FI69296C - Foerfarande foer framstaellning av kristallin xylitol av farmaceutisk kvalitet - Google Patents

Description

PuiF*l ΓΒΊ m,KUULUTUSjULKAISU /λλα / ™ 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 072 9 6 C (45) Patentti Myönnetty

Patent aal'oiat 10 01 1006 (51) Kv.ik.*/int.ci.* c 07 c 31/18, 29/76 (21) Patenttihakemus — PatentansAkning 770450 (22) HakemlspSivS — Ansökningsdag 1 1 . 0 2.7 7 (FI) (23) AlkupiivS — Giltighetsdag 11.02.77 (41) Tullut julkiseksi — Blivit often tl ig 16.09.77

Patentti· ja rekisterihallitus Njhtiygiwjpanon I* kuul.julkalsun pvm.—

Patent- och registerstyrelsen ' ’ Ansökan utlagd och utl.skrlften publlcerad 30.09.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prloritet 1 5.03.76 USA(US) 666584 (71) Suomen Sokeri Osakeyhtiö, Mannerheimintie 15, 00250 Helsinki, Suomi-Finland(FI) (72) Asko J. Melaja, Kantvik, Jouko J. Virtanen, Kantvik,

Heikki 0. Heikkilä, Kantvik, Suomi-Finland(Fl) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä kiteisen, farmaseuttista laatua olevan ksylitolin valmistamiseksi - Förfarande för framstä11 ning av kristallin xylitol av farmaceutisk kvalitet

Ksylitolia voidaan valmistaa ksyloosia sisältävistä raaka-aineista hydraamalla nämä ksylitolin muodostamiseksi ja senjälkeen kiteyttämällä ksylitoli erilleen. Raaka-aineina käytetään tavallisesti hemiselluloosahydrolysaatteja. Ksylitolin valmistusta on aikaisemmin kuvattu esimerkiksi englantilaisissa patenttijulkaisuissa 1 209 960, 1 236 910 ja 1 273 498, joissa kaikissa esitetään menetelmä hemiselluloosamateriaalin hydrolysoimiseksi ja hydrolysaatin puhdistamiseksi. Myös suomalaisessa patenttijulkaisussa 59 241 on esitetty menetelmä ksylitolin kiteyttämiseksi vesipitoisesta reaktioseoksesta, jonka sisältämä ksylitoli on saatu pelkistämällä ksyloosista. Lisäksi voidaan mainita Lejkinin et ai, artikkeli, Proizvostro Ksilita (Ksylitolin valmistus), Moskova, 1962, jossa on katsaus silloin tunnettuihin prosesseihin. Tunnettua tekniikan tasoa edustavat myös US-patenteissa 3 212 932 ja 3 558 725 kuvatut menetelmät.

Ennestään on tunnettua, että puhdasta ksylitolia voidaan valmistaa polyoliliuoksista, jotka sisältävät epäpuhtauksina monia muita poly- 69296 oleja. Yksi tällainen menetelmä on kuvattu : suomalaisessa patenttijulkaisussa 59 388; tässä hakemuksessa polyoliliuokselle suoritetaan kromatografinen fraktiointi sopivalla ioninvaihtohartsilla täytetyllä kolonnilla. Kromatografiafraktioinnilla saadusta puhdistetusta ksyli-tolipitoisesta fraktiosta kiteytetään sitten puhdas ksylitoli. Tämän hakemuksen mukaisella menetelmällä on kuitenkin tiettyjä epäkohtia. Farmaseuttista puhtausastetta olevan ksylitolin valmistamiseksi kiteyttämällä vesiliuoksesta ksylitolipitoisuuden kidemassassa on oltava vähintään 85 % kuiva-aineesta. Koska galaktitolia pidetään haitallisena epäpuhtautena ksylitolissa, se on poistettava lähes täysin, jotta saatu tuote olisi farmaseuttisesti hyväksyttävää kiteistä ksylitolia. Laatuvaatimusten mukaan farmaseuttista laatua olevan ksylitolin on sisällettävä alle 0,2 % galaktitolia. Näin korkean kiteisen ksylitolin puhtaus-asteen saavuttamiseksi liuos, jossa ksylitoli kiteytetään, ei saa sisältää suuria määriä galaktitolia, ksylitolia saadaan alhaisella saannolla. Jotta tekniikan tasoa edustavalla tunnetulla kromatografiafraktioinnilla saataisiin riittävästi galaktitolia poistettua polyoliliuoksesta, on liuoksia vahvasti laimennettava, mikä alentaa huomattavasti kyseessä olevan systeemin kapasiteettia.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan poistetaan niukkaliukoinen galaktitoli ksylitolin linkouksen yhteydessä ja seostetaan se ryönästä. Käsittelemällä saatua emäliuosta kromatografisesti saavutetaan lisäksi parempi ksylitolisaanto kuin tunnetuilla menetelmillä. Kromatografista fraktiointia on tehostetu käyttämällä kahta rinnakkaista kolonnia, joiden hartsit ovat eri muodossa, toinen maa-alkalimetallimuodossa ja toinen Fe+++- tai Al+++-muodossa. Uuden menetelmän etuna on lisäksi veden pienempi haihduttamistarve: tunnetussa menetelmässä joudutaan haihduttamaan 37 kg vettä/kg ksylitolia, ja uudessa menetelmässä vastaavasti vain 25 kg.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että emäliuoksesta erotetut raakakiteet pestään vedellä, jotta niiden pinnassa olevat galaktitolimikrokiteet poistuisivat, kidepesunesteet otetaan talteen yhdistämällä ne raakakiteytyksestä saatuun emäliuokseen, ja näin saadusta liuoksesta erotetaan galaktitolimikrokiteet, ja lisää ksylitolia saadaan raakakiteytyksen ja uudelleenkiteytyksen emäliuoksista suorittamalla kromatografinen fraktiointi käyttäen ainakin kahta rinnakkaista kromatografista kolonnia, jotka sisältävät kationista sulfonoitua divinyylibentseenillä silloitettua polystyreeni-ioninvaihto- 69296 hartsia, jolloin toisen kolonnin sisältämä hartsi on maa-alkali- • , , , metallimuodossa ja toisen kolonnin sisältämä hartsi on AI - tai +++ ( , , , .

Fe -muodossa, ja jolloin fraktioitava liuos jaetaan siten, että osa liuoksesta johdetaan toiseen kolonniin ja osa toiseen kolonniin, ja kummastakin kolonnista saadut sopivat fraktiot yhdistetään fraktioinnin jälkeen, ja ksylitolirikas fraktio johdetaan takaisin raakakiteytys-vaiheeseen, välifraktiot johdetaan uudelleen fraktioitaviksi ja epäpuhtaat fraktiot yhdistetään polyolisivutuoteseokseksi.

Raaka-aineita, joista hydrolysoimalla saadaan esillä olevan keksinnön menetelmässä käytettäväksi sopiva polyoliliuos, ovat esimerkiksi ligno-selluloosamateriaalit, kuten eri puulajit, esim. koivu ja pyökki. Raaka-aineiksi sopivat myös kaurankuoret, maissintähkät ja varret, kookospähkinän kuoret, mantelinkuoret, oljet, bagassi ja puuvillasiemenen kuoret. Puuta käytettäessä se hienonnetaan edullisesti hakkeiksi, lastuiksi, sahajauhoiksi tms. Lisäksi raaka-aineina voidaa käyttää runsaasti ksylaania sisältäviä puun kemiallisen teollisuuden esihydrolysaatteja. Nämä ovat sivutuotteita, jotka sisältävät pääosan puun hemiselluloosasta. Esi-hydrolysaatit hydrolysoidaan laimealla mineraalihapolla ksyloosin vapauttamiseksi ja suolat ja hapot voidaan senjälkeen poistaa sinänsä tunnetulla tavalla (ioniekskluusio tai ioninvaihto).

Näitä menetelmiä on kuvattu yksityiskohtaisesti (ks. esim. US 2 734 136, 2 759 856, 2 801 939, 2 974 067 ja 3 212 932). Tärkein huomioon otettava seikka valittaessa sopivaa hydrolyysimenetelmää on, että pentoosi-saanto on mahdollisimman hyvä ja että saatu runsaasti pentoosia sisältävä liuos neutraloidaan aineilla, jotka eivät aiheuta huomattavampaa sokerien hajoamista, esim. natriumhydroksidilla. Kun pentoosipitoinen materiaali saadaan muulla kuin happohydrolyysimenetelmällä, saattaa alla kuvattu suo-lanpoisto olla tarpeeton.

Seuraavassa valmistusvaiheessa hydrolysaatin puhdistus suoritetaan kahdessa päävaiheessa: toisessa poistetaan ioniekskluusiomenetelmällä suola ja pääosa orgaanisista epäpuhtauksista, ja toisessa vaiheessa suoritetaan lopullinen värinpoisto.

Sopivia ioniekskluusiomenetelmiä on kuvattu mm. US-patenteissa 2 890 972 ja 2 937 959; samankaltaisia menetelmiä käytetään sokeriteollisuudessa melassin puhdistuksessa. Lopullinen värinpoisto suoritetaan käsittelemällä liuoksia ioninvaihtomenetelmillä (ensin vahva kationinvaih-taja ja senjälkeen heikko anioninvaihtaja), jonka jälkeen liuokset viedään absorbentti- tai aktiivihiilikerroksen lävitse. Myös nämä menetelmät ovat sokeriteollisuudessa tunnettuja.(ks. US 3 558 725, J Stamberg and V.Valter "Entfärgungsharze", Akademie Verlag Berlin 1970, P Smit "Ionentaustauscher und Adsorber bei Herstellung und Reinigung von Zuckem, Pektinen und 69296 verwandten Stoffen", Akademie Verlag Berlin 1969 ja J Hassler "Activated Carbon", Leonard Hill London 1967).

Puhdistusvaihetta voidaan vielä tarpeen vaatiessa parantaa liittämällä siihen synteettisen makroretikulaarisen adsorbentin, kuten Amber-lite XAD 2:n avulla suoritettu orgaanisten epäpuhtauksien poisto. Makro-retikulaarista adsorbenttia voidaan käyttää puhdistuksessa välittömästi ioninpoistovaiheen jälkeen mutta ennen kationinvaihtajaa. Toisaalta se voi olla myös puhdistuksen viimeisenä vaiheena.

Tämän jälkeen puhdistettu pentoosiliuos hydrataan, jolloin käsittely suoritetaan samoin kuin hydrattaessa glukoosia sorbitoliksi. Eräs tällainen sopiva menetelmä on kuvattu W Schnyderin artikkelissa "The Hydrogenation of Glucose to Sorbitol with Raney Nickel Catalyst", väitöskirja, Polytechnical Institute of Brooklyn, 1962.

Yllä kuvatuilla tunnetuilla menetelmillä saadaan puhdistettuja ja hydrattuja hemiselluloosahydrolysaattiliuoksia, jotka sisältävät polyoli-seoksia, joiden ksylitolipitoisuus on korkea. Nämä ovat edullisempia raaka-aineita esillä olevan keksinnön menetelmässä käytettäviksi.

Edullisia ioninvaihtohartseja käytettäviksi esillä olevassa keksinnössä ovat sulfonoidut kationi-ioninvaihtohartsit, jotka on silloitettu divinyylibentseenillä. Näiden hartsien maa-alkalimetallisuoloilla, kuten kalsium-, barium- ja strontiumnruodossa olevilla hartseilla saadaan hyviä tuloksia, jolloin strontiumilla saadaan paras polyolien erotus. Tiettyjen polyol ien erotuksessa saadaan olennainen parannus käytettäessä trivalens-sisten, kuten Al+++:n ja Fe+++:n muotoja. On esimerkiksi havaittu, että hartsien Al+++- ja Fe+++-muotojen käytöllä yksinäänkin on etuja maa-alkali-muotojen käyttöön verrattuna. Polyolit eluoituvat hartsin AI - ja Fe -muodoilta eri järjestyksessä. Tämä on tärkeätä, koska suurimman epäpuhtauden, sorbitolin erotusta voidaan siten parantaa. Toisaalta ksylitolin talteenotossa on mahdollista välttää kierrättämisestä johtuva sorbitolin kerääntyminen suorittamalla fraktiointi aluksi joko Al+++- tai Fe+++-muodossa olevalla hartsilla tai käyttämällä kaksinkertaista frak- tiointiprosessia, jolloin ensimmäinen fraktiointi suoritetaan maa-alkali- • * , +++ . +++ , metallimuodossa olevalla hartsilla ja toinen AI - tai Fe -muodossa olevalla hartsilla. Edullisin on tavallisesti menetelmä, jossa liuos jaetaan kahdeksi rinnakkaiseksi osaksi, joiden fraktiointi suoritetaan kahdessa rinnakkaisessa pylväässä, joista toisessa on Al+++-muodossa olevaa ja toisessa Sr+++-muodossa olevaa hartsia.

Esillä olevan keksinnön menetelmän ksylitolin raakakiteytysvaihe suoritetaan väkevöimällä polyoliliuos, kunnes sen vesipitoisuus on 87-94, edullisesti 90-92 paino-%. Sitten liuoksen lämpötila säädetään ksylitolin

II

5 69296 kyllästyslämpötilan alapuolelle, esim. 55~75°C:seen, ja liuokseen ympätään ksylitolikiteitä, minkä jälkeen se jäähdytetään empiirisen ohjelman mukaisesti lämpötilaan 25-40°C. Ymppikiteiden koko on edullisesti 2-20 yU, ja niiden lisäysmäärä on 0,02-0,1 Tällä menetelmällä poistetaan liuoksesta edullisesti noin 70 % ksylitolista raakaksylitolikiteinä. Vielä hyviä tuloksia saadaan kuitenkin, kun ksylitolia poistetaan raakakitey-tysvaiheesea 60-75 $·

Kiteiden pesu korisentrifugissa ei ole välttämätön, mutta se suoritetaan usein paremman puhdistustehon aikaansaamiseksi. Raakakiteytyksellä saadut kiteet voidaan sitten pestä korisentrifugissa pienellä vesimäärällä, joka on edullisesti noin 2 paino-% kiteiden painosta, jotta ksylitolikitei-siin kiinnittyneet galaktitolimikrokiteet saataisiin suurelta osaltaan poistettua. Galatitolimikrokiteitä muodostuu kiteytysprosessin aikana. Pe-suliuos yhdistetään emäliuokseen ja pannaan syrjään lisäkäsittelyä varten. Epäpuhtaat ksylitolikiteet liuotetaan uudelleen veteen, ja vesiliuokselle suoritetaan uudelleenkiteytys, jolloin saadaan ksylitolikiteitä, jotka sisältävät alle 0,2 io galaktitolia ja yli 99»5 # ksylitolia.

Uudelleenkiteytys voidaan suorittaa joko haihduttamalla kyllästettyä liuosta tai jäähdyttämällä kyllästetty liuos ylikyllästykeen aikaansaamiseksi.

Jos uudelleenkiteytys suoritetaan haihduttamalla, niin tämä voidaan suorittaa sentyyppisessä vakuumikiteyttimessä, jota käytetään sakkaroosi-teollisuudessa. 92-100 io ksylitolia kuiva-aineesta sisältävä ksylitoli-liuos kuumennetaan 60-65°C:seen vakuumissa ja haihdutetaan 87-91 fan kuiva-ainepitoisuuteen. Liuokseen ympätään kiteitä, jotka saadaan kasvamaan ylläpitämällä ylikyllästystä. Tällä menetelmällä saadaan noin 65 i liuoksessa olevasta ksylitolista puhtaina ksylitolikiteinä. Ne erotetaan emä-liuokeesta linkoamalla.

Yhtä edullinen menetelmä uudelleenkiteytyksen suorittamiseksi on seuraava: 92-100 io ksylitolia kuiva-aineesta sisältävä ksylitoliliuos haihdutetaan 85-91 fan kuiva-ainepitoisuuteen (edullisesti 8Θ fa) ja kuumennetaan 55-65°C*seen (edullisesti 60°C). Liuokseen ympätään kiteitä, ja se jäähdytetään kuten yllä raakakiteytyksen yhteydessä on kuvattu. Loppu-lämpötila on 25-40°C. Tällä menetelmällä ksylitolista saadaan talteen puhtaina ksylitolikiteinä 60-65 $. Kiteet erotetaan emäliuoksesta linkoamalla. Linkoamalla saatu emäliuos ja pesunesteet voidaan yhdistää raakakiteytyk-sestä saadun emäliuoksen ja pesunesteiden kanssa. Uudelleenkiteytyksestä saatu emäliuos ja mahdolliset pesunesteet voidaan myös viedä takaisin sys- 6 69296 teemiin johtamalla ne syötettyyn polyoliseoksen liuokseen juuri ennen raakakiteytysvaihetta.

Raakakiteyksestä saatua emäliuosta ja pesunesteitä käsitellään, jotta niissä oleva suurin osa ksylitolia saataisiin talteen. Liuokselle suoritetussa puhdistustoimenpiteessä poistetaan ensin pääosa galakti-tolia mikrokiteinä, minkä jälkeen liuos fraktioidaan johtamalla se yhden tai useamman ioninvaihtokolonnin lävitse.

Ennen yhdistetyn emäliuoksen ja pesunesteiden kromatografointia ioninvaihtohartsilla on yleensä edullista poistaa liuoksesta sentrifugoi-malla, sedimentoimalla tai suodattamalla ksylitolin raakakiteytysvai-heessa muodostuneet galaktitolimikrokiteet. Nämä mikrokiteet ovat niin pieniä, että ne ksylitolin raakakiteiden pesuvaiheessa huuhtoutuvat pois ksylitolikiteiltä emäliuokseen.

Aikaisemmin on havaittu, että polyolit fraktioituvat ja eluoitu-vat eri järjestyksessä maa-alkalimetallimuodossa olevalta hartsilta ja Al+++- tai Fe+++-muodossa olevalta hartsilta. Käytettäessä rinnakkain kahta kolonnia, jotka on täytetty erilaisella kationimuodossa olevalla hartsilla, on mahdollista saada yhdistetty ksylitolirikas fraktio, jossa galaktitoli- ja mannitolipitoisuus sekä myös sorbitolipitoisuus on hyväksyttävän alhainen. Maa-alkalimuodossa oleva hartsi poistaa suuren osan muista polyoleista, esim. arabinitolin ja mannitolin, kun taas Al+ +-tai Fe+++-muodossa oleva hartsi poistaa pääosan sorbitolista. Johtamalla noin yhtä suuret määrät syöttöliuosta rinnakkain kuumankin tyyppiseen kolonniin ja yhdistämällä pylväistä saadut eluaatit saadaan sitä seuraa-vaan kiteytykseen riittävän puhdasta ksylitoliliuosta.

Fraktiointivaiheen jälkeen saatu ksylitolirikas fraktio johdetaan takaisin raakakiteytysvaiheeseen. Välifraktiot taas viedään takaisin uudelleen fraktioitaviksi ja loput epäpuhtaat fraktiot yhdistetään polyolisivutuoteseokseksi, joka voidaan hyljätä tai edullisesti käytetään eläinrehuksi tai hiilihydraattilähteeksi käymisteollisuudessa.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista saada talteen 96-98 % alkuperäisessä polyoliseosliuoksessa olevasta ksylitolista farmaseuttista laatua olevana kiteisenä ksylitolina. Ksylitoli-kiteiden puhtausaste on yli 99,5 % ja galaktitolipitoisuus alle 0,2 %.

7 69296

Piirrosten selitys

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavien piirrosten avulla:

Kuvio 1 on juoksukaavio, joka esittää yleisesti aikaisemmin tunnetun menetelmän.

Kuvio 2 on juoksukaavio, jossa esitetään esillä olevan keksinnön edullinen suoritusmuoto.

Kuvio 3 °n juoksukaavio, jossa esitetään esillä olevan keksinnön menetelmän vaihtoehtoinen muoto.

Kuvio 4 on graafinen esitys polyoliseoksen fraktioinnista Sr++-muodossa olevalla hartsilla.

Kuvio 5 on graafinen esitys polyoliseoksen fraktioinnista Al+++-muodossa olevalla hartsilla.

Kuvion 1 juoksukaaviossa, jossa esitetään polyoliseoksen fraktioin-ti tunnetulla menetelmällä, on näytekohdat 1-13. Kunkin näytekohdan vastaava materiaalianalyysi on esitetty taulukossa 1.

8 ________________________________________ 69296 5 ui m k in en n m n tom <- 0 CNIr-lMCJinr-lMfON (\ (M r : i : j i ' i in ro rv T-LDtrin in m (\i ID| ... .... | ... f ; E : (O T- m N o (Nl O ^ UI □ T- o ! I <vj ΙΤΓ tn v- en en v- co | 5? ^ S ! in ω n n ω ui ra id to n uj j » . -.!—~^ !

•HV)'. .....' "I

ro P : o oi ro ro rv rv v- n m co ! 10 0CCI;....... | . . . i G p uo1 o- m o- ui τγ- in tv m rv u-in<- ' «e +* ; v- v- rH 03 , *“ - ' —--------------- ' ; j? o i un m m m rv rv oi omv j . t,j C-» { ·.·· I * · · j ^ ·** «DjUi^j-Lomommcoco «3- m , 5 ~ . .......... ........ ... —~ j •H ; * M >.: in mo en o co mu o o n in 10 ! -h -h 0) xirvivrvrvjcntvcocoracorvrvto: ή «h +» \ r- -H O O ·Η ·Η

oj _ ;__ ! H +1 +> H H

0 ............ O ·Η -H O O

I -μ C +> +3 +» :rt "s 1 ul r] trj ™ ^ ^ m rn ! in !o "rt !o e a g ΐ in o ni ιΊ □ o v- o ni 1 v— V- i M h rt O § ω i AA rt bD m a •μ *----------------_-------------: rt ; , n il n n η

e ! I

Φ : in evi rv en *- rv rvi co m σι o σι i >> M rt O rt

E <g!.........1...1 X rt tt) ra B

,η to b 10 o m ui o ei o o in o o : o +> I i M *2 m in a n ^ ai en m m co v | ·£ "S ·* O .............

P. ö m I m n inuui T- i\j n in rv o rv I—I <-t *· j rt > p i

Eh ή β i o <- ooc- ui a o o ^-ou- rH pTOi ········· I ··· ί q -p W) j Ν^· ΙΟ CM *- k- CM ^ CM *3' C\l 1 +> co ___\_______^__; •HO ! .

^ ^ m co co o in o v in in οι a σι | £ 13 inoinmuc-^-OLn r nn : P o m P · +» >1 ω n in tf3 T- rv cj vr co tn m rv v- ; 0) x rv co in (VI o- co ro in o : +1 G ___]______ T- j rt D rt 1 o in m o ru en ro o vr en ro ro ; m

O cm o es rv m m m rv o ro I T- <· <- I

- (M-Xc-rMmmrvi-rvLnej tvj Tj 6 X - ;h φ :'~f “ ~ “ ....... > -μ to •H -rt i*j rt rt rt M rt 0) C 1 w O - j 03 c rH iA · O CO CO (VI CO CI3 CO CO vT CO U> IV vf 0) ·Η o rt ai-r-riiDNtjT-niucrNv- Λ5 ·Η rt Μ Λ ^ ; M 4* w ! rt xl ra Iho®

O * '-- Ί rt AA C

•H 03 I to a> Ή > p l -μ rt p p bo >> i M to O O :rt rt •h o o σι m o in tn ai ·· G > •H O O ..... in G ·η wj +j h ääni nainiON i rnrw i rH p X er| v^ ui rvj T- iMovni +> χ

U fr bo °P

0) ro rv M O II

B ' ~~ * .. ...... ........ 03 Ή •HO Θ > · ro p p rt

W fe; e- (Mci ui ui r. ro σι n e- n n tsi AA AA

V- T- Γ- Γ- 9 69296

Tunnettua menetelmää kuvaavassa juoksukaaviossa kuviossa 1 on luvuilla 101-111 seuraavat merkitykset: 101 puhdistettu hydrolysaatti, 102 hydraus, 103 vettä lisätty (68 g), 104 kromatografinen erotus hartsi Sr++-muodossa, 103 vettä haihdutettu (1441 kg), 106 kiteytys, 107 ksylitoli, 108 vettä lisätty (39 kg), 109 kromatografinen erotus (hartsi Al+++-muodossa) 110 polyoliseos, 111 vettä haihdutettu (1016 kg).

Tunnetussa menetelmässä epäpuhdas polyoliliuos, jonka koostumus on ilmoitettu taulukon 1 näytekohdassa 3» ja. joka sisältää 76 ksylitolia, fraktioidaan kromatografisesti Sr++-muodossa olevalla ioninvaihtohartsilla, joka on silloitettu 3,5 5^:11a divinyylibentseeniä. Tällöin otetaan talteen kolme fraktiota, joista viimeinen, näytekohta 5» sisältää 90 $ ksylitolia, suhteellisen paljon sorbitolia mutta vain vähän muita polyoleja. Tämä fraktio viedään klteytysvaiheeseen. Ensimmäinen pylväästä poistuva fraktio, näytekohta 4, sisältää vähän ksylitolia ja paljon muita polyoleja, kuten mannitolia ja arabinitolia. Tämä fraktio poistetaan systeemistä polyoli-seoesivutuotteena, näytekohta 9*

Ensimmäisen fraktioinnin keskimmäinen fraktio, näytekohta 6, yhdistetään kiteytyksen emäliuokseen, näytekohta 11, ja yhdistetyt nesteet fraktioidaan Al+++-muodossa olevalla hartsilla täytetyllä pylväällä, jolloin saadaan ksylitolirikas fraktio, näytekohta 7» josta voidaan kiteyttää lisää ksylitolia.

Näytekohdassa 13 fraktio sisältää 88 # ksylitolia, sen sorbitolipitoisuus on suhteellisen korkea ja useimpien muiden pelyölien pitoisuus alhainen.

Näytekohdan 8 fraktio, jonka ksylitolipitoisuus on alhainen ja muiden poly-olien pitoisuus korkea, yhdistetään systeemistä poistettavaan virtaan, näytekohta 4» ja poistetaan polyoliseossivutuotteena, näytekohta 9·

Korkean ksylitolipitoisuuden sisältävä fraktio, näytekohta 2, palautetaan ja sekoitetaan raakamateriaalin syöttövirtaan ja kierrätetään uudelleen ensimmäisen, Sr++-muodossa olevaa hartsia sisältävän kromatografia-pylvään kautta.

Yllä kuvatulla tunnetulla menetelmällä on mahdollista saada talteen raa'an syöttöliuoksen sisältämästä ksylitolista 87 $ farmaseuttista laatua olevana tuotteena. Kuitenkin kromatografiapylväistä eluoidut liuokset ovat suhteellisen laimeita ja aiheuttavat siten haihdutuskustannusten kohoamista. Kutakin saatua ksylitolikiloa kohti haihdutettava veden kokonaismäärä on 36-38 kg.

10 69296

Esillä olevan parannetun menetelmän mukaan suurin osa ksylitolista poistetaan liuoksesta raakakiteytys- ja uudelleenkiteytysvaiheissa. Lisäksi pääosa galaktitolista poistetaan raakakiteytyksessä saadusta emä-liuoksesta sentrifugoimalla tai sedimentoimalla. Jäljelle jääneiden epäpuhtauksien määrä emäliuoksessa saadaan olennaisesti alenemaan fraktioin-nissa rinnakkaisilla ioninvaihtopylväillä. Tässä menetelmässä prosessiin lisätyn veden määrä, joka on poistettava siitä haihduttamalla, on alentunut. Lisäksi laitteiston hankintakustannukset ovat alemmat, sillä vaikkakin tarvitaan enemmän kiteytinkapasiteettia, kromatografiafraktiointi-kapasiteetin tarve on samalla vähentynyt.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan lähemmin seuraavissa esimerkeissä. Esimerkki 1

Ksyloosirikae koivuhemiselluloosahydrolysaatti neutraloitiin ja puhdistettiin tavanomaisella ioninpoisto- ja värinpoistomenetelmällä. Puhdistetulla hydrolysaatilla oli seuraava koostumus: ksyloosia 76 kokonaissokerimäärästä arahinoosia 5 $ -"- mannoosia 7 $ -"- galaktoosia 4 9® glukoosia 6 # muita 2 Jh -"-

Puhdistettu hydrolysaatti hydrattiin Raney-nikkelikatalysaattoria o 2 käyttäen. Hydrauslämpötila oli 130 C ja vedyn paine 40 kg/cm . Hydratun liuoksen koostumus oli taulukon 2 näytekohdassa 1 esitetty·

Hydratusta raakaksylitoliliuoksesta ksylitoli kiteytettiin haihduttamalla liuos 92 paino-$:a kuiva-ainetta sisältäväksi 65°C:ssa. Liuokseen ympättiin 0,02 paino-96 ksylitolikiteitä, ja liuos jäähdytettiin 35°C*seen. Kiteytys suoritettiin tavanomaisessa sekoittajalla varustetussa kiteytti-messä. Liuoksessa olevasta ksylitolista kiteytyi 70 $ raakakiteinä, jotka erotettiin emäliuoksesta korisentrifugissa. Tässä ja hakemuksen muissa esimerkeissä käytetty laite oli,jollei muuta mainita,Variable-Speed Batch Automatic Centrifugal Filter tyyppiä, joka on kuvattu teoksessa Chemical Engineering Deskbook, February 15, 1971·

Raakakiteiden puhtausaste oli 94 ja ne sisälsivät 0,8 ^ galakti-tolia ja noin 9 i° muita polyoleja. Raakakiteet liuotettiin veteen 60 paino-jt: iseksi liuokseksi ja uudelleenkiteytettiin. Liuoksen ksylitolipitolsuus oli 94 9^ kuiva-aineesta, ja liuos haihdutettiin 88 9^*n kuiva-ainepitoisuuteen. Kiteytyksen alussa lämpötila oli 60°C. Liuokseen ympättiin 0,02 9ί ymppi-kiteitä, ja liuos jäähdytettiin 50°C:seen. Kiteytys suoritettiin tavanoami-sessa sekoittajalla varustetussa kiteyttimeesä. Kiteet erotettiin linkoa- 11 69296 maila ja ksylitolisaanto oli 65 i» puhtaita kiteitä.

Tämän esimerkin menetelmä suoritettiin kuviossa 2 esitetyn juoksu-kaavion mukaisesti. Luvut 201-217 merkitsevät prosessin eri vaiheita seuraavasti: 201 puhdistettu hydrolysaatti, 202 hydraus, 203 vettä lisätty (II35 kg), 204 ensimmäinen kiteytys (raakakiteytys), 205 vettä lisätty (54 kg), 206 toinen kiteytys (uudelleenkiteytys), 207 vettä haihdutettu (51 kg), 208 vettä lisätty (17 kg), 209 ksylitoli, 210 vettä lisätty (50 kg), 211 galaktitolin poisto, 212 galaktitoli, 213 vettä lisätty (4 kg), 214 kromatografiaerotus (hartsi Sr++-muodossa), 215 kromatografiaerotus (hartsi Al+++-muodosea), 216 vettä haihdutettu (622 kg), 217 polyoliseos.

Kuviosea 2 olevat analyysinäytekohdat 1-18 ovat vastaavina numeroina taulukossa 2.

Kuvion 2 juoksukaavlon mukaan puhdistettu hydrolysaatti, näytekohta 1, yhdistettiin hydrauksen jälkeen uudelleenkiteytysvaiheesta (toinen kiteytys) saatuun emäliuokseen, näytekohta 2, ja ksylitolirikkaaseen palautusfrak-tioon, näytekohta 3* joista muodostui syöttöliuos raakakiteytykseen. Raaka-kiteytyksestä saatu emäliuos ja pesunesteet jaettiin galaktitolipoiston jälkeen, näytekohta 9» kahdeksi rinnakkaiseksi nestevirraksi, näytekohdat 10 ja 11.Molemmista pylväistä saadut ksylitolirikkaat fraktiot yhdistettiin ja vietiin takaisin raakakiteytykseen, näytekohta 3· Palautusfraktiot, näytekohdat 17 ja 14» vietiin vastakkaisiin pylväisiin (ristipalautus) ja epäpuhtaat fraktiot yhdistettiin ja poistettiin systeemistä polyoliseos-sivutuotteena, näytekohta 18,

Puhtaan ksylitolin saanto oli 96 hydratussa liuoksessa olevasta ksylitolista.

Kiteiden kuivaamisen jälkeen niillä oli analyysi:

Vesi (Karl Fisher-menetelmä) 0,07 $

Tuhka (johtokyky) 0,001 56

Ksylitoli 99.9 $ (kaasu-nestekromato- graf ia-analyyei)

Sorbitoli 0,1 56

Galaktitoli 0,0 $

Mannitoli 0,0 %

Arabinitoli 0,0 $

Ksylitolikiteiden puhtaus-aste oli yli 99,5 56, ja niiden galakti-tolipitoisuus oli alle 0,2 $.

Raakakiteytyksessä suurin osa liuoksessa olevasta galaktitolista kiteytyi mikrokiteinä, jotka pestiin pois sentrifugikorien lävitse ja joutuivat emäliuokseen. Galaktitolimikrokiteet erotettiin siirapista 12 69296 sentrifugoimalla sedimentaatiosentrifugissa (Alfa-Laval-separaattori, malli BRPX 309S, valmistaja: Alfa-Laval DeLaval Group, Ruotsi). Siirappi jaettiin sitten kahteen osaan ja fraktioitiin rinnakkaisissa kro-matografiapylväissä, jotka oli täytetty polystyreenlsulfonaattihartsilla, joka oli silloitettu divlnyylibentseenillä. Toisessa pylväässä hartsi oli Al+++-muodossa ja toisessa Sr++-muodossa.

13 69296 t? ui cd cd in m in cd f\ cnio □ 10 2 .......I...... · 2 r-j o p'j o in cn in ud *rr% mi r· ^ ui r 0 CM <r- i in ϋ cn o n cn o> to <\i cn an 03 .............

F co fn vj- r\ »j p^ Pn aj CN (M io to c: j r\ fM σ) v- Pvi in r * - V- o · · (0 lilUKMr (sj l\ I (N (Μ ΠΊ Ο ΙΠΜ Q r O Ifl (N1

Qx CM v- ΓΜ <" CM ΓΜ (M PD <r- P) PD v- (M

w i:j ai ai m aj cn m ω co m m r- cm r j m co pm ......I ..........

S nu ‘•-.r V-- v- cm cj in <vt o ni m* v p^ cm im uj a) g ___ m v * +> ** ~ i? in in ro ‘-r an cr> ui rvi g ς« ..... I · .¾ : m m ιΊΐΰ in r O vJ a v- m on cn m r· Π) m W I \— v— — %— \— p'3 P<J pj U) (Μ ΓΧ

>> ID 111 Tj XT M ' CD O ^ r- G) N n ^ O f\J LD CM UJ

x p uj u*> p^ οι LiΊ c) p j m xr xr to m co cn ^

v" fH rH

• —........... ........... "--·Η Ο Ο ·« ·Η

rH -P -P rH rH

Ο ·Η ·Η o O

in aj tn o to ci g-imniDiiiff) Olemin C +> +» ......Il.......... ·Η ·Η X ·Η τΗ

3 IN U (Ν CD Ο in UirnnOI'IOr Ur N rH JO C(J JD C

g >> cd <h q q θ w μ ta o cd - --—~—— - ——----—— Λ< dj to tn a

|1 M || II M

o id o) o in cmcmoj ro*—p^cnfMCMcnm t uj v- cd cn <- rx C3 n <r ^ η α α n o r ω «cd δ w g evil ___________:__________________ 2 λΛ in rx in rx •X oo o ... . in in in cn cn rx t-o M cn un nj co in Psj cm ί · · ..... · · P *r| v- CM Psl O r UT CJ ff] v- CJ O') CM ΙΠ rH CO ·* (N r~ \— 3 co ω ----------------------- aj c p ο ο · ί -a- a <g- cn <n cn m id in ir (n cn (n cn e-ι 3 a <u ..................

3 tjfl if r Ui r UI CN (N (N (N r- CJ CJ Cj □ r r

Jd » *·“! 2 ltiqn o H 3 Li ... . (Μ CD <- CJ) C\l CD xf IP rHl CD WfU m M q- (\J (N O I · .........

<Ö V— r n O N N r q Γ· ΓΤ) CJ n m •H .i .........- ... .1 ---ra. -V - -........----- ---I---- . ..

q c D m m ia in in i'; o Φ ...... · -

+5 >, inmcOCnOrinr-Or-'irrraN'U-M

m x in n nr uj m in in cn cn cn cn a _ v~ —______.,., ___ -p cd n >

® o hn □ m *- *- oi CNiNN-cNcncominmcN^T S

~ CN' Jr l) IN Li) CN CN V- I CO CII IT r O) 111 r UI r (Π ™

•5 X ·*. CJ CN ίΓ Ν' CN l/Ι N CD

3 v- +1

-P----— ...... '-----" *— · ‘ ----- -H

to r- id a Ul ·Η •rl I · ... (> β to οσΐιτΝωπηιηΝ<ίίΝ<ίΓηιηο)(Μΐη(η rH iH tfi Cl in in CN CN □ IN CJ) ID m r CO <- CN a)

(d Cd Jai cn ·τ- CO

> C to •ho- a) q

rH X · —----------- . ·- - - - ·· 1 ' "" ------ 0) -H

O O td M -rt +> W X M -p

•H cd XI

H In o a> >a Ln a) M q tn w cd o cd cn in cn o □ q ω co β» ·η M P γν cn ....... I -p cd 3 CJ cd uj cn ί ί O cn cn co co cn cn m n uj m i rH (0 m rv cn ο n o ID in cn v- . O -Cd cd •HO CD CO cn .. q >

Coo q ·η •H -P rH--—--------- 3 Λί ·η·ν, -p 00 λ; M Ph bO O q

g rrijinifimDNcocnOrNorniincnNco MO II

Θ V”* * * ^ V— 5.— ’C— v~ Φ *H

•h o e > ® . P 3 Cd

H - fc J.---S=S X X

14

Esimerkki 2 69296

Puhdistettu hemiselluloosahydrolysaatti hydrattiin samoin kuin esimerkissä 1. Liuoksesta kiteytettiin raakaksylitoli, kiteet liuotettiin ja kiteytettiin uudelleen, jolloin saatiin puhdasta ksylitolia samoin kuin esimerkissä 1. Emäliuoksesta poistettiin galaktitoli samoin kuin esimerkissä 1. Siirappi vietiin sitten kahteen rinnakkaiseen kromatografia-pylvääseen, jotka olivat samanlaiset kuin esimerkissä 1. Ksylitoli-rikkaat fraktiot molemmista pylväistä, näytekohdat 15 ja 16, yhdistettiin ja vietiin takaisin raakakiteytykseen. Palautusfraktiot molemmista pylväistä, näytekohdat 14 ja 17, yhdistettiin ja vietiin siirappiin, josta galaktitoli oli poistettu. Epäpuhtaat fraktiot, näytekohdat 12 ja 15* yhdistettiin ja poistettiin systeemistä polyoliseosslvutuotteena, näytekohta 19.

Menetelmää on kuvattu kuviossa 3* Vastaava materiaalibalanssi on esitetty alla olevassa taulukossa 5.

Puhtaan ksylitolin saanto oli 96 Puhtaat ksylitolikiteet sisälsivät yli 99,5 56 ksylitolia ja alle 0,2 galaktitolia.

Kuvion 3 luvut 301-316 merkitsevät seuraavaa: 301 puhdistettu hyd-rolysaatti, 302 hydraus, 303 vettä haihdutettu (1148 kg), 304 ensimmäinen kiteytys (raakakiteytys), 305 vettä lisätty (52 kg), 306 toinen kiteytys (uudelleenkiteytys), 307 vettä haihdutettu (49 kg), 308 vettä lisätty (18 kg), 509 ksylitoli, 310 vettä lisätty (50 kg), 311 galaktitolin poisto, 312 galaktitoli, 313 kromatografiaerotus, (hartsi Sr*+-muodossa), 314 kro-matografiaerotus (hartsi Al+++-muodossa), 315 vettä haihdutettu (598 kg), 316 polyoliseos.

69296 15 tt ui σι τ- >j «t rs m >ί intf n oi en s- co ^ ......Il ...... ...

g r\i □ n n cw n id in ui o o k r- P r—T- u i n t- ui n n irj m is rs o ai Ό ........... · · ia (SI οι E IDIPrClr s S rs IS rs sp (S LO {S · · ·

r- ^ QMD B

___________ ___ _ __ (SI

ia un ia rn ia ui v> o..... · · ι/j ia ia > r ·- rsi m is m cm im v- iu ra O c i m u.i i (M rs (s esi (s sr cm ro <- *- rs ca — - P □ t Π O 11) ID ia CO IS Π OI O IS S) S Ό ......' ......

3 wj sr rs rs m o ia m n cr a r- ia r- oi i- ip s +3 ia »- rs τη -----—--- q la-ir-m^N | tori ιη<ί W iu laroiaif r-cn ^cnr-^mr-'i'ir-rMQm

_s- r- r- T- s- rn es (S (S

CO CO

>1 oia^uu-oous-uiauaifiai-iaKMD !ϋ!ϋΐ] x MDinsauaorsia^iii-iDic) id n m ,ΓΓ_ ,- ·Η O O ·Η ·Η

.H -P -P rH pH

--------- -- ----------- .. .------, . O Ή -H O O

-P C -P -P -P

jj Ή Ή X ·Η Ή jjj a un cm'U- ia co cocncosrtDri^-s-s-rsia γΗ,ο ci js p g rs o is in o srmrso-r-orsor-t-rs co S ’cd o c3 θ X «ö to m a .............. ~~~ n n n n n ia id cd m id π iSi-N^MomorsiMino ^ f5 ° iu ...... X cd to co a E lOi-ODr s οΜαιηι-οα·ί Οι-ι-ω ^ _-__„_

° .J

X PP ia ai en ia ia tn id s r· noo Λ! ·* u ·· . . i . .... ...

P Ή in in n iu id rsi n ooini-^iii-onrs^ui h a τ-rsrsrsT-^ *- 3 (0 W .---------— — . mr,-pr-r.--

ci β P

^ ai S o r- s s r- s m vr m (s ia vj- m (s m to *- is

Jj 30) ...................

s! +>w) sr *- *- ιο <- ia isorKMr-aoorrNr· a co —.......... ——:—--— « g co cl in to co co m rsT-T-s-iarsis-LQis^rro «4 X L, ... . . ........en··.· m rv ui r- n i- r- οι ooumar-no o m sr ia •H ____-----------:-- h ® □ cocorsrsoo +» · ......

ai >, ointoouui-mr-oinni-mi-oanDiorM

S xisstsTiDs-iaisiorors*- rs +*

___v- v' ____ . . CO

_ - 0 > 5 · (s cd ® omisrs^co rscorocnrocoois-OTcoisi- cd “ Oho oess-csiois iD(Mcrcria<iiDcoino i +> X l\J -3i T- a III NrOO (SUINOO +> P H ^ (S O *- .h p rs _ _ io_ .jl, •rl I rs 1- > Θ co · .

,-ι -h to □tMiniscorsmsristsrsrsoia^-srsrsm ® m cd>! co ui is rs rs o rs m is p- ro *- sr *- rs rs “j

sCi-fSi-r- CO

L· 5 _ a> β H 5 - 2 £ s ** s s 2 ho « V σ) X e «n " ® 3 X p rs m rs m n n o id m 1 tr ψ

3 to · o ....... m >» I

CO O U ID (S O ID O UI O) UI II) o ID UI cf KllIlU I O .10 CO

« ^,0 en (S ui N I a ID in (N (s 10 ·· G >

e o o ' sr t- . C -H

•h p Γ-Ι <0 m .. KS p x hs ..... ---- - " ·· *- "tr - x 12 * "° Soi Θ rlSIMr/UllDMOOlOrlMm/mOMDCn O ’s .

a ° p p cd

H * X X

16 69296

Esimerkissä 3 on lähemmin valaistu kromatografointia Al+++-muodossa Otavalla pylväällä ja esimerkissä 4 Sr++-muodossa olevalla pylväällä. Näitä vastaavat kuviot 5 ja 4· Kuviossa 4 on esitetty kronalografointi Sr++-muodossa olevalla pylväällä ja kuviossa 5 vastaavasti Al+++-muodossa olevalla pylväällä. Lyhennykset kuvioissa 4 ja 5 merkitsevät seuraavaa: se - kuiva-ainepitoisuus xy - ksylitoli ar arabinitoli ga = galaktitoli so = sorbitoli ma = mannitoli ot * muut.

Esimerkki 5

Puhdistettu hemiselluloosahydrolysaatti hydrattiin samoin kuin esimerkissä 1. Esimerkin 1 mukaisesti liuoksesta kiteytettiin raakaksylitoli, kiteet liuotettiin ja puhdas ksylitoli saatiin uudelleenkiteyttämällä. Raakakiteytyksen emäliuos ja pesunesteet yhdistettiin ja vietiin Al+++-muo-dossa olevaan pylvääseen. Kokeessa käytettiin kromatografiapylvästä, jonka läpimitta oli 22,5 om ja korkeus 5 m. Se oli täytetty Al+++-muodossa olevalla sulfonoidulla polystyreenihartsilla, joka oli silloitettu 3“4 jijlla divinyylibentseeniä. Lämpötila oli 55°C. Hartsin keskimääräinen raekoko oli 0,36 mm. Liuos syötettiin pylvään yläosaan nopeudella 0,0148 mVh.

Tällä tavoin pylvääseen vietiin 3 kg kuiva-ainetta vesiliuoksena, joka sisälsi kuiva-ainetta 25 g/100 g. Syöttöliuoksen koostumus oli seuraava:

Ksylitoli 52 96

Arabinitoli 10 96

Galaktitoli 7 96

Sorbitoli 14 #

Mannitoli 13 $

Muut 4 $

Eluointi suoritettiin vedellä. Polyolien erotus on esitetty kuvion 5 käyrien avulla. Kerättiin kolme fraktiota. Ensimmäinen kerättiin 70 minuutin kuluessa alusta, ja se oli polyoliseossivutuotetta, joka poistettiin systeemistä. Toisen fraktion, palautusfraktion, keräämiseen kului seuraa-vat 25 minuuttia. Tämä materiaali palautettiin prosessin aikaisempaan kohtaan, esim. yhdistettiin seuraavan raakakiteytyksen emäliuokseen. Kolmas fraktio, kiteytysfraktio eli tuotefraktio, koottiin seuraavien 65 minuutin aikana, ja sen ksylitolipitoisuus oli korkea ja sorbitolipitoisuus suh- li 17 69296 teellisen alhainen, kuten kuviosta 5 nähdään. Tämä fraktio yhdistettiin raakakiteytykseen johdettuun ksylitoliliuokseen, kuten aikaisemmin esimerkeissä 1 ja 2 on kuvattu.

Seuraavaan taulukkoon on koottu näiden kolmen fraktion analyysit:

Sokerien jakautuminen (^:eina kokonaismäärästä) oli seuraava:

Tuotefraktio Palautus- Poistofraktio _fraktio_

Ksylitoli 91 $> 6 $> 3 i°

Arabinitoli 73 14 # 13 #

Galaktitoli 40 21 # 39 #

Sorbitoli 50 96 20 # 30 $

Mannitoli 28 96 21 9^ 51 #

Muut 82 $> 9 $> 9 i>

Fraktioiden koostumus (^:eina kuiva-aineesta) oli seuraava:

Tuotefraktio Palautus- Poistofraktio _fraktio_

Ksylitoli 67 9^ 25 $ 19,5 #

Arabinitoli 10 $ 12,5 % 8 $

Galaktitoli 4 $> 12,5 # 16 96

Sorbitoli 10 96 24 9^ 25,5 #

Mannitoli 5 96 23 $ 39 1>

Muut 4 $> 3 96 2 £

Fraktioiden kokonaispitoisuus (g/1000 ml)

Tuotefraktio Palautus- Poistofraktio _fraktio 102 g/l 90 g/l 26 g/l

Esimerkki 4

Puhdistettu hemiselluloosahydrolysaatti hydrattiin samoin kuin esimerkissä 1. Esimerkin 1 mukaisesti liuoksesta kiteytettiin raaka-ksylitoli, kiteet liuotettiin ja puhdas ksylitoli saatiin uudelleenki-teyttämällä.

Raakakiteytyksen emäliuos ja pesunesteet yhdistettiin ja vietiin Sr++-muodossa olevaan kromatografiapylvääseen. Kokeessa käytetty pylväs oli läpimitaltaan 22,5 cm ja sen korkeus oli 3,5 m. Se oli täytetty Sr++-muodossa olevalla sulfonoidulla polyetyreenihartsilla, joka oli silloitettu 3-4 9^* Ha divinyylibentseeniä. Hartsihiukkasten keskimääräinen koko oli 0,4 mm. Lämpötila oli 55°C. Liuos syötettiin pylvään yläosaan nopeudella 0,0279 mV*1· Tällä nopeudella pylvääseen vietiin 3 h8 kuiva-ainetta vesiliuoksena, joka sisälsi kuiva-ainetta 23 g/100 g. Syöttöliuok-sen kooetumus oli seuraava: 18 69296

Ksylitoli 51 $>

Arabinitoli 15 #

Galaktitoli 5 $

Sorbitoli 12 i»

Mannitoli 15 #

Muut 6 i»

Eluointi suoritettiin vedellä· Folyolien erotusta on kuvattu kuviossa 4· Kerättiin kolme fraktioita. Ensimmäinen,poistofraktio, kerättiin 50 minuutin kuluessa alusta laskien, ja se oli polyoliseoeta sisältävä sivutuote, joka poistettiin systeemistä. Toinen eli palautus-fraktio saatiin seuraavien 10 minuutin aikana, ja tämä materiaali palautettiin prosessiin esim. seuraavan raakakiteytyksen emäliuokseen. Kolmas fraktio, tuotefraktio, kerättiin viimeisten 70 minuutin aikana. Sen ksyli-tolipitoisuus oli korkea ja sorbitolipitoisuus suhteellisen alhainen, kuten kuviosta 4 nähdään. Tämä fraktio yhdistettiin raakakiteytykseen menevään liuokseen kuten aikaisemmin esimerkeissä 1 ja 2 on kuvattu.

Seuraavaan taulukkoon on koottu näiden kolmen fraktion analyysit. Sokerien jakautuminen (Aseina kokonaismäärästä) oli seuraava:

Tuotefraktio Palautus- Poistofraktio _fraktio_

Ksylitoli 84,5 # 15 £ 0,5 5*

Arabinitoli 7 $> 45 % 50 $

Galaktitoli 56,5 f> 51.5 # 10 56

Sorbitoli 87 $ 13 ^ * 0,5 £

Mannitoli 5,5 1> 29,5 # 67 #

Muut 11 56 56 9^ 53 1>

Fraktioiden koostumus (Aseina kuiva-aineesta) oli seuraava:

Tuotefraktio Palautus- Poistofraktio _fraktio_

Ksylitoli 75 * 33 i 1,5 ^

Arabinitoli 2 $ 25 1» 35 1°

Galaktitoli 5 # 10 $ 2,5 #

Sorbitoli 12 5^ 7 $ <0,5 ^

Mannitoli 1 # 4 ^ 45 ^

Muut 1 # 1 # 16 it>

Fraktioiden kokonaispitoisuus (g/1000 ml)

Tuotefraktio Palautus- Poistofraktio fraktio 49 g/1 69 g/1 22 g/l 19 69296

Esimerkeistä 3 ja 4 käy selvästi ilmi, että molemmat erilaiset kromatografiapylväät erottavat polyoleja eri tavalla. Tätä eroa on käytetty hyväksi tämän keksinnön menetelmässä puhdistuksen parantamiseksi ja saannon lisäämiseksi. On edullista jakaa erotettavat liuokset kahdeksi rinnakkaiseksi nestevirraksi, joista toinen syötetään Al+++-muodossa olevaa pylvääseen ja toinen Sr++-muodossa olevaan pylvääseen. Erotusteho on tietenkin parempi pylväiden ollessa sarjassa, mutta rinnakkain olevat pylväät ovat edullisempia liuosten vähäisemmän laimenemisen kannalta.

Claims (1)

1. ____ -· ττ __ 20 69296 Patenttivaatimus Menetelmä kiteisen, farmaseuttista laatua olevan ksylitolin valmistamiseksi ksylitolia ja muita polyoleja sisältävästä vesiliuoksesta, jolloin suurin osa liuoksen sisältämästä ksylitolista saatetaan kiteytymään suorittamalla ksylitolin raakakiteytys, muodostuneet raakakiteet erotetaan emäliuoksesta, ja ne liuotetaan veteen, ja ksylitoli uudelleenkiteytetään erittäin puhtaiksi kiteiksi, jolloin saantoa parannetaan suorittamalla kromatografinen fraktiointi käyttäen kationista sulfonoitua divinyylibentseenillä silloitettua polystyreeni-ioninvaihtohart-sia sisältäviä kromatografisia kolonneja, joka hartsi on maa-alkalimetalli- ja AI - tai Fe -muodossa, tunnettu silta, että emäliuoksesta erotetut raakakiteet pestään vedellä, jotta niiden pinnassa olevat galaktolimikrokiteet poistuisivat, ja kidepesunesteet otetaan talteen ja ne yhdistetään raakakiteytyksestä saatuun emäliuokseen, ja näin saadusta liuoksesta erotetaan galaktitolimikrokiteet, jonka jälkeen fraktioidaan kromatografisesti käyttäen ainakin kahta rinnakkaista kromatografista kolonnia, jotka sisältävät kationista sulfonoitua divinyylibentseenillä silloitettua polystyreeni-ioninvaihtohartsia, jolloin toisen kolonnin sisältämä hartsi on maa-alkalimetallimuodossa ja toisen kolonnin sisältämä hartsi on Al+++- tai Fe+++-muodossa, ja jolloin fraktioitava liuos jaetaan siten, että osa liuoksesta johdetaan toiseen kolonniin ja osa toiseen kolonniin, ja kummastakin kolonnista saadut sopivat fraktiot yhdistetään fratioinnin jälkeen, ja saadut ksy-litolirikkaat fraktiot johdetaan takaisin raakakiteytysvaiheeseen, välifraktiot johdetaan uudelleen fraktioitaviksi ja epäpuhtaat fraktiot yhdistetään polyolisivu-tuoteseokseksi.