FR2727980A1 - Procede de fabrication d'une solution pure de sucres simples par hydrolyse d'au moins un sucre compose en presence d'un adsorbant selectif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une solution de sucres simples à partir d'une solution liquide comprenant au moins un sucre composé, par hydrolyse en présence d'un catalyseur hétérogène. Le procédé consiste à mettre le milieu réactionnel de l'hydrolyse au contact d'au moins un composé adsorbant solide microporeux choisi pour être compatible avec les conditions d'hydrolyse et de catalyse et pour adsorber sélectivement les sous-produits autres que les sucres simples dans les conditions réactionnelles de l'hydrolyse. On obtient une solution de sucres simples pure et incolore, de qualité alimentaire.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE SOLUTION PURE DE SUCRES
SIMPLES PAR HYDROLYSE D'AU MOINS UN SUCRE COMPOSE EN
PRESENCE D'UN ADSORBANT SELECTIF
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une solution liquide de sucres simples (oses) à partir d'une solution liquide comprenant au moins un sucre composé (oside), et notamment un holoside (polysaccharide ou oligosaccharide) tel que le saccharose, l'inuline, l'amidon...

La réaction d'hydrolyse des sucres composés en milieu liquide; généralement aqueux, en présence d'un catalyseur acide, est connue. Cette réaction, parfois appelée "réaction d1 inversion des sucres", permet d'obtenir normaiement un "sucre inverti', c:est-à-dire jn mélange de sucres simples, et notamment des hexoses. En particulier, si l'on part d'une solution de saccharose, on obtient un sucre inverti formé d'un mélange de fructose et de glucose.

La publication "Les sucres invertis",
BUSSIERE et al., IAA Juillet/Août 1990 pages 645 à 649 décrit déjz la réaction d'hydrolyse en présence de résines échangeuses d'ions à titre de catalyseur acide hétérogène.

Pour éviter la formation de colorants, on considère Jusqu'à maintenant qu'il est préférable d'opérer à basse température (de l'ordre de 30 à 350 C). En particulier, il convient, dans le cas des hexoses, d'éviter la formation de l'hydroxyméthylfurfural (HMF) et de ses dérivés ou produits intermédiaires (polymères, humines, acide lévulinique ou formique...). Or, les réactions engendrant la formation du
HMF et de ses dérivés sont aussi catalysées en milieu acide et favorisées par une température élevée, notamment supérieure à 500 C. En outre, l'utilisation d'une résine échangeuse d'ions à titre de catalyseur acide interdit les hautes températures.

Il est à noter à cet égard que si l on souhaite obtenir effectivement un mélange de sucres simples, il convient de s'assurer que la réaction s'arrête au stade de l'hydrolyse, sans aller jusqu'à la dégradation des sucres et à la formation de produits dérivés tels que les polyols, polymères, acides, HMF...

On préfère donc jusqu'à maintenant limiter le taux de conversion du sucre composé pour éviter la formation des sous-produits indésirables. Ainsi, les réactions d'hydrolyse connues ne permettent pas d'obtenir, à des conditions économiquement rentables, des solutions pures de sucres simples intégralement convertis, c'est-àdire sans sucre composé ni produits dérivés.

De plus, aux basses températures utilisées jusqu'à maintenant avec les résines échangeuses d'ions, la conversion du sucre composé est faible et la réaction nécessite un temps considérable, classiquement de l'ordre de 12 heures à 48 heures.

En outre, les sucres composées ont, à ces températures, une forte viscosité. Il n'est pas possible en pratique d'utiliser une solution de départ fortement concentrée en sucre composé, et une étape de concentration doit être prévue après l'hydrolyse.

Egalement, l'utilisation des résines échangeuses d'ions engendre, du point de vue industriel, de nombreux inconvénients (formation d'effluents, difficultés de régénération, coût de production élevé).

Pour toutes ces raisons, les procédés connus tels que celui décrit dans la publication sus-citée, ont connu un développement industriel limité et ne permettent pas de produire des sucres invertis à faible coût.

L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'une solution de sucres simples dans des conditions rentables à l'échelle industrielle.

L'invention a ainsi pour objet un procédé qui permet d'obtenir, par hydrolyse, des sucres simples en solution avec un rendement, une vitesse de réaction et une pureté suffisamment élevés pour envisager ieur production industrielle à un prix de revient raisonnable et moyennant des investissements industriels limités. En particulier, l'invention vise à proposer un procédé pouvant être mis en oeuvre dans des installations de taille et capacité faibles ou moyennes.

L'invention vise en outre à proposer un tel procédé compatible avec les contraintes écologiques de respect de l'environnement, notamment sans production d'effluents.

L'invention vise ainsi à proposer un procédé de fabrication de sucres simples en une seule étape, en continu et sans solvant d'extraction par hydrolyse d'une solution de sucre(s) composé(s).

L'invention vise aussi à proposer un procédé de fabrication d'une solution pure, notamment incolore, de sucres simples par hydrolyse. En particulier, l'invention vise à proposer un procédé de fabrication, en une seule étape et en continu d'une solution aqueuse de sucres simples de qualité agro-alimentaire, notamment incolore et plus particulièrement comprenant moins de 1 % de résidus d'hydrolyse autres que des sucres simples.

L'invention vise aussi à proposer un procédé de fabrication d'une solution de sucres simples par hydrolyse d'une solution de sucre(s) composé(s) ayant un taux de conversion supérieur à 95 8 obtenu avec une durée de réaction inférieure à 4 heures.

L'invention vise aussi à proposer un procédé de fabrication d'une solution aqueuse de sucres simples par hydrolyse à une température supérieure à 500 C -notamment de l'ordre de 850 C- d'une solution de sucre(s) composé(s) fortement concentrée -notamment dont la proportion pondérale de matière sèche est supérieure à 60 %-
L'invention vise plus particulièrement à proposer un procédé de fabrication industrielle d'une solution pure et incolore d'hexoses, -notamment de glucose et de fructose- par hydrolyse d'une solution de polysaccharide(s) et/ou d'oligosaccharide(s) -notamment de saccharose-.

Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une solution de sucres simples à partir d'une solution liquide comprenant au moins un sucre composé, par hydrolyse en présence d'un système de catalyse hétérogène (c'est-à-dire d'un ou plusieurs catalyseurs solides), caractérisé en ce qu'on met le milieu réactionnel d'hydrolyse au contact d'au moins un composé adsorbant solide microporeux choisi pour être compatible avec les conditions d'hydrolyse et de catalyse et pour adsorber sélectivement les résidus ou sous-produits autres que les sucres simples dans les conditions réactionnelles de l'hydrolyse. Selon l'invention, le (les) composant(s) adsorbant(s) est (sont) choisi(s) pour ne pas adsorber le (les) sucre(s) somposé(s) de départ.

Selon l'invention, on choisit le système de catalyse et le(des) composé(s) adsorbant(s) de telle sorte que
- la réaction d'hydrolyse s'effectue avec une conversion supérieure à 99 9 du(des) sucre(s) composé(s) et avec une sélectivité en sucres simples supérieure à 80 %,
- le(les) composé(s) adsorbant(s) est(sont) apte(s) à adsorber toute la quantité de résidus ou sousproduits pendant la durée de la réaction.

Grâce au(x) composé(x) adsorbant(x) qui capte(nt) les sous-produits, il est possible d'effectuer la réaction à haute température avec un taux de conversion important et une forte concentration initiale en sucre. Il en résulte aussi que la solution obtenue est un sirop d'une grande pureté en sucres simples, et notamment est incolore.

I1 en résulte aussi que le temps de séjour est bref et que l'appareillage de mise en oeuvre est peu volumineux et simple.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise un tectosilicate ou une argile sous forme protonique à titre de catalyseur hétérogène acide de la réaction d'hydrolyse. On constate en effet, qu'un tel catalyseur permet d'obtenir une conversion du sucre composé supérieure à 99 % en un temps inférieur à 2 h, avec une sélectivité optimale en sucres simples supérieure à 80 %.

En particulier, et selon l'invention, on utilise, à titre de catalyseur acide, une zéolithe sous forme protonique, telle qu'une faujasite Y sous forme H de rapport Si/Al compris entre 2 et 100, notamment entre 10 et 20, avantageusement de l'ordre de 15.

On choisit le système de catalyse hétérogène et les conditions opératoires (concentrations, température...) de façon à éviter, d'une part, la formation d'autres produits que les sucres simples et, d'autre part, la dégradation de ces sucres simples, et notamment pour minimiser, voire éviter la formation du HMF (dans le cas notamment des hexoses, du fructose, ou des polyfructanes et de colorants). Le catalyseur hétérogène peut lui-même avoir un rôle d'adsorbant sélectif. Néanmoins, on choisit le catalyseur de telle sorte qu'il n'adsorbe pas les sucres, et notamment, les sucres simples.

L'invention concerne en particulier un procédé de fabrication d'une solution comprenant au moins un hexose à partir d'une solution comprenant au moins un holoside (tel que le saccharose) hydrclysable en au moins un hexose (tel que le fructose et le glucose). Selon l'invention, on utilise à titre de composé adsorbant un tamis moléculaire dont la porosité (dimension des pores et des canaux) est définie pour adsorber sélectivement les sous-produits autres que les sucres simples et le (les) sucre(s) composé(s) de départ, et notamment pour adsorber les molécules de sous-produits colorés et/ou les molécules de HMF.

Selon l'invention, on utilise, à titre de composé adsorbant, un tectosilicate ou une argile, notamment une zéolithe adsorbante, ou de l'alumine.

Dans une première variante, avantageusement, et selon l'invention, on utilise un composé adsorbant faisant simultanément office de catalyseur ou de support de catalyseur pour l'hydrolyse. En particulier, dans cette variante, et selon l'invention, on met le milieu réactionnel au contact d'une zéolithe adsorbante notamment sous forme protonique, ou sous forme ammonium partiellement calcinée, qui fait office à la fois de catalyseur acide hétérogène, et de tamis moléculaire adsorbant les produits indésirables tels que les colorants et le HMF. Cette première variante présente l'avantage de procurer un procédé dans lequel on obtient une solution de sucres simples en peu de temps avec un seul composé solide a gérer.

Dans une deuxième variante, avantageusement et selon l'invention, on utilise au moins un composé adsorbant distinct du catalyseur hétérogène. Par exemple, on utilise une zéolithe sous forme protonique à titre de catalyseur hétérogène acide, et, à titre de composé adsorbant, une zéolithe adsorbante formant tamis moléculaire dont l'acidité est faible mais néanmoins compatible avec la catalyse acide. Cette deuxième variante offre l'avantage de permettre un contrôle distinct de la catalyse de l'hydrolyse, et de l'adsorption des colorants ou du HMF ou autres sous-produits indésirables.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on effectue la réaction d'hydrolyse dans un réacteur multicontact -notamment une colonne pulsée de réaction/extraction- en continu.

Selon l'invention, on fait circuler au moins un composé adsorbant, de préférence préformé, notamment sous forme extrudée, circulant à contre-courant du milieu réactionnel. Le composé adsorbant peut être régénéré en continu notamment par calcination après son passage dans le réacteur, puis recyclé à l'entrée du réacteur. En outre, avantageusement et selon l'invention, on utilise un catalyseur hétérogène en poudre et on fait circuler ce catalyseur en dispersion à co-courant du milieu réactionnel dans le réacteur.

En variante, avantageusement et selon l'invention, on mélange le catalyseur hétérogène et le (les) composé(s) adsorbant(s) et on fait circuler ce mélange de solides à contre-courant du milieu réactionnel.

Selon l'invention, on utilise une solution de départ fortement concentrée en sucre(s) composé(s).

Selon l'invention, la proportion pondérale de la matière sèche en sucre(s) composé(s) peut être supérieure à 60 % (sirop de plus de 60 brix) -notamment de l'ordre de 65 % à 70 % (sirop de 65 brix à 70 brix)-.

Selon l'invention, on utilise le catalyseur hétérogène à raison de 1 % à 20 % -notamment de l'ordre de 7,5 %- en poids de la matière sèche de la solution de départ. Avantageusement, on utilise le composé adsorbant à raison de 2 % à 40 % -notamment de l'ordre de 15 %- en poids de la matière sèche de la solution de départ. Ainsi, selon l'invention, on utilise un poids de composé adsorbant (lorsque le composé adsorbant est distinct du catalyseur hétérogène) supérieur au poids du catalyseur hétérogène, -notamment de l'ordre du double du poids du catalyseur hétérogène-.

Il est à noter que l'on peut utiliser un ou plusieurs composés adsorbants simultanément, chacun d'entre eux ayant des propriétés d'adsorption sélective définies pour adsorber un sous-produit ou une famille de sousproduits. On peut par exemple utiliser un composé adsorbant apte à adsorber le HMF, et un autre composé adsorbant apte à adsorber des colorants et/ou des polymères. L'aptitude d'un tamis moléculaire à adsorber sélectivement tel ou tel produit dépend de sa structure dans l'espace, de la dimension des pores, cages et canaux qu'il renferme et des affinités physico-chimiques. On sait en pratique définir, fabriquer ou choisir un tamis moléculaire en fonction des produits à adsorber sélectivement.

Egalement, on peut utiliser un ou plusieurs catalyseurs hétérogènes simultanément produisant des effets distincts. En particulier, on peut utiliser des catalyseurs qui présentent des vitesses d'épuisement distinctes, et/ou des catalyseurs favorisant des réactions subséquentes de l'hydrolyse, par exemple l'isomérisation du glucose en fructose...

Selon l'invention, on effectue la réaction à une température comprise entre 600 C et 1200 C -notamment de l'ordre de 80 C à 850 C-, et on utilise des catalyseur(s) et composé(s) adsorbant(s) compatibles avec cette température. Il est à noter en particulier que les tectosilicates résistent parfaitement à cette gamme de température.

En pratique, on constate que l'on peut obtenir, dans un procédé selon l'invention une conversion totale du (des) sucre(s) composé(s) en sucres simples en moins de deux heures. Ainsi, selon l'invention, le temps de séjour du milieu réactionnel dans le réacteur est inférieur à 2 heures et est notamment compris entre 0,5 heure et 1 heure.

Selon l'invention, la solution de départ comporte au moins un oside choisi dans le groupe formé de l'inuline (polysaccharide), de l'amidon (polysaccharide), du saccharose (oligosaccharide), du maltose (oligosaccharide), du ellobiose (oligosaccharide) ou du lactose (oligosaccharide).

L'invention concerne en particulier un procédé de fabrication d'une solution incolore de glucose et fructose à partir de saccharose en milieu liquide par hydrolyse en présence d'un catalyseur hétérogène acide.

Selon l'invention et avantageusement, la solution de départ (et donc le milieu réactionnel et la solution finale) est une solution aqueuse.

L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une solution de sucres simples comprenant en combinaison tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.

D autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante se référant aux figures annexées dans lesquelles
- la figure 1 est un schéma illustrant une installation de mise en oeuvre d'un procédé selon une première variante de l'invention,
- la figure 2 est un schéma illustrant une installation de mise en oeuvre d'un procédé selon une deuxième variante de l'invention,
- la figure 3 est un schéma illustrant une installation de mise en oeuvre d'un procédé selon une troisième variante de l'invention.

Sur la figure 1, l'installation de mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'invention se compose essentiellement d'une colonne pulsée 1 à la partie inférieure 2 de laquelle on introduit une solution concentrée de sucre composé, notamment de saccharose. On extrait à la partie supérieure 3 de la colonne pulsée 1 des produits de réaction, à savoir la solution de sucre(s) simple(s), notamment de glucose et de fructose.

Pour réaliser l'hydrolyse dans cette colonne pulsée, on mélange dans un mélangeur 4, un catalyseur hétérogène sous forme de poudre dans la solution de sucre composé avant de l'introduire dans la colonne 1.

Ce catalyseur hétérogène est un catalyseur acide, par exemple une zéolithe Y(H) sous forme pulvérulente. Ce catalyseur dispersé dans la solution de sucre composé qui circule de bas en haut dans la colonne 1 est extrait avec la phase liquide dans laquelle il est dispersé à la partie supérieure 3. Un filtre 5 permet de séparer le catalyseur de la solution aqueuse de sucres simples à la sortie de la colonne 1. Le catalyseur récupéré sur le filtre 5 est recyclé dans le mélangeur 4 soit directement s'il est encore actif, soit après une étape de régénération par exemple par passage dans un four de calcination 6 ou tout autre dispositif de régénération approprié selon la nature du catalyseur.

En outre, on introduit en continu, à la partie supérieure 3 de la colonne 1, un ou plusieurs composé(s) adsorbant(s) qui circule(nt) par gravité de haut en bas dans la colonne 1 et que l'on récupère à la partie inférieure 2. Le composé adsorbant est par exemple une zéolithe Y(H) extrudée mise en forme (en granulés, bâtonnets, cylindres, billes, ...) formant tamis moléculaire adsorbant. Le composé adsorbant doit être bien évidemment compatible avec le catalyseur acide utilisé pour l'hydrolyse. En particulier, il ne doit pas neutraliser l'acidité du catalyseur.Les morceaux de composé adsorbant récupérés en partie inférieure 2, sont transportés par un dispositif formant ascenseur hydraulique jusqu'à un tamis 7 permettant d'isoler les granulés et/ou cylindres qui sont ensuite introduits dans un four de calcination 8 dans lequel le composé adsorbant est régénéré, les produits piégés dans les pores de ce composé étant brûlés. A la sortie du four 8, le composé adsorbant peut être recyclé et réintroduit à la partie supérieure 2 de la colonne 1 en continu.

Il est à noter qu'une telle installation est excessivement simple dans son principe et sa mise en oeuvre. La température à l'intérieur de la colonne pulsée peut être maintenue à la température de réaction, notamment entre 800 et 850 C. On ajuste les proportions pondérales de la solution de départ de sucre(s) composé(s), de catalyseur acide et de composé(s) adsorbant(s! comme indiqué ci-dessus en réglant les débits des différents composants et la vitesse de circulation dans la colonne 1 pulsée de telle sorte que la conversion souhaitée du (des) sucre(s) composé(s) soit obtenue à la sortie 3 supérieure de la colonne pulsée 1. Grâce à l'invention, une conversion totale du sucre composé peut être obtenue malgré un temps de séjour du milieu réactionnel dans la colonne pulsée 1 qui est faible, notamment inférieur à deux heures.

La variante de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 uniquement dans le fait que le catalyseur acide hétérogène n'est plus introduit à co-courant avec la solution de départ de sucre(s) composé(s), mais circule a contre-courant avec le (les) composé(s) adsorbant(s). Le catalyseur acide se présente alors non pas sous forme pulvérulente, mais sous forme de granulés et/ou de billes et/ou de cylindres pour pouvoir circuler par gravité à travers la colonne pulsée 1 de la partie supérieure 3 à la partie inférieure 2. Le catalyseur acide hétérogène est récupéré avec le composé adsorbant à la partie inférieure 2 de la colonne 1 et transporté par ascenseur hydraulique vers le tamis 7 qui est dans ce cas un tamis double permettant de séparer les billes et/ou granulés et/ou cylindres de catalyseur acide des granulés et/ou cylindres de composé adsorbant.Pour ce faire, la granulométrie du catalyseur acide sera différente de celle du composé adsorbant. A la sortie du tamis 7, le catalyseur acide est soit directement réintroduit à la partie supérieure 3 de la colonne 1 s'il est encore actif, soit régénéré, par exemple à travers un four de calcination 6 ou autre dispositif de régénération, avant son recyclage à la partie supérieure 3.

Le composé adsorbant suit le même circuit que celui décrit en référence à la figure 1. Il est à noter que le catalyseur acide hétérogène peut aussi faire office d'adsorbant sélectif d'un ou plusieurs résidu(s) ou sousproduit(s) de réaction. La solution concentrée de sucre(s) composé(s) est directement introduite à la partie inférieure 2 et circule de bas en haut dans la colonne pulsée 1. A la partie supérieure 3, on récupère la solution de sucres simples directement. Dans cette variante, il est à noter que les opérations de la figure 1 de mélange dans le mélangeur 4 et de filtration dans le filtre 5 sont supprimées.

La figure 3 illustre une variante similaire à la figure 1 dans laquelle le composé adsorbant et le catalyseur acide sont formés d'un seul et même solide microporeux adsorbant sous forme protonique. On peut par exemple utiliser une zéolithe adsorbante Y sous forme protonique extrudée. La variante de la figure 3 se distingue de celle de la figure 1 uniquement par le fait que le mélangeur 4, le filtre 5 et l'étape de régénération 6 sont supprimés. Dans cette variante, un seul composé solide circule dans le réacteur.

EXEMPLE 1
On prépare un sirop de saccharose comprenant 300 g de saccharose, 167,5 g d'eau et 22,5 g de zéolithe Y sous forme protonique dont le rapport Si/Al est de 15, sous forme pulvérulente. Pour préparer ce sirop, on mouille un cinquième de 1 eau avec la poudre de zéolithe, puis on mélange le saccharose avec les quatre cinquièmes restants de l'eau et avec la zéolithe mouillée.

On introduit ce sirop dans un mélangeur agité, chauffé à 820 C. On maintient le sirop 25 minutes dans ce mélangeur, puis on refroidit brutalement la solution à 250 C.

On constate que la solution obtenue est un sirop de glucose et de fructose avec un taux de conversion du saccharose de 95 %. La solution est limpide, transparente, mais colorée jaune.

Une analyse chromatographique liquide sous pression de type HPLC permet de constater la présence 600 ppm de HMF. Cette présence s'explique par l'utilisation d'une quantité trop faible de zéolithe dont le pouvoir d'adsorption est trop faible.

EXEMPLE 2
On prépare le sirop de façon identique à l'exemple 1 et l'on maintient ce sirop dans le mélangeur à 820 C pendant une durée de 40 minutes.

On constate que la solution finale est une solution de glucose et de fructose, le taux de conversion du saccharose étant de 100 %. L'analyse chromatographique
HPLC révèle la présence de 1 200 ppm de HMF dans la solution. La solution de glucose et de fructose est limpide, transparente, mais colorée jaune.

EXEMPLE 3
On prépare un sirop de saccharose de façon identique aux exemples 1 et 2 avec les 22,5 g de la zéolithe Y sous forme protonique en poudre de l'exemple 1.

On ajoute ensuite dans le mélangeur chauffé à 820 C, 45 g de zéolithe adsorbante Y sous forme ammonium (NH4) partiellement calcinée, extrudée, mise en forme de cylindres et dont le rapport Si/Al est 15. Cette zéolithe comporte un liant et est donc moins acide et moins active que la précédente.

Après 25 minutes de séjour dans le mélangeur, on refroidit brutalement à 250 C et on analyse la solution finale. On constate que le taux de conversion est de 95 %. La solution finale est un sirop de glucose et de fructose parfaitement limpide, transparent, incolore et qui reste stable pendant plusieurs mois. La chromatographie liquide HPLC révèle la présence de 60 ppm de HMF, correspondant à une pureté alimentaire. On constate par contre que la zéolithe adsorbante extrudée est colorée beige-brun.

Simultanément à cette manipulation, on étudie l'activité de la zéolithe adsorbante à titre de catalyseur de l'hydrolyse par une manipulation séparée.

Pour ce faire, on place cette zéolithe adsorbante dans un sirop de saccharose formé de 300 g de saccharose et de 167,5 g d'eau. On constate qu'avec les 45 g de la zéolithe adsorbante et en l'absence de zéolithe pulvérulente acide, le taux de conversion du saccharose en sucres simples n'est que de 60 % après un temps de séjour d'une heure. En conséquence, la zéolithe adsorbante joue un faible rôle de catalyseur dans la réaction.

EXEMPLE 4
On prépare le même sirop de saccharose que dans l'exemple 3 avec 22,5 g de zéolithe pulvérulente et 45 g de zéolithe adsorbante. On attend 40 minutes au lieu des 25 minutes de l'exemple 3, puis on refroidit brutalement à 250 C. On constate que le sirop obtenu de fructose et glucose est parfaitement limpide, transparent, incolore, stable sur plusieurs mois. Le taux de conversion du saccharose est de 100 %. La chromatographie HPLC révèle la présence de 100 à 120 ppm de HMF. La zéolithe adsorbante est colorée beige-brun.

Les exemples 3 et 4 démontrent qu'avec un temps de séjour compris entre 25 minutes et 40 minutes, on obtient, dans un réacteur discontinu, un conversion du saccharose de 95 à 100 % en glucose et fructose avec une pureté alimentaire. Les réactions des exemples ci-dessus peuvent être effectuées en continu dans les installations représentées aux figures avec des temps de séjour encore plus faibles.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1/ - Procédé de fabrication d'une solution de sucres simples à partir d'une solution liquide comprenant au moins un sucre composé, par hydrolyse en présence d'un système de catalyse hétérogène, caractérisé en ce qu'on met le milieu réactionnel d'hydrolyse au contact d'au moins un composé adsorbant solide microporeux choisi pour être compatible avec les conditions d'hydrolyse et de catalyse et pour adsorber sélectivement les résidus ou sous-produits autres que les sucres simples dans les conditions réactionnelles de l'hydrolyse.

2/ - Procédé selon la revendication 1 de fabrication d'une solution comprenant au moins un hexose à partir d'une solution comprenant au moins un holoside hydrolysable en au moins un hexose, caractérisé en ce qu'on utilise, à titre de composé adsorbant, un tamis moléculaire apte à adsorber les molécules d'hydroxyméthyl furfural et/ou de sous-produits colorés.

3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu ' on choisit le système de catalyse et le(s) composé(s) adsorbant(s) de telle sorte que

- la réaction d'hydrolyse s'effectue avec une conversion supérieure à 99 % du(des) sucre(s) composé(s) et avec une sélectivité en sucres simples supérieure à 80 %,

- le(s) composé(s) adsorbant(s) est(sont) apte(s) à adsorber toute la quantité de résidus ou sousproduits pendant la durée de la réaction.

4/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise un tectosilicate ou une argile à titre composé adsorbant.

5/ - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise une zéolithe adsorbante à titre de composé adsorbant.

6/ - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la zéolithe adsorbante est sous forme ammonium.

7/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise un catalyseur faisant aussi office de composé adsorbant.

8 i - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise un composé adsorbant solide microporeux distinct du catalyseur hétérogène.

9/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on choisit le catalyseur hétérogène et les conditions opératoires de façon à minimiser la formation de l'hydroxyméthyl furfural et/ou de sous-produits colorants.

10/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise un tectosilicate ou une argile sous forme protonique à titre de catalyseur hétérogène acide.

11/ - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on utilise, à titre de catalyseur hétérogène acide, une zéolithe sous forme protonique de rapport Si/Al compris entre 2 et 100.

12/ - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on utilise une faujasite Y sous forme H.

13/ - Procédé selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'on utilise une zéolithe sous forme protonique de rapport Si/Al compris entre 10 et 20, notamment de l'ordre de 15.

14/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on réalise l'hydrolyse dans un réacteur multicontact -notamment une colonne pulsée (1) de réaction/extraction- en continu, et en ce qu'on fait circuler le (les) composé(s) adsorbant(s) à contre-courant du milieu réactionnel.

15/ - Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on utilise un composé solide préformé notamment sous forme extrudée, circulant à contre-courant, à titre de composé adsorbant.

16/ - Procédé selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce qu'on régénère le composé adsorbant après son passage dans le réacteur (1) et en ce qu'on le recycle à l'entrée du réacteur.

17/ - Procédé selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'on utilise un catalyseur hétérogène en poudre et en ce qu'on fait circuler ce catalyseur en dispersion à co-courant du milieu réactionnel.

18/ - Procédé selon la revendication 8 et l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'on mélange un catalyseur hétérogène et le (les) composé(s) adsorbant(s), et en ce qu'on fait circuler le mélange à contre-courant du milieu réactionnel.

19/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, caractérise en ce qu'on utilise une solution de départ dont la proportion pondérale de la matière sèche en sucre(s) composé(s) est supérieure à 60 % -notamment de l'ordre de 65 % à 70 %-.

20/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'on utilise le catalyseur hétérogène à raison de 1 % à 20 % -notamment de l'ordre de 7,5 %- en poids de la matière sèche de la solution de départ.

21/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'on utilise le composé adsorbant à raison de 2 % à 40 % -notamment de l'ordre de 15 %- en poids de la matière sèche de la solution de départ.

22/ - Procédé selon la revendication 8 et l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce qu'on utilise un poids de composé adsorbant supérieur au poids de catalyseur hétérogène, -notamment de l'ordre du double du poids du catalyseur hétérogène-.

23/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'on effectue la réaction à une température comprise entre 600 C et 120 C notamment de l'ordre de 800 C à 850 C- et en ce qu'on utilise des catalyseur(s) et composé(s) adsorbant(s) compatible(s) avec cette température.

24/ - Procédé selon la revendication 14 et l'une des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que le temps de séjour du milieu réactionnel dans le réacteur (1) est inférieur à 2 heures -notamment est compris entre 0,5 heure et 1 heure-.

25/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 24 caractérisé en ce que la solution de départ comporte au moins un oside choisi dans le groupe formé de l'inuline, l'amidon, le saccharose, le maltose, le cellobiose ou le lactose.