FI85851B - Foerfarande foer framstaellning av mycket rena sorbitolsiraper. - Google Patents

Description

5 85851

Menetelmä erittäin puhtaiden sorbitolisiirappien valmistamiseksi Förfarande för framställning av mycket rena sorbitolsiraper Tämä keksintö kohdistuu menetelmään erittäin puhtaiden sorbitolisiirappien valmistamiseksi, jossa menetelmässä 10 raaka-aineelle, jonka ensimmäinen osa muodostuu tärkkelyksen hydroly-saatista, suoritetaan katalyyttinen vedytysvaihe, vedytetyn raaka-aineen kromatografinen erotusvaihe, josta saadaan ensimmäinen, erittäin puhtaan sorbitolin sisältämä fraktio, joka otetaan 15 talteen sekä toinen fraktio, joka sorbitolin lisäksi sisältää vedyttä-mättömät sokerit sekä vedytetyt di- ja polysakkaridit.

Tällä hetkellä erittäin puhtaita sorbitolisiirappeja saadaan vedyttä-mällä dekstroosisiirappeja, jotka on valmistettu liuottamalla kiteistä 20 dekstroosia veteen.

Täten saatujen sorbitolisiirappien puhtaus, joka on riittävä, on kuitenkin harvoin yli 98 % puhdistamisen jälkeen.

25 Syynä tähän on, raaka-aineesta peräisin olevien, vedyttyneiden polyho-‘/•1 losidijäämien sekä vedyttämiseltä välttyneiden, pelkistävien aineiden ' ·.. jäämien lisäksi se, että vedyttämisen aikana muodostuu sorbitolin iso- ; ·'· meerejä, joista mainittakoon erityisesti mannitoli. Tämän tuotejoukon läsnäolo aiheuttaa tiettyä hankaluutta sorbitolin kiteyttämistapahtu-30 massa käytettäessä tällaisia siirappeja lähtöaineina, ja se vaikuttaa saadun kiteisen sorbitolin ominaisuuksiin, etenkin sorbitolin kiteisyyteen.

Lisäksi kiteytystapahtuman saanto ei ole täysin tyydyttävä, sillä näin 35 puhtaisiin sorbitolisiirappeihin, sen puhtauden kuitenkaan harvoin ylittäessä 98 prosenttia, pääsemiseksi on saantoa mukautettava, sen —: joka tapauksessa rajoittuessa kiteisen dekstroosin aikaisemmassa vai- * ' heessa tapahtuneen valmistuksen tasoon, jota kiteistä dekstroosia käy- 2 85351 tetään myöhemmin vedytettävän dekstroosisiirapin valmistamiseen ja jota saadaan kiteyttämällä kahdessa tai kolmessa vaiheessa tärkkelyksen hydrolyysaateista, joiden glukoosipitoisuus on suuruusluokkaa 94-96 paino-%; itse asiassa nämä dekstroosisaannot rajoittuvat kaksivaiheisen 5 kiteytyksen jälkeen noin 75-77 prosenttiin ja kolmivaiheisen kiteytyksen jälkeen noin 80-88 prosenttiin, ja kiteytyksen emäliuosten eli hydroleiden menekki markkinoilla on ajoittain vaivalloista johtuen niiden väristä sekä niiden sisältämistä epäpuhtauksista.

10 Dekstroosin kiteyttämisen välivaiheen poistamista on jo ehdotettu siten, ettei halpa raaka-aine, kuten tärkkelyksen hydrolysaatti, ainoastaan joudu samassa reaktiovyöhykkeessä pelkistäviin olosuhteisiin, vaan että se myös hydrolysoidaan vahvalla hapolla, jolloin lisäksi polyho-losidien, kuten maltitolin tai isomaltitolin sinänsä tunnettuja muun-15 nosreaktioita voidaan hyödyntää vahvan hapon avulla, jolloin saadaan sorbitolin ja glukoosin molekyyliluvultaan yhtäsuuria määriä.

Tässä yhteydessä voidaan mainita ranskalainen patenttijulkaisu n:o 1 263 298, jossa ehdotetaan piimäähän sidotun, pelkistetyn nikkelin 20 käyttöä katalysaattorina, ja jonka julkaisun mukaisesti pelkistävien sokereiden suurimman osan pelkistäminen toteutetaan yhdessä ainoassa, ja samassa reaktiovyöhykkeessä, olennaisesti neutraalissa liuoksessa ja hieman kohotetussa lämpötilassa, jonka jälkeen tähän liuokseen lisätään . . vahvaa mineraalihappoa, kuten fosforihappoa määränä, joka on 0,05-1,0 • 25 paino-% alunperin käytettyjen sakkaridien määrästä, ja sitten täten happamaksi tehdystä liuoksesta sekä katalysaattorista muodostuva seos alistetaan korotettuun paineeseen sekä lämpötilaan, minkä ansiosta hydrolysaatissa läsnäolevien vedytettyjen polyholosidien hydrolyysi sekä täten syntyvien sokereiden vedyttäminen saadaan tapahtumaan saman-30 aikaisesti.

— Belgialaisessa patenttijulkaisussa n:o 837 201 kuvataan näitä samoja ideoita käyttäen, mutta noin 14 vuotta myöhemmin, tärkkelyksen hydroly-saatin samanaikaisesti tapahtuva vedyttäminen-hydrolyysi-vedyttäminen 35 tukeutuen Y-tyyppiseen zeoliittiin sidottuun rutenium-katalysaattoriin; • : vedytysreaktio toteutetaan kahdessa vaiheessa, ensimmäisen vaiheen

II

3 85851 tapahtuessa 100-175°C:n alueella olevassa lämpötilassa ja toisen vaiheen noin 170-200°C:n lämpötilassa. Ne pH-olosuhteet, joissa nämä peräkkäiset vedytysvaiheet tapahtuvat, on määritelty tarkemmin eli reaktiotuotteen pH:n tulee olla arvojen 3,5 ja 4 välillä.

5 Näiden menetelmien haittoina ei ole ainoastaan katalysaattoreiden nopea inaktivoituminen ja zeoliittien rakenteen denaturoituminen, vaan samoin se, että näin saadut siirapit käsittävät useita epäpuhtauksia.

10 Näin ollen näissä menetelmissä - tapahtuu polyolien isomeroitumista sekä reaktioita, jotka johtavat polyolin osittaiseen muuttumiseen anhydridiksi, - vedytetyn polyholosidifraktion hydrolysoituminen on epätäydellistä, 15 mikä johtaa kohonneeseen kokonaissokeriarvoon, - "heksayhdisteiden" ja mannitolin määrä sekä "ei-sokeristen epäpuhtauksien kokonaismäärät" ovat huomattavia, todellisen sorbitolipitoi-suuden ollessa loppujen lopuksi korkeintaan 94 %, mikä on esimerkiksi silloin erittäin riittämätön, kun pyritään valmistamaan laadullisesti 20 tyydyttävää kiteistä sorbitolia.

Ranskalaisessa patenttijulkaisussa n:o 2 052 202, joka on myönnetty oheisen hakemuksen laatijalle, esitetään eräs muu sorbitolisiirapin valmistukseen soveltuva menetelmä, jossa dekstroosin kiteyttäminen 25 vältetään. Tässä menetelmässä, jossa lähtöaineena käytetään samoin tärkkelyksen hydrolysaattia, joka vedytetään, vedytetyn tärkkelyksen hydrolysaatin fraktiointi toteutetaan johtamalla se kationimuodossa olevan mieluiten kalsiummuotoisen hartsin tai molekyylisiivilän läpi, jolloin saadaan eristettyä fraktio, jonka sisältämän sorbitolin puhtaus 30 on yli 99 %.

____ Tällä tekniikalla päästään täten erittäin puhtaaseen sorbitoliin, mutta tämä tekniikka ei kuitenkaan ole käytännössä osoittautunut tyydyttäväksi. Itse asiassa tällä tekniikalla päästään sorbitolin erittäin rajoit-35 tuneisiin saantoihin, jotka ovat täysin riippuvaisia lähtöaineena toi- 4 85851 mivan tärkkelyksen hydrolysaatln todellisesta dekstroosipitoisuudesta, jonka tulee tästä syystä olla mahdollisimman korkea.

Edellä esitetystä seuraa, ettei alunperinkään millään näistä tunnetus-5 ta menetelmästä voida samanaikaisesti valmistaa erittäin puhdasta sor-bitolisiirappia, joka soveltuu erityisesti kiteisen sorbitolin valmistamiseen, ja päästä vaivattomasti korkeaan saantoon, jonka vaikutus lopullisen tuotteen omakustannushintaan on ilmeinen.

10 Tässä hakemuksessa esitetään tälle ongelmalle erityisen tehokas ratkaisu, jonka mukaisesti lähtöaine, jonka ensimmäinen osa muodostuu tärkkelyksen hydrolysaatista, joutuu seuraavien vaiheiden yhdistelmästä muodostuvaan prosessiin: 15 - raaka-aineen katalyyttinen vedytysvaihe, - vaihe, jossa vedytetty raaka-aine erotetaan kromatografisesti erittäin puhdasta sorbitolia sisältävään ensimmäiseen fraktioon, josta sorbitoli otetaan talteen sekä toiseen fraktioon, joka sorbitolin lisäksi sisältää vedyttämättä jääneet sokerit sekä vedyttyneet di- ja 20 polysakkaridit, - vaihe mainitun toisen fraktion hydrolysoimiseksi hapolla, josta vaiheesta saadaan osittain vedyttyneen tärkkelyksen hydrolysaattia, jota kierrätetään ja joka muodostaa vedytysvaiheeseen johdettavan raaka-aineen toisen osan.

: 25

Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että edellä mainitulle toiselle fraktiolle suoritetaan happohydrolyysivaihe, josta saadaan osittain vedytettyä tärkkelyksen hydrolysaattia, jota kierrätetään ja joka muodostaa vedytysvaiheeseen johdettavan raaka-aineen toisen osan.

' 30

Keksinnön mukainen menetelmä johtaa uusiin ja odottamattomiin tuloksiin ____ sorbitolituotannon saannon suuruuden suhteen ja taloudellisten tieto- jen näkökannalta, keksinnön mukaisella menetelmällä saatu suurempi saanto ei ainoastaan kompensoi sitä tuotantokustannusten lisäystä, joka 35 aiheutuu hydrolyysivaiheesta, vaan on myös hyödyllinen.

li 5 85851

Esillä olevassa keksinnössä on murrettu ennakkoluuloja, koska alan ammattihenkilö olisi sitä mieltä, että toisen fraktion jälleenkierrä-tys, jolle on suoritettu happohydrolyysi ja joka sisältää polysakkarideja ja muita polyoleja kuin glukoosia ja sorbitolia, ei ainoastaan 5 likaisi ja liuottaisi raaka-ainetta, jolle vedytys suoritetaan, vaan myös lisäisi käsittelykustannuksia mainitun ylimääräisen happohydrolyy-sin ja vaadittujen jälleenkierrätysvaiheiden takia.

Lisäksi alan ammattihenkilö syrjisi taloudellisista syistä sen mahdol-10 lisuuden, että hydrolyysi suoritettaisiin siihen laajuuteen, että tuloksena oleva siirappi koostuu ainoastaan glukoosista ja sorbitolista.

Täten määritelty menetelmä voidaan toteuttaa käytännössä kuviossa 1 kaavamaisesti esitetyllä laitteistolla, joka käsittää: 15 - kammion 201, jonka sisällä toteutetaan katalyyttinen vedytysvaihe - laitteiston 202 kromatografista erottamista varten ja - reaktorin 203, jonka sisällä toteutetaan hydrolyysivaihe.

20 Raaka-aineen syöttö kammioon 201 tapahtuu linjan 204 avulla, joka linja 204 muodostuu liitoksella 205 linjasta 204a, joka kuljettaa tärkkelyksen hydrolysaattia säiliöstä, jota ei ole esitetty sekä linjasta 204b, joka liittyy reaktorin 203 ulostuloon ja joka kuljettaa osittain vedy-tettyä hydrolysaattia.

• ' 25

Kammion 201 ulostulo yhdistyy laitteiston 202 sisäänmenoon linjan 207 välityksellä.

Laitteiston 202 ulostulosta saadaan: 30 linjaa 208 pitkin erittäin puhdasta sorbitolia sisältävä ensimmäinen ____ fraktio, joka johdetaan varastosäiliöön, jota ei ole esitetty, ja - linjaa 209 pitkin toinen fraktio, joka sisältää sorbitolin, vedyttä-mättömät sokerit sekä vedytetyt di- ja polysakkaridit, ja tämä frak- ...' 35 tio johdetaan reaktorin 203 sisäänmenoon.

« 8 5 o 51

Eri siirappien kierrätyksen tämän koko laitteiston sisällä aikaansaavia laitteita ei ole esitetty.

Tärkkelyksen hydrolysaatti, joka muodostaa käytettävän raaka-aineen 5 erään osan, todellinen dekstroosipitoisuus on mieluiten 65-97 %, ja edelleen kaikkein mieluiten 70-95 %. Erityisen edulliset tärkkelyksen hydrolysaatit muodostuvat dekstroosin kiteytyksen ensimmäisen ja toiseen vaiheen hydroleista.

10 Mikäli toisin ei mainita, edellä esitetyt ja jäljempänä esitettävät prosenttiset osuudet perustuvat siirappien kuivapainoon.

Katalyyttinen vedytysvaihe toteutetaan sinänsä tunnetulla tavalla, käyttäen erityisesti katalysaattorina ruteniumia tai Raney-nikkeliä. Se 15 toteutetaan, käyttäen katalysaattorina mieluiten Raney-nikkeliä, vedyn paineen ollessa /<0-70 kg/cm2 ja lämpötilan ollessa noin 100-150°C.

Kromatografinen erotusvaihe voidaan toteuttaa, sinänsä tunnetulla tavalla, epäjatkuvana tai jatkuvana (simuloitu liikkuva peti) operaa-20 tiona, käyttäen adsorbanttina kationisia, voimakkaasti happamia hartseja, jotka ovat alkaali- tai maa-alkaalimetallien muodossa tai käyttäen adsorbanttina zeoliitteja, jotka ovat ammonium-, natrium-, kalium-, kalsium-, strontium- tai bariummuotoisia.

25 Esimerkkejä tällaisista kromatografisista erotusmenetelmistä on esitetty patenttijulkaisuissa US 3.044.904, US 3.416.961, US 3.692.582, : FR 2.391.754, FR 2.099.336, US 2.985.589, US 4.024.331, US 4.226.977, US 4.293.346, US 4.157.267, US 4.182.633, US 4.332.633, US 4.405.445, - US 4.412.866 ja US 4.422.881.

:Y: 30

Erään suositeltavan suoritusmuodon mukaisesti kromatografinen erotus - ____ vaihe toteutetaan käyttämällä US-patenttijulkaisussa n:o 4.422.881 .·;· esitettyä menetelmää ja laitteistoa. Tätä patenttia vastaa ranskalainen patentti n:o 79 10563, jolla on sama hakija kuin oheisella hakemuksel-:...: 35 la.

7 85851 Käytettiinpä kromatografisena erotusmenetelmänä millaista operaatiota tahansa, niin adsorbanttina käytetään kuitenkin mieluiten voimakkaasti kationista hartsia, joka on kalsiummuodossa, ja jossa divinyylibentsee-nin osuus on noin 4-10 %, 5

Mainitun toisen fraktion happohydrolyysivaihe toteutetaan mieluiten kantajaan sidotulla happokatalysaattorilla, ja tämä vaihe suoritetaan siten, että vähintään 40 paino-% läsnäolevista vedytetyistä disakkari-deista ja polysakkarideista hydrolysoituu.

10 Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää kaikentyyppisiä reaktoreita sekä kaikkia niitä reaktiivisia aineita tai happokatalysaattoreita, jotka kykenevät saamaan aikaan vedyttyneiden disakkaridien ja polysakkaridien hydrolysoitumisen.

15

Mainittu hydrolyysi toteutetaan mieluiten jatkuvana operaationa siten, että hydrolysoitavat polyolit sisältävä siirappi johdetaan kiinteän pedin läpi, joka peti käsittää aluminosilikaattien, piioksidin, alumiinin tai kationisten hartsien tyyppiset happokatalysaattorit, lämpötilan 20 ja operaation keston ollessa riittävät edellä esitetyn, tavoitellun tuloksen saavuttamiseksi.

Hydrolyysi toteutetaan edullisesti voimakkaasti kationisilla hartseilla, jotka ovat happomuodossa, lämpötilan ollessa alueella 50-120°C, ja 25 happokatalysaattorin muodostaman pedin läpi tapahtuvan virtauksen nopeuden ollessa asetettu siten, että vähintään 60 %, ja mieluiten vähintään 80 % vedytetyistä di- ja polysakkarideista hydrolysoituu.

Mainitun toisen fraktion, joka alistetaan hydrolyysivaiheeseen ja jota 30 kierrätetään, kuiva-ainepitoisuus on tavallisesti 1,5-30 %, ja mieluiten alueella 2,5-20 %.

Täten kuvatulla menetelmällä voidaan saada aikaan sellaisia sorbito-lisiirappeja, joissa sorbitolipitoisuus on yli 98 % ja jopa yli 99 %, ...· 35 ja joiden tunnusomaisena piirteenä on pelkistävien sokereiden hyvin pieni pitoisuus. Tämän jälkeen nämä siirapit, joiden kuiva-ainepitoi- 8 85051 suus laitteen 202 ulostulossa on 20-50 %, ja mieluiten 25-40 %, voidaan tiivistää kaupalliseen kuiva-ainepitoisuuteensa tai niiden tiivistäminen suoritetaan täydellisemmin kiteisen sorbitolin tuottamiseksi.

5 Tämä keksintö on paremmin ymmärrettävissä seuraavien esimerkkien sekä niihin liittyvien havainnollistavien kuvien avulla. Näissä esimerkeissä esitetään tämän keksinnön edullisimpia suoritusmuotoja.

ESIMERKKI 1 10

Puhtaan sorbitolin valmistaminen käyttäen lähtöaineena sellaista tärkkelyksen hydrolysaattia, joka on valmistettu kaksinkertaisella entsy-maattisella hydrolyysillä käyttäen alfa-amylaasia ja amyloglukosidaa-sia, ja jonka todellinen dekstroosipitoisuus on 94,5 %, ja jonka koos-15 tumus on:

Kuiva-ainepitoisuus (KA): 74,0 %

Dekstroosi 94,5 % DP 2 4,0 20 DP 3 1,0 DP > 3 0,5 missä merkintä "DP" tarkoittaa hydrolysaatin muodostavien aineosien polymeroitumisastetta.

; 25 a) Vedvtvsvaihe

Sen jälkeen kun mainittu hydrolysaatti on puhdistettu ioninvaihtohart-seilla ja aktiivihiilellä, se vedytetään Raney-nikkeliä käyttäen, vedyn 30 paineen ollessa 45 kg/cm2 ja lämpötilan ollessa 125°C.

Tavanomaisen puhdistamisen jälkeen sen koostumus on seuraava: DP > 2 : 1,3 DP 2 : 5,6 '...· 35 Glyseriini : 0,2

Mannitoli 1,0 « 4 li 9 85851

Muut heksitolit : 0,4

Sorbitoli : 93,5

Pelkistävät sokerit : 0,08

Kokonaissokerit : 2,74 5 (määritetty menetelmällä, joka esitetään teoksessa "Food Chemical Codes", toinen painos, sivu 791) 10 b) Kromatografinen erotusvaihe Tämän jälkeen mainittu vedytetty tärkkelyksen hydrolysaatti johdetaan jatkuvatoimiseen kromatografiseen erotuslaitteeseen, jonka rakenteelliset sekä toiminnalliset yksityiskohdat on esitetty US-patenttijulkai-15 sussa n:o 4.422.881 sekä vastaavassa ranskalaisessa patenttijulkaisussa n:o 79 10563, ja näitä yksityiskohtia toistetaan tässä julkaisussa ainoastaan siinä määrin kuin mitä tämän tekstin ymmärtäminen vaatii.

Tämä laite käsittää, kuten amerikkalaisen patenttijulkaisun kuviossa 2 20 esitetään (tämä kuvio toistetaan ohessa kuviona 2, yksityiskohtaisen kuvauksen suhteen kuitenkin amerikkalaiseen patenttijulkaisuun viitaten) , kahdeksan kolonnia tai vaihetta C|-Cg, joista kukin on tilavuudeltaan 200 litraa, ja jotka on varustettu adsorbanttina toimivalla, kal-siummuotoisella, voimakkaasti kationisella hartsilla, jonka partikkeli-25 koko on pieni (0,2-0,4 mikronia).

Sähköventtiilit sopivasti asettamalla saadaan aikaan kahdesta vaiheesta muodostuva desorptiovyöhyke I, neljästä vaiheesta muodostuva adsorptio-vyöhyke II sekä vedytettyjen polyholosidien kahdesta vaiheesta muodos-30 tuva rikastusvyöhyke III.

Tässä käytetyssä laitteistossa suljinlaite pitää vyöhykkeen III eli rikas tusvyöhykkeen, jonka päästä saadaan talteen vedytetyt polyholosidit sekä vyöhykkeen I eli sorbitolin desorptiovyöhykkeen, jonka huippuun 35 johdetaan desorptiossa tarvittava vesi, täysin tiiviisti erillään toi-sistaan.

* 85851 Tämä suljinlaite huolehtii nestefaasin kulkusuunnasta selektiivisessä adsorbantissa, ja se estää erityisesti puhtaan sorbitolin kontaminoitu-misen polyholosidijäämillä, joiden polyholosidien liikkumisnopeus hart-5 sissa on paljon suurempi kuin vedytettyjen di- tai triholosidien nopeudet .

Ajastin, jota ei olla esitetty, ja jonka asetusarvona on 23 minuuttia 50 sekuntia, takaa seuraavassa mainituille virtaamille sellaisen ve-10 sisyötön, joka riittää sokerin poistamiseen desorptiovyöhykkeen ensimmäisestä vaiheesta sekä vedytetyn tärkkelyksen hydrolysaatin (HAH) tietystä tilavuudesta muodostuvan syötön, joka vastaa adsorbantin tilavuutta sekä sen adsorptiokykyä siten, että vedytettyjen polyholosidien erottumisasteeksi saadaan yli 99 % ja että sorbitolin erottumisasteeksi 15 saadaan vähintään 90 % syötön vedytetyssä hydrolysaatissa läsnäolevasta sorbitolista. Nämä erottumisasteet pidetään vakiona adsorboidun sorbitolin erotuspumpun, jota ei olla esitetty, virtaamaa säätämällä. Polyholosidien muodostaman fraktion ulosvirtaaminen tapahtuu ilmanpaineen avulla ja sen virtaama, joka on vakio, muodostuu syötön virtaaman suu-20 ruuden ja erotetun virtaaman suuruuden erosta.

Vedytetyn tärkkelyksen hydrolysaatin, joka johdetaan laitteistoon ad-sorptiovaiheen huipusta, kuiva-ainepitoisuus on 64,5 %. Lämpötila ero-tuskolonnien sisällä säilytetään noin 90°C:ssa.

; ' 25

Kuvion 3 yleisessä esityksessä nähdään kuvion 2 laitteisto kaavamaisesti esitettynä, ja jotka merkitään numerolla 202 (samat viitenumerot tarkoittavat niitä samoja osia, jotka ovat yhteisiä kuviossa 1 esitetyn laitteiston kanssa). Kromatografialaitteisto käsittää edellä jo kuvios-30 sa 1 esitettyjen olennaisten osien lisäksi putkilinjan 210 ylimääräisen veden kierrättämiseksi sekä putkilinjan 211, jonka vulla kierrosta ____; poistetaan ne polyholosidifraktiot, joissa kuiva-ainepitoisuus on erit- _·.· täin vähäinen ja joissa DP > 4.

..." 35 Vesisyöttö laitteistoon tapahtuu linjaa 212 pitkin.

li π 85851

Linjoihin piirretyt nuolet osoittavat virtauksen suunnan.

Laitteisto toimii seuraavasti: 5 - kromatografisesti fraktioitava HAH johdetaan putkilinjaa 207 pitkin virtausnopeudella 120 1/tunti, ja sen kuiva-ainepitoisuus on 64,5%, vesi johdetaan linjaa 212 pitkin, veden virtausnopeuden ollessa 330 1/tunti, puhdas sorbitoli otetaan talteen linjan 208 avulla, sorbitolin vir-10 taus nopeuden ollessa 240 1/tunti ja kuiva-ainepitoisuuden ollessa 34,15 %, laitteesta 202 erotettujen nesteiden kokonaismäärän kokonaisvirtaama on 386 1/tunti, ja se muodostuu seuraavista fraktioista: 15 vesiylimäärä, jonka virtaama on 176 1/tunti, ja joka kierrätetään linjaa 210 pitkin laitteiston huippuun, linjaa 211 pitkin poistettu polyholosidifraktio, jonka virtaama on 114 1/tunti ja jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 1 %, polyholosidifraktio, joka johdetaan linjaa 209 pitkin hydrolyysi-20 laitetta kohden virtaaman ollessa 96 1/tunti ja kuiva-ainepitoi suuden ollessa 3,5 %.

Ulostulevan sorbitolin ja vedytettyjen polyholosidien analyysit on esitetty taulukoissa I ja II.

: ' 25 12 85851

TAULUKKO I

Analyysi ulostulevasta sorbitolista

Aika Brix DP 2 Glyseriini Mannitoli Sorbitoli 5 (min.) % % % % 0 56,5 0,4 0,3 1,0 98,3 3 47,5 0,3 0,3 0,9 98,5 6 41,5 0,3 0,3 0,8 98,6 10 12 27,0 0,2 0,2 0,5 99,1 15 21,5 0,2 0,1 0,5 99,2 18 16,0 - 0,1 0,4 99,5 21 12,5 - 0,1 0,3 99,6 23'50" 10,0 - - 0,3 99,7 15 _

Taulukon I tulosten perusteella on ilmeistä, että 23 minuutissa 50 sekunnissa sorbitoli on erottunut siten, että sen puhtaus on keskimäärin yli 98 % ja että sen keskimääräinen kuiva-ainepitoisuus on 34,15 %.

20 "Brix"-arvo vastaa suurin piirtein kuiva-ainepitoisuutta; se määritetään taitekerroinindeksinä.

. . TAULUKKO II

‘ · 25 Analyysi ulostulevista polyholosideistä

Aika Brix Polarointitason DP > 3 DP 3 DP 2 Sorbitoli (min.) kiertämiskyky % % % %

(a)D

: ; : 30 _________ 0 2 * 6 35 8 10 il 13 85851 12 - +0,166 111 ++ + 14 0,7 +0,629 +++ ++ + 16 1,5 +1,038 35,9 30,9 22,6 10,6 5 18 2 +1,079 24,0 29,5 33,7 12,8 20 2,5 +2,209 21,0 26,0 43,7 9,3 22 3,4 +2,807 16,1 21,2 53,4 9,3 23'50" 4,0 +2,604 13,5 19,0 57,0 10,5 10

Polarointitason ominaiskääntämiskyky (a)D saadaan mittaamalla kierty-miskulma polarimetrilia.

Taulukkoon II koottujen tulosten yksityiskohtainen analyysi seka edellä 15 kuvion 3 yhteydessä, vedytettyihin polyholosideihin liittyen esitetyt ominaisuudet osoittavat muun muassa, että ensimmäisten 11 minuutin aikana eli virtaamaa 176 1/tunti vastaava määrä, ulos virranneet polyholosidit on saatu kierrätettyä seuraa- 20 vaan vaiheeseen, siitä sokerin poistamiseksi, 11:n ja 18:n minuutin välillä erotettu fraktio, joka sisältää suurimman osan niistä vedytetyistä polyholosideistä, joiden DP on suurempi tai yhtä suuri kuin 4, on poistettu järjestelmästä eli vir-. . taamaa 114 1/tunti vastaava määrä, kuiva-ainepitoisuuden ollessa ? 25 1 tämän jälkeen, 18:n minuutin 23 minuuttia 50 sekuntia vastaavan het-: ken välisenä aikana polyolifraktio on otettu talteen hydrolyysivai- hetta varten, mikä vastaa virtaamaa 96 1/tunti, kuiva-ainepitoisuu-• : den ollessa 3,6 %.

:: : 30

Kokonaistase, joka saadaan kuviosta 3 sekä taulukoita I ja II tarkastelemalla, esitetään seuraavassa.

Kromatografisen erotusjärjestelmän syöttö muodostuu seuraavasti: 35 14 85251

Vedytetty tärkkelyksen Vesi 5 hydrolysaatti

Virtaama 120 1/h 330 1/h

Tiheys 1,269

Kuiva-ainepit. % 64,5

Massavirtaama 98,22 kg/h 10 Tästä järjestelmästä saadaan:

Sorbitoli Hyödyttömät Talteenotetut korkeammat polyolit 15 polyolit

Virtaama 240 1/h 114 1/h 96 1/h

Tiheys 1,138 1,0 1,02

Kuiva-ainepit. % 34,15 1,0 3,6

Massavirtaama 93,27 1,14 kg/h 3,53 kg/h 20 Näiden tulosten perusteella vedytetyssä tärkkelyksen hydrolysaatissa - läsnäolevan sorbitolin erottumisasteeksi saadaan yli 99 %.

I . c) Talteenotettujen oolvolien jatkuva hvdrolvvsivaihe .·;! : 25 Tämän jälkeen talteenotettujen polyolien fraktio johdetaan linjaa 209 pitkin hydrolyysireaktoriin 203, joka käsittää yhden kolonnin, joka on samanlainen kuin kuviossa 2 esitetyn kromatografisen erotuslaitteiston muodostavat kolonnit.

3o Tämä kolonni on täytetty sellaisella kationisella hartsilla, jonka par-tikkelikoko on erittäin pieni (0,1-0,2 mikronia), ja joka on H+-muodos-··· sa.

·;·*· 35 Syöttönopeus on asetettu suurin piirtein arvoon 90 litraa tunnissa.

i! 15 85851

Hydrolyysireaktori pidetään noin 110°C:n lämpötilassa.

Näissä olosuhteissa reaktorista 203 ulostulevan hydrolysoidun siirapin pelkistävien sokereiden pitoisuus on 17,0 grammaa/litra glukoosina mää-5 ritettynä, mikä vastaa 91,4 %:sta hydrolysoitumista, sillä täydellisen hydrolyysin (näytettä palautusjäähdytetään kahden tunnin ajan tavallisesti käytettävän rikkihapon (HjS04) kanssa) jälkeen suoritettu pelkistävien sokereiden määritys antaa tulokseksi 18,6 grammaa/litra.

10 Hydrolyysireaktoriin 203 sisäänmenevän ja siitä ulostulevan siirapin kromatografisesta analyysistä saadaan seuraavassa esitetyt tulokset.

Linjaa 209 pitkin reaktoriin 203 kulkevan siirapin koostumus on seu-raava: 15

Sorbitoli 9

Mannitoli 0,8 DP 2 55 DP 3 15,2 20 DP > 3 20 ja linjaa 204b pitkin reaktorista 203 poistuvan siirapin koostumus, “ määritettynä kolmella näytteellä, on seuraava: 25 Sorbitoli 41 42 39,6

Mannitoli 2,3 2,5 2,8 DP 2 5 7 5 : DP 3 5 6,5 7,0

Glukoosi 46,4 52 45,6 30 d) Täten hydrolysoidun siirapin kierrättäminen linjaa 204b pitkin vedv tvskammioon 201. mikä johtaa lähtöaineena toimineen tärkkelyksen hvd ·...· rolvsaatin laimenemiseen ____: 35 Tässä tapauksessa linjaa 204 pitkin kuljetetaan sellaista raaka-ainet- :·· ta, joka koostuu toistaiseksi käsittelemättömästä tärkkelyksen hydro- 16 85051 lysaatlsta sekä reaktorista 203 ulostulevasta hydrolysoidusta siirapista.

Kuviossa 4 esitetään kaavamaisesti vastaavan laitteiston pääasialliset elementit, jolloin samat osat on merkitty samoin viitenumeroin kuin ku-5 vioissa 1 ja 3.

Linjoissa 205 ja 207 on esitetty, vastaavasti, kaksi puhdistusvaihet-ta, 213 ja puhdistus/haihdutus 214.

10 Jotta kammioon 201 johdetun raaka-aineen kuiva-ainepitoisuudeksi saataisiin noin 43 %, mikä vastaa vedytysreaktion optimiolosuhteita, linjaa 204a pitkin kuljetetaan nopeudella 140,4 kg/h toistaiseksi käsittelemätöntä tärkkelyksen hydrolysaattia, jonka kuiva-ainepitoisuus on 70 %, ja tämän yhdistyessä nopeudella 97,9 kg/h reaktorista 203 ulostu-15 levään siirappiin, jonka kuiva-ainepitoisuus on 3,6 %, saadaan raaka-ainetta, jossa kuiva-ainepitoisuus on 42,7 % ja jonka virtaama on 238,3 kg/h.

Vaiheessa 214 tapahtuneen puhdistamisen ja haihduttamisen jälkeen kul-20 kee linjassa 207 laitteeseen 202 vedytettyä siirappia, jonka kuiva-ainepitoisuus on 64,5 % ja jonka virtaama on 120 1/h.

.] Kuten edellä kuvion 3 yhteydessä mainittiin: ··· · 25 - laitteeseen 202 syötetään linjasta 212 vettä nopeudella 330 1/h, '· ' mihin yhtyy nopeudella 176 1/h linjassa 210 kierrätetty ylimääräi- nen vesi, joten kokonaisvirtaama on 506 1/h; - laitteesta 202 saadaan: 30 . nopeudella 114 1/h korkeampien polyolien fraktio, joka poistuu jär- jestelmän linjaa 211 pitkin, ja jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 1 %· nopeudella 96 1/h polyolifraktio, jonka kuiva-ainepitoisuus on 3,6 %, ja joka johdetaan linjaa 209 pitkin hydrolyysireaktoriin 203. 35 Täten kuvattua laitteistoa käytettiin jatkuvatoimisena.

I: 7 8 5 051

Seuraaviin taulukoihin III, IV ja V on koottu ne tulokset, jotka on saatu ennen kromatografista erottamista suoritetusta vedytetyn tärkkelyksen analyysistä, talteenotetun sorbitolifraktion analyysistä sekä 5 hydrolysoitavan fraktion analyysistä, vastaavasti, jolloin näytteet otettiin viidestä perättäisestä, keskenään erilaisista ajoista.

TAULUKKO III

Vedytetty hydrolysaatti ennen kromatografiaa 10 _ DP>2 1,6 1,6 1,65 1,5 1,7 DP 2 3,5 3,5 2,85 3,4 3,6

Glyseriini 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2

Mannitoli 0,7 0,9 1,0 0,8 1,0 15 Muut heksitolit 0,3 0,3 0,4 0,2 0,4 SORBITOLI 93,8 93,6 93,9 93,9 93,1

Pelkistävät sokerit 0,09 0,07 0,065 0,06 0,092

Kokonaissokerit 1,5 1,45 1,50 1,33 1,33 20

TAULUKKO IV

. . Sorbitolifraktion analyysi : 1 · DP > 2 - - - - - 25 DP 2 0,2 0,3 0,3 0,25 0,3 SORBITOLI 98,6 98,2 98,4 98,45 98,1

Mannitoli 0,7 0,9 0,9 0,8 1,0

Glyseriini 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Muut heksitolit 0,3 0,4 0,3 0,3 0,4 30 Pelkistävät sokerit 0,017 0,028 0,010 0,020 0,012

Kokonaissokerit 0,11 0,09 0,14 0,12 0,17 35 · · · · 18 85CS1

TAULUKKO V

Hydrolysoitavan fraktion analyysi 5 DP > 3 20,2 20,2 16,9 16,4 DP 3 18,4 16,1 14,1 13,8 DP 2 43,2 49,2 35,8 55,5 SORBITOLI 17,6 13,5 12,1 13,3

Mannitoli 0,6 1,0 1,1 1,0 10 Muut heksitolit ....

Pelkistävät sokerit 0,83 0,30 0,25 0,35

Kokonaissokerit 26,4 28,0 35,5 30,5 Täten saadun sorbitolifraktion laatua verrattiin viiteen sellaiseen 15 nestemäiseen sorbitolilaatuun, jotka oli saatu vedyttämällä desktroosia tavanomaisella tavalla, ja joiden analyysit on esitetty seuraavassa taulukossa VI.

TAULUKKO VI

20 Dekstroosia tavanomaisella tavalla vedyttäen saatujen sorbitolisiirappien analyysit .1 " DP > 2 0,06 0,15 0,40 0,25 0,30 ; */ DP 2 0,40 0,40 0,40 0,6 0,50 25 SORBITOLI 97,84 98,8 97,55 97,35 97,40

Muut heksitolit 0,40 0,50 0,15 0,2 0,20

Mannitoli 1,0 0,80 1,1 1,1 1,1

Glyseriini 0,30 0,03 0,4 0,5 0,5

Pelkistävät sokerit 0,058 0,040 0,052 0,047 0,050 30 Kokonaissokerit 0,26 0,26 0,22 0,26 0,30

Taulukkoja IV ja VI toisiinsa verraten voidaan todeta, että keksinnön mukaisella menetelmällä saadussa sorbitolilaadussa: ·;··[ 35 - keskimääräinen sorbitolipitoisuus on korkeampi, li 19 8 5 351 tuotteiden, joiden DP on suurempi tai yhtäsuuri kuin 2, pitoisuus on selvästi alhaisempi, ja pelkistävien sokereiden pitoisuus on selvästi vähäisempi (keskimäärin 0,017, verrattuna pitoisuuteen 0,050).

5 Näin alhainen pelkistävien sokereiden pitoisuus, johon keksinnön mukaisella menetelmällä päästään, on erittäin vaikeasti saavutettavissa suoralla vedytyksellä. Tämän pitoisuuden perusteella vedytysasteeksi voitaisiin olettaa 99,98 %, mihin ei kuitenkaan päästä kuin hyvin pit-10 kiä, ja näin ollen epätaloudellisia vedytysaikoja käyttäen.

ESIMERKKI 2 Tässä esimerkissä esitetään puhtaan sorbitolin valmistaminen käyttämäl-15 lä lähtöaineena desktroosin kiteytyksen ensimmäisestä vaiheesta saatavaa hydrolia, jossa todellinen desktroosipitoisuus on 86,7 %.

a) Hvdrolin katalyyttinen vedvtvsvaihe 20 Dekstroosin monohydraatin kiteytyksen ensimmäisestä vaiheesta saadun hydrolin kuiva-ainepitoisuus on 74 % ja sillä on seuraava koostumus: • *·: DP > 3 2,7 : * DP 3 1,8 25 DP 2 8,5

Dekstroosi 86,70

Fruktoosi 0,3

Puhdistamisen ja vedytyksen jälkeen siirapin koostumus on seuraava: 30 DP > 2 4,6 DP 2 7,5

Glyseriini

Mannitoli 1,0 ____; 35 Muut heksitolit 0,2 ... Sorbitoli 86,7 20 85051 b) Nestekromatografinert, jatkuva erotusvaihe Tämä erottaminen toteutetaan esimerkissä 1 kuvioon 3 viitaten esitetyl-5 lä laitteistolla ja siinä kuvatulla menetelmällä.

KromatografialaitteIstoon syötetään: linjaa 207 pitkin nopeudella 120 1/h vedytettyä hydrolia, jonka kui-10 va-ainepitoisuus on 62 % ja tiheys d - 1,267 eli kuiva massavirtaama on 94,26 kg/h, linjaa 212 pitkin nopeudella 330 1/h vettä, linjan 210 kierrättämä ylimääräisen veden fraktio, nopeudella 176 1/h.

15 Tästä laitteistosta saadaan: linjaa 208 pitkin nopeudella 220 1/h puhdasta sorbitolia, jonka kuiva-ainepitoisuus on 32 % ja tiheys 1,137, mikä vastaa 80 kilogram-20 maa tunnissa, linjaa 211 pitkin nopeudella 100 1/h polyolifraktio, jossa kuiva-_·# * ainepitoisuus on 1,5 % ja tiheys 1,00, mikä vastaa 1,5 kilogrammaa .! tunnissa, ; . - linjaa 209 pitkin nopeudella 130 1/h hydrolysoitava polyolifraktio, 25 jonka kuiva-ainepitoisuus on 8,8 % ja tiheys 1,02, mikä vastaa 11,7 kg kuivamassaa tunnissa.

Sorbitolisaanto laitteistossa on 96,2 %.

:*: 30 c) Jatkuva hvdrolvvsivaihe .*. Talteenotetut polyolivirrat johdetaan linjaa 209 pitkin esimerkissä 1 ***** kuvatun kaltaiseen hydrolyysireaktoriin 203. Reaktorin lämpötila pide tään 115°C:ssa. Pelkistävinä sokereina määritetty polyholosidien hydro-·;··; 35 lysoitumisaste oli koko ajan yli 90 %, verrattuna sellaiseen näyttee- seen, joka hydrolysoitiin palautusjäähdyttämällä sitä kaksi tuntia tavanomaisen rikkihapon kanssa.

2i 85 851 d) Lindan 204a kuljettaman hvdrolln laimennosvaihe ennen puhdistamista, toteutettuna reaktorista 203 poistuvan ia linjaa 204b pitkin kulke-vansitrapln avulla 5

Esimerkin 1 mukaisessa yhtenäiskierrossa hydrolysoitujen polyolien fraktiota käytetään hydrolin laimentamiseen ennen puhdistamista, jolloin saadaan vedytettävää raaka-ainetta.

10 Täten käytännössä 112 kg/h hydrolia, kuiva-ainepitoisuudeltaan 74 %, laimennetaan käyttäen 130 1/h hydrolysoituja polyoleja. Näin laimennetun liuoksen kuiva-ainepitoisuus on 38,7 %.

Sen jälkeen kun liuos on vedytetty, puhdistettu ja haihdutettu 62 %:n 15 kuiva-ainepitoisuuteen, saatu siirappi johdetaan jatkuvatoimiseen kro-matografialaitteistoon.

Usean toimintavuorokauden kuluttua saadaan tulokset, jotka on koottu taulukkoon VII (kolme näytettä), taulukkoon VII (viisi näytettä) ja 20 taulukkoon IX (viisi näytettä).

TAULUKKO VII

Vedytetyillä ja hydrolysoiduilla, ja jälleen vedytetyillä polyholosideilla laimennetusta hydrolista muodostuvan 25 raaka-aineen analyysi

Komponentti %:nen pitoisuus siirapissa DP > 2 4,6 2,9 5,6 30 DP 2 7,1 7,5 7,7

Glyseriini 0,1 0,2 0,1

Mannitoli 1,1 0,9 1,0

Muut heksitolit 0,3 0,2 0,3 SORBITOLI 86,8 88,3 85,3 35 Pelkistävät sokerit 0,08 0,06 0,07 .. . Kokonaissokerit 4,36 4,7 5,5 22 8 5 G51

TAULUKKO VIII

Saadun sorbitolin analyysi

Komponentti %:nen pitoisuus sorbitolissa 5 _ DP 3 .....

DP 2 0,4 0,3 0,6 0,2 0,4

Mannitoli 1,0 1,1 0,9 0,7 1,1

Muut heksitolit 0,3 0,2 0,2 0,3 0,1 10 Glyseriini 0,15 0,1 0,1 0,2 0,1 SORBITOLI 98,15 98,3 98,2 98,6 98,6

Pelkistävät sokerit 0,025 0,010 0,022 0,010 0,040

Kokonaissokerit 0,11 0,15 0,20 0,09 0,13 15

TAULUKKO IX

Polyolien analyysi ennen hydrolyysiä

Komponentti %:nen pitoisuus 20 _ DP > 3 18,7 20,2 21,3 16,9 16,4 .·. ; DP 3 15,9 16,1 17,0 14,2 13,7 DP 2 48,0 49,2 51,9 55,8 57,4 ; . SORBITOLI 17,4 14,5 9,8 13,1 13,5 25 Pelkistävät sokerit 0,17 0,14 0,11 0,14 0,14

Kokonaissokerit 27,1 33,8 34,5 29,6 28,7 Tästä ennen hydrolyysiä saadusta polyolifraktiosta otetun näytteen yksityiskohtaisempi koostumus on esitetty taulukossa X: 30 l! 23 85851

TAULUKKO X

Komponentti %:nen pitoisuus 5 Sorbitoli 12,8

Mannitoli 1,9 DP 2 50,4 DP 3 14,9 DP 4 3,0 10 DP 5 2,1 DP 6 2,9 DP 7 2,8 DP 9 1,1 DP10-DP20 5,6 15 DP > 20 0,9 Näiden kaikkien analyysien perusteella nähdään jälleen, että näissä olosuhteissa, käyttäen lähtöaineena dekstroosin ensimmäisestä kiteytyk-20 sestä saatavaa hydrolia, tuotetun sorbitolin laatu sekä kokonaissaanto on vähintään yhtä hyvä kuin puhdasta dekstroosia vedyttämällä saadulla ·. : sorbitolilla.

Vertailun vuoksi viitattakoon esimerkissä 1 esitettyihin sorbitolival-25 misteisiin, jotka on saatu dekstroosia vedyttämällä.

Kromatografialaitteistosta, sen tasapainoisen toiminnan aikana poistettujen polyolien todellinen sorbitolipitoisuus oli alle 15 %, mikä osoittaa sorbitolin talteenoton tehokkuuden, sen ollessa yli 90 % käsi-30 tellyn materiaalin sorbitolipitoisuudesta.

ESIMERKKI 3 Tässä esimerkissä esitetään puhtaan sorbitolin tuottaminen käyttäen *:··; 35 lähtöaineena dekstroosin toisesta kiteytyksestä saatavaa hydrolia H2, jonka todellinen dekstroosipitoisuus on noin 78 %.

24 85GS1 Tässä viitataan myös kuvioihin 1 ja 3.

a) Vedvtvsvaihe 5 Puhdistuksen ja vedytyksen jälkeen saatavan siirapin koostumus on esitetty taulukossa XI:

TAULUKKO XI

10 Komponentti %:nen pitoisuus DP > 3 3,5 DP 3 3,1 DP 2 11,1 15 Mannitoli 1,0

Muut heksitolit 0,3

Sorbitoli 78,0

Pelkistävät sokerit 0,48

Kokonaissokerit 7,1 20 _ b) Kromatografiavaihe

Mainittu siirappi syötetään nopeudella 103,2 1/h sen kuiva-ainepitoi-25 suuden ollessa 63,5 %, linjaa 207 pitkin edellä esitettyyn, jatkuvatoimiseen nestekromatografialaitteeseen 202; siirapin tiheys on 1,264.

Linjaa 212 pitkin tapahtuvan vesisyötön virtaama tähän laitteistoon on 341 1/h, johon täytyy myös lisätä kierrätettävän veden virtaama 166 30 1/h, joka saadaan linjaa 210 pitkin (tämä vesi on se vesiylimäärä, joka saadaan edeltävästä ajosta, puhtaan sorbitolin ensimmäisen desorptio-vaiheen täydellisestä sokerinpoistosta).

Sorbitolin erotuspumpun nopeus on asetettu arvoon 200 1/h, jotta sa-35 manaikaisesti saavutettaisiin sorbitolin erinomainen laatu sekä sorbi-tolin mahdollisimman nopea erottuminen järjestelmästä.

li 25 8-5851 Näin ollen sorbitolia saadaan talteen linjaa 208 pitkin nopeudella 200 1/h, sen kuiva-ainepitoisuuden ollessa 28,2 %, mikä vastaa nopeutta 62,04 kg/h.

5 Siirappia saadaan talteen, ennen sen hydrolysoitumista, linjaa 209 pitkin nopeudella 134 1/h, siirapin tiheyden ollessa 1,04 ja kuiva-ainepitoisuuden ollessa 13,7 %, mikä vastaa kuivan massan nopeutta 18,9 kg/h.

10 Jätesiirappia saadaan talteen linjaa 211 pitkin nopeudella 160 1/h, sen kuiva-ainepitoisuuden ollessa 1,7 % eli massavirtaama 1,87 kg/h.

Laitteistosta talteenotettava sorbitolifraktio sekä siitä ulostuleva polyolifraktio on analysoitu ajan funktiona. Nämä tulokset on koottu 15 taulukkoon XII ja taulukkoon XIII.

TAULUKKO XII Sorbitolin analyysi 20 Aika Brix DP > 3 DP 2 Hannitoli Muut Sorbitoli heksitolit 0 56 0,2 0,5 1,1 0,3 97,9 2 54 0,2 0,4 1,0 0,3 98,0 25 4 48 0,2 0,4 1,0 0,4 97,9 6 4,0 0,1 0,3 1,0 0,3 98,1 8 35,5 0,1 0,2 1,0 0,3 98,4 10 31 0,2 1,0 0,3 98,5 12 26 0,2 0,9 0,4 98,5 30 14 21 0,3 0,9 0,3 98,4 16 16 0,3 0,8 0,3 98,6 20 10 0,2 0,7 0,3 98,9 22 8 0,2 0,6 0,3 98,9 24 6 0,2 0,6 0,3 98,9 35____ “ 85051 TAULUKKO XIII Sorbitolin analyysi

Aika Brix DP > 3 DP 3 DP 2 Mannitoli Muut Sorbitoli 5 heksitolit 2 4 6 10 8 10 12 14 2 16 5 15 18 7,5 20 10,5 22 21,0 20 15,7 5,2 1,3 0,4 10 24 28,0 21 16,7 54,6 1,4 0,4 6 20 c) Jatkuvatoiminen hvdrolvvsivaihe ; Hydrolyysiin tarkoitettu, laitteiston 202 ulostulosta talteenotettu siirappi johdetaan esimerkissä 1 kuvatun mukaiseen hydrolyysilaittee-. . seen.

25 Lämpötila tässä laitteessa pidetään llO'Oissa. Polyholosidien hydroly-soitumisaste virtausnopeudella 130 1/h oli koko ajan yli 90 %, kun adsorbanttipedin tilavuus oli 20 1.

30 Tämä hydrolysoitumisaste saadaan, kuten edeltävissäkin esimerkeissä si-ten, että hydrolyysireaktorista ulostulevasta siirapista määritettyä ... pelkistävien sokereiden osuutta, glukoosina ilmoitettuna, verrataan "· siihen pelkistävien sokereiden pitoisuuteen, joka saadaan, kun näytettä palautusjäähdytetään normaalin rikkihapon kanssa.

35 li 27 85851 d) Linjaa 204a pitkin saatavan hvdrolln H2 laimennosvalhe ennen vedv-tvsvaihetta. käyttäen laimentamiseen hvdrolvvsireaktorista ulostulevaa-1a linlaa 204b pitkin saatavaa siirappia 5 Hydrolia H2, jonka kuiva-ainepitoisuus on 74 %, laimennetaan nopeudella 93,4 kg/h käyttäen laimentamiseen hydrolysoituja polyoleja, joiden virtaama on 134 1/h ja kuiva-ainepitoisuus 13,7 %, ja jota saadaan linjasta 204b, jolloin saadun siirappiliuoksen virtaama on 230 kg/h ja kuiva-ainepitoisuus noin 38 %.

10 Tämä siirappi vedytetään, puhdistetaan ja haihdutetaan kuiva-ainepitoisuuteen 63,5 %, jonka jälkeen se johdetaan jatkuvatoimiseen kromato-grafialaitteeseen 202.

15 Sen jälkeen kun laitteisto on ollut toiminnassa useita vuorokausia, linjaa 204b pitkin saatavan ja vedytetyn siirapin laimentamasta hydro-lista muodostuvan raaka-aineen viisi näytettä (taulukko (XIV), saadun sorbitolin viisi näytettä (taulukko XV) ja linjaa 209 pitkin saatavan siirapin neljä näytettä (taulukko XVI) analysoitiin.

20

TAULUKKO XIV

Hydroli, joka on laimennettu vedytetyllä ja hydrolysoiduil-.la, ja jälleen vedytetyilla polyholosideilla : 25 Komponentti %:nen pitoisuus DP > 3 5,2 6,6 4,5 5,4 4,3 DP 3 3,3 4,3 3,1 2,8 3,2 DP 2 10,2 14,0 11,7 12,4 11,7 . 30 Mannitoli 1,2 1,3 1,2 1,3 1,5 SORBITOLI 79,8 75,4 79,2 79,0 79,0

Muut heksitolit 0,3 0,4 0,3 0,2 0,3

Pelkistävät sokerit 0,05 0,045 0,048 0,035 0,07

Kokonaissokerit 6,9 7,2 7,5 7,0 8,0 35 28 85C51 TAULUKKO XV Sorbitoli

Komponentti %:nen pitoisuus 5 _ DP > 3 - 0,1 0,05 0,05 0,1 DP 2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3

Mannitoli 0,9 0,9 1,1 1,1 1,2

Muut heksitolit 0,5 0,2 0,2 0,3 0,1 10 SORBITOLI 98,4 98,6 98,45 98,25 98,3

Pelkistävät sokerit 0,011 0,027 0,028 0,01 0,03

Kokonaissokerit 0,04 0,2 0,12 0,15 0,13

Taulukkoihin XIV ja XV koottujen tulosten perusteella voidaan sanoa, 15 että näissä olosuhteissa, ja käyttäen lähtöaineena hydrolia H2, valmistetun sorbitolin puhtaus on vähintään yhtä hyvä kuin puhdasta dekstroo-sia vedyttämällä saadussa sorbitolissa, ja sen tunnusomaisena piirteenä on pelkistävien sokereiden erittäin alhainen toksisuus.

20 TAULUKKO XVI

Linjan 209 kuljettama polyolisiirappi

Komponentti %:nen pitoisuus | 25 DP > 3 19,2 21,7 21,0 20,7 DP 3 15,9 16,9 16,4 16,4 DP 2 51,6 56,1 54,6 54,8

Mannitoli 3 2 1,8 2 SORBITOLI 10 2,9 5,8 5,7 30 Pelkistävät sokerit 0,3 0,4 0,40 0,4

Kokonaissokerit 35,0 38,2 36,4 32,2 —: Taulukkoon XVI koottujen tulosten perusteella nähdään, että kromato- 35 grafialaitteistosta, koko sen rasapainoisen toiminnan aikana erotettujen polyolien sorbitolipitoisuus oli alle 10 %, mikä osoittaa sen, että I: » 85C51 sorbitolin talteenoton tehokkuuden, sen ollessa yli 94 % raaka-aineen sisältämästä sorbitolista.

On itsestään selvää, ja mikä seuraa myös edellä esitetystä, tämä kek-5 sintö ei rajoitu missään tapauksessa niihin suoritusmuotoihin ja sovellutuksiin, jotka on ohessa erityisesti kuvattu; päin vastoin tämä keksintö käsittää kaikki mahdolliset muunnokset.

Claims (8)

30 85 0 51

1. Menetelmä erittäin puhtaan sorbitolisiirapin valmistamiseksi, jossa menetelmässä 5 raaka-aineelle, jonka ensimmäinen osa muodostuu tärkkelyksen hydroly-saatista, suoritetaan katalyyttinen vedytysvaihe, vedytetyn raaka-aineen kromatografinen erotusvaihe, josta saadaan en-10 simmäinen, erittäin puhtaan sorbitolin sisältämä fraktio, joka otetaan talteen sekä toinen fraktio, joka sorbitolin lisäksi sisältää vedyttä-mättömät sokerit sekä vedytetyt di- ja polysakkaridit, ja joka menetelmä on tunnettu siitä, että edellä mainitulle 15 toiselle fraktiolle suoritetaan happohydrolyysivaihe, josta saadaan osittain vedytettyä tärkkelyksen hydrolysaattia, jota kierrätetään ja joka muodostaa vedytysvaiheeseen johdettavan raaka-aineen toisen osan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että raaka-aineen osan muodostavan tärkkelyksen hydrolysaatin todellinen dekstroosipitoisuus on alueella 65-97 %, ja kaikkein mieluiten alueella 70-95 %, ja jolloin erityisen edullisia tärkkelyksen hydro- . . lysaatteja ovat dekstroosin kiteytyksen ensimmäisestä ja toisesta vai heesta saatavat hydrolit. i . 25

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttinen vedytysvaihe toteutetaan käyttäen katalysaattorina ruteniumia tai Raney-nikkeliä, mieluiten käyttäen katalysaattorina Raney-nikkeliä, vedyn paineen ollessa 50-70 kg/cm2 ja lämpötilassa, 30 joka on alueella suurin piirtein alueella 100-150°C.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kromatografinen erotusvaihe toteutetaan epäjatkuvana tai jatkuvana operaationa, käyttäen adsorbanttina voimakkaasti happamia 35 kationisia hartseja, jotka ovat alkaali- tai maa-alkaalimetallien ioni- li 31 85051 en muodossa tai käyttäen adsorbanttina zeoliitteja, jotka on saatettu ammonium-, natrium-, kalium-, kalsium-, strontium- tai bariummuotoon.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että kromatografisessa erotusvaiheessa käytetään useita kromato-grafiakolonneja, jotka on täytetty adsorbanttina toimivilla, voimakkaasti kationisilla, kalsiummuotoisilla hartseilla, joiden partikkeli-koko on pieni, jolloin desorptiovyöhyke I, adsorptiovyöhyke II ja vedy-tettyjen polyholosidien rikastusvyöhyke III saadaan muodostettua sähkö-10 venttiilien, jotka sijaitsevat minkä tahansa kolonnin ulostulon ja seuraavan kolonnin sisäänmenon yhdistävässä putkilinjassa, avulla, ne sopivasti asettamalla, ja jolloin suljinlaite pitää vyöhykkeen III, jonka päästä saadaan talteen vedytetyt polyholosidit, ja sorbitolin desorptiovyöhykkeen I, jonka huippuun syötetään desorptiossa tarvittava 15 vesi, täysin tiiviisti erillään toisistaan, mainitun suljinlaitteen huolehtiessa nestemäisen faasin kulkusuunnasta selektiivisessä adsor-bantissa, ja sen estäessä erityisesti puhtaan sorbitolin kontaminoitu-misen polyholosidijäämillä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että toisen fraktion happohydrolyysivaihe toteutetaan kiinteällä happokatalysaattorilla, ja tämä vaihe toteutetaan siten, että yli 40 . . paino-% läsnäolevista vedytetyistä disakkarideista ja polysakkarideista hydrolysoituu, jolloin tämä hydrolyysi toteutetaan mieluiten jatkuvana 25 operaationa siten, että hydrolysoitavat polyolit sisältävä siirappi johdetaan sellaisen kiinteän pedin läpi, joka peti sisältää alumiini-silikaattien, piioksidin tai kationisten hartsien tyyppiset happokata-lysaattorit.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että tämä hydrolyysi toteutetaan happomuodossa olevilla, voimakkaasti kationisilla hartseilla, lämpötilassa 50-120°C, ja jolloin happokatalyy-tin muodostaman pedin läpi kulkeva virtaama on asetettu siten, että *· vedytettyjen di- ja polysakkaridien hydrolysoitumisasteeksi saadaan 35 vähintään 60 % ja mieluiten vähintään 80 %. 32 8 5 0 51

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrolyysivaiheeseen joutuvan ja kierrätettävän toisen fraktion kuiva-ainepitoisuus on tavallisesti alueella 1,5-30 % ja mieluiten alueella 2,5-20 %. 5 t; ” 85051