FI89380C - Foerfarande foer framstaellning av xylos - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av xylos Download PDFInfo
- Publication number
- FI89380C FI89380C FI874605A FI874605A FI89380C FI 89380 C FI89380 C FI 89380C FI 874605 A FI874605 A FI 874605A FI 874605 A FI874605 A FI 874605A FI 89380 C FI89380 C FI 89380C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- xylose
- ethanol
- syrup
- process according
- medium
- Prior art date
Links
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 109
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 12
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 7
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 21
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 5
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 4
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 4
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 3
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 235000020374 simple syrup Nutrition 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 239000004321 EU approved sweetener Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 1
- JYNZJBGHQBYLNJ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C.O=C.O=C.O=C JYNZJBGHQBYLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 125000000969 xylosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO1)* 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
- C13K13/002—Xylose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/02—Monosaccharides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Dry Shavers And Clippers (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
1 59380
Menetelmä ksyloosin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee ksyloosin valmistusmenetelmää.
Ksyloosi on pentoosisokeri, jota käytetään ksyli-5 tolin ja muiden ruoka-aineiden makeutusaineiden valmistuksessa. Sitä valmistetaan sellaisten lignoselluloosamate-riaalien happohydrolyysillä, jotka sisältävät hemisellu-loosia, joissa on molekyyleissään suuri osuus ksyloosiyk-siköitä tai ksylaaneja. Hemiselluloosien lisäksi lignosel-10 luloosamateriaalit sisältävät ligniiniä, selluloosaa ja muita hiilihydraatteja. Lisäksi hemiselluloosamolekyylit sisältävät ksylaanien lisäksi muita sokeriyksiköitä. Erilaisista lignoselluloosamateriaaleista johdetut hemisel-luloosat vaihtelevat rakenteeltaan, jotkut sisältävät mo-15 lekyyleissään suurempia osuuksia ksylaania kuin mitä sisältyy muiden hemiselluloosien molekyyleihin. Ksyloosin valmistuksessa on tarpeellista erottaa ligniini, selluloosa ja muut aineet alkuperäisen hydrolyysin tuotteesta. Tunnettuihin ksyloosin valmistusmenetelmiin, joissa lähde-20 tään lignoselluloosamateriaaleista, kuuluu menetelmä, joka on esitetty US-patenttjulkaisussa 3 784 408, johon kuuluu erotus, jossa viimeisessä vaiheessa ksyloosi otetaan talteen kiteisenä saostumana metanolipitoisesta liuoksesta.
Tuotettaessa ksyloosia lignoselluloosamateriaaleis-25 ta kaupallisessa mittakaavassa on tärkeää, että mahdollisimman vähän lähtöaineen sisältämästä ksyloosista menetetään hydrolyysin muiden tuotteiden erottamisen aikana. Yleisesti aikaisemmissa ksyloosin valmistusmenetelmissä on erottaminen suoritettu erittäin vaikeasti ja suurin mene-.30 tyksin. Tämä on merkittävästi rajoittanut tähän mennessä yleisesti käytettyjen menetelmien kaupallista arvoa.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti esitetään menetelmä ksyloosin valmistamiseksi lignoselluloosamateriaa-lista, joka sisältää ksylaania sisältävää hemiselluloosaa, 35 jolloin 2 b9380 (1) lignoselluloosamateriaali hydrolysoidaan hapon vesiliuoksella, jolloin saadaan vesipitoinen ksyloosia sisältävä väliaine ja liukenematon jäännös, joka sisältää ligniiniä ja selluloosaa; 5 (2) liukenematon jäännös erotetaan ksyloosia sisäl tävästä väliaineesta; (3) ksyloosia sisältävä väliaine käsitellään orgaanisten ja/tai ionisten epäpuhtauksien poistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista että 10 (4) ksyloosia sisältävä väliaine konsentroidaan siirapiksi, jonka vesipitoisuus on 20 - 40 paino-%; ja (5) siirappi sekoitetaan etanolin kanssa, jolloin muodostuu etanolipitoinen liuos, ja ksyloosi kiteytetään etanolipitoisesta liuoksesta.
15 Edullisesti vaiheessa (5) valmistetut kiteet pes tään etanolin vesiliuoksella puhtauden lisäämiseksi ja muiden valmistusvaatimusten täyttämiseksi. Edullisimmin etanolin vesiliuos on etanoli/vesiseos, jossa on 90 % etanolia.
20 Vaiheen (2) tai (3) jälkeen voidaan suorittaa jäl- kihydrolyysivaihe, jolla voidaan poistaa tai vähentää mahdollisesti läsnäolevien oligosakkaridien määrää. Vaiheessa (1) esitetty reaktio voidaan suorittaa joko panoksena tai jatkuvana muotona. Mikäli se suoritetaan jatkuvana muoto-25 na, voi jatkuvan reaktorin jäännösaikajakauma lisätä hemi-selluloosan epätäydellistä hydrolyysiä sokerimonomeereik-si. Hemiselluloosaoligosakkaridien läsnäolo voi aiheuttaa ongelmia ksyloosin seuraavassa kiteyttämisessä. Siten tämän ongelman pienentämiseksi voidaan käyttää jälkihydro-30 lyysivaihetta poistamaan tai pienentämään oligosakkaridi-pitoisuutta. Tämä voi tapahtua kuumentamalla ksyloosia sisältävää nestettä lämpötilavälille 50 - 150 °C 2 minuutista 2 tuntiin kestäväksi ajaksi siten, että läsnä on laimeaa happoa konsentraationa 0,5 - 5 %. Tämä tapahtuu 35 reaktorissa, jossa on diskreetti viipymisaika, kuten tulp- li ;
3 h 9 3 8 O
pavirtaus tai panosreaktori. Kaupallisessa menetelmässä voidaan rutiinianalyysillä määrittää läsnäolevien oligosakkaridien määrä, jotta voidaan määrittää tarvitaanko jälkihydrolyysivaihetta.
5 Edullisesti lignoselluloosamateriaali sisältää he- miselluloosia, joissa on molekyyleissään suuri osuus ksy-laaneja. Sopivia materiaaleja ovat esimerkiksi vehnän olki, maissirehu ja sokeriruo'on murskausjäte.
Hydrolyysivaihe (1) suoritetaan edullisesti käyt-10 täen laimeaa hapon vesiliuosta. Edullisesti käytetään liuosta, jossa on 0,5 - 5 % happoa vedessä. Happo voi olla epäorgaaninen happo kuten rikkihappo, suolahappo tai fos-forihappo tai orgaaninen happo kuten etikkahappo tai tri-fluorietikkahappo. Hydrolyysin aikana reaktioseos pidetään 15 edullisesti lämpötilassa 70 - 270 °C, lämpötilan ollessa edullisesti välillä 100 - 150 °C. Hydrolyysi suoritetaan edullisesti 2 minuutin ja 2 tunnin välisenä aikana. Hydro-lyysiä varten valitaan sopiva menetelmä parametrien yhdistelmä. Esimerkiksi silloin kun käytetään korkeampia lämpö-20 tiloja, suoritetaan hydrolyysi edullisesti käyttäen heikompia happoliuoksia ja/tai lyhempiä aikoja. Edullista ei ole yhdistää parametrejä sopivien alueiden ylärajoilta, esimerkiksi käyttää korkeita lämpötiloja pitkiä aikoja käyttäen vahvoja happoliuoksia, koska tällaisissa olosuh-25 teiden yhdistelmissä on mahdollista, että selluloosa- ja/ tai ligniinipitoisuus lignoselluloosamateriaalissa pienenevät, joka ei ole toivottavaa. Tällaiset voimakkaiden olosuhteiden yhdistelmät voivat aiheuttaa myös jossain määrin tuotetun ksyloosin hajoamista. Hydrolyysivaihe ai-30 heuttaa hemiselluloosamolekyylien hajoamisen, jolloin syntyy ksylaaneja, jotka hydrolysoidaan lisäämällä vesimole-kyylejä ja tuottamalla näin ksyloosimolekyylejä. Kaikki proteiinit ja lipidit, jotka vapautuvat hydrolyysin vaikutuksesta, menevät liuokseen. Ligniiniin ja selluloosaan ei 35 vaikuteta ja ne eivät mene liuokseen. Nämä liukenemattomat
4 9 3 β O
aineet erotetaan erotusvaiheessa (2). Vaiheessa (2) voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa erotusmenetelmää suodattamisen ollessa erityisen sopiva.
Selluloosaa ja ligniiniä sisältävän liukenemattoman 5 jäännöksen erottamisen jälkeen käsitellään vesipitoinen ksyloosia sisältävä väliaine erotusvaiheessa (3) orgaanisten ja/tai ionisten epäpuhtauksien poistamiseksi. Ksyloo-sipitoinen väliaine voidaan käsitellä orgaanisten tai ionisten epäpuhtauksien poistamiseksi kummassa järjestykses-10 sä tahansa, mutta edullisesti orgaaniset kontaminaatit poistetaan ensiksi. Merkittävimpiä orgaanisia epäpuhtauksia ovat proteiinimaiset aineet, lipidit ja värilliset aineet. Orgaaniset epäpuhtaudet voidaan poistaa jollakin sopivalla menetelmällä kuten esimerkiksi käsittelemällä 15 reagensseilla kuten aktiivihiilellä tai polymeerisillä absorboimisaineilla. Käsittelevä reagenssi voi sisältyä kerrokseen, jonka läpi vesipitoinen väliaine lasketaan, tai reagenssi voidaan lisätä väliaineeseen säiliössä. Merkittävin ioniepäpuhtaus on hydrolyysivaiheessa (1) käy-20 tetty happo, mutta läsnä voi olla myös muita epäorgaanisia epäpuhtauksia. Epäorgaanisten epäpuhtauksien poistaminen voidaan suorittaa käsittelemällä sähködialysoijalla ja/tai sopivalla ioninvaihtohartsilla, sopivia ovat kaikki tavalliset kationiset tai anioniset ioninvaihtohartsit. Voidaan 25 käyttää myös sähködialysoijan ja ioninvaihtohartsikäsit- telyjen yhdistelmää, jolloin ksyloosin sisältävälle väliaineelle suoritetaan ensin sähködialysointikäsittely ja sen jälkeen se lasketaan ioninvaihtohartsin pylvään läpi.
Sopivia anionisia ioninvaihtohartseja, joita voi-30 daan käyttää poistovaiheessa (3), ovat hartsit, jotka on valmistettu ristisidoksellisesta polystyreenistä, joka sisältää kvaternaarisia ammoniumryhmiä tai substituoituja amiineja, fenolin ja formaldehydin polykondensaatiotuot-teita, aromaattisten amiinien polymerointituotteita ja 35 formaldehydiguanidiini-formaldehydihartseja ja polyamiine- li :
5 o 9 3 8 O
ja. Näitä anionisia ioninvaihtohartseja on kaupallisesti saatavissa kuten esimerkiksi "Amberlite" (rekisteröity tavaramerkki) tyypit IR-4B ja IRA-400, "Dowex" (rekisteröity tavaramerkki) tyypit 1 ja 2 ja "Permutit" (rekiste-5 röity tavaramerkki) tyypit S ja D.R.
Sopivia kationisia ioninvaihtohartseja ovat poly-styreenisulfonihappotyyppiset hartsit kuten "Amberlite" IR-120 ja "Dowex" 50.
Ksyloosia sisältävä väliaine, joka tulee konsen-10 trointivaiheeseen (4), on tyypillisesti liuos, joka sisältää 1-50 paino-% ksyloosia. Vaiheessa (4) tämä liuos konsentroidaan paksuksi siirapiksi, jonka vesipitoisuus on 20 - 40 paino-%, edullisen alueen ollessa 30 - 37 paino-%. Menetelmää on mahdollista käyttää käyttäen vesipitoi-15 suuksia, jotka ovat alle 30 paino-%, päätettäessä tehdä kompromissi puhtauden ja saannon välillä. Alle 20 paino-%:na siirapista tulee liian viskoosia käytännön toimintaa varten. Tällainen siirappi on riittävän konsentroitua, jotta siitä voidaan kiteyttää ksyloosi, kun siirappi se-20 koitetaan etanolin kanssa kiteytysvaiheessa (5). Ksyloosia sisältävän väliaineen konsentrointi suoritetaan sellaisissa olosuhteissa, joissa estetään ksyloosin merkittävä hajoaminen. Edullinen menetelmä on haihduttaminen, erityisesti pyörö- tai kalvohaihdutin.
25 Konsentrointivaiheessa (4) tuotetun siirapin lämpö tila on tyypillisesti 10 - 65 °C, edullisesti 10 - 20 °C, kun se siirtyy kiteytysvaiheeseen (5). Kiteytysvaiheessa, joka edullisesti suoritetaan ympäristön lämpötilassa, etanolia lisätään siirappiin. Edullisesti lisätään korkein-30 taan 2 tilavuusosaa etanolia siirapin tilavuusosaa kohti. Edullista on lisätä 0,5-2 tilavuusyksikköä etanolia siirapin tilavuusyksikköä kohti, erityisen edullista on lisätä 1 tilavuusosa etanolia 1 tilavuusosaan siirappia. Eta-noli/siirappi-seoksen annetaan seisoa ajanjakson, sopivas-35 ti 10 - 18 tuntia välillä ravistaen, jotta ksyloosi kitey- 6 39380 tyy. Kiteytymistä on mahdollista edistää lisäämällä siemeneksi ksyloosikiteitä. On havaittu, että etanoli pyrkii liuottamaan hydrolysoidut aineet, jotka ovat päässeet erilaisten puhdistusvaiheiden läpi, liuottamatta oleellista 5 määrää ksyloosia, joka on heikkoliukoinen etanoliin ja on vähemmän liukoinen tähän liuottimeen kuin muut sokerit. Siten ksyloosi, joka kiteytyy, on hyvin puhdasta. Ksyloosin kiteyttämisen jälkeen jäljelle jäävä vesiliuos voidaan kierrättää uudelleen esimerkiksi vaiheeseen (3) ja uuttaa 10 edelleen. Vaiheessa (5) on edullista lisätä etanolia siirappiin välttäen liian suurien etanolimäärien hetkellinen esiintyminen.
Esillä oleva keksintö on edullinen, koska ksyloosi-häviöt erottamisen aikana vähenevät ja suuri osuus ksylaa-15 nina lignoselluloosamateriaalissa olevasta ksyloosista uutetaan.
Keksintöä valaistaan seuraavilla esimerkeillä.
Esimerkki 1 1 kg vehnän olkia käsiteltiin 9 1:11a heikkoa (2 %) 20 rikkihapon vesiliuosta 30 minuuttia lämpötilassa 130 °C. Saadusta seoksesta poistettiin suodattamalla liukenematon jäännös, jossa oli ligniiniä ja selluloosaa. Liukenemattoman jäännöksen erottamisen jälkeen vesipitoinen väliaine käsiteltiin aktiivihiilellä (2,5 g hiiltä 100 ml:aan liu-25 osta) orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseksi. Tämän jälkeen väliaine suodatettiin suodatinpaperin läpi, johon jäi aktiivihiili. Tämän jälkeen väliaine neutraloitiin nat-riumhydroksidilla ja sähködialysoitiin. Tämän käsittelyn jälkeen suoritettiin väliaineelle lämpötilassa 50 eC pyö-30 röhaihdutus, jolloin saatiin 256 g paksua viskoosia siirappia. Käyttäen Silverson-sekoittajaa sekoitettiin tämä siirappi 200 ml:n kanssa etanolia ja saadun seoksen annettiin seisoa huoneen lämpötilassa (20 °C) 24 tuntia välillä ravistaen. Tässä tapauksessa siemenkiteen lisääminen 35 katsottiin tarpeettomaksi. 24 tunnin kuluttua ksyloosi oli i.
7 89380 kiteytynyt ja 138 g kiteitä suodatettiin ja pestiin jäähdytetyllä etanolilla ennen kuivaamista ilmassa. Analysoimalla suuren erotuskyvyn nestekromatografiällä aineen havaittiin sisältävän 93,4 paino-% ksyloosia, vastaten saan-5 toa 12,8 paino-% ksyloosia olkien painosta.
Esimerkki 2
Hemiselluloosasokerisiirapin panos uutettiin pilkotuista vehnän oljista 250 litran panosreaktorissa. Hydro-lyysireaktio tapahtui heikossa rikkihapon vesiliuoksessa 10 130 °C:ssa 30 minuutissa. Saatu seos suodatettiin ja suo- dos käsiteltiin aktiivihiilellä, jonka jälkeen neutraloitiin natriumhydroksidilla. Tämän jälkeen siirappi sähkö-dialysoitiin kaikkien ionisten epäpuhtauksien poistamiseksi. Tämän jälkeen neste konsentroitiin kalvohaihduttimel-15 la, jolloin saatiin sokerisiirappia, jolla oli seuraava koostumus: % sokerien % p/p kokonaismäärästä 20 Ksyloosi 42,0 70,0
Glukoosi 9,6 16,0
Arabinoosi 5,3 8,8
Galaktoosi 2,2 3,7
Mannoosi 0,9 1,5 25 Sokerien kokonaismäärä 60,0 100,0
Annokset tätä näytettä otettiin ja laimennettiin tai konsentroitiin edelleen, jolloin saatiin näytteet, joissa oli identtiset yksittäisten sokerien suhteet, mut-30 ta erilaiset kokonaissokerikonsentraatiot 50,4 %, 60 %, 63,4 % ja 69,6 % analysoituna HPLCilla.
Otettiin 25 ml:n näytteet sokerisiirapista, jolla oli edellä esitetyt erilaiset konsentraatiot, ja käsiteltiin olosuhteiden alueella, ksyloosikiteiden prosentuaali-35 sen saannon määrittämiseksi. Kuhunkin 25 ml:n siirappi- 8 09380 näytteeseen sekoitettiin joko 25, 37,5 tai 50 ml etanolia huoneen lämpötilassa, 30 eC:ssa tai 50 °C:ssa käyttäen nopeaa Silverson-sekoittajaa. Silverson-sekoittaja pantiin siirappiin ja käynnistettiin. Tämän jälkeen etanoli lisät-5 tiin siirappiin 2-5,5 minuutin aikana. Tarvittavan eta-nolimäärän lisäämisen jälkeen jätettiin sekoittaja päälle 1 minuutiksi ja poistettiin sitten etanoli/sokeriseokses-ta. Seoksen annettiin seisoa yön yli ennen saatujen kiteiden suodattamista. Tämän jälkeen kiteet kuivattiin ja pun-10 nittiin. Tämän jälkeen laskettiin saostetun sokerin kokonaismäärä jakamalla muodostuneiden kiteiden kuivapaino sokerin kokonaismassalla, joka on liuoksessa ennen etanolin lisäämistä.
Tulokset esitetään kuvioissa 1, 2 ja 3. Näissä ku-15 vioissa esitetään prosentuaalisen sokeripitoisuuden vaikutus prosentuaaliseen sokerien saantoon kiteinä erilaisissa etanoli/sokeri-suhteissa ja lämpötiloissa. Kuviot osoittavat selvästi, että kriittinen siirappikonsentraa-tio (noin 60 %) täytyy ylittää ennen etanolin lisäämistä, 20 mikäli merkittäviä kiteiden saantoja on määrä saavuttaa. Tämän kriittisen konsentraation voidaan havaita olevan riippumaton etanoli/sokeri-suhteesta ja lämpötilasta tutkituilla alueilla. Havaitaan myös selvä prosentuaalinen sokerin saannon lisääntyminen kun siirapin prosentuaalinen 25 konsentraatio kasvaa yli kriittisen konsentraation.
Esimerkki 3
Esimerkissä 2 esitetyn menetelmän mukaisesti saadut kuivatut sokerikiteet analysoitiin ksyloosin suhteen, jotta voitiin laskea prosentuaalinen ksyloosipuhtaus kiteistä 30 ja siten ksyloosin prosentuaalinen saanto kidemuodossa. Tulokset esitetään kuviossa 4, jossa annetaan lämpötilan vaikutus prosentuaaliseen saostuneeseen sokerin kokonaismäärään, prosentteina ksyloosikiteiden puhtaus ja prosentteina ksyloosisaanto kahdelle siirappikonsentraatiolle. 35 Lukuisia päätelmiä voidaan tehdä seuraavan esimerkin pe- li 9 39380 rusteella: 1. Ksyloosin prosentuaalinen saanto kasvaa kasvavan siirappipitoisuuden mukana mutta pienenee lämpötilan kasvaessa.
5 2. Ksyloosikiteiden puhtaus kasvaa siirappikonsen- traation pienentyessä mutta pysyy melko samanlaisena lämpötilan muuttuessa.
3. Prosentuaalinen saostuneen sokerin kokonaismäärä kasvaa siirappikonsentraation kasvaessa mutta pienenee 10 lämpötilan kasvaessa.
Tämä esimerkki tuo esille sen, että täytyy tehdä valinta ksyloosin halutun puhtauden ja saannon suhteen taloudellisuuden perusteella, koska on vaikea tehdä mahdollisimman suureksi sekä saantoa että puhtautta samanaikai-15 sesti.
Esimerkki 4
Esimerkissä 2 kuvattu menetelmä toistettiin siten, että saatiin siirappinäyte, jonka pitoisuus oli 70 %. 25 ml siirappia sekoitettiin erilaisiin etanolimääriin huo-20 neen lämpötilassa käyttäen Silverson-sekoittajaa ja esi merkissä 2 kuvattua menetelmää. Saadut kiteet kuivattiin ja analysoitiin ksyloosin suhteen seostetun sokerimäärän laskemiseksi prosentteina, prosentuaalisen ksyloosipuhtau-den ja prosentuaalisen ksyloosisaannon laskemiseksi kuten 25 esitetään esimerkissä 3. Tulokset esitetään taulukossa 5, jolloin saadaan kasvavan etanoli/siirappisuhteen vaikutus puhtauteen ja saantoon. Tämä esimerkki osoittaa sen, että vaikka on mahdollista saada kiteitä etanoli/sokeri-suh-teella 2:1, vaikuttaa etanolisuhteen nostaminen pienentä-30 västi sekä puhtauteen että saantoon lopullisissa kiteissä.
Claims (10)
1. Menetelmä ksyloosin valmistamiseksi lignosellu-loosamateriaalista, joka sisältää ksylaania sisältävää 5 hemiselluloosaa, jolloin (1) lignoselluloosamateriaali hydrolysoidaan hapon vesiliuoksella, jolloin saadaan vesipitoinen ksyloosia sisältävä väliaine ja liukenematon jäännös, joka sisältää ligniiniä ja selluloosaa; 10 (2) liukenematon jäännös erotetaan ksyloosia sisäl tävästä väliaineesta; (3) ksyloosia sisältävä väliaine käsitellään orgaanisten ja/tai ionisten epäpuhtauksien poistamiseksi, tunnettu siitä, että 15 (4) ksyloosia sisältävä väliaine konsentroidaan siirapiksi, jonka vesipitoisuus on 20 - 40 paino-%; ja (5) siirappi sekoitetaan etanolin kanssa, jolloin muodostuu etanolipitoinen liuos, ja ksyloosi kiteytetään etanolipitoisesta liuoksesta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (5) tuotetut kiteet pestään etanolin vesiliuoksella.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihetta (2) tai (3) seuraa 25 jälkihydrolyysivaihe, jossa ksyloosia sisältävä väliaine kuumennetaan lämpötilaan 50 - 150 °C 2 minuutista 2 tuntiin kestäväksi ajaksi, jolloin happoa on läsnä 0,5 -5 %.
4. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mu- 30 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (1) käytetty hapon vesiliuos on liuos, jossa on 0,5 - 5 % happoa vedessä.
5. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiose- 35 os pidetään lämpötilassa 100 - 150 °C hydrolyysivaiheen (1) aikana. il 8 9 3 80
6. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (1) hydrolyysi suoritetaan 2 minuutista 2 tuntiin kestävänä aikana.
7. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mu kainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (3) epäorgaaniset epäpuhtaudet poistetaan käsittelemällä sähködialysoijalla ja/tai sopivalla ioninvaihtohartsilla.
8. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mu-10 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (4) ksyloosia sisältävä väliaine konsentroidaan siirapiksi, jonka vesipitoisuus on 30 - 37 paino-%.
9. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa 15 (5) lisätään etanoli siirappiin osuutena, joka on 0,5-2 tilavuusyksikköä etanolia siirapin tilavuusyksikköä kohti.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 1 tilavuusosa etanolia lisätään 1 tilavuusosaan siirappia. 12 39380
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB868625095A GB8625095D0 (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Xylose |
| GB8625095 | 1986-10-20 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI874605A0 FI874605A0 (fi) | 1987-10-20 |
| FI874605L FI874605L (fi) | 1988-04-21 |
| FI89380B FI89380B (fi) | 1993-06-15 |
| FI89380C true FI89380C (fi) | 1993-09-27 |
Family
ID=10606025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI874605A FI89380C (fi) | 1986-10-20 | 1987-10-20 | Foerfarande foer framstaellning av xylos |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0265111B1 (fi) |
| AT (1) | ATE73858T1 (fi) |
| BR (1) | BR8705576A (fi) |
| CA (1) | CA1309403C (fi) |
| DE (1) | DE3777530D1 (fi) |
| DK (1) | DK167693B1 (fi) |
| ES (1) | ES2033319T3 (fi) |
| FI (1) | FI89380C (fi) |
| GB (2) | GB8625095D0 (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2723858B1 (fr) * | 1994-08-30 | 1997-01-10 | Ard Sa | Procede de preparation d'agents tensioactifs a partir de sous-produits du ble et nouveaux xylosides d'alkyle |
| RU2109059C1 (ru) * | 1997-10-30 | 1998-04-20 | Блинков Сергей Дмитриевич | Способ переработки растительного сырья для получения пентозных гидролизатов, содержащих, преимущественно, ксилозу |
| BR9902607B1 (pt) | 1999-06-23 | 2010-08-24 | aparelho e processo de prÉ-hidràlise de biomassa. | |
| BR9902606B1 (pt) * | 1999-06-23 | 2011-04-19 | combustìvel de celulignina catalìtica. | |
| CN102605109A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-25 | 广西大学 | 一种用甘蔗叶生产木糖的方法 |
| EP3230480B1 (en) | 2014-12-09 | 2018-10-03 | BIOeCON International Holding N.V. | Process for the isolation of monosaccharides |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1567350C3 (de) * | 1964-06-22 | 1974-04-11 | Scholler, Dr.Jur., Heinrich, 8000 Muenchen | Verfahren zur Verzuckerung von Holz |
| US3784408A (en) * | 1970-09-16 | 1974-01-08 | Hoffmann La Roche | Process for producing xylose |
| US3780017A (en) * | 1971-02-25 | 1973-12-18 | Masonite Corp | Production of crystalline xylose |
| NZ209527A (en) * | 1984-09-13 | 1988-10-28 | Jack Tama Haigh Just | Process for the continuous hydrolysis of cellulose-containing material |
-
1986
- 1986-10-20 GB GB868625095A patent/GB8625095D0/en active Pending
-
1987
- 1987-10-06 EP EP87308831A patent/EP0265111B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-06 ES ES198787308831T patent/ES2033319T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-06 GB GB878723401A patent/GB8723401D0/en active Pending
- 1987-10-06 AT AT87308831T patent/ATE73858T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-10-06 DE DE87308831T patent/DE3777530D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-19 BR BR8705576A patent/BR8705576A/pt not_active Application Discontinuation
- 1987-10-19 CA CA000549665A patent/CA1309403C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-20 DK DK549587A patent/DK167693B1/da not_active IP Right Cessation
- 1987-10-20 FI FI874605A patent/FI89380C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8625095D0 (en) | 1986-11-26 |
| DK549587D0 (da) | 1987-10-20 |
| DK549587A (da) | 1988-04-21 |
| GB8723401D0 (en) | 1987-11-11 |
| FI89380B (fi) | 1993-06-15 |
| BR8705576A (pt) | 1988-05-24 |
| EP0265111A2 (en) | 1988-04-27 |
| FI874605L (fi) | 1988-04-21 |
| DE3777530D1 (fi) | 1992-04-23 |
| ATE73858T1 (de) | 1992-04-15 |
| CA1309403C (en) | 1992-10-27 |
| FI874605A0 (fi) | 1987-10-20 |
| DK167693B1 (da) | 1993-12-06 |
| ES2033319T3 (es) | 1993-03-16 |
| EP0265111B1 (en) | 1992-03-18 |
| EP0265111A3 (en) | 1989-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5340403A (en) | Process for the production of xylose | |
| RU2177038C2 (ru) | Способ извлечения ксилозы из растворов | |
| ES2271113T3 (es) | Recuperacion de xilosa. | |
| US9109265B2 (en) | Process for separation of Ca- or Mg-sulfite spent liquor to yield crystalline xylose | |
| FI115919B (fi) | Menetelmä kiteytysinhibiittoreiden poistamiseksi monosakkaridisokeriliuoksista | |
| US20070112187A1 (en) | Separation process | |
| RU2148588C1 (ru) | Способ получения инулина из клубней топинамбура | |
| CA2288190C (en) | Crystallization method | |
| FI89380C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av xylos | |
| DE3702653A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kristalliner l-arabinose | |
| ZA200600570B (en) | Process for the production of invert liquid sugar | |
| US4634472A (en) | Enrichment of fructose syrups | |
| DE3529228C2 (de) | Kristalline Maltopentose und Verfahren zum Herstellen derselben | |
| US3780017A (en) | Production of crystalline xylose | |
| US8580955B2 (en) | Purification method and production method for cellobiose | |
| EP0096497B1 (en) | Solubilisation and hydrolysis of cellulose-containing materials | |
| GB2407573A (en) | Production of arabinose | |
| JPS6128396A (ja) | 乳酸塩の製造方法 | |
| DE1642535B2 (de) | Verfahren zur herstellung von fructose und glucose aus saccharose | |
| CN1100726A (zh) | 生产晶形果糖-1，6-二磷酸八水三钠盐的新方法 | |
| Dean et al. | The commercial production of crystalline dextrose | |
| RU2030454C1 (ru) | Способ получения ксилитно-сорбитного сиропа | |
| KR940004080B1 (ko) | L-람노오스의 제조방법. | |
| WO2024014657A1 (ko) | D-알룰로스 결정 제조방법 | |
| GB2406335A (en) | Separation of deoxy sugars |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: ZENECA LIMITED |
|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: ZENECA LIMITED |