FI76593B - Selektiv adsorptioprocess foer separation av mannos ur dess blandningar med glukos och/eller galaktos. - Google Patents

Description

1 76593

Selektiivinen adsorptioprosessi mannoosin erottamiseksi sen glukoosia ja/tai galaktoosia sisältävistä seoksista Selektiv adsorptionsprocess för separation av mannos ur dess blandningar med glukos och/eller galaktos Tämä keksintö kohdistuu prosessiin nestefaasissa tapahtuvaksi mannoosin erottamiseksi glukoosia ja/tai galaktoosia sekä mannoosia sisältävistä seoksista. Erityisesti ja edullisimmas-sa toteutusmuodossaan tämä keksintö kohdistuu edellä mainitun kaltaiseen selektiivisellä adsorptiolla tapahtuvaan erottamiseen käyttäen tietyntyyppisiä zeoliittipohjaisia molekyyliseu-loja.

Sokerialkoholi mannitoli on laajasti käytetty, kaupallisesti merkittävä materiaali. Sitä voidaan käyttää hartsien, pehmin-timien, detergoivien aineiden, kuivien elektrolyyttisten kon-densaattoreiden sekä lääkkeiden makeutusaineiden ja laimentavien kantaja-aineiden valmistukseen. Valitettavasti mannitolin tämänhetkinen hinta on korkea, ja tästä johtuen jotkut näistä kaupallisista sovellutuksista eivät ole taloudellisesti houkutelevia.

Mannitolia voidaan valmistaa vedyttämällä inverttisokeria, jolloin saadaan siirappia, joka sisältää noin 26 % mannitolia, ja josta kiteisen mannitolin saanto on noin 17 %. Emäliuokseen jäävää 9 % mannitolia on vaikeata ottaa talteen. Kuitenkin mannitolia voidaan myös valmistaa mannoosia, vastaavaa sokeria, vedyttämällä, jolloin saanto on noin 100 %. Täten mannoo-si on taloudellisesti merkittävää, koska se on tehokkainta raaka-ainetta mannitolin valmistuksessa. Tämän lisäksi L-man-noosi on tunnistettu yhdeksi sokeriksi sellaisessa reaktiosar-jassa, jonka tuloksena on L-sakkaroosia, joka on mahdollinen ravintoarvoton makeutin (Shemtech, August, 1979, sivut 501 ja 511). Lisäksi mannoosi on hyödyllinen korroosion inhibiittorina, tekstiilien pehmentimenä tai detergenttien muodostajana. Täten se on ilmeisesti kaupallisesti haluttua, ja mannoosin halpaa ja tehokasta lähdettä tarvitaan.

2 76593 Tällä hetkellä käytettävissä on kaksi mannoosilähdettä: glukoosin epimerointi (katso esim. US-patenttijulkaisut 4 029 878; 4 713 514 ja 4 083 881) tai hemiselluloosan tai kasvikudoksen hydrolysointi (katso esim. US-patenttijulkaisua nro 3 677 818). Epimerointireaktio tuottaa mannoosin ja glukoosin seoksen. Hemiselluloosan hydrolysointi kuuluu joskus osana prosessiin, jolla puusta valmistetaan selluloosaa, tai osana prosessiin, jolla kasvikudoksesta valmistetaan sokereita. Kummassakaan tapauksessa raaka-aineena ei ole puhdistettu hemiselluloosamannaani, ja tuotteena on useiden mono- ja di-sakkaridien seos.

Glukoosin epimeroinnin tuotteet voidaan suoraan vedyttää, jolloin saadaan siirappia, jonka mannitolipitoisuus on suuri. Tämä on edullisempaa kuin mannitolin tuottaminen erottamalla mannitolia sorbitolista. Tai vaihtoehtoisesti mannoosi voidaan ensin erottaa glukoosista, jonka jälkeen se voidaan vedyttää puhtaan mannitolin saamiseksi.

Kationinvaihtohartsin (esim. kalsiummuotoinen Rohm & Haas'in Amberlite XE200) käyttäminen mannoosin ja glukoosin erottamiseen on myös tunnettua (katso esim. GB-patenttijulkaisua nro 1 540 556). Kuitenkin tämä menetelmä tuntuu olevan tehoton. Tarkemmin, syöttö (29,0 % mannoosia, 67,1 % glukoosia) ohjataan ensin 213 cm pituisen hartsikolonnin läpi, jolloin mannoosi rikastuu 87 %:iin. Tämän jälkeen 87 %:inen mannoosijae ajetaan toisen samanlaisen kolonnin läpi, josta saatava jae sisältää korkeintaan 98 % mannoosia. Käytännön toiminnassa tämänkaltainen prosessi olisi sekä hankala että kallis, ja parempi adsorbentti olisi toivottavaa tekemään adsorptiolla tapahtuvan erotusmenetelmän käytännölliseksi.

Kasvikudoshydrolysaatista tapahtuva mannoosin talteenoton ongelma on oleellisesti vaikeampi kuin mannoosin erottaminen glukoosista. Sokeriseos sisältää useita erilaisia sokereita. Mannoosin ja glukoosin lisäksi se sisältää arabinoosia, galak- 3 76593 toosia, ksyloosia ja sellobioosia. Eräs mahdollinen natrium-emäksen sulfiittiliemi (tyypillinen kasvikudoksen hydrolysaat-ti) sisältää:

Natrium-lignosulfonaatti 61,5 %

Ksyloosi 3,5 %

Arabinoosi 1,5 %

Mannoosi 14,2 %

Glukoosi 5,5 %

Galaktoosi 3,8 % Tällaisessa seoksessa oleva mannoosi voidaan ottaa talteen muodostamalla mannoosi-bisulfiitti-yhdisteitä (katso esim. US-patenttijulkaisua nro 3 677 818). Tässä prosessissa

Na2S20ssta lisätään sulfiittiliemeen, jonka jälkeen seokseen laitetaan ytimeksi natrium-mannoosi-bisulfiittia, jolloin haluttujen yhdisteiden kiteytyminen edistyy. Natrium-mannoosi-bisulfiitti liuotetaan uudelleen veteen ja mannoosi regeneroidaan bikarbonaattireagenssia lisäämällä. Kun hajoamisreaktio on kulunut loppuun, lisätään etanolia natriumsulfiitin saosta-miseksi. Lukuisan muun vaiheen jälkeen tästä prosessista saadaan puhdasta mannoosia 85 S saannolla. Tämänkaltainen prosessi ei ole ainoastaan kallis, vaan siitä syntyy myös valtavia määriä kemiallista jätettä, joka aiheuttaa vakavia eroon-pääsyvaikeuksia.

US-patenttijulkaisussa nro 3 776 897 esitetään menetelmiä lignosulfonaattien erottamiseksi hemiselluloosasta ja monosak-karideista. Ensin hemiselluloosa saostetaan lisäämällä seokseen asianmukaista vesiliukoista liuotinta. Kun samaa liuotinta lisätään edelleen, erottuvat lignosulfaatit monosakkari-deista. Mitään erityistä menetelmää mannoosin talteenottami-seksi monosakkaridien seoksesta ei esitetä.

CA-patenttijulkaisussa nro 1 082 698 julkaistaan prosessi monosakkaridin erottamiseksi oligosakkaridista selektiivisellä adsorptiolla sellaiseen X- tai Y-zeoliittiin, joka sisältää vaihdettavina kationeina joko ammoniumin tai ryhmän IA tai IIA

4 76593 metalleja. Mitään erityistä tietoa mannoosi-monosakkaridin erottamisesta muista monosakkarideista tai disakkarideista ei anneta.

Saman hakijan nimissä olevassa US-patenttijulkaisussa 4.544.778, joka perustuu 13. syyskuuta 1982 jätettyyn hakemukseen, selitetään prosessi inositolipanoksen erottamiseksi selektiivisellä adsorptiolla zeoliittipohjaisia molekyyliseu-loja käyttäen. Tämän patenttihakemuksen taulukossa III on esitetty D-mannoosin retentiotilavuudet ja inositolin erotus-tekijät D-mannoosin suhteen NaX-zeoliittia käytettäessä.

Wentz ja kumpp. artikkelissa "Analysis of Wood Sugars in Pulp and Paper Industry Samples by HPLC", Journal of Chromatographic Science, Voi. 20, August 1982, sivut 349...352, julkaisee korkean suorituskyvyn nestekromatografisen (HPLC) menetelmän puusta peräisin olevien sokereiden (esim. glukoosin, mannoo-sin, galaktoosin, arabinoosin ja ksyloosin) analysoimiseksi selluloosan hydrolysaatista tai sulfiittijäteliemestä selektiivisellä adsorptiolla polystyreeni/divinyylibentseenikatio-ninvaihtohartsia käyttäen.

Olst ja kumpp. lehdessä Journal of Liquid Chromatography, Voi. 2, nro 1, sivut 111...115 (1979) julkaisee HPLC-menetelmän glukoosi-fruktoosi-mannoosiseoksien analysoimiseksi, missä tämä seos on syntynyt valmistettaessa glukoosista siirappia, jonka fruktoosipitoisuus on suuri. Tämä valmistus on kaupallista ja emäksen katalysoimaa. Muuntamatonta silikaa käytetään adsorbenttina ja desorboivana aineena asetonitriiliä.

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu erikoismenetelmään, jossa nestefaasissa oleva mannoosi erotetaan selektiivisellä adsorptiolla kationivaihdettuja, X- tai Y-tyyppisiä zeoliittipohjaisia molekyyliseuloja käyttäen. Erityisen hyvin mannoosin erottaminen onnistuu mannoosin ja glukoosin ja/tai galaktoosin vesiseoksista. Yleisesti ottaen prosessi suoritetaan sellaisessa paineessa, joka on riittävä pitämään järjestelmän neste- 5 76593 maisessa muodossa, saattamalla liuos kosketuksiin sellaisen adsorbenttiyhdisteen kanssa, joka yhdiste sisältää vähintään yhden kiteisen BaX ja/tai BaY-tyyppisen alumiinisilikaattisen zeoliitin, johon mannoosi adsorboidaan selektiivisesti, liuoksen adsorboitumaton osa otetaan pois kosketuksesta zeoliitti-sen adsorbentin kanssa, adsorbaatti desorboidaan zeoliitista saattamalla adsorbentti kosketuksiin desorboivan aineen kanssa, ja desorboitunut mannoosi otetaan talteen.

Kuva 1 esittää mannoosin ja glukoosin seoksen eluutiokäyrää, missä adsorbenttina on käytetty kalium-substituoitua, X-tyyp-pistä zeoliittia.

Kuvat 2...4 esittävät saman mannoosi/glukoosi-seoksen eluutio-käyriä, missä adsorbentteina käytettiin kalsium-substituoituja Y-tyypin zeoliittia, barium-substituoitua X-tyypin zeoliittia ja barium-substituoitua Y-tyypin zeoliittia, vastaavasti.

Kuva 5 esittää mannoosia, arabinoosia, galaktoosia, glukoosia ja ksyloosia sisältävän seoksen eluutiokäyrää, missä adsorbenttina oli barium-substituoitu Y-tyypin zeoliitti.

Kuva 6 esittää mannoosin ja galaktoosin seoksen eluutiokäyrää, missä adsorbenttina oli barium-substituoitu X-tyypin zeoliitti.

Kuva 7 esittää erästä sellaista menetelmää, jolla tämän keksinnön prosessia voidaan käyttää hyväksi.

Tämä keksintö tarjoaa halvan, tehokkaan ja yksinkertaisen prosessin mannoosin talteenottamiseksi sen glukoosia ja/tai galaktoosia sisältävistä seoksista, kuten esimerkiksi glukoosin epimerointiliuoksista. Keksinnön ydin on zeoliittinen ryhmä, joiden adsorbtion selektiivisyys on ainutlaatuinen. Eri zeoliittien adsorption selektiivisyys vaihtelee, riippuen kulloinkin niiden kehysrakenteesta, silikan ja alumiinioksidin 6 76593 suhteesta, kationityypistä ja kationipitoisuudesta. Useimmilla zeoliiteillä ei ole toivottua selektiivisyyttä mannoosin tal-teenottamiseksi. Koska zeoliitin sisällä olevien reikien koko on samaa suuruusluokkaa kuin monosakkaridien koot, hallitsevat steeriset tekijät erittäin paljon zeoliitin adsorption selektiivisyyttä, ja täten sitä on erittäin vaikeata ennustaa.

Tämän keksinnön keksijät ovat havainneet, että X- ja Y-tyypin zeoliittien eräiden kationimuotojen selektiivisyys ja kineettiset ominaisuudet mannoosin erottamiseen ovat erinomaiset. Esimerkiksi on todettu, että CaY:n affiniteetti ja selektiivisyys on riittävää käytettäväksi mannoosi/glukoosi-erotuksissa, mutta se ei ehkä ole yhtä käyttökelpoinen uutettaessa mannoo-sia kasvihydrolysaateista. Toisaalta CaX:iin liittyy nopeuden vajavaisuus ja tästä johtuen CaX ei ehkä ole yhtä käyttökelpoinen millekään monosakkaridien seokselle.

Tämä keksintö tarjoaa prosessin mannoosipanoksen erottamiseksi sellaisista syöttöliuoksista, jotka sisältävät mannoosia. Syöttöliuos saattaa esimerkiksi olla mannoosin ja glukoosin seos, joka on peräisin glukoosin epimeroinnista. Mukavuussyistä seuraava esitys kuvaa pelkästään yleisesti tätä keksintöä mannoosin erottamisen suhteen, kun mannoosia erotetaan mannoosia sisältävistä syöttöliuoksista, vaikkakin on ymmärrettävää, että tämän keksinnön prosessia käytetään erottamaan mannoosi glukoosista ja/tai galaktoosista. Lisäksi on odotettavaa, että tämän keksinnön prosessi olisi samoin käyttökelpoinen edellä mainittujen sokereiden niin L-kuin D-muotojenkin erottamiseksi.

Kuten edellä on mainittu, glukoosin epimeroinnin tuote sisältää mannoosia ja glukoosia. Tämänkaltaisia tuotteita voidaan jalostaa edelleen, jotta jotkut niiden komponenteista saadaan muunnetuiksi, tai neste saadaan erotetuksi ja/tai puhdistetuksi. Tästä syystä, kuten tässä esityksessä on käytetty, "glukoosin epimerointituote" ei käsitä vain näistä prosesseista 7 76593 suoraan saadun nestemäisen tuotteen, vaan myös minkä tahansa nesteen, joka on peräisin tästä prosessista, kuten esimerkiksi sen erotus-, puhdistus- tai muusta prosessivaiheesta.

Zeoliittiset molekyyliseulat (tästä lähtien "zeoliitit") ovat kiteisiä alumiinisilikaatteja, joilla on kolmidimensionaalinen kehysrakenne ja jotka sisältävät vaihdettavia kationeita. Kationien lukumäärä yksikkökennoa kohden määräytyy sen sili-ka/alumiinioksidi-moolisuhteesta, ja kationit ovat jakaantuneet zeoliitin kehysrakenteen kanaviin. Hiilihydraattimolekyy-lit voivat diffundoitua zeoliitin kanaviin, jonka jälkeen ne ja kationit voivat vaikuttaa toinen toisiinsa, ja hiilihydraatit voivat adsorboitua kationeihin. Alumiinisilikaatti-kehys-rakenne pitää puolestaan kationit paikoillaan, koska kehysrakenne on valtava, moniarvoisesti varautunut anioni.

Zeoliitin adsorption selektiivisyys riippuu useiden tekijöiden yhteisvaikutuksesta, kuten edellä on korostettu, ja täten zeoliittien adsorption selektiivisyyksiä on erittäin vaikeata ennustaa. Itse asiassa tämän keksinnön keksijät ovat todenneet, että useammat zeoliitit eivät adsorboi mannoosia erityisen voimakkaasti. Kuitenkin on havaittu, että BaX-, BaY-, SrY-, NaY- ja CaY-zeoliitit adsorboivat mannoosia oleellisesti voimakkaammin kuin muita puusokereita. Tästä johtuen ne ovat erityisen käyttökelpoisia mannoosin talteenottamisessa. Koska BaY:n mannoosin selektiivisyys on suurin, se on suosituin zeoliitti. Kuitenkin on mahdollista, että joissakin sovellutuksissa muut zeoliitit saattavat olla käytännöllisempi valinta ottaen huomioon zeoliitin alkuperäiset kustannukset, kationiepäpuhtauksien lopputuotteesta poistamisen vaikeuden tai kalleuden, jne.

Zeoliitti Y ja sen valmistusmenetelmä on kuvattu yksityiskohtaisesti Us-patenttijulkaisussa nro 3 130 007, joka on myönnetty 21. huhtikuuta 1954 D.W. Breckille. Zeoliitti X ja sen valmistusmenetelmä on esitetty yksityiskohtaisesti US-patent- tijulkaisussa nro 2 882 244, joka on myönnetty 14. huhtikuuta 1959 R.M. Miltonille. Näiden molempien patenttijulkaisujen sisältö on täten sisällytetty tähän anomukseen viittauksella.

8 76593 Tässä keksinnössä käytännölliset zeoliitit ovat erityisesti BaX ja BaY ja näiden seokset. Tyypillisesti X- ja Y-zeoliitit valmistetaan natrium-muodossa, ja natriumkationit voivat olla osittain tai kokonaan vaihdettu eri kationeilla, kuten bariumilla, strontiumilla ja/tai kalsiumilla, tunnettuja tekniikoita hyväksikäyttäen. Tämän keksinnön tarkoituksiin yllä esitetyt hyödylliset zeoliitit voivat olla joko vain osittain tai kokonaan kationinvaihdettuja. Esimerkiksi BaY-zeoliitin kationit voivat olla pääasiassa kaikki bariumia tai vain osittain bariumia, jolloin tasapainottavana kationina voi olla joko toinen hyödyllinen kaksiarvoinen kationi (kuten strontium tai kalsium) tai yksiarvoiset kationit, kuten natrium tai kalium. Kationinvaihdon aste ei ole kriittinen niin kauan kuin haluttu erottumisaste saavutetaan.

Saadut tiedot antavat aiheen olettaa, että erityiset kationin ja sokerin keskinäiset vaikutukset aiheuttavat keksinnölle hyödyllisten X- ja Y-zeoliittien eri kationimuotojen osoittamat ainutlaatuiset sorption selektiivisyydet. On tunnettua, että zeoliitin vaihdettavien kationien lukumäärä pienenee, kun Si02/Al203~moolisuhde kasvaa, samoin että kationien lukumäärä yksikkökennoa kohden alenee, kun yksiarvoiset Na+-ionit korvataan kaksiarvoisilla Ca++, Sr++ ja/tai Ba++-ioneilla. On myös tunnettua, että X- ja Y-kiderakenteissa on monta sellaista kohtaa, joihin kationit voivat olla sijoittuneina, ja että jotkut näistä kohdista sijaitsevat näissä kiderakenteissa olevien superhäkkien ulkopuolisessa asemassa.

Koska sokerimolekyylit tunkeutuvat vain kiderakenteen superhäkkien muodostamaan osaan, on odotettavaa, että niiden ja ainoastaan superhäkkeihin tai niiden reunoille sijoittuneiden kationien välinen vaikutus on voimakasta. Jokaisessa kiderakenteessa olevien Ca-, Sr- ja Ba-kationien lukumäärä ja sijainti riippuu tästä syystä läsnäolevien kationien koosta ja 9 76593 lukumäärästä, sekä X- tai Y-zeoliitin Si02/Al203-moolisuhtees-ta. Vaikka ei ole tarkoituksena pitää teoriaa rajoituksena, on myös odotettavaa, että optimaalinen sorption selektiivisyys saavutetaan, kun steerisiä perusteluja hyväksi käyttäen tietyille sokereille esitetään todennäköisyys vaikuttaa tiettyyn lukumäärään kaksiarvoisia kationeita, jotka ovat superhäkissä tai sen reunoilla. Tästä johtuen on odotettavaa, että optimaaliset sorption selektiivisyydet esiintyvät kunkin näiden zeo-liittityypin tietyillä vaihtotasoilla, ja saattaa myös esiintyä tietyissä Si02/Al2C>3:n moolisuhteissa.

Useiden zeoliittien adsorption affiniteetti eri sokereille määritettiin "pulssikokeella". Tässä kokeessa kolonni pakattiin asianmukaisella zeoliitilla, kolonni laitettiin umpiläm-mittimeen tasaisen lämpötilan ylläpitämiseksi, ja sokeriliuokset eluoitiin vedellä kolonnin läpi, jolloin liuenneen aineen retentiotilavuus saatiin määritetyksi. Mittauksia suoritettiin sekä jauhemaisella zeoliitilla että BaY- ja SrY-zeoliittien sidotuilla aggregaateilla. Liuenneen aineen retentiotilavuus määriteltiin liuenneen aineen eluutiotilavuudeksi, josta "kuollut tilavuus" oli vähennetty. "Kuollut tilavuus" on se liuottimen tilavuus, joka tarvitaan eluoimaan adsorboitumaton liuennut aine kolonnin läpi. Kuollutta tilavuutta määritettäessä fruktoosin liukoinen polymeeri, inuliini, joka on liian suuri adsorboituakseen zeoliitin huokosiin, valittiin liuenneeksi aineeksi.

Inuliinin eluutiotilavuus määritettiin ensin. Tämän jälkeen samanlaisissa koeolosuhteissa määritettiin edellä kuvatun viiden puusokerin ja sellobioosin eluutiotilavuudet. Retentio-tilavuudet laskettiin ja ne on esitetty taulukossa I jäljempänä. Retentiotilavuuksista saaduista tiedoista laskettiin erotustekijät (ET).

α Mannoosi ^ Mannoosi ^ Mannoosi

Glukoosi Arabinoosi Galaktoosi ^ Mannoosi Ä Mannoosi

Ksyloosi ja ** Sellobioosi 10 76593 seuraavassa esitetyn tyypillisen yhtälön mukaisesti:

Mannoosi ETm/G - & = mannoosipiikin retentiotilavuus

Glukoosi glukoosipiikin retentiotilavuus

Ykköstä suurempi ETjj/Q-tekijä osoittaa, että kyseessä oleva adsorbentti oli selektiivisempi mannoosille kuin glukoosille, ja sama pätee muille taulukossa II esitetyille erotustekijoille. Edellä mainitun menetelmän mukaisesti lasketut erotusteki-jät ovat löydettävissä taulukosta II. Kaikkien taulukon I ja II X-tyyppisten zeoliittien Si02/Al203-moolisuhde on noin 2,5 ja kaikkien Y-tyypin zeoliittien Si02/Al203-moolisuhde on noin 4,8...5.

Taulukko I

Sokereiden korjatut retentiotilavuudet (ml)

Kolonnin dimensiot: pituus 40 cm, sisähalkaisija 0,77 Virtausnopeus: 0,53 gpm/ft2 (n. 21,6 1/min/m2) Lämpötila: 160 °F (n. 71 °C)

Zeoliitti- Inulii- Man- Arabi- Galak- Glu- Ksy- Sello- jauhe ni noosi noosi toosi koosi loosi bioosi KX 0 6,3 7,4 5,8 6,0 6,6 2,2

NaX 0 1,5 2,0 1,0 1,5 1,0 < 0,5

NaY 0 2,7 2,7 2,6 1,7 1,7 1,0

CaY 0 2,9 2,9 1,6 1,2 0,7

SrY* 0 4,0 4,1 3,9 2,2 2,2 0,8

BaX 0 8,2 16,8 4,0 3,0 5,4 0,4

BaY** 0 37,3 23,6 27,6 14,4 8,9 ** kolonnin pituus 160 cm, raekoko 30 x 50 mesh (n. 0,59 x 0,297 mm) * raekoko 20 x 40 mesh (n. 0,84 x 0,42 mm) 11 76593

Taulukko li

Sokereiden erotustekijät

Zeo- ^Mannoosi _Mannoosi αMannoosi ÄMannoosi „ Mannoosi liitti glukoosi ^Arabinoosi Galaktoosi Ksyloosi sellobi- oosi KX 1,05 0,85 1,09 0,95 2,9

NaX 1,0 0,75 1,5 1,5 >3,0

NaY 1,6 1,0 1,04 1,6 2,7

CaY 2,4 1,0 1,8 4,1

SrY 1,8 1,0 1,0 1,8 5,0

BaX 2,7 0,5 2,1 1,5 20,5

BaY 2,6 1,6 1,4 4,2

Taulukon I ja II tietoihin perustuen BaY on sopivin zeoliitti mannoosin erottamiseen. Suhteellisesti ottaen se adsorboi mannoosia voimakkaammin kuin arabinoosia, galaktoosia, ksyloo-sia, ja sellobioosia. Sitä voidaan erityisen hyvin käyttää erotettaessa mannoosia epimeeristään glukoosista. Riippuen eluution olosuhteista mannoosi saadaan kerättyä joko puhtaana tuotteena (esim. kun virtausnopeus on alhainen, kolonni on pitkä, jne.) tai seoksena, jossa kontaminoivana aineena on hieman galaktoosia (esim. kun virtausnopeus on suurempi, kolonni lyhyempi, jne.). On myös todettu, että BaX:n selektiivi-syys mannoosi/galaktoosi-erotuksessa on parempi kuin BaY:n. Kaksivaiheisen prosessin käyttö on myös kannattavaa otettaessa mannoosia talteen hemiselluloosan hydrolysaatista. Toisin sanoen ensin voidaan käyttää BaY:tä erottamaan mannoosi ja hiukan galaktoosia hydrolysaatista, tämän jälkeen käytetään BaX:ia erottamaan mannoosi galaktoosista.

Koska BaX adsorboi mannoosia paljon voimakkaammin kuin galaktoosia, glukoosia, ksyloosia ja sellobioosia, ja toisaalta arabinoosia paljon voimakkaammin kuin mannoosia, on mahdollista erottaa seos kolmeen jakeeseen, jolloin mannoosi otetaan talteen keskimmäisessä jakeessa. Tätä samaa asiaa käsittelevässä, vireillä olevassa ja yhtä aikaa jätetyssä Pl-patentti- 12 76593 hakemuksessa 834857 (kuulutusjulkaisu 73240) selitetään prosessi arabinoosin erottamiseksi arabinoosia ja esimerkiksi muita sokereita sisältävistä seoksista.

Vaihtoehtoisena prosessina BaX:ia voidaan käyttää erottamaan arabinoosi ja mannoosi muista sokereista. Tämän jälkeen arabi-noosi voidaan erottaa mannoosista erillisessä petissä. BaX:ia/ BaY:ta, SrY:ta, CaY:ta ja NaY:ta voidaan käyttää erottamaan mannoosi glukoosista. Keksinnön mukaan on todettu, että BaX ja BaY ovat parempia adsorbentteja kuin SrY, CaY ja NaY. Niiden affiniteetti sekä selektiivisyys on suurempi kuin SrYsn, CaY:n ja NaY:n.

Erottaminen voidaan suorittaa liikkuvan petin kaltaisesti, tai kromatografisen eluution kaltaisesti, kuten jäljempänä on yksityiskohtaisemmin esitetty. Mikäli jälkimmäistä tapaa käytetään, puhdasta mannoosia voidaan tuottaa yhdellä ajolla yhden petin läpi. NaX, KX, KY, CsX, CsY, NH4X, NH4Y, MgX, MgY ja CaX ovat sopimattomia tähän sovellutukseen.

Kun mannoosia erotetaan tämän keksinnön prosessilla, kiinteän zeoliitin peti kuormitetaan pääasiassa adsorbaatilla, adsor-boitumaton seos tai rikasteseos poistetaan adsorbenttipetistä, jonka jälkeen adsorboitunut mannoosi desorboidaan desorbentil-la zeoliittiadsorbentista. Adsorbentti voidaan haluttaessa pakata yhteen petiin, useampiin peteihin, joissa käytetään tavallisia heilupetitoiminnan tekniikkaa, tai simuloituihin liikkuvapetisiin vastavirta-tyyppisiin laitteisiin, riippuen kulloinkin zeoliitista ja siitä, mitä adsorbaattia adsorboidaan. Täten kromatografista eluutiomenetelmää voidaan käyttää otettaessa mannoosia talteen puhtaassa muodossa (tällainen menetelmä on kuvattu US-patenttijulkaisussa nro 3 928 193, jonka sisältö on täten sisällytetty tähän hakemukseen viittauksella) .

Tämän prosessin lukuisat muunnelmat ovat mahdollisia, ja ne ovat ilmeisiä tämän alan asiantuntijoille. Esimerkiksi sen jälkeen, kun zeoliittipetiä on kuormitettu lähelle sitä pis- 13 76593 tettä, jossa mannoosia alkaa kulkeutua petin läpi ja sitä alkaa ilmestyä effluenttiin, syötöksi voidaan vaihtaa veteen liuotetun puhtaan mannoosin virta, jonka voidaan antaa kulkea petin läpi, jolloin se syrjäyttää adsorbentista ja petin tyhjästä tilasta muut kuin mannoosikomponentit. Kun nämä muut kuin mannoosikomponentit on riittävässä määrin syrjäytetty petistä, peti voidaan desorboida vedellä, jolloin mannoosi saadaan talteen adsorbentista ja tyhjistä tiloista. Esimerkiksi kiinteä peti-täyttöinen/myötävirtainen tuotteella kuormit-taminen/vastavirtainen desorptio-sykli saattaa olla erityisen houkutteleva vaihtoehto, kun mannoosia on läsnä vain alhaisia pitoisuuksia, ja sitä halutaan ottaa talteen siten, että puhtaus taso on korkea.

Suositeltavampi menetelmä tämän keksinnön prosessin käyttämiseksi on kromatografisella kolonnilla tapahtuva erottaminen. Esimerkiksi kromatografista eluutiomenetelmää voidaan käyttää. Tässä menetelmässä syöttöliuos (esim. glukoosin epimeroinnin tuote tai hemiselluloosan hydrolysoinnin tuote) injektoidaan nopeasti "annoksena" kolonnin huippuun, ja se eluoidaan vedellä alaspäin kolonnin läpi. Kun seos kulkee kolonnin läpi, kromatografinen erottuminen johtaa sellaisen vyöhykkeen muodostumiseen, joka lisääntyvässä määrin rikastuu adsorboituneella sokerilla. Erottumisen aste kasvaa sitä mukaa, kun seos kulkee kolonnissa alaspäin, kunnes toivottu erottumisen aste on saavutettu. Tällä hetkellä kolonnista tuleva effluentti voidaan ohjata sellaiseen vastaanottoastiaan, joka kerää puhdasta tuotetta. Tämän jälkeen sinä aikana, kun sokereiden seos tulee ulos kolonnista, effluentti voidaan ohjata "sekalaisten tuotteiden vastaanottoastiaan". Tämän jälkeen, kun adsorboituneen sokerin vyöhyke tulee kolonnista ulos, effluentti voidaan ohjata tämän tuotteen vastaanottoastiaan.

Niin pian kun kromatografiset vyöhykkeet ovat edenneet riittävän pitkälle kolonnissa, uusi annos syötetään kolonnin huippuun ja koko prosessisykli toistetaan. Seos, joka tulee kolon- 14 76593 nin päästä ulos puhtaiden jakeiden ilmestymisen välisenä aikana, voidaan kierrättää takaisin syöttöön ja ajaa uudestaan kolonnin läpi, jatkuvasti.

Kun piikit kulkevat tämän kromatografiakolonnin läpi, niiden erottumisen aste kasvaa, kun kolonnin pituus kasvaa. Tästä johtuen riittävän pitkä kolonni voidaan suunnitella takaamaan komponenttien haluttu erottumisen aste toinen toisistaan.

Tästä johtuen tämänkaltaista prosessia voidaan myös käyttää siten, että siihen ei itse asiassa liity erottumattoman seoksen takaisinkierrätystä syöttöön. Kuitenkin mikäli vaaditaan erittäin puhdasta tuotetta, tällainen erottumisen korkea aste saattaa vaatia poikkeuksellisen pitkän kolonnin. Tämän lisäksi, kun komponentit eluoituvat kolonnin läpi, niiden keskimääräiset pitoisuudet alenevat asteittain. Kun kyseessä on vedellä eluoitavat sokerit, tämä tarkoittaisi sitä, että tuotevir-rat laimenisivat vedellä. Tästä johtuen on erittäin todennäköistä, että optimaaliseen prosessiin (jolla saavutettaisiin komponenttien huomattava puhtauden aste) kuuluisi huomattavasti lyhyemmän kolonnin käyttö (kuin mitä vaadittaisiin piikkien täydelliseen erottamiseen) ja siihen kuuluisi myös sen efflu-enttiosan erottaminen, joka osa sisältää piikkien seoksen, ja tämän osan takaisinkierrätys syöttöön, kuten edellä on esitetty.

Toinen esimerkki kromatografisesta erotusmenetelmästä on simuloitu liikkuva-peti-prosessi (eli kuten on esitetty US-patent-ti julkaisuissa numerot 2 985 589; 4 293 346; 4 319 929 ja 4 182 633 ja A.J. de Rosset et ai "Industrial Applications of Preparative Chromatography", Percolation Processes, Theory anda Applications, NATO Advanced Study Institute, Espinho, Portugal, July 17-29, 1978, joiden sisältö on täten sisällytetty tähän hakemukseen viittauksella), jota voitaisiin käyttää eristettäessä mannoosia hemiselluloosan hydrolyysituot-teesta. On mahdollista käyttää pelkästään BaY:tä tuottamaan puhdasta mannoosia yksivaiheisella simuloidun liikkuvan petin prosessilla. On kuitenkin mahdotonta käyttää pelkästään BaX:ia is 76593 tuottamaan puhdasta mannoosia yksivaiheisella simuloidun liikkuvan petin prosessilla, koska sellaisella prosessilla voidaan tuottaa puhtaassa muodossa vain vähiten adsorboituvaa tai eniten adsorboituvaa adsorbaattia.

On myös mahdollista suunnitella kaksivaiheinen prosessi käyttäen esimerkiksi BaY:ta ensimmäisessä vaiheessa erottamaan mannoosi ja vähän galaktoosia yhteen jakeeseen (arabinoosista + ksyloosista + glukoosista), jonka jälkeen BaX:ia voidaan käyttää toisessa vaiheessa erottamaan mannoosi galaktoosista.

Simuloidussa liikkuvan petin tekniikan toiminnassa sopivan syrjäyttävän tai desorboivan aineen tai nesteen (liuottimen) valinnassa on otettava huomioon ne vaatimukset, että tämän aineen on kyettävä syrjäyttämään helposti adsorboitunut adsor-baatti adsorbenttipetistä, ja myös se, että syöttöliuoksen halutun adsorbaatin on kyettävä syrjäyttämään edellisen vaiheen adsorboitunut desorboiva aine.

Toinen menetelmä tämän keksinnön prosessin toteuttamiseen on esitetty kuvan 7 piirustuksessa. Kuva 7 edustaa simuloidun liikkuvan petin järjestelmän toimintaperiaatteita. Esimerkiksi otetussa tapauksessa useita kiinteitä petejä voidaan yhdistää toinen toisiinsa johtimin, jotka on myös kytketty erityiseen venttiiliin (eli sellaiseen tyyppiin, joka on esitetty US-pa-tenttijulkaisussa 2 985 589). Venttiili liikuttaa jaksottaisesti nestesyötön ja tuotteen ulostulon kohtia eri asemiin kunkin yksittäisen kiinteän petin rengasmaisen rakenteen ympärillä siten, että adsorbentin vastavirtainen liike simuloituu. Tämä prosessi soveltuu hyvin kahden komponentin erotuksiin.

Piirustuksissa kuva 7 edustaa sitä hypoteettista liikkuvan petin vastavirtaista virtauskaaviota, joka liittyy tämän keksinnön tyypillisen prosessin toteutusmuodon toteuttamiseen. Piirustuksiin viitaten on ymmärrettävää, että vaikka nestevir-ran sisäänmenot ja ulostulot esitetäänkin kiinteinä, ja adsor- tenttimässä esitetään liikkuvana syötön ja desorboituvan mate riaalin vastavirran suhteen, tämän esityksen tarkoituksena on etupäässä helpottaa järjestelmän toiminnan kuvaamista.

16 76593 Käytännössä adsorbenttimassa olisi tavallisesti kiinteässä petissä, ja nestevirtojen sisäänmenot ja ulostulot liikkuisivat jaksottaisesti tämän suhteen. Näin ollen syöttö, kuten glukoosin epimeroinnin tuote, syötetään järjestelmään linjaa 10 pitkin adsorbenttipetiin 12, joka sisältää zeoliittiadsor-bentin partikkeleita, jotka liikkuvat alaspäin petin läpi. Syötön komponentti adsorboituu tai komponentit adsorboituvat pääasiassa petin 12 läpi kulkeviin zeoliittipartikkeleihin, ja rikaste kulkeutuu vettä desorboivan aineen läpi nestevirtaan, joka tulee petistä 12 ulos linjaa 14 pitkin, ja suurin osa siitä kulkeutuu linjaan 16 ja se syötetään haihdutuslaittee-seen 18, jossa seos jaetaan fraktioihin, ja konsentroitu rikaste otetaan ulos linjaa 20 pitkin. Vettä desorboiva aine tulee haihdutuslaitteesta 18 ulos linjaa 22 pitkin, ja se syötetään linjaan 24, jossa siihen sekoitetaan lisää desorboi-vaa ainetta, joka poistuu adsorbenttipetistä 26, ja se syötetään takaisin adsorbenttipetin 30 pohjalle. Adsorboitunutta sokeria kantava zeoliitti kulkee alaspäin linjaa 44 pitkin petiin 30, jossa se joutuu kosketuksiin takaisinkierrätetyn desorboivan aineen kanssa vastavirtaisesti, mikä desorboi tehokkaasti sokerit siitä, ennen kuin adsorbentti kulkee petin 30 läpi ja joutuu linjaan 32, jonka kautta se kierrätetään takaisin adsorbenttipetin huippuun. Desorboiva aine ja desor-boitunut sokeri tulevat petistä 30 ulos linjaa 34 pitkin. Osa tästä nesteseoksesta ohjataan linjaan 36, josta se joutuu haihdutuslaitteeseen 38, ja jäljelle jäävä osa kulkee ylöspäin adsorbenttipetin 12 läpi lisäkäsittelyä varten, kuten edellä on esitetty. Haihdutuslaitteessa 38 desorboiva aine ja sokeri jaetaan fraktioihin, ja sokerituote otetaan talteen linjaa 40 pitkin ja desorboiva aine ohjataan joko pois käytöstä tai se johdetaan linjan 42 läpi linjaan 24 takaisinkierrätettäväksi, kuten edellä on esitetty. Desorboivan aineen/raffinaattiseok-sen käytöstä poistamaton osa kulkee petistä 12 linjaa 14 pitkin ja menee petiin 26 sisään ja liikkuu sen läpi ylöspäin 17 76593 vastavirtaisesti desorboivalla aineella kuormitetun zeoliitti-sen adsorbentin suhteen, joka adsorbentti kulkee petin läpi alaspäin takaisinkierrätyslinjasta 32. Desorboiva aine kulkee petistä 26 suhteellisen puhtaassa muodossa takaisinkierrätys-linjaa 24 pitkin ja petiin 30, kuten edellä on esitetty.

Edellä esitetyissä prosesseissa käytetty desorboiva aine tulisi olla helposti erotettavissa syötön komponenttien seoksesta. Tästä johtuen on syytä harkita, että sellaista desorboivaa ainetta tulisi käyttää, jonka aineen ominaisuudet ovat sellaiset, että se olisi helposti jaettavissa fraktioihin tai haihdutettavissa näistä komponenteista. Esimerkiksi käyttökelpoiset desorboivat aineet käsittävät veden, veden ja alkoholien, ketonien, jne. seokset ja mahdollisesti alkoholit, ketonit, jne. yksin. Suositeltavin desorboiva aine on vesi.

Vaikka aktivoituja adsorboivia zeoliittikiteitä voidaankin käyttää agglomeroimattomassa muodossa, on kuitenkin tavallisesti kannattavampaa, erityisesti kun prosessiin kuuluu kiinteän adsorptiopetin käyttö, agglomeroida kiteet suuremmiksi partikkeleiksi, jolloin järjestelmän painehäviö pienenee. Tietty agglomeroiva aine ja käytetty agglomerointitoimenpide eivät ole kriittisiä tekijöitä, mutta on tärkeää, että sitova aine on niin inerttiä adsorbaattia ja desorboivaa ainetta kohtaan, kuin mahdollista. Zeoliitin ja sitojan suhteet ovat mieluiten suuruusluokkaa 4...20 osaa zeoliittia yhtä sitojan osaa kohden, kun käytetään vedettömiä painoja. Vaihtoehtoisesti agglomeraatti voidaan muodostaa tekemällä zeoliitin esiasteita etukäteen, jonka jälkeen esiasteet voidaan muuntaa zeo-liitiksi tunnetuilla tekniikoilla.

Lämpötila, jossa prosessin adsorptiovaihe tulisi suorittaa, ei ole kriittinen ja se riippuu lukuisista tekijöistä. Esimerkiksi saattaa olla toivottavaa toimia sellaisissa lämpötiloissa, joissa bakteerien kasvu on minimoitu. Yleisesti ottaen, kun korkeampia lämpötiloja käytetään, zeoliitti saattaa muuttua epästabiilimmaksi, vaikkakin adsorption asteen voitaisi odottaa olevan korkeamman. Kuitenkin sokeri saattaa hajota korke- 18 76593 ämmissä lämpötiloissa ja samoin selektiivisyys voi alentua. Lisäksi liian korkea lämpötila saattaa vaatia korkean paineen, jotta järjestelmä pysyisi nestemäisessä tilassa. Samoin, kun lämpötila laskee, saattaa sokerin liukoisuus laskea, samoin aineen siirtyrnisnopeudet voivat pienentyä ja liuoksen viskositeetti saattaa tulla liian korkeaksi. Tästä syystä on suositeltavaa toimia lämpötilassa, joka on noin 4...150 °C, suositeltavampaa lämpötilassa, joka on noin 20...110 °C. Paineolo-suhteet on pidettävä sellaisina, että järjestelmä pysyy nestemäisessä tilassa. Korkeat prosessilämpötilat vaativat tarpeettomasti huomattavia painelaitteistoja, ja nostavat täten prosessin hintaa.

Saattaa olla toivottavaa lisätä hieman zeoliittikationin liukoista suolaa adsorbenttipetin syöttöön, jotta petissä olevan zeoliitin kationien poistuminen tai strippaus saataisiin eliminoitua. Esimerkiksi käytettäessä barium-vaihdettua zeoliit-tia, hieman liukoista bariumsuolaa, kuten bariumkloridia, jne. voidaan lisätä syöttöön tai desorbenttiin, jolloin järjestelmässä voidaan taata riittävä pitoisuus, kun bariumkationien strippautuminen zeoliitista tasapainotetaan, ja jolloin zeo-liitti saadaan pidetyksi halutussa kationinvaihtajan muodossa. Tämä voidaan toteuttaa joko antamalla liukoisen bariumin pitoisuuden järjestelmässä muodostua takaisinkierrätyksen avulla, tai lisäämällä ylimääräistä liukoista bariumsuolaa tarpeen vaatiessa järjestelmään.

Tämän keksinnön prosessissa olevien nesteiden pH ei ole kriittinen, ja se riippuu useista tekijöistä. Esimerkiksi, koska sekä zeoliitit että sokerit ovat stabiilimpia pH-arvon ollessa lähellä neutraalia, ja koska pH:n ääriarvot saattaisivat heikentää jompaakumpaa tai sekä zeoliittejä että sokereita, tämänkaltaisia ääriarvoja tulisi välttää. Yleisesti ottaen tässä keksinnössä esiintyvien nesteiden pH tulisi olla suuruusluokkaa noin 4...10, mieluiten noin 5...9 19 76593

Seuraavien esimerkkien tarkoituksena on kuvata tämän keksinnön prosessia, sekä sellaista prosessia, joka ei erota mannoosia. Kuitenkaan tarkoitus ei ole rajoittaa keksintöä esimerkkien toteutusmuotoihin. Kaikki esimerkit perustuvat todelliseen kokeelliseen työhön.

Seuraavilla lyhenteillä ja symboleilla on tässä esitetty merkitys, ja niitä on käytetty samoin esimerkeissä;

KX Kalium-vaihdettu zeoliitti X

CaY Kalsium-vaihdettu zeoliitti Y

BaX Barium-vaihdettu zeoliitti X

BaY Barium-vaihdettu zeoliitti Y

gpm/Ft2 gallonaa minuutissa neliöjalkaa kohden eli noin 40,75 1 minuutissa m2 kohden

Esimerkki 1 40 cm:n pituinen kolonni, jonka sisähalkaisija oli 0,77 cm, täytettiin KX-zeoliittijauheella. Kolonni täytettiin vedellä ja sitä pidettiin 160 °F (n. 71 °C) lämpötilassa. Tämän jälkeen vettä pumpattiin kolonnin läpi virtausnopeuden ollessa 0,53 gpm/ft2 (n. 21,6 1/min/m2). Yhden minuutin ajaksi syötöksi vaihdettiin seos, joka sisälsi 2 paino-% mannoosia ja 2 paino-% glukoosia, jonka jälkeen syötöksi vaihdettiin jälleen vesi. Kolonnista tulevan effluentin koostumusta seurattiin refraktometrillä. Piirustusten kuva 1 esittää effluentin pitoisuuden profiilia. Mannoosi ja glukoosi tulivat ulos KX-ko-lonnista yhtenä piikkinä, eivätkä ne olleet merkittävästi erottuneet.

Esimerkki 2

Samaa kolonnia ja samoja koeolosuhteita käytettiin kuin esimerkissä 1, paitsi että käytetty zeoliitti oli CaY-jauhetta. Kuva 2 esittää effluentin pitoisuuden profiilia. Glukoosipiik-ki tulee ulos ennen mannoosipiikkiä. Nämä kaksi erottuvat osittain.

20 7 6 5 9 3

Esimerkki 3

Samaa kolonnia ja samoja koeolosuhteita käytettiin kuin esimerkissä 1 paitsi, että kolonnin zeoliitti oli BaX-jauhetta. Kuva 3 esittää effluentin pitoisuuden profiilia. Glukoosipiik-ki tulee ulos ennen mannoosipiikkiä. Nämä kaksi erottuvat merkittävästi.

Esimerkki 4 160 cm:n kolonni, jonka sisähalkaisija oli 0,77 cm täytettiin 30 x 50 meshin BaY-aggregaateilla, jotka sisälsivät 20 % savi-sitojaa. Kolonni täytettiin vedellä, ja sen lämpötila pidettiin 160 °F (n. 71 °c) . Vettä pumpattiin kolonnin läpi virtausnopeuden ollessa 0,53 gpm/ft2 (n. 21,6 1/min/m2). Kahden minuutin ajaksi syötöksi vaihdettiin veden sijasta vesiliuos, joka sisälsi 7 % mannoosia ja 13 % glukoosia, paino-osuuksina, jonka jälkeen syötöksi muutettiin jälleen vesi. Kolonnin effluenttia seurattiin refraktometrillä. Kuva 4 esittää effluentin pitoisuuden profiilia. Tämä on yhden läpiajon, yhden kolonnin käsittävä koe. Noin 70 % effluentin mannoosista on glukoositonta, ja noin 70 % glukoosista on mannoositonta.

Esimerkki 5

Samaa kolonnia ja samoja koeolosuhteita käytettiin kuin esimerkissä 4 paitsi, että virtausnopeus ja sokeriseoksen koostumus olivat erilaiset. Nyt sokeriseos sisältää 2% mannoosia, 2 % arabinoosia, 2 % galaktoosia, 2 % glukoosia ja 2 % ksyloo-sia, paino-osuuksina. Kuva 5 esittää effluentin pitoisuuden profiilia, kun virtausnopeutena pidettiin 0,1 gpm/ft2 (n. 4,08 1/min/m2). Merkittävä osa mannoosin piikistä on vapaa muiden sokereiden kontaminaatiosta.

21 76593

Esimerkki 6

Samaa kolonnia ja samoja koeolosuhteita käytettiin kuin esimerkissä 3 paitsi, että virtausnopeus oli 0,26 gpm/ft2 (n.

10,6 1/min/m2) ja sokeriseos sisälsi 2 % mannoosia ja 2 % galaktoosia, paino-osuuksina. Kuva 6 esittää effluentin pitoisuuden profiilia. Suhteellisen hyvä mannoosin ja galaktoosin erottuminen saavutettiin tällä 40 cm:n kolonnilla.

Tietysti tämän alan asiantuntijoille on tunnettua, että tämän tyyppisissä kromatografia-tyypin erotuksissa havaittujen ero-tusasteiden parantumista voidaan odottaa, mikäli käytetään pitempiä kolonneja, mikäli injektoidaan pienempiä adsorbaatti-määriä, mikäli käytetään pienempiä zeoliittipartikkeleita, jne. Kuitenkin yllä olevat tulokset ovat riittäviä osoittamaan tämän alan asiantuntijoille, että näiden erotusten suorittaminen millä tahansa alalla tunnetulla kromatografisella erotus-prosessi tyypillä on teknisesti kannattavaa. Lisäksi yllä olevien erotusten suorittamiseen voidaan myös käyttää useita syklisten adsorptioprosessien kiinteä-peti-täyttö regeneraa-tiotyyppejä.

Seuraava taulukko III esittää yhteenvedonomaisesti edellä olevissa esimerkeissä käytettyjen eri zeoliittien koostumukset:

Taulukko III

Kationinvaihtajan taso zeoliitissa (ekvivalenttiprosenttia)*

Zeoliitti Na+ K+ Ca++ Sr++ Ba++ KX 21 79 -

CaY 14 86 -

BaX 1---99

BaY 30 - - 70 *^R2/n 0// / /Na2° + K2° + BaO/) moolisuhde x 100.

Claims (8)

76593

1. Selektiivinen adsorptioprosessi mannoosin erottamiseksi seoksista, jotka sisältävät mannoosia, tunnettu siitä, että mainittuna seoksena on mannoosin ja glukoosin ja/tai galaktoosin vesiseos ja että prosessi suoritetaan sellaisessa paineessa, joka on riittävä pitämään järjestelmän nestemäisessä muodossa, saattamalla mainittu seos kosketuksiin sellaisen adsorbenttiyhdisteen kanssa, joka yhdiste käsittää vähintään yhden BaX- ja/tai BaY-tyyppisen kiteisen alumiinisilikaatti-sen zeoliitin, jolloin mannoosi adsorboidaan selektiivisesti zeoliittiin, mainitun seoksen adsorboitumaton osa otetaan pois kosketuksesta zeoliittisen adsorbentin kanssa, adsorbaatti desorboidaan zeoliitista saattamalla mainittu adsorbentti kosketuksiin desorboivan aineen kanssa, ja desorboitunut adsorbaatti otetaan talteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että sen lämpötila on noin 4...150 °C.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että sen lämpötila on noin 20...110 °C.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että desorboiva aine valitaan ryhmästä, johon kuuluu vesi ja sen seokset alkoholien tai ketonien kanssa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että desorboivana aineena on vesi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että mainittu seos sisältää mannoosia ja glukoosia.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen prosessi, tunnettu siitä, että mainittu seos käsittää glukoosin epimerointituotteen. 23 7 6 5 9 3

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen prosessi, tunnettu siitä, että seoksena on glukoosin epimeroin-tituote, joka sisältää mannoosia ja glukoosia, ja että mannoosi desorboidaan zeoliitista saattamalla adsorbentti desorboivan aineen kanssa kosketuksiin ja ottamalla desorboi-tunut mannoosi talteen.