JP3165966B2 - Crystallization method of anhydrous fructose - Google Patents
Crystallization method of anhydrous fructoseInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は結晶性フルクトースの製
造に関する。より詳しくは、本発明は最適な熱および結
晶塊移動特性を有する晶析器を使用して結晶性フルクト
ースを大規模に、高い生産率および高収量で製造する方
法を提供する。This invention relates to the production of crystalline fructose. More specifically, the present invention provides a method for producing crystalline fructose on a large scale, with high production rates and high yields, using a crystallizer having optimal heat and mass transfer properties.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明は水溶液から無水のフルクトース
結晶を結晶化するための改良方法に関する。結晶性フル
クトースを大規模に、高収量で製造するための経済的な
方法が本明細書に開示されている。結晶性フルクトース
は過飽和フルクトース溶液に種晶添加して結晶成長を誘
導することにより一般に得られる。しかしながら、フル
クトースの溶解度および安定性ならびにフルクトース溶
液の高い粘性のために、純粋な結晶物質の経済的な製造
を保証するための最適条件を維持することがしばしば不
確実である。The present invention relates to an improved method for crystallizing anhydrous fructose crystals from an aqueous solution. An economical method for producing crystalline fructose on a large scale and in high yield is disclosed herein. Crystalline fructose is generally obtained by seeding a supersaturated fructose solution to induce crystal growth. However, due to the solubility and stability of fructose and the high viscosity of the fructose solution, it is often uncertain to maintain optimal conditions to ensure economical production of pure crystalline material.
【0003】フルクトースは水によく溶け、そして水溶
液は極端に粘性である。フルクトースの高い結晶化熱、
混合熱および結晶塊の付加的な冷却による大量の熱はフ
ルクトース結晶化の間に除去されなければならない。さ
らに、フルクトースは非常に狭い準安定領域を有するか
ら、溶液と冷却表面との間の温度差は極めて小さくなけ
ればならず、これが結晶化を非常に困難にしている。[0003] Fructose is well soluble in water, and aqueous solutions are extremely viscous. High fructose heat of crystallization,
Large amounts of heat due to the heat of mixing and additional cooling of the crystal mass must be removed during fructose crystallization. Furthermore, since fructose has a very narrow metastable region, the temperature difference between the solution and the cooling surface must be very small, which makes crystallization very difficult.
【0004】この困難を克服するために、いくつかの従
来方法は有機溶媒を使用し、水溶液からフルクトースを
結晶化することを包含する。例えば、フィンランド国特
許出願第862025号には有機溶媒を使用する連続フ
ルクトース結晶化法が記載されている。しかしながら、
フルクトース溶液の粘性は生産率の低下を導き、それ故
に結晶塊が垂直晶析器から汲み上げられる場合でさえ
も、収率は約40%にすぎず、生産率は約0.17t/
m3 /dにすぎない。生産率(t/m3 /d)は晶析器
の全容量(立法メートル)あたりの結晶の生産速度(メ
トリックトン)として規定される。[0004] To overcome this difficulty, some conventional methods involve using an organic solvent and crystallizing fructose from an aqueous solution. For example, Finnish Patent Application No. 862025 describes a continuous fructose crystallization process using an organic solvent. However,
The viscosity of the fructose solution leads to a reduction in the production rate, so that even when the crystal mass is pumped from a vertical crystallizer, the yield is only about 40% and the production rate is about 0.17 t /
m 3 / d. The production rate (t / m 3 / d) is defined as the production rate (metric ton) of crystals per total volume (cubic meter) of the crystallizer.
【0005】有機溶媒または水溶媒混合物からの結晶化
はまたスタンレーの欧州特許第015617号に記載さ
れている。しかしながら、有機溶媒の使用は大規模な結
晶化の場合に問題を生じる。これらには火災があり、な
らびに溶媒が毒性であり、そして結晶性物質中に残留す
る少量の残渣がその結晶物質の食品への使用を不適当に
するであろうから前記溶媒は不適当であるという事実を
包含する。[0005] Crystallization from organic or aqueous solvent mixtures is also described in Stanley EP 015617. However, the use of organic solvents creates problems for large-scale crystallization. These are unsuitable because they have a fire and the solvent is toxic and small amounts of residue remaining in the crystalline material will render the crystalline material unsuitable for use in foods Including the fact that
【0006】フルクトース結晶化操作において有機溶媒
を使用しない種々の方法が開発されたが、しかしこれら
の方法は、過飽和フルクトース溶液の高い粘性および不
安定性のためにしばしば経済的に不利である。英国特許
出願第2172288A号は水溶液からのフルクトース
の連続結晶化方法を教示している。シロップは種晶と迅
速に混合され、そしてケーキが形成されるまで表面上に
置かれ、そして次に遊離の流動性粒状物に粉末化され
る。この方法は粘性の溶液の連続的取扱の問題を解決す
るけれども、粒状の不定形物は供給されたシロップ中に
あった全ての不純物を含有する。さらには、その他の磨
砕および乾燥段階は操作コストを相当に高める。米国特
許第4199373号に記載された方法を用いても同様
のコストを要するが、該特許ではシロップは結晶性フル
クトースで種晶添加され、そして型または容器中に放置
され、その後結晶物質が回収され、乾燥され、そして磨
砕される。Various methods have been developed that do not use organic solvents in the fructose crystallization operation, but these methods are often economically disadvantageous due to the high viscosity and instability of the supersaturated fructose solution. UK Patent Application No. 2172288A teaches a process for continuous crystallization of fructose from an aqueous solution. The syrup is quickly mixed with the seed crystals and placed on a surface until a cake is formed, and then ground into free flowing granules. Although this method solves the problem of continuous handling of viscous solutions, the particulate amorphous contains all the impurities that were in the supplied syrup. In addition, other grinding and drying steps significantly increase operating costs. Similar costs are incurred using the method described in U.S. Pat. No. 4,199,373, where the syrup is seeded with crystalline fructose and left in a mold or container, after which the crystalline material is recovered. , Dried and ground.
【0007】種々の特許はフルクトースが水溶液から選
択的に晶出するのを可能にする方法を記載している。日
本国出願第118200号には2本の塔が記載されてお
り、1本は粒状にするためのもので、もう1本は結晶化
のためのものである。33−50%のフルクトースシロ
ップを含有する第1の塔からの供給物は第2の塔からの
白下(massecuite)(結晶含有)オーバーフローと混合さ
れる。生成混合物は薄層状の流れで下方に移動するに従
い冷却される。結晶性フルクトースは次に遠心分離によ
り得られる。この方法はその他の結晶化方法の付加的な
乾燥および磨砕段階を不要にするけれども、垂直な薄層
状の流れおよび伝熱が必要であるために、生産率は低
く、スケールアップ能力は限定される。Various patents describe methods that allow fructose to selectively crystallize from aqueous solutions. Japanese Application No. 118200 describes two towers, one for granulation and one for crystallization. The feed from the first column containing 33-50% fructose syrup is mixed with the massecuite (crystal-containing) overflow from the second column. The resulting mixture is cooled as it moves downward in a laminar flow. The crystalline fructose is then obtained by centrifugation. Although this method does not require the additional drying and grinding steps of other crystallization methods, it requires low vertical laminar flow and heat transfer, resulting in low production rates and limited scale-up capacity. You.
【0008】水溶液からのフルクトースの結晶化の一つ
の有効な操作は米国特許第3928062号に記載され
ている。該特許は、過飽和溶液が種晶添加され、次に特
定範囲の濃度および温度に維持しながら通常の攪拌下で
蒸発および/または冷却させる方法を記載している。母
液を連続的に濃縮することにより、この方法はフルクト
ース結晶を多段産出するために使用され得る。冷却だけ
が使用され得るという示唆がなされているけれども、母
液は各バッチの出発時に再び濃縮されなければならない
から連続蒸発を用いる操作と同程度に有利であるとは考
えられない。そのような操作は少量のバッチの結晶性フ
ルクトースの製造には有用であるけれども、伝熱制約な
らびに適当な混合および過飽和の制御の欠如のために工
業的規模の製造に使用され得ない。[0008] One useful procedure for the crystallization of fructose from aqueous solutions is described in US Patent 3,926,062. The patent describes a method in which a supersaturated solution is seeded and then allowed to evaporate and / or cool under normal stirring while maintaining a specified range of concentrations and temperatures. By continuously concentrating the mother liquor, this method can be used to produce fructose crystals in multiple stages. Although suggestions have been made that only cooling can be used, it is not considered to be as advantageous as the operation using continuous evaporation, since the mother liquor must be concentrated again at the start of each batch. Although such operations are useful for the production of small batches of crystalline fructose, they cannot be used in industrial scale production due to heat transfer constraints and lack of proper mixing and supersaturation control.
【0009】米国特許第3883365号によれば、大
きなフルクトース結晶が2段階バッチ方法で水溶液から
得られるが、これは溶液のpHを調整し、そして結晶塊
を徐々に冷却することにより、種晶添加した場合に結晶
形成に最適である過飽和溶液を生成して行われる。操作
の長い結晶化時間のために、pH調整が行われなければ
ならず、そして方法の生産率はわずかに約0.25t/
m3/dである。According to US Pat. No. 3,883,365, large fructose crystals are obtained from an aqueous solution in a two-stage batch process, which comprises adjusting the pH of the solution and slowly cooling the crystal mass to seed the crystals. In this case, a supersaturated solution that is optimal for crystal formation is generated. Due to the long crystallization time of the operation, a pH adjustment must be made and the production rate of the process is only about 0.25 t /
m 3 / d.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】全ての上記方法が結晶
性フルクトースの製造に成功裏に使用されてきたけれど
も、蒸発、乾燥および磨砕を含む費用の嵩む操作段階に
たよることなく水溶液から高収量、高い生産性(生産
率)および良好な純度で大規模に結晶性フルクトースを
製造することは不可能であるとこれまで考えられてい
た。本発明の目的は高い収量でフルクトース結晶を大規
模に高い生産性で製造するためのコスト的に有効な方法
を提供することである。Although all of the above processes have been successfully used in the production of crystalline fructose, high levels of aqueous solutions can be obtained without resorting to expensive operating steps including evaporation, drying and milling. It was previously thought that it was not possible to produce crystalline fructose on a large scale with yield, high productivity (production rate) and good purity. It is an object of the present invention to provide a cost effective method for producing fructose crystals on a large scale and with high productivity in high yield.
【0011】本発明のもう一つの目的は有機溶媒を使用
せず、pH調整を必要としないフルクトースの結晶化方
法を提供することである。Another object of the present invention is to provide a method for crystallization of fructose which does not use an organic solvent and does not require pH adjustment.
【0012】本発明の別の目的は高純度フルクトース結
晶を大規模に製造するための、最適熱伝動および混合能
力を備えた結晶化装置を提供することである。It is another object of the present invention to provide a crystallizer with optimal heat transfer and mixing capabilities for large scale production of high purity fructose crystals.
【0013】その他の目的は以下の本発明に関する記載
から明らかとなるであろう。Other objects will become apparent from the following description of the present invention.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】発明の要約 核形成部位を供給する少量の結晶性フルクトースがフル
クトース溶液に添加されるか、または種晶を溶液中に自
然に形成させることにより結晶性の無水フルクトースを
製造する方法が本明細書に開示されている。多段階結晶
化操作において、第1段階を除く全ての段階は、前の結
晶化からの結晶の塊および母液(白下)である結晶フッ
ト(crystasl foot) で種晶添加される。生成する混合物
はゆっくり冷却しながら混合されて無水結晶化のための
温度および飽和度が注意深く維持される。Few crystals of anhydrous fructose by crystalline fructose either added to the fructose solution, or to seed the naturally formed in the solution to provide summary nucleation sites SUMMARY OF THE INVENTION The invention Is disclosed herein. In a multi-stage crystallization operation, all but the first stage are seeded with the crystal mass from the previous crystallization and the crystasl foot which is the mother liquor (under white). The resulting mixture is mixed with slow cooling to carefully maintain the temperature and saturation for anhydrous crystallization.
【0015】フルクトース結晶の製造において、低い過
飽和および小さい温度差が維持されるべきである。好ま
しい実施態様において溶液と該溶液を冷却するために使
用される手段との温度差は約6℃以下であり、そしてフ
ルクトース、これは過飽和であるけれども、1.25以
下の過飽和、好ましくは1.1と1.2の間の過飽和を
有する。そのような条件は伝熱装置または少なくとも5
m2/m3 以上の伝熱面が供給されている晶析器で非常
に容易に調節され得る。そのような晶析器が使用される
場合、該晶析器は45度以上傾斜しておらず、そして有
効に混合するための手段ならびに最適には300mm以
下の間隔で配置され、そして晶析器に沿って少なくとも
5度で冷却プレートに開口領域を有する冷却プレートを
含む。In the production of fructose crystals, low supersaturation and small temperature differences should be maintained. In a preferred embodiment, the temperature difference between the solution and the means used to cool the solution is less than about 6 ° C and fructose, which is supersaturated, but less than 1.25 supersaturated, preferably 1. It has a supersaturation between 1 and 1.2. Such conditions may be heat transfer equipment or at least 5
It can be adjusted very easily in a crystallizer provided with a heat transfer surface of at least m 2 / m 3 . If such a crystallizer is used, the crystallizer is not tilted by more than 45 degrees and is arranged for effective mixing and optimally at a distance of less than 300 mm, and At least 5 degrees along the cooling plate.
【0016】この実施態様において混合ブレードは、冷
却面間で、そして冷却面から30mm以内に位置してい
る。好ましくは、混合ブレードの速度は結晶化操作の間
少なくとも約50mm/秒である。In this embodiment, the mixing blade is located between the cooling surfaces and within 30 mm of the cooling surface. Preferably, the speed of the mixing blade is at least about 50 mm / sec during the crystallization operation.
【0017】図面の簡単な説明 図1は本発明に係るフルクトース結晶化装置の一部を切
断して示す正面図、図2は結晶化装置の一部を切断して
示す側面図、図3は図2に示された晶析器の部分拡大
図、図4は本発明に係るフルクトース結晶化装置の別の
実施態様の一部を切断して示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG . 1 is a front view showing a part of a fructose crystallization apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing a part of a crystallization apparatus, and FIG. FIG. 4 is a partially enlarged front view of the crystallizer shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a partially cutaway front view of another embodiment of the fructose crystallization apparatus according to the present invention.
【0018】発明の詳細な記載 A.操作一般 小さい温度差内で有効な伝熱を可能にし、そして結晶塊
の良好な混合を実施するために水平円筒状晶析器が使用
される方法により水溶液からのフルクトース結晶化が改
善されることが本発明により今見出された。本発明に制
限を与えるためのものではないけれども、結晶構造の成
長が十分に緩慢であり水分子の取込みが忌避されるよう
な、結晶性無水フルクトースと溶解フルクトースとの力
学的平衡を生じるように本明細書に記載されたパラメー
タが採用されると考えられる。[0018] DETAILED DESCRIPTION A. of invention Operation Generally, improved fructose crystallization from aqueous solutions by allowing effective heat transfer within small temperature differences and by using a horizontal cylindrical crystallizer to perform good mixing of the crystal mass Has now been found by the present invention. Although not intended to be a limitation on the present invention, to provide a mechanical equilibrium between crystalline anhydrous fructose and dissolved fructose such that the growth of the crystal structure is slow enough to avoid incorporation of water molecules. It is contemplated that the parameters described herein will be employed.
【0019】結晶化は飽和または過飽和フルクトース溶
液に適当量の種晶を添加するか、または溶液に自然に種
晶を形成するようにし、次に結晶化の間に決定されるグ
ラジエントに従って白下を冷却することにより行われ
る。多段階結晶化操作における、第2段階から最終結晶
化段階で適当量の結晶フットが種晶添加される。添加す
る種晶の適当量(MS )はそれらの大きさ(dS )、そ
れらの長さ(m)、最終結晶の量(M)、および所望の
結晶サイズ(D)に以下のように依存する: MS (トン)=(dS /D)3 ×M(トン)The crystallization is carried out by adding an appropriate amount of seeds to the saturated or supersaturated fructose solution or by allowing the solution to form spontaneously, and then whitening according to the gradient determined during the crystallization. This is done by cooling. An appropriate amount of crystal foot is seeded from the second stage to the final crystallization stage in a multi-stage crystallization operation. The appropriate amount of seed crystals to add (M s ) depends on their size (d s ), their length (m), the amount of final crystals (M), and the desired crystal size (D) as follows: Depends on: M S (ton) = (d S / D) 3 × M (ton)
【0020】フルクトースの塊は同時に混合され、該塊
内の最適伝熱および最大結晶成長速度を可能にする。結
晶化操作はバッチ操作であるが、しかし数個の同様の晶
析器を相互に連結して半連続的に行うこともできる。大
きな結晶サイズの生成物が望ましい場合に2段階方法が
有利である。冷却プログラムは供給されたシロップの品
質に依存するが、しかしこの改良された方法により生産
率は典型的には0.5−0.8t/m3 /dであり、そ
して冷却時間は典型的には15−30時間である。[0020] The fructose mass is mixed simultaneously, allowing for optimal heat transfer and maximum crystal growth rate within the mass. The crystallization operation is a batch operation but can also be carried out semi-continuously by interconnecting several similar crystallizers. The two-stage method is advantageous when large crystal size products are desired. Cooling program is dependent on the quality of syrup which is supplied, but the production rate by the improved method is typically a 0.5-0.8t / m 3 / d, and the cooling time is typically Is 15-30 hours.
【0021】乾燥物質の65%の結晶収率が結晶化の最
後に到達され得る。結晶の回収および乾燥は慣用の方法
により行われる。収率が非常に高いならば、結晶を母液
から分離して粘度を下げる前に気泡を20%以下で結晶
塊に混合してもよい。これにより遠心分離が容易にな
る。生成物の大きさは典型的には0.4−0.6mmで
あり、純度は99.5%より高い。A crystallization yield of 65% of the dry material can be reached at the end of the crystallization. The collection and drying of the crystals are performed by a conventional method. If the yield is very high, the bubbles may be mixed with the crystal mass at no more than 20% before separating the crystals from the mother liquor and reducing the viscosity. This facilitates centrifugation. The product size is typically 0.4-0.6 mm and the purity is higher than 99.5%.
【0022】B.晶析器 晶析器を使用したことにより、過飽和の状態ならびに最
適冷却、混合および結晶塊移送が大規模な様式で達成さ
れ得る。フルクトースの大規模製造のために、晶析器の
寸法は約30m3 が最適である。B. By using the crystallizer crystallizer, supersaturated state and optimal cooling, mixing and crystalline mass transfer can be achieved in a large-scale manner. For large-scale production of fructose, the size of the crystallizer is optimally about 30 m 3 .
【0023】図面には水平であるかまたは典型的には傾
斜角度5度、しかし45度以下であり有効な軸混合およ
び系の排出を確実にする晶析器が示されている。晶析器
において伝熱面は少なくとも5m2 /m3 、好ましくは
10m2 /m3 以上であるべきであり、その結果フルク
トース塊と冷却プレートとの間の温度差は、冷却速度が
4℃/時間の場合でさえも約6.0℃以下となる。The figure shows a crystallizer that is horizontal or typically at a tilt angle of 5 degrees, but less than 45 degrees, to ensure effective axial mixing and discharge of the system. The heat transfer surface in the crystallizer should be at least 5 m 2 / m 3 , preferably 10 m 2 / m 3 or more, so that the temperature difference between the fructose mass and the cooling plate is such that the cooling rate is 4 ° C./m Even in the case of time, it is about 6.0 ° C. or less.
【0024】図1ないし図3に示す多段階の結晶化領域
が存在する実施態様によれば、冷却水が入水口8を通っ
て冷却ジャケット3に流入し、晶析器内に300mm以
下の間隔で配置されている冷却プレート2を循環すると
き、有効な伝熱が得られる。冷却水は冷却プレートを通
り、そして入水口とは反対側の晶析器の端部に位置する
出水口9から排出する。According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in which a multi-stage crystallization region is present, cooling water flows into the cooling jacket 3 through the water inlet 8 and the space within the crystallizer is less than 300 mm. When the cooling plate 2 is circulated, effective heat transfer is obtained. The cooling water passes through the cooling plate and discharges through a water outlet 9 located at the end of the crystallizer opposite the water inlet.
【0025】支持台7上に載置されたモータ6は、結晶
化装置内への入口点にシール部材5を備えたシャフト4
を駆動する。強力混合ブレード1は結晶化装置内のシャ
フトから伸びている。混合ブレードは冷却プレート2の
間に、該ブレードとプレートの距離が30mm以下で結
晶表面近傍の母液の適当な混合を確実にするように、配
置されている。混合機の回転速度は、結晶化のあらゆる
時点で混合ブレードの端部の速度が典型的には130m
m/秒であるが、しかし50mm/秒以上であるように
する。過飽和が高いならば、小さな混合効率は結晶成長
速度を高く維持するには不十分であり、あまりにも多く
の混合は自然に結晶形成を生じることが見出された。A motor 6 mounted on a support 7 has a shaft 4 provided with a sealing member 5 at an entry point into the crystallization apparatus.
Drive. An intense mixing blade 1 extends from a shaft in the crystallizer. The mixing blade is arranged between the cooling plates 2 such that the distance between the blade and the plate is less than 30 mm to ensure proper mixing of the mother liquor near the crystal surface. The rotational speed of the mixer is such that the speed at the end of the mixing blade is typically 130 m at any point in the crystallization.
m / sec, but should not be less than 50 mm / sec. At high supersaturation, small mixing efficiencies were found to be insufficient to maintain high crystal growth rates, and too much mixing was found to spontaneously result in crystal formation.
【0026】結晶化されるべきフルクトースシロップ
(母液)が流入口10を通って晶析器に入る。晶析器中
の水平な流れは晶析器に沿って少なくとも5度の冷却プ
レート中の小さな開口領域によりもたらされる。溶液を
含有する白下は、その上で遠心分離されて結晶物質が集
められる排出口11を通って結晶化装置から除去され
る。The fructose syrup (mother liquor) to be crystallized enters the crystallizer through the inlet 10. Horizontal flow in the crystallizer is provided by a small open area in the cooling plate at least 5 degrees along the crystallizer. The white under solution containing the solution is removed from the crystallizer through outlet 11 where it is centrifuged and the crystalline material is collected.
【0027】図4には本発明のもう一つの実施態様を示
したが、この結晶化装置は結晶化領域を2つだけ有して
いてもよい。そのような晶析器には図1ないし図3に示
された晶析器と同様の一般的な部品を使用するが、しか
し有効な伝熱は冷却水ジャケット3’を通り、そして装
置の中央を上方に伸びる単一冷却プレート2’内への循
環により達成される。同様に、2つだけの混合ブレード
1’が結晶化混合物の混合に必要である。モータ(図示
せず)、シール部材5’およびシャフト4’は図1にお
けるものと同様の部品である。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, but the crystallization apparatus may have only two crystallization regions. Such a crystallizer uses the same general components as the crystallizer shown in FIGS. 1 to 3, but the effective heat transfer is through the cooling water jacket 3 'and in the center of the device. Through a single cooling plate 2 'extending upward. Similarly, only two mixing blades 1 'are required for mixing the crystallization mixture. The motor (not shown), the sealing member 5 'and the shaft 4' are the same parts as those in FIG.
【0028】C.結晶化操作 全体の結晶化操作の間に、フルクトース塊と冷却部材と
の温度差は約6.0℃より小さく保持され、そして過飽
和は1.25より低く、好ましくは1.1と1.2の間
に保持される。十分な伝熱領域および混合効率は、非常
に短い結晶化時間にもかかわらず、フルクトース塊と冷
却プレートとの間の温度差を十分に小さく保つ。冷却速
度を決定する過飽和は結晶化の間に以下のように計算さ
れる: Y =10000×(Ct−Cml)/{Ct×(1
00−Cml)} Qml=100×(QF−Y)/(100−Y) Cml=F(Qml,Tm) S =Cml×(100−Cml’)/{Cml’×
(100−Cml)} Y =結晶収率,乾燥物質量の% Ct =全乾燥物質濃度,%w/w Cml =測定された母液濃度,%w/w Qml =母液純度,乾燥物質の%w/w Cml’=母液の飽和濃度,%w/w F =実験的に測定された溶解度関数 Tm =結晶塊の温度,℃ S =過飽和C. During the entire crystallization operation, the temperature difference between the fructose mass and the cooling member is kept below about 6.0 ° C., and the supersaturation is below 1.25, preferably between 1.1 and 1.2. Held between. A sufficient heat transfer zone and mixing efficiency keep the temperature difference between the fructose mass and the cooling plate sufficiently small, despite the very short crystallization time. The supersaturation that determines the cooling rate is calculated during crystallization as follows: Y = 10000 × (Ct−Cml) /) Ct × (1
00-Cml)} Qml = 100 × (QF-Y) / (100-Y) Cml = F (Qml, Tm) S = Cml × (100-Cml ′) / {Cml ′ ×
(100−Cml)} Y = crystal yield,% of dry matter Ct = total dry matter concentration,% w / w Cml = measured mother liquor concentration,% w / w Qml = mother liquor purity,% w of dry matter / W Cml ′ = saturated concentration of mother liquor,% w / w F = experimentally determined solubility function Tm = temperature of crystal mass, ° C. S = supersaturation
【0029】母液濃度および温度は、例えばライン上の
屈折計および適当な温度計により測定される。結晶塊の
全乾燥物質濃度および供給される液体の純度は実験室的
分析により得られる。フルクトースの水への溶解度は純
度と温度との関数であり、そして実験的に得られる。The mother liquor concentration and temperature are measured, for example, by a refractometer on the line and a suitable thermometer. The total dry matter concentration of the crystal mass and the purity of the supplied liquid are obtained by laboratory analysis. The solubility of fructose in water is a function of purity and temperature and is obtained experimentally.
【0030】水性の供給溶液は主な不純物としてグルコ
ースを含有し、そして乾燥固体の全重量に対して90重
量%以上のフルクトースを含有する。冷却の最終温度が
約25℃である場合に相応の収率を得るために、塊の乾
燥固体濃度は90重量%以上でなければならない。結晶
化時間が短いので供給シロップのpH調整は不要である
が、しかし供給シロップの最適pH範囲は4.5−5.
5であり、これがフルクトースの分解を最小限度に抑え
る。The aqueous feed solution contains glucose as a major impurity and contains more than 90% by weight fructose, based on the total weight of dry solids. In order to obtain a corresponding yield when the final temperature of the cooling is about 25 ° C., the dry solids concentration of the mass must be above 90% by weight. No pH adjustment of the feed syrup is required due to the short crystallization time, but the optimum pH range of the feed syrup is 4.5-5.
5, which minimizes fructose degradation.
【0031】有効な伝熱および有効な混合と組み合わせ
た注意深い過飽和調整は、全体の結晶化操作を通じて結
晶の自然形成なしに最大の結晶成長速度を生じる。この
改良方法による主な結晶化において達成される生産率
0.5−0.8t/m3 /dは従来提示された最も有利
な方法を用いて得られた収率より実質的に高い。Careful supersaturation adjustment combined with effective heat transfer and effective mixing results in maximum crystal growth rates without spontaneous crystal formation throughout the entire crystallization operation. The yields of 0.5-0.8 t / m 3 / d achieved in the main crystallization by this improved method are substantially higher than the yields obtained using the most advantageous methods presented hitherto.
【0032】好ましい実施態様において、フルクトース
溶液は乾燥固体約90%(w/w)以上の濃度まで蒸発
させ、そして種晶添加温度に調整した後に晶析器に導か
れる。この結晶化段階の間に、種晶添加がなされ、そし
て冷却プログラムが上記のように決定される。この段階
の次に、次の主な結晶化において種晶として作用する結
晶性「フット」を残して塊の一部を取り出す。さらに、
濃縮された供給液が添加され、そして冷却プログラムを
上で設定されたようにもう一度繰り返す。主な結晶化の
後に、結晶は遠心分離によりその他の母液から分離さ
れ、そして次に乾燥される。In a preferred embodiment, the fructose solution is evaporated to a concentration of at least about 90% (w / w) dry solids and is led to the crystallizer after adjusting to the seeding temperature. During this crystallization step, seeding is done and the cooling program is determined as described above. Following this stage, a portion of the mass is removed leaving a crystalline "foot" that acts as a seed in the next major crystallization. further,
The concentrated feed is added and the cooling program is repeated once more as set above. After the main crystallization, the crystals are separated from the other mother liquors by centrifugation and then dried.
【0033】もう一つの実施態様において結晶フット
は、追加のシロップが満たされたもう一つの晶析器中で
使用される。[0033] In another embodiment, the crystal foot is used in another crystallizer filled with additional syrup.
【0034】[0034]
【実施例】実施例1−5 結晶化パラメータ 予備および主結晶化実験の両方は、冷却水ジャケットと
有効な混合機を備えた図2に示された6リットルのパイ
ロット晶析器で行われた。晶析器はプログラム可能なサ
ーモスタットMgw Lauda RKP 20に連結
されていた。晶析器の長さは18cmであり、そして直
径は21cmだった。晶析器は42m2/m3 の伝熱領
域を有し、そしてわずかに傾斜していた。EXAMPLES Example 1-5 Crystallization Parameters Both preliminary and main crystallization experiments were performed on a 6 liter pilot crystallizer shown in FIG. 2 equipped with a cooling water jacket and an effective mixer. . The crystallizer was connected to a programmable thermostat Mgw Lauda RKP 20. The crystallizer length was 18 cm and the diameter was 21 cm. The crystallizer had a heat transfer area of 42 m 2 / m 3 and was slightly inclined.
【0035】晶析器は2つの結晶化領域からなり、その
幅8cmで、そして2つの混合ブレードは2つの領域間
に設置されていた。混合ブレードと冷却プレートの間の
距離は約1.5cmであった。試験中、ミキサーの回転
速度は11rpmであり、混合ブレードの端部の速度は
130mm/秒だった。The crystallizer consisted of two crystallization zones, 8 cm in width, and two mixing blades were placed between the two zones. The distance between the mixing blade and the cooling plate was about 1.5 cm. During the test, the rotation speed of the mixer was 11 rpm and the speed at the end of the mixing blade was 130 mm / sec.
【0036】供給されるシロップは工場プラントから得
られ、そしてそれはフルクトース95.5%、デキスト
ロース1.0%、オリゴ糖2.2%およびHPLCによ
り分析されるような主として塩である残部からなる。低
い結晶化特性を有するこのシロップが本発明の有効性を
示すために選択された。供給されるシロップのpHは
4.1であり、そしてそれは実施例4を除く全ての実施
例において約5.0に調整された。The supplied syrup is obtained from a factory plant, which consists of 95.5% fructose, 1.0% dextrose, 2.2% oligosaccharides and the balance which is mainly salts as analyzed by HPLC. This syrup with low crystallization properties was chosen to show the effectiveness of the present invention. The pH of the supplied syrup was 4.1, and it was adjusted to about 5.0 in all examples except Example 4.
【0037】種晶は市販のフルクトース結晶をフリッシ
ュ粉砕機14.702型(Fritsh pulverissette type 1
4.702)で粉砕することにより製造された。PMT−PA
MAS粒子測定および分析システムにより分析されるよ
うに、種晶の平均粒径は約0.03mmであり、そして
結晶の90%は0.02−0.08mmの間だった。実
施例の結晶化パラメータを表1にまとめ、そして結果を
表2に記載する。 表1 結晶化パラメータ 実施例1 実施例2 実施例3 予備 主 予備 主 予備 主 ──────────────────────────── a 91.0 92.6 90.9 92.0 91.3 93.3 b 8.1 8.2 8.1 7.9 8.2 8.6 c 0.014 17.7 0.038 14.2 0.038 9.7 d 56.5 57.0 56.0 57.0 57.0 57.0 e 35.5 28.0 36.0 28.0 40.0 28.0 f 24 21 26 24 24 15 g 5.0 5.1 5.0 表1(つづき) 実施例4 実施例5 予備 主 予備 主 ─────────────────── a 91.3 91.8 91.0 92.2 b 8.1 8.4 8.2 8.8 c 0.038 10.8 0.038 10.3 d 56.0 56.5 56.0 57.0 e 37.0 24.5 37.0 25.0 f 24 20 24 30 g 4.1 4.9 a:結晶塊の濃度,%w/w b:結晶塊の量,kg c:種晶または結晶フットの量,乾燥物質の%w/w d:結晶化の初期温度,℃ e:結晶化の最終温度,℃ f:結晶化時間,h g:供給されるシロップのpHAs a seed crystal, a commercially available fructose crystal was subjected to a frisch crusher 14.702 type (Fritsh pulverissette type 1).
4.702). PMT-PA
As analyzed by the MAS particle measurement and analysis system, the average grain size of the seed was about 0.03 mm and 90% of the crystals were between 0.02-0.08 mm. The crystallization parameters of the examples are summarized in Table 1 and the results are listed in Table 2. Table 1 Crystallization parameters Example 1 Example 2 Example 3 Spare Main Spare Main Spare Main ──────────────────────────── a 91.0 92.6 90.9 92.0 91.3 93.3 b 8.1 8.2 8.1 7.9 8.2 8.6 c 0.014 17.7 0.038 14.2 0.038 9.7 d 56.5 57.0 56.0 57.0 57.0 57.0 e 35.5 28.0 36.0 28.0 40.0 28.0 f 24 21 26 24 24 15 g 5.0 5.1 5.0 Table 1 (continued) Example 4 Example 5 Spare Main Spare Main ─────────────────── a 91.3 91.8 91.0 92.2 b 8.1 8.4 8.2 8.8 c 0.038 10.8 0.038 10.3 d 56.0 56.5 56.0 57.0 e 37.0 24.5 37.0 25.0 f 24 20 24 30 g 4.1 4.9 a: concentration of crystal mass,% w / w b: amount of crystal mass, kg c: amount of seed crystal or crystal foot,% w / w of dry substance d: crystal Initial temperature of crystallization, ° C e: Final temperature of crystallization, ° C f: Crystallization time, hg: pH of supplied syrup
【0038】実施例1においてフルクトース溶液は最初
に5%w/wNaHCO3 溶液でpH5.0に調整され
た。供給されるシロップを91.0%w/wまで蒸発さ
せ、そしてそのうちの8.1kgを温度が56.5℃で
ある晶析器に移した。晶析器が充填されたらシロップに
0.014%種晶を添加し、そして予備結晶化の冷却プ
ログラムを開始した。母液の濃度は実験室用屈折計で測
定され、そして計算された過飽和が1.25以下となる
ように塊を35.5℃まで冷却した。結晶化時間は24
時間で、そして収率は結晶化の終わりには44.3%だ
った。In Example 1, the fructose solution was first adjusted to pH 5.0 with a 5% w / w NaHCO 3 solution. The supplied syrup was evaporated to 91.0% w / w and 8.1 kg of it was transferred to a crystallizer at a temperature of 56.5 ° C. Once the crystallizer was filled, the syrup was seeded with 0.014% seed and the pre-crystallization cooling program was started. The concentration of the mother liquor was measured with a laboratory refractometer and the mass was cooled to 35.5 ° C. so that the calculated supersaturation was 1.25 or less. The crystallization time is 24
In time, and the yield was 44.3% at the end of the crystallization.
【0039】予備結晶化が終了したら、結晶塊の一部を
引出し、そして残部を晶析器内に残し、その結果生成物
の結晶サイズを決定する結晶フットは主結晶化の初期に
おいて17.7%だった。晶析器には、結晶フットと混
合され、その結果温度が徐々に57℃まで上昇し、そし
て乾燥物質濃度が92.6%まで高まった蒸発供給シロ
ップが充填された。晶析器に満たされたら冷却プログラ
ムを開始する。過飽和が1.25より低く維持されるよ
うに結晶塊を28℃まで冷却した。主結晶化時間は21
時間だった。When pre-crystallization is complete, a portion of the crystal mass is withdrawn and the remainder is left in the crystallizer so that the crystal foot, which determines the crystal size of the product, is 17.7 early in the main crystallization. %was. The crystallizer was charged with an evaporative feed syrup that was mixed with the crystal foot, resulting in a gradual rise in temperature to 57 ° C. and an increase in dry matter concentration to 92.6%. When the crystallizer is full, start the cooling program. The mass was cooled to 28 ° C. so that supersaturation was kept below 1.25. Main crystallization time is 21
It was time.
【0040】主結晶化の後に、結晶を母液から分離し、
そして実験室用遠心分離機 HettichRoto Silenta 2に
より洗浄した。遠心分離のバスケットの直径は21cm
であり、そして洗浄水の量は結晶塊の重量に基づいて
1.5−2.5%だった。結晶を実験室用流動乾燥機に
より乾燥させた。After the main crystallization, the crystals are separated from the mother liquor,
Then, it was washed with a laboratory centrifuge HettichRoto Silenta 2. Centrifuge basket diameter is 21cm
And the amount of wash water was 1.5-2.5% based on the weight of the crystal mass. The crystals were dried in a laboratory fluid dryer.
【0041】結晶化の最後において結晶の収率は56.
6%であり、そして結晶の純度は乾燥物質99%だっ
た。生成物の平均粒径は0.49mmであり、平均粒径
からの標準偏差はふるい分析による測定では47%だっ
た。At the end of the crystallization, the yield of crystals was 56.
6% and the purity of the crystals was 99% of dry matter. The average particle size of the product was 0.49 mm and the standard deviation from the average particle size was 47% as determined by sieving analysis.
【0042】残りの実施例においても、実施例1と同様
の操作を行った。変数は表2ないし6に記載されるよう
に実験の間に測定された。主結晶化における冷却の初期
からの時間、冷却水温度、母液の濃度および過飽和度が
記載されている。各場合、濃度は実験室用屈折計により
測定された。冷却水と結晶塊の間の温度差は1.0℃よ
り小さかった。 実施例1 表2 試験操作1における変数 ──────────────────────────── 時間 予備結晶化 時間 主結晶化 温度 濃度 s 温度 濃度 s h ℃ w/w% − h ℃ w/w% − ──────────────────────────── 0.0 56.5 91.0 1.16 0.0 57.0 91.2 1.15 12.9 52.2 90.5 1.23 0.5 57.0 91.1 1.15 14.1 51.1 90.2 1.23 11.3 50.5 88.5 1.03 15.6 49.7 89.6 1.20 12.5 50.0 88.3 1.02 16.6 48.8 89.4 1.20 14.3 46.9 88.1 1.08 17.5 48.0 89.2 1.20 15.9 44.3 87.7 1.11 18.5 47.0 88.7 1.16 23.0 28.0 84.5 1.13 20.3 42.9 88.3 1.23 24.9 35.5 84.9 1.05 ──────────────────────────── 実施例2 表3 試験操作2における変数 ──────────────────────────── 時間 予備結晶化 時間 主結晶化 温度 濃度 s 温度 濃度 s h ℃ w/w% − h ℃ w/w% − ──────────────────────────── 0.0 56.0 90.9 1.17 0.0 57.0 90.8 1.11 0.5 56.0 90.9 1.17 0.5 57.0 90.4 1.06 4.1 54.0 90.9 1.24 1.6 56.2 90.3 1.07 10.7 54.1 90.2 1.14 2.5 55.5 90.0 1.05 22.0 42.9 87.7 1.16 (42.7 28.0 83.2 1.02) 23.5 39.8 87.0 1.15 24.5 37.8 86.4 1.14 26.0 36.0 85.6 1.10 26.8 36.0 85.2 1.07 ──────────────────────────── 実施例3 表4 試験操作3における変数 ──────────────────────────── 時間 予備結晶化 時間 主結晶化 温度 濃度 s 温度 濃度 s h ℃ w/w% − h ℃ w/w% − ──────────────────────────── 0.0 57.0 91.3 1.21 11.2 41.0 87.2 1.12 3.6 56.5 91.1 1.18 12.5 37.0 86.0 1.09 18.0 49.3 88.9 1.12 13.0 35.4 85.7 1.09 19.2 48.0 88.9 1.15 14.6 30.7 84.8 1.10 20.1 46.9 88.5 1.14 15.5 28.2 84.5 1.13 21.4 44.7 87.6 1.10 22.7 42.3 86.9 1.08 24.1 39.9 86.5 1.10 ──────────────────────────── 実施例4 表5 試験操作4における変数 ──────────────────────────── 時間 予備結晶化 時間 主結晶化 温度 濃度 s 温度 濃度 s h ℃ w/w% − h ℃ w/w% − ──────────────────────────── 0.0 56.0 91.3 1.23 14.6 39.6 86.8 1.13 0.5 56.3 91.0 1.17 15.5 37.7 86.2 1.12 3.2 55.8 90.0 1.19 16.5 35.5 85.7 1.12 20.5 45.1 87.4 1.07 17.5 32.8 85.2 1.12 21.9 42.4 86.9 1.01 18.5 29.9 85.1 1.18 23.2 39.7 86.6 1.11 19.5 27.0 84.5 1.17 24.5 37.2 85.7 1.09 20.0 24.5 83.8 1.16 ──────────────────────────── 実施例5 表6 試験操作5における変数 ──────────────────────────── 時間 予備結晶化 時間 主結晶化 温度 濃度 s 温度 濃度 s h ℃ w/w% − h ℃ w/w% − ──────────────────────────── 0.0 56.0 91.0 1.18 0.0 57.0 90.5 1.07 0.8 55.9 90.8 1.17 14.5 39.8 87.0 1.14 18.8 47.1 87.9 1.07 15.4 38.0 86.0 1.08 22.1 41.9 86.8 1.09 16.4 35.6 85.4 1.08 22.8 40.5 86.4 1.08 18.1 30.7 84.6 1.10 23.9 38.2 85.9 1.08 18.8 28.9 84.3 1.11 24.5 37.0 85.7 1.09 20.0 25.3 83.7 1.12 ──────────────────────────── 表7 実施例1−5における試験操作の結果 ──────────────────────────── 実施例1 実施例2 実施例3 予備 主 予備 主 予備 主 ──────────────────────────── a 44.3 56.6 40.5 57.5 38.8 62.8 b − − 60.6 c 0.17 0.49 0.16 0.62 0.16 0.66 d 47 31 27 e 99 99.5 99.9 f 0.52 0.75 0.46 0.70 0.48 0.90 ──────────────────────────── 表7(つづき) ─────────────────── 実施例4 実施例5 予備 主 予備 主 ─────────────────── a 42.6 54.5 40.9 57.8 b 56.2 57.1 c 0.13 0.35 0.13 0.37 d 59 57 e − − f 0.52 0.71 0.50 0.78 ─────────────────── a:予備結晶化終了後の結晶収率および主結晶化での遠
心分離前の結晶収率,%w/w b:生成物の結晶収率,%w/w c:生成物の平均サイズ,mm d:生成物の平均サイズからの標準偏差,% e:生成物の純度,乾燥物質の%w/w f:生産率,t/m3 /日 生成物の平均サイズおよび標準偏差はふるい分析によ
り、予備結晶化の終了時に実験室用顕微鏡を用いて測定
された。In the other examples, the same operation as in Example 1 was performed. Variables measured during the experiment as described in 6 to no Table 2. The time from the beginning of cooling in the main crystallization, the temperature of the cooling water, the concentration of the mother liquor and the degree of supersaturation are described. In each case, the concentration was measured with a laboratory refractometer. The temperature difference between the cooling water and the crystal mass was less than 1.0 ° C. Example 1 Table 2 Variables in test operation 1 ──────────────────────────── Time Pre-crystallization time Main crystallization Temperature Concentration s Temperature Concentration sh ° C w / w%-h ° C w / w%-──────────────────────────── 0.0 56.5 91.0 1.16 0.0 57.0 91.2 1.15 12.9 52.2 90.5 1.23 0.5 57.0 91.1 1.15 14.1 51.1 90.2 1.23 11.3 50.5 88.5 1.03 15.6 49.7 89.6 1.20 12.5 50.0 88.3 1.02 16.6 48.8 89.4 1.20 14.3 46.9 88.1 1.08 17.5 48.0 89.2 1.20 15.9 44.3 87.7 1.11 18.5 47.0 88.7 1.16 23.0 28.0 84.5 20.3 42.9 88.3 1.23 24.9 35.5 84.9 1.05 ──────────────────────────── Example 2 Table 3 Variables in test operation 2 ──── ──────────────────────── time Pre-crystallization time Main crystallization temperature concentration s temperature concentration sh ° C w / w%-h ° C w / w % − ─── ───────────────────────── 0.0 56.0 90.9 1.17 0.0 57.0 90.8 1.11 0.5 56.0 90.9 1.17 0.5 57.0 90.4 1.06 4.1 54.0 90.9 1.24 1.6 56.2 90.3 1.07 10.7 54.1 90.2 1.14 2.5 55.5 90.0 1.05 22.0 42.9 87.7 1.16 (42.7 28.0 83.2 1.02) 23.5 39.8 87.0 1.15 24.5 37.8 86.4 1.14 26.0 36.0 85.6 1.10 26.8 36.0 85.2 1.07 ───────────────── ─────────── Example 3 Table 4 Variables in test operation 3 ──────────────────────────── Time Pre-crystallization time Main crystallization temperature concentration s temperature concentration sh ° C w / w%-h ° C w / w%-─────────────────────── ───── 0.0 57.0 91.3 1.21 11.2 41.0 87.2 1.12 3.6 56.5 91.1 1.18 12.5 37.0 86.0 1.09 18.0 49.3 88.9 1.12 13.0 35.4 85.7 1.09 19.2 48.0 88.9 1.15 14.6 30.7 84.8 1.10 20.1 46.9 88.5 1.14 15.5 28.2 84.5 1.13 21.4 44.7 87.6 1.10 22.7 42.3 86.9 1.08 24.1 39.9 86.5 1.10 ──────────────────────────── Example 4 Table 5 Variables in test operation 4 ────── ────────────────────── time Pre-crystallization time Main crystallization temperature concentration s temperature concentration sh ℃ w / w% − h ℃ w / w% − ──────────────────────────── 0.0 56.0 91.3 1.23 14.6 39.6 86.8 1.13 0.5 56.3 91.0 1.17 15.5 37.7 86.2 1.12 3.2 55.8 90.0 1.19 16.5 35.5 85.7 1.12 20.5 45.1 87.4 1.07 17.5 32.8 85.2 1.12 21.9 42.4 86.9 1.01 18.5 29.9 85.1 1.18 23.2 39.7 86.6 1.11 19.5 27.0 84.5 1.17 24.5 37.2 85.7 1.09 20.0 24.5 83.8 1.16 ──────────────── { Example 5 Table 6 Variables in Test Operation 5} Time Pre-crystallization time Main crystallization temperature Concentration s Temperature Concentration sh ° C w / w%-h ° C w / w%-──────────────────────────── 0.0 56.0 91.0 1.18 0.0 57.0 90.5 1.07 0.8 55.9 90.8 1.17 14.5 39.8 87.0 1.14 18.8 47.1 87.9 1.07 15.4 38.0 86.0 1.08 22.1 41.9 86.8 1.09 16.4 35.6 85.4 1.08 22.8 40.5 86.4 1.08 18.1 30.7 84.6 1.10 23.9 38.2 85.9 1.08 18.8 28.9 84.3 1.11 24.5 37.0 85.7 1.09 20.0 25.3 83.7 1.12 ──────────────────────────── Table 7 results of the test operation in example 1-5 ─────── ───────────────────── Example 1 Example 2 Example 3 Spare Main Spare Main Spare Main ────────────── A a 44.3 56.6 40.5 57.5 38.8 62.8 b − − 60.6 c 0.17 0.49 0.16 0.62 0.16 0.66 d 47 31 27 e 99 99.5 99.9 f 0.52 0.75 0.46 0.70 0.48 0.90 ─── ───────── ─────────────── Table 7 (Continued) ─────────────────── Example 4 Example 5 Preliminary main spare main ─ ────────────────── a 42.6 54.5 40.9 57.8 b 56.2 57.1 c 0.13 0.35 0.13 0.37 d 59 57 e − − f 0.52 0.71 0.50 0.78 ──────── ───────────a: crystal yield after completion of pre-crystallization and crystal yield before centrifugation in main crystallization,% w / w b: crystal yield of product,% w / w c: average product size, mm d: standard deviation from average product size,% e: product purity,% w / w of dry matter f: production rate, t / m 3 / day The average product size and standard deviation were determined by sieving analysis at the end of the pre-crystallization using a laboratory microscope.
【図1】本発明に係るフルクトース結晶化装置の一部を
切断して示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a cutaway part of a fructose crystallization apparatus according to the present invention.
【図2】結晶化装置の一部を切断して示す側面図であ
る。FIG. 2 is a side view showing a part of the crystallization apparatus cut away.
【図3】図2に示された晶析器の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the crystallizer shown in FIG.
【図4】本発明に係るフルクトース結晶化装置の別の実
施態様の一部を切断して示す正面図である。FIG. 4 is a partially cutaway front view showing another embodiment of the fructose crystallization apparatus according to the present invention.
1,1’ 混合ブレード 2,2’ 冷却プレート 3,3’ 冷却ジャケット 4,4’ シャフト 5,5’ シール部材 6 モータ 7 支持台 8 入水口 9 出水口 10 流入口 11 排出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Mixing blade 2, 2' Cooling plate 3, 3 'Cooling jacket 4, 4' Shaft 5, 5 'Seal member 6 Motor 7 Support stand 8 Water inlet 9 Water outlet 10 Inflow 11 Outlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−268695(JP,A) 特開 昭50−105842(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C13K 11/00 C13G 1/00 B01D 9/00 - 9/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-268695 (JP, A) JP-A-50-105842 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C13K 11/00 C13G 1/00 B01D 9/00-9/02
Claims (12)
量%である、乾燥物質を少なくとも約90%含有する水
溶液を調製し、 b)50−60℃の温度で水溶液に種晶添加し、そして c)飽和フルクトースに関して水溶液の過飽和が約1.
25の比率より低く、そして水溶液の最も温かい部分と
最も冷たい部分との温度差が約6℃以下であるように、
調節された速度で、そして連続的に混合して生成する結
晶塊を冷却するが、該冷却は、5m 2 /m 3 またはそれ
以上の伝熱面を有する晶析器中で行われ、かつ40℃以
下の最終温度が30時間以内に達成されるように行われ
る、 からなる水からの無水フルクトースの結晶化方法。1. The following steps: a) preparing an aqueous solution containing at least about 90% dry substance, wherein the fructose content of the dry substance is at least about 90% by weight; b) converting the aqueous solution at a temperature of 50-60 ° C Seeding, and c) Supersaturation of the aqueous solution with respect to saturated fructose is about 1.
25, and the temperature difference between the hottest and coldest parts of the aqueous solution is less than about 6 ° C.
Cooling the crystal mass formed at a controlled rate and by continuous mixing, wherein the cooling is performed in a crystallizer having a heat transfer surface of 5 m 2 / m 3 or more, and 40 ° C or less
Done so that the lower final temperature is achieved within 30 hours
That the crystallization process of anhydrous fructose from water consisting of.
る請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the crystals formed are centrifuged and dried.
下の容量で、気泡が結晶塊中に混合される請求項1記載
の方法。3. The method of claim 1, wherein the bubbles are mixed into the crystal mass at a volume of less than 20% of the volume of the crystal mass before centrifugation.
求項1記載の方法。4. The method of claim 1, wherein the supersaturation is between about 1.1 and 1.2.
以下に傾斜しており、そして混合ブレードと、冷却プレ
ートとからなり、該冷却プレートは各プレート間に約3
00mm以下の間隔を設けて冷却装置内に設置され、冷
却装置に沿って少なくとも約5度で冷却プレートに開口
領域を有する請求項1記載の方法。5. The crystallizer is horizontal or tilted no more than about 45 degrees, and comprises a mixing blade and a cooling plate, wherein the cooling plate is about 3 inches between each plate.
2. The method of claim 1, wherein the cooling plate has an open area at least about 5 degrees along the cooling device at a spacing of no more than 00 mm.
mm以下となるように、混合ブレードが冷却部材間に設
置される請求項5記載の方法。6. The distance between the mixing blade and the cooling member is 30.
The method according to claim 5, wherein the mixing blade is installed between the cooling members so as to be less than or equal to mm.
らゆる点で約50mm/秒以上であるような混合ブレー
ドの回転速度である請求項5記載の方法。7. The method of claim 5, wherein the speed of the mixing blade tip is such that the speed of the tip of the mixing blade at all points of crystallization is greater than or equal to about 50 mm / sec.
る請求項5記載の方法。8. The method according to claim 5, wherein the heat transfer surface of the cooling device is 10 m 2 / m 3 .
液の最も温かい部分と最も冷たい部分との温度差が約1
0℃以下となるような混合のための手段を有する、請求
項1記載の方法に従って結晶性フルクトースを高い生産
率で製造するのに適した晶析器。9. A heat transfer surface of 5 m 2 / m 3 or more, and a temperature difference between the warmest part and the coldest part of the aqueous solution is about 1
0 ℃ comprising means for mixing such that less, wherein
Crystallizer suitable for production at high production rates of crystalline fructose according to the method of claim 1, wherein.
5度以下に傾斜しており、そして晶析器内に設置されて
いる混合器と冷却プレートとからなり、該冷却プレート
は約300mm以下の間隔で設置され、晶析器に沿って
少なくとも5度の開口領域を有する請求項9記載の晶析
器。10. The cooling device is horizontal or about 4
The mixer comprises a mixer and a cooling plate, which are inclined at less than 5 degrees and are located in the crystallizer, the cooling plates being arranged at intervals of less than about 300 mm and at least 5 degrees along the crystallizer. The crystallizer according to claim 9, wherein the crystallizer has an opening area of:
ブレードからなり、該ブレードと冷却プレートとの距離
は30mm以下である請求項10記載の晶析器。11. The crystallizer according to claim 10, wherein the mixer comprises a blade provided between the cooling plates, and a distance between the blade and the cooling plate is 30 mm or less.
で約50mm/秒以上であるような混合器の回転速度で
ある請求項10記載の晶析器。12. The crystallizer according to claim 10, wherein the speed of the blade is at least about 50 mm / sec at all points of crystallization.
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