fruktoosia ja kuiva-ainepitoisuus on yli 5 %, effluentti johdetaan tuotesäiliöön ja otetaan talteen tuotteena.When the effluent stream of the system contains 60 to 75% fructose and the dry matter content is 20 to 30% or higher, the effluent stream is recirculated through the columns as a circulating stream. Immediately after the above-mentioned reflux stream is applied to the columns, elution water having a pH of 4 to 5 is added. The total volume of elution water should be between 0.2 and 0.7 times the volume of resin per cycle at a flow rate of 16.2 to 28 .6 l / min / m. When the system recovery effluent contains 80-87% fructose and the dry matter content is more than 5%, the effluent is passed to the product tank and recovered as a product.
Tämän jakeen fruktoosin kokonaiskonsentraatio on noin 90 % fruktoosia tai korkeampi. Tuotevirran keskimääräinen kuiva-ainepitoisuus on noin 16 % ja tuote voidaan edelleen puhdistaa esimerkiksi suodattamalla, haihduttamalla ja deionisoimalla niin, että saadaan tuotetta, jonka kuiva-ainepitoisuus on 79,5 - 80,5 % ja joka sisältää 90 -92,5 % fruktoosia, noin 5 - 7 % dekstroosia ja noin 1 - 3 % korkeampia sokereita.The total concentration of fructose in this fraction is about 90% fructose or higher. The average dry matter content of the product stream is about 16% and the product can be further purified, for example by filtration, evaporation and deionization, to give a product with a dry matter content of 79.5-80.5% and containing 90-92.5% fructose. about 5 to 7% dextrose and about 1 to 3% higher sugars.
Edellä oleva yksityiskohtainen kuvaus=osoittaa, että keksinnön mukainen systeemi ja menetelmä on varsin joustava. Fruktoosia sisältäviä siirappeja, joissa fruktoosia on hyvin vähän tai jotka ovat oleellisesti puhdasta fruktoosia, voidaan taloudellisesti erottaa sokeri-seoksista, jotka sisältävät fruktoosia, dekstroosia ja muita polysakkarideja. Samoista sokereiden seoksista voidaan valmistaa tuote-virtoja, jotka sisältävät pienen määrän dekstroosia ja myös oleellisesti puhdasta dekstroosia. Vaikkakin erotuskustannukset kasvavat oleellisesti, kun fruktoosin konsentraatio kasvaa 55 %:sta 95 %:iin, voidaan arvioida, että 95-prosenttista fruktoosisiirappia voidaan valmistaa hinnalla, joka on vain noin 3 kertaa enemmän kuin 55-prosenttisen fruktoosisiirapin hinta käytettäessä edellä olevaa systeemiä. Tällaisilla äärimmäisen makeilla tuotteilla on erityistä kysyntää farmaseuttisessa teollisuudessa ja erikoisdieettien ainesosina. Eluointiveden ja muiden effluenttijakeiden kierrättäminen voi vielä pienentää kustannuksia.The above detailed description = shows that the system and method according to the invention are quite flexible. Fructose-containing syrups with very little fructose or substantially pure fructose can be economically separated from sugar blends containing fructose, dextrose and other polysaccharides. Product streams can be prepared from the same mixtures of sugars that contain a small amount of dextrose and also substantially pure dextrose. Although the separation cost increases substantially as the fructose concentration increases from 55% to 95%, it can be estimated that 95% fructose syrup can be made at a price only about 3 times higher than the price of 55% fructose syrup using the above system. Such extremely sweet products are in particular demand in the pharmaceutical industry and as ingredients in special diets. Recycling of elution water and other effluent fractions can further reduce costs.
Keksinnön mukainen hartsinpakkaussysteemi on oleellinen etu, koska sen avulla on mahdollista käyttää suuritilavuuksisia pylväitä, joiden halkaisija on yli 3,7 - 4,3 m, ilman että sisäisistä johtolevysys-teemeistä aiheutuisi lisäkustannuksia. Pylväiden välinen nesteen jako- _________ - τ—: 18 65086 systeemi varmistaa edelleen yhtenäisen virtauksen koko pylvässystee-min läpi ja tehokkaamman tuotteen erottumisen.The resin packaging system according to the invention is a substantial advantage, since it makes it possible to use high-volume columns with a diameter of more than 3.7 to 4.3 m without incurring additional costs for the internal conduit systems. The liquid distribution system between the columns _________ - τ—: 18 65086 further ensures a uniform flow through the entire column system and more efficient product separation.
Koko systeemin jokaisen pylväsosan syöttöä voidaan vaihdella melkein rajattomina yhdistelminä riippuen siitä, minkälaista tuotetta halutaan. Virtauskuviota voidaan muunnella niin, että voidaan käyttää tehokkaasti mitä tahansa palautusvirtaa ja saada jokin tietty haluttu tuote. Effluenttivirran osia voidaan erottaa eri aikoina toisiin vaihtoehtoisiin prosessisysteemeihin.The feed for each column section of the entire system can be varied in almost limitless combinations depending on the type of product desired. The flow pattern can be modified to efficiently use any return flow and obtain a particular desired product. Parts of the effluent stream can be separated at different times into other alternative process systems.
Effluenttivirtoja, jotka sisältävät runsaasti dekstroosia, käytetään tyypillisesti fruktoosin valmistamiseen isomeroimalla. Tällä ihetkellä isomerointitehtaaseen palautetaan se osa effluenttivirrasta, joka sisältää noin 12 % fruktoosia, 72 % dekstroosia tai enemmän ja 6 % korkeampia sokereita ja jonka kuiva-ainepitoisuus on 18 - 19 %.Effluent streams rich in dextrose are typically used to prepare fructose by isomerization. At this point, the portion of the effluent stream that contains about 12% fructose, 72% dextrose or more, and 6% higher sugars and has a dry matter content of 18-19% is returned to the isomerization plant.
Ne effluenttivirran osat, jotka sisältävät runsaasti korkeampia sakkarideja, voidaan ohjata systeemiin, jossa konversio tapahtuu glukoamylaasientsyymillä. EffLuenttivirrat voidaan jakaa edelleen ja osa voidaan ohjata joko isomerointitehtaaseen tai glukoamylaasi-entsyymin avulla tapahtuvaan konvergoimiseen. Edelleen on mahdollista puhdistaa ja myydä effluentin sivutuotteet vähempiarvoisina makeutti-mina ja muihin käyttöihin.Those portions of the effluent stream that are rich in higher saccharides can be directed to a system where conversion occurs with the enzyme glucoamylase. The effluent streams can be further subdivided and some can be directed to either the isomerization plant or the glucoamylase enzyme convergence. It is still possible to purify and sell effluent by-products as inferior sweeteners and for other uses.
Oheisen keksinnön mukainen menetelmä ja laite, joilla sokereiden seosliuokset erotetaan, muodostavat entistä paremman, kaupallisesti toteuttamiskelpoisen systeemin, jolla voidaan valmistaa maissitärkke-lyksestä runsaasti fruktoosia sisältäviä makeuttimia. Tuotteen, joka sisältää 55 - 65 % fruktoosia, uskotaan tyypillisissä sovellutuksissa täysin vastaavan sakkaroosimakeuttimia ja olevan kilpailukelpoinen myös hinnaltaan. Maissia kasvatetaan paljon laajemmalla alueella ja oleellisesti suurempia määriä kuin sokeriruokoa, joten raaka-ainevaroja ja raaka-aineen hintoja voidaan pitää stabiileina. Sitä vastoin sokeriruoko ja sokerijuurikkaat ovat alttiita sään ja poliittisten olosuhteiden vaikutukselle, joten sakkaroosivarannot voivat vaihdella laajasti.The method and apparatus of the present invention for separating mixed solutions of sugars provide an improved, commercially viable system for preparing sweeteners rich in fructose from corn starch. A product containing 55 to 65% fructose is believed to be fully equivalent to sucrose sweeteners in typical applications and also competitively priced. Maize is grown in a much wider area and in substantially larger quantities than sugar cane, so raw material resources and raw material prices can be considered stable. In contrast, sugar cane and sugar beet are exposed to the effects of weather and political conditions, so sucrose reserves can vary widely.
Edellä kuvattu menetelmä ja systeemi optimoi seossokereiden, jotka sisältävät sekä fruktoosia että dekstroosia, kromatograafisen pylväs-erottamisen, jolloin on mahdollista saada maissitärkkelyksestä joukko makeuttamistuotteita, jotka ovat kilpailukykyisiä sakkaroosi-makeutti- 19 65086 mien kanssa ja useissa tapauksissa tällaiset tuotteet ovat myös taloudellisempia. Sarja erotuspylväitä, joiden halkaisija on suuri ja jotka on tiiviisti pakattu, pystyy toimimaan jatkuvatoimisesti suurilla tuotantomäärilläjoita voidaan tarvittaessa säätää niin, että saadaan 55 - 99-prosenttista fruktoosia syöttövirrasta, joka sisältää 40 - 45 % fruktoosia ja dekstroosia. Tiiviisti pakatuissa erotuspylväissä ei tarvita lainkaan sisäisiä ohjauslevyjä tai virtauksen jakorakenteita, jotta saataisiin aikaan hyvä sokereiden erottuminen, koska tiiviisti pakatussa adsorbenttipedissä ei tapahdu kanavoitumista, "rintaman valumista" tai muita epäsäännöllisyyksiä nestevirtauksessa peräkkäisten erotuspylväiden läpi.The method and system described above optimizes the column chromatographic separation of blended sugars containing both fructose and dextrose, making it possible to obtain from corn starch a number of sweetening products that are competitive with sucrose sweeteners and in many cases such products are also more economical. A series of separation columns with large diameters and tightly packed are capable of continuous operation at high production volumes, which can be adjusted, if necessary, to obtain 55-99% fructose from a feed stream containing 40-45% fructose and dextrose. Tightly packed separation columns do not require any internal baffles or flow distribution structures to achieve good sugar separation because there is no channeling, "front runoff" or other irregularities in the fluid flow through successive separation columns in the tightly packed adsorbent bed.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US76207277A | 1977-01-24 | 1977-01-24 | |
| US76207277 | 1977-01-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI780194A FI780194A (en) | 1978-07-25 |
| FI65086B FI65086B (en) | 1983-11-30 |
| FI65086C true FI65086C (en) | 1984-03-12 |
Family
ID=25064028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI780194A FI65086C (en) | 1977-01-24 | 1978-01-23 | FOERFARANDE FOER PACKNING AV ADSORBENT I EN SEPARATIONSKOLONN OCH KROMATOGRAFISK SEPARERING AV EN FRUKTOR / DEXTROSLOESNING |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53114779A (en) |
| AR (1) | AR220529A1 (en) |
| AU (1) | AU516437B2 (en) |
| BE (1) | BE863269A (en) |
| CA (1) | CA1119102A (en) |
| DE (1) | DE2802711A1 (en) |
| FI (1) | FI65086C (en) |
| FR (1) | FR2377827A1 (en) |
| GB (1) | GB1548543A (en) |
| IN (1) | IN147581B (en) |
| IT (1) | IT1102806B (en) |
| MX (1) | MX6742E (en) |
| NL (1) | NL7800772A (en) |
| NZ (1) | NZ186255A (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU540231B2 (en) * | 1978-11-02 | 1984-11-08 | Mitsubishi Kasei Corporation | Adsorption separation method and apparatus |
| FR2543017A1 (en) * | 1983-03-21 | 1984-09-28 | Rhone Poulenc Spec Chim | Injection and draining head for packed columns |
| JPS59199769A (en) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | Canon Inc | Dye purification equipment |
| JPS609753A (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-18 | Canon Inc | Ink manufacturing device |
| JPS59199765A (en) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | Canon Inc | Dye purification equipment |
| US9958421B2 (en) | 2009-12-22 | 2018-05-01 | Ge Healthcare Bioprocess R&D Ab | Method for dry packing chromatography columns |
| KR20160048847A (en) | 2013-09-05 | 2016-05-04 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | Chromatographic separation of sugars using blend of cation exchange resins |
| EP3560570B1 (en) | 2018-04-23 | 2024-01-10 | Novasep Process Solutions | Method for chromatographic purification of viscous feedstocks |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3044904A (en) * | 1960-02-15 | 1962-07-17 | Central Aguirre Sugar Company | Separation of dextrose and levulose |
| FR1420827A (en) * | 1965-01-07 | 1965-12-10 | Colonial Sugar Refining Co | Process and apparatus for the separation of fructose and glucose from syrups containing these substances |
| DE1567325C3 (en) * | 1965-08-05 | 1975-06-19 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Process for the production of pure fructose and glucose from sucrose or sucrose-containing invert sugars |
| BE754564A (en) * | 1969-08-13 | 1971-02-08 | Suomen Sokeri Oy | METHOD AND APPARATUS FOR SEPARATION OF FRUCTOSE FROM GLUCOSE IN INTERVERTED SUGAR |
| FR2219797B1 (en) * | 1973-03-01 | 1978-03-03 | Roussel Uclaf | |
| US3928193A (en) * | 1975-02-14 | 1975-12-23 | Suomen Sokeri Oy | Process for large scale chromatography |
| JPS5217089A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-08 | Hitachi Ltd | Process for production of separation columns for liquid chromatographi es |
-
1978
- 1978-01-12 MX MX786772U patent/MX6742E/en unknown
- 1978-01-13 CA CA000294912A patent/CA1119102A/en not_active Expired
- 1978-01-17 GB GB1797/78A patent/GB1548543A/en not_active Expired
- 1978-01-18 NZ NZ186255A patent/NZ186255A/en unknown
- 1978-01-20 FR FR7801647A patent/FR2377827A1/en active Granted
- 1978-01-20 IT IT47715/78A patent/IT1102806B/en active
- 1978-01-20 IN IN83/CAL/78A patent/IN147581B/en unknown
- 1978-01-20 AR AR270787A patent/AR220529A1/en active
- 1978-01-23 FI FI780194A patent/FI65086C/en not_active IP Right Cessation
- 1978-01-23 DE DE19782802711 patent/DE2802711A1/en not_active Ceased
- 1978-01-23 NL NL7800772A patent/NL7800772A/en not_active Application Discontinuation
- 1978-01-24 AU AU32690/78A patent/AU516437B2/en not_active Expired
- 1978-01-24 JP JP661778A patent/JPS53114779A/en active Pending
- 1978-01-24 BE BE184601A patent/BE863269A/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU516437B2 (en) | 1981-06-04 |
| AU3269078A (en) | 1979-08-02 |
| NL7800772A (en) | 1978-07-26 |
| IN147581B (en) | 1980-04-26 |
| IT1102806B (en) | 1985-10-07 |
| FR2377827A1 (en) | 1978-08-18 |
| CA1119102A (en) | 1982-03-02 |
| JPS53114779A (en) | 1978-10-06 |
| FI780194A (en) | 1978-07-25 |
| NZ186255A (en) | 1980-02-21 |
| BE863269A (en) | 1978-07-24 |
| AR220529A1 (en) | 1980-11-14 |
| MX6742E (en) | 1986-06-18 |
| IT7847715A0 (en) | 1978-01-20 |
| FR2377827B1 (en) | 1984-08-24 |
| GB1548543A (en) | 1979-07-18 |
| DE2802711A1 (en) | 1978-07-27 |
| FI65086B (en) | 1983-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4366060A (en) | Process and equipment for chromatographic separation of fructose/dextrose solutions | |
| US4379751A (en) | Method for the chromatographic separation of soluble components in feed solution | |
| US5637225A (en) | Method for fractionating sulphite cooking liquor | |
| RU2191617C2 (en) | Method of fractionation through chromatographic process simulating movable layer | |
| KR100372962B1 (en) | Classification method of solution | |
| FI65086C (en) | FOERFARANDE FOER PACKNING AV ADSORBENT I EN SEPARATIONSKOLONN OCH KROMATOGRAFISK SEPARERING AV EN FRUKTOR / DEXTROSLOESNING | |
| US20020088754A1 (en) | Chromatographic separation process | |
| JPS6021761B2 (en) | Large-scale chromatographic separation method | |
| JP2012232302A (en) | Simulated moving bed system and method | |
| US3240699A (en) | Upflow regeneration method | |
| US2891007A (en) | Method of regenerating ion exchangers | |
| US4001113A (en) | Ion exchange method | |
| US4443267A (en) | Method and apparatus for the continuous separation of fructose from glucose starting from invert sugar or from isomerized glucose syrups | |
| IE64034B1 (en) | Process for the recovery of citric acid from liquors containing it | |
| WO1992007097A1 (en) | Process for producing glucose and fructose from sucrose | |
| KR820000813B1 (en) | Method for chromaticgraphic separation of fructose/dextrosf solutione | |
| US2746889A (en) | Interconversion of sugars using anion exchange resins | |
| JPH059080B2 (en) | ||
| AU600806B2 (en) | An improved process for demineralizing sugar solutions | |
| JPS5925600B2 (en) | Fructose manufacturing method | |
| JPS6364200B2 (en) | ||
| JPH0193597A (en) | Production of multitol | |
| JPS6119240B2 (en) | ||
| Saari | Industrial scale chromatographic separation of valuable compounds from biomass hydrolysates and side streams | |
| JPH0346120B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: A.E. STALEY MANUFACTURING COMPANY |