JPS5835169B2 - キシリットの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベントサン、好ましくはキシランを含有する原
料物質の加水分解、続いて精製及びクロマトグラフ分別
方法によりキシリットを製造する方法に関する。

従来天然の産物、例えばカバの木、トウモロコシの穂軸
、ワタの種子の外皮などからキシロース及び／またはキ
シリットを得るのに適するとして発表された方法は沢山
ある。

ライヒン、イー・アール及びツボレバ、ジー・ディー（
Ｌｅｉｈｉｎ、Ｅ。

Ｒａｎｄ ５ｏｂｏｌｅｖａ、Ｇ、Ｄ）により発表さ
れたロシアの論説：プロイズボストロ・クシワタ （Ｐｒｏｉｚｖｏｓｔｒｏ Ｋｓｉｌｉｔａ） （キシ
リトールの生成）はそれまでに知られた方法の概論であ
る。

上記の問題を取扱っている最近の米国特許は、米国特許
第３２１２９３２号及び３５５８７２５号である。

イギリス特許第１２０９９６０号及びロシア特許第１６
７８４５号（１９６５年）も関連する技術を開示してい
る。

しかしながら、先行技術の方法は、経済的に不利なので
、商業的規模では殆んど利用されていない。

例えば、先行技術の方法により木片からキシロースに富
む溶液を製造する場合、得られる溶液は非常に不純なの
で、水素添加してキシリットを生成せしめるに充分な純
度にするためには多くの費用のかかる操作工程が必要で
ある。

本発明によれば、ベントサン−含有、特にキシラン−含
有原料物質からキシリットを生成する改善された方法が
今回開発された。

該方法においては、ベントサン含有原料物質の酸加水分
解により得られたペントースに富む溶液は機械的濾過及
び脱色及び脱塩のための脱イオン操作により予備精製さ
れる。

次に上記溶液をクロマトグラフ分別処理に付してキシロ
ースの高純度溶液を得る。

この高純度のキシロース溶液は、水溶液の形でそのまま
キシロース源として使用してもよく、またはこの溶液か
らキシロースを晶出させてもよい。

しかしながら、本発明では次の工程として上記溶液を水
素添加してキシリットを生成させる。

次に再びクロマトグラフ分別処理により純粋なキシリッ
トを反応混合物から回収する。

上記２回のクロマトグラフ分別処理を達成する方法は、
上記各溶液をジビニルベンゼンで架橋させたポリスチレ
ンスルホネート陽イオン交換樹脂のアルカリ土類金属塩
のカラムに送入させることであり、そして該カラムは約
２．５乃至５ｍの高さを有する。

上記２回のうち、後のクロマトグラフ分別処理、すなわ
ちポリオールを分離して純粋なキシリットを回収するた
めの他の望ましい方法においては、ジビニルベンゼンで
架橋させたポリスチレンスルホネート陽イオン交換樹脂
の例えばＦｅ千十干及び Ａｌ＋十十のような３価の金属塩がクロマトグラフ分別
工程に使用される。

本発明の方法のオＵ益の１つは、該方法が商業的規模で
それを水素添加して確実にキシリットにするに充分な高
純度のキシロースの溶液を提供することである。

ベントサンに富む溶液が得られる原料物質は、望ましく
は、種々の種類の木、例えばカバ及びブナの木材その他
のリクソセルロース物質である。

その他に有用なものはオート麦の皮、トウモロコシの穂
軸並に茎、ヤシの外皮、アーモンド外皮、ワラ、甘蔗の
搾粕及びフタの実の外皮である。

木材を使用する場合には、木片、削りくず、鋸（ずなど
に細砕してから使用することが望ましい。

本発明を添付図面を参照しながら更に説明する：第１図
は本発明の方法を一般的に示す工程系統図であり、 第２図は本発明に従ってペントース糖溶液を予備精製す
る４つの可能な方法を示す工程系統図であり、 第３図はキシリットを水素添加ペントース溶液から回収
する方法を示す工程系統図であり、第４図は木片からキ
シリットを生成する方法に対する物質収支表を示す工程
系統図であり、第５図は下記実施例■に従ってポリオー
ルの溶液のクロマトグラフ分別処理中に採取された連続
的両分中の種々のポリオールの分布を示すグラフであり
、 第６図は下記実施例■に従ってポリオールの溶液のクロ
マトグラフ分別処理中に採取された連続的両分中の種々
のポリオールの分布を示すグラフであり、 第７図は実施例Ｘに従って樹脂のＡＩ＋＋十形上におい
て２種のポリオールの混合物を含有する溶液のクロマト
グラフ分別処理中に採取された連続的両分中のソルビッ
ト及びキシリット、の分布を示すグラフであり、 第８図は実施例■に記載の方法により、その混合物のク
ロマトグラフ分別処理後に得られた連続的両分中におけ
る５種のポリオールの分布を示すグラフであり、 第９図は実施例■により、その溶液のクロマトグラフ分
別処理中に採取された連続的両分中における種々のポリ
オールの分布を示すグラフであり、第１０図は実施例Ｘ
■により、ポリオールの溶液のクロマトグラフ分別処理
中に採取された連続的画分中の種々のポリオールの分布
を示すグラフであり、 第１１図は実施例■に記載の単一分別工程を示す工程系
統図であり、 第１２図は実施例Ｘに記載の二重分別工程を示す工程系
統図であり、 第１３図は実施例ＸＩＶにより、樹脂の５ｒ−Ｈ−＋形
を使用して単一分別処理中に採取された連続的両分中の
種々のポリオールの分布を示すグラフであり、そして 第１４図は実施例■に記載のポリオールの溶液のクロマ
トグラフ分別処理中に採取された連続的両分中の種々の
ポリオールの分布を示すグラフである。

第１図において、本発明の第１段階の原料物質の加水分
解は、熟練者に公知のいずれの方法により行なってもよ
い。

文献に記載される適当な方法は米国特許第２７３４８３
６号、２７５９８５６号、２８０１９３９号、２９７４
０６７号及び３２１２９３２号明細書に与えられた方法
等である。

上記加水分解の適当な方法を選択する際に十分考慮すべ
きことは、ペントースの最大収率を得ること、及び得ら
れたペントースに富む溶液は糖の危険な劣化を起こさせ
ない物質、例えば水酸化ナトリウムを使用して中和する
ことである。

次いで、この加水分解生成物を予備精製する。

予備精製段階は２つの主要工程から成り；１つは塩（硫
酸ナトリウム）及び有機不純物並に着色物体の主要部分
を脱イオン操作により除去することであり、他方束２の
工程は最終的脱色の達成である。

上記脱イオン操作は溶液から塩を除去することであり、
そして同様の方法が砂糖工業において糖ミツの精製に使
用されている。

適当な方法は米国特許第２８９０９７２号及び２９３７
９５９号明細書に記載されている。

しかしながら、この脱塩工程は、酸加水分解以外の方法
で得たペントース溶液を使用する場合は省略してよい。

脱塩工程が完了したとき、溶液はなおいくらかの有機及
び無機不純物を含有する。

これらは上記不純な溶液を強力な陽イオン交換体、続い
て弱陰イオン交換体から成るイオン交換系で処理上、そ
して次に吸着剤または活性炭床に上記溶液を通過させる
脱色工程で除去される。

これらの方法はまた砂糖工業でも公知である。

このような方法の１つは、例えば米国特許第３５５８７
２５号明細書に記載される。

このような方法の他の適切な例は、ヨツト・スタムベル
グ及びフォー・ファルタ−（Ｊ 、 Ｓｔａｍｂｅｒｇ
ａｎｄ Ｖ、 Ｖａｌｔｅｒ）著、ＥｎｔｆＡｒｂｕ
ｎｇｓｈａｒｚｅ、 Ａｃａｄｅｍｉｅ Ｖｅｒｌａｇ
Ｂｅｒｌｉｎ １９７０年及びペー・スミット（ｐ。

Ｓｍ１ｔ）著、Ｉｏｎｅｎａｎｓｔａｕｓｃｈｅｒ ｕ
ｎｄ Ａｄｓｏｒｂｅｒｂｅｉ ｄｅｒ Ｈｅｒｓｔ
ｅｌｌｕｎｇ ｕｎｄ Ｒｅｉｎｉｇｕｎｇｖｏｎ
ＺｕｃｋｅｒｎｌＰｅｋｔｉｎｅｎ ｕｎｄ ｖｅｒ
ｗａｎｄｔｅｎＳｔｏｆｆｅｎ、 Ａｋａｄｅｍｉｅ
Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌｉｎ。

１９６９年；ジエー１１ハスラー（Ｊ 、Ｈａｓｓ ｌ
ａｒ ）著、Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ；
Ｌｅｏｎａｒｄ Ｈｉｌｌ Ｌｏｎｄｏｎ１９６７
年等である。

第２図に示すように、精製工程は有機不純物を除去する
ためアンバーライ）ＸＡＤ２のような合成巨大網目構造
吸着剤を使用する工程を追加して必要ならば更に改善し
てもよい。

上記巨大網目構造吸着剤は、第２図に示すように脱イオ
ン工程のすぐ後で陽イオン交換体による処理の前に使用
してもよく、あるいはまた精製段階の最終工程に使用し
てもよい。

第２図は本発明の方法の予備精製段階を達成するための
４つの変法を示す。

これらの変法のうちどれを選択するかは、溶液中に存在
する不純物の性質並に程度及び予備精製される溶液の組
成に依存する。

予備精製段階で得られた予備精製ペントース溶液は、次
に第１図に示すようにキシロースに関して高純度の溶液
を得るためクロマトグラフ分別処理により続いて晶出操
作によりキシロースを回収するために使用してもよい。

本発明で必要とされない両分から成るペントース糖ミツ
は更にクロマトグラフ法分別処理を施してその中に存在
する他の糖の１種もしくはそれ以上を回収してもよく、
あるいは醗酵法における炭水化物源として使用してもよ
い。

キシロースの代りに本発明のキシリットが所望ならば、
前記の予備精製されたペントース溶液は第３図に略述し
た方法により水素添加し、そして処理される。

水素添加法はグルコースのソルビツトへの水素添加と同
様の方法で実施される。

適当な方法はダブリュー・シュナイダー（Ｗ。

Ｓ ｃｈｎｙｄｅｒ ） による１９６２年のプルツク
リンのポリテクニカルインスチチュートにおける論文“
Ｔｈｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＩｕ
ｃｏｓｅ ｔ。

５ｃｒｂｉｔｏｌ ｗｉｔｈ Ｒａｎｅｙ Ｎ１ｃｋｅ
ｌ Ｃａｔａｌｙｓｊ”と題する文献に見出される。

上記水素添加ペントース溶液中に存在する非水素添加糖
は、イオン交換クロマトグラフ法によりポリオールの混
合物から容易に分離されることが更に見出された。

上記非水素添加糖はポリオールに先んじてカラムから溶
離される。

第５及び６医に未知の不純物として示される画分は相当
量の非加水分解糖を含有することが見出された。

かくして、本発明の方法はたとえ水素添加が不完全でも
純粋なポリオールを得る方法を提供し、そして所望なら
ば連続水素添加方法を使用してもよい。

本発明によりポリオールの分離に使用されるイオン交換
樹脂は、ジビニルベンゼンで架橋されたスルホン化ポリ
スチレン陽イオン交換樹脂として記載された型のもので
ある。

上記樹脂のアルカリ土類金属塩、例えばカルシウム、バ
リウム及びストロンチウム形は良好な結果を与え、そし
てそれらの内ではストロンチウム形がポリオールの最良
の分離を与える。

３価の金属形、例えばＡ Ｉ ＋ ＋＋及びＦｅ十十十
を使用する場合には、ある種のポリオールが非常に良好
に分離される。

例えば上記樹脂のＡ１＋十十及びＦｅ十＋十形はアルカ
リ土類金属形そのものを使用する場合よりも少くとも３
つの利益を付与することが見出された。

第１に、ポリオールはＡ−）−＋＋及びＦｅ＋＋十形樹
脂から異なる順序で溶離されることが見出された。

このことは主要不純物ソルビットの分離がか（して改善
されるので驚くべきことであり、かつ重要である。

第２に、キシリットの回収において、最初にＡｌ＋十十
もしくはＦｅ十千十形の樹脂で分別処理を実施するか、
または第１分別処理はアルカリ土類金属形の樹脂で行な
い、続いて第２分別処理をＡＩ ＋十十もしくはＦｅ十
千十形樹脂で行う二重分別方法を使用して再循環させる
際に起こるソルビットの蓄積を避けることができる（後
記実施例□参照）。

第３の利益としては、木材氷解物の水素添加から生成さ
れるポリオールの混合物からあらゆる所望のポリオール
を有オＵに分離することができる。

実施例 ■ 本発明の方法により実施される水素添加工程の例として
、カバ材氷解物を後記実施例■の方法と同様にして予備
精製して得られた適当なフィード（ｆｅｅｄ ）溶液を
接触水素添加してキシリットに富む溶液を生成する。

キシロース７５％と他の糖２５％から成る固形分５０重
量％の濃度を有するフィード溶液１５００ｙを、ラネー
、ニッケル触媒を使用し、温度１３５℃で２％時間、４
０気圧の水素圧力でバッチ・オートクレーブ内で水素添
加する。

上記時間の終りに、触媒を濾過して除き、そして上記溶
液中に残留するニッケルのすべての残留量をイオン交換
処理で除去する。

本発明の方法における次の工程は、水素添加により得ら
れたポリオールの溶液をキシリットに富む画分とポリオ
ール糖ミツとに分別処理することである。

上記のようにして生成された水素添加溶液はポリオール
の混合物を含有する：すなわち水素添加されたカバ材氷
解物の代表的組成は次の通りである。

ポリオール キシリット アラビニット マンニット ガラクチット ソルピット ％、乾燥固形分基準 上記ポリオールの混合物をイオン交換クロマトグラフィ
ーにより分離し、そしてキシリットに富む溶液を提供す
る両分を選択する。

かくして得られた精製溶液は結晶キシリットを得るため
に容易に処理できる。

上記溶液中に存在する他のポリオール、すなわちアラビ
ニット、マンニット、ガラクチット及びソルビットはそ
れぞれの画分かも回収してもよく、また−緒にまとめて
ポリオール糖ミツとして回収してもよい。

上記水素添加ポリオール溶液は直接に分別カラムに供給
してもよいが、ときには、先づ上記不純溶液からキシリ
ットの１部を晶出させ、該結晶を分離し、そして次に溶
液中に残存する糖アルコールをクロマトグラフ法で分別
することが技術的に有利である。

その外に、結晶の収率を改善するために、晶出及びそれ
から結晶の分離後に残る溶液を、引き続く晶出工程に再
循環させてもよい。

この方法は第３図に示す。

実施例 ■ クロマトグラフ分別工程をポリオール溶液に応用する例
として、ストロンチウム形のイオン交換樹脂、特に３．
５％ジビニルベンゼンで架橋させたスルホン化ポリスチ
レン陽イオン交換樹脂から成るカラムは、深さ１ｍ、そ
して直径９．４ｃＩＩＬＯカラムに設備される。

上記カラムは水中に樹脂が沈んでから使用される。

上記カラムにフィード溶液を確実に均一に給送するため
の装置を設置する。

本例のフィード溶液は固体濃度２５％を有し、そしてガ
スー液クロマトグラフ分析によるポリオール分析結果は
次の通りである： ＋＊ポリオール キシリット アラビニット マンニット ガラクチット ソルビット ％、乾燥固形分基準 ７５．５ ８．９ ７．５ ３．９ ４．３ 上記フィード溶液は温度５０℃及び供給速度２７ｍ１／
１ｔｔｉｎでカラムに供給される。

上記溶液の全供給量は５８．５ｆで、そしてその固形分
濃度は２５％である。

表Ｉはクロマトグラフ分別処理中に回収された連続的両
分中のポリオールの分布を示す。

上記画分の捕集を開始する前に、上記カラム中にはじめ
からある主として水から成る溶液２１６ｍ１は別に回収
し、そして放棄した。

キシリットに富む両分は、両分５０１部を画分６及び７
と混合して得られる。

かくして得られた溶液４３０′ＩｒＬｌは次の分析結果
を有する：ポリオール アラビニット ０．０５ マンニラ ト ポリオール ガラクチット ０．５５ キシリット ２９．６５ （−９５％） ソルビット ０．９５゜ 結晶性キシリットは上記の型のキシリットに富む溶液か
ら、その中に含まれる水を単に蒸発させて得られる。

例えば固形分濃度８０％及び該固形分中の純度の９５％
から成る純粋キシリットを有するキシリット溶液２００
Ｏｆを、６０℃に１２時間保持すると９９．５％以上の
純度を有する結晶性キシリット１２００ｆＩが得られる
。

実施例 ■ 本例は、第１図に示されたようにして得られたキシロー
スに富む予備精製ペントース溶液を、クロマトグラフ分
別処理及びひき続き晶出処理して、高度に精製されたキ
シロースを回収する例である。

予備精製されたペントース溶液はキシロースのほかに数
種の糖を含有し、そして該溶液はクロマトグラフ分別技
術を利用することによりキシロースについて非常に濃厚
にされる。

本例を実施する場合、ジビニルベンゼン３．５％で架橋
させたスルホン化ポリスチレンタイプのストロンチウム
形強酸性イオン交換体から成るクロマトグラフカラムを
、高さ１、Ｏｍ及び直径９．４ ｃｍのカラム内に入れ
る。

＊木上記樹脂は水に浸す。

固形分２５％を含有し、そして次の組成を有するペント
ース溶液がフィード溶液として使用された： 糖 キシロース アラビノース マンノース ガラクトース グルコース ％、乾燥固形分基準で ３ ６．１ ９．０ ５．１ ６．８゜ 上記溶液はカラムの頂部から２７ｍ１ｌ−の速度で、全
固形分量６０１がカラムに供給されるまで均一に供給さ
れた。

主としてカラム中にはじめから存在した水から成る最初
の１０８ｍ１の溶離画分は放棄する。

その後で得られた両分の分析結果を表■に示す。

画分６．７及び８を混合することにより、キシロース純
度８９％を有する溶液を得た。

上記キシロースに富む両分は純粋な結晶性キシロースの
製造に使用してもよいが、本発明で目的とするキシリッ
ト溶液を得るため、第１図に示すように水素添加しても
よい。

更に、不純な溶液、例えば本例で上に使用したフィード
溶液からキシロースを晶出させ、そしてその後で上記シ
ロップ中に残留する糖を、イオン交換樹脂を使用するク
ロマトグラフ法で分別することもできる。

上記キシロースに富む両分は晶出工程に再循環させる。

対応する両分から他のペントース及びヘキソースな得る
こともでき、または上記画分の残部は一緒にまとめてペ
ントース糖ミツにしてもよい。

実施例 ■ チップ状のカバ材を本発明の方法によりキシリットを製
造するために使用する。

本例に対する物質収支衣は図面の第４図に示す。

本例の方法により、乾燥物質１０００ｆ？分のカバ材チ
ップを硫酸で加水分解してキシロース合計２２５ｆ！を
含有する氷解物とパルプとの混合物を得る。

キシラン５１２を含有するパルプは上記氷解物から除去
し、そして放棄するか、または他の目的に使用される。

キシロース２０４ｙを含有する氷解物の残部を水酸化ナ
トリウムで中和してキシロース２０４１、キシロースを
除く有機物質１１０２及び無機物質６７ｙを含有する氷
解物を得る。

次に上記氷解物を加熱して不要の酸性酸と水とを追い出
し、そして次に脱イオン操作による脱塩の工程と上記溶
液を強酸性陽イオン交換体と弱塩基性陰イオン交換体と
の連続的ベッド（混床）に通して第１次予備精製処理を
施す。

図面に示されるように、キシロース１４１が混在する無
機物質の主要部及びいくらかの有機物質を塩両分として
捨てる。

有機不純物の１部と、少量の無機不純物とともに大部分
のキシロースを含有する糖両分を再び蒸発工程に掛け、
そして余分の水を除去する。

上記のようにして得られた濃縮糖溶液を第２次予備精製
の脱色工程と活性炭床に送る。

かくして予備精製され、かつキシロース１８１ｆＩと有
機物質４０？とを含有する溶液を水素添加する。

水素添加後に、溶液を加熱して水の１部を蒸発させ、そ
して該濃縮溶液からキシリットを晶出させる。

上記結晶性キシリットを除去した後に残った母液をクロ
マトグラフィオン交換カラムに送り、そして特定の画分
を選択してキシリットに富む画分を集め、そして残部は
ポリオール糖ミツとしてまとめて回収する。

キシリットに富む両分は水を除去して濃縮し、そして前
の晶出段階に返し、そこでキシリットを回収する。

図面第４図から知られるように、原料の所与量から得ら
れるキシリットの収率は高く；原料のもとのキシラン含
量の約６０％がキシリットとして回収される。

実施例 ■ 上記のようにカバ材の加水分解、続いて脱塩及び脱色処
理により得られたキシロースに富む溶液を、更に下記方
法によりイオン交換樹脂カラムでクロマトグラフ分別処
理により更に精製した。

ガスクロマトグラフ分析により測定された上記キシロー
スに富む溶液の固形分含量の組成は次の通りであった： 糖 アラビノース キシロース マンノース ガラクトース グルコース ％ ８ ７．５ ４．５゜ 使用された樹脂は強酸性陽イオン交換体、すなわちジビ
ニルベンゼン３．５％で架橋させたスルホン化ポリスチ
レンであり、そして該樹脂はカルシウム形であった。

上記樹脂は０．３２ｍｍの平均ね径を有した。

分離は温度４９℃で行った。カラムは高さ３５０ｃｍ、
そして直径は２２．５ＣｒｒＬであった。

上記カラムを水中に沈めた。

キシロースに富む溶液は１７ ｌ ／ｈｒの速度でカラ
ムに均一に供給された。

上記カラムへの全供給量は固形分４に９であり、そして
溶液は固形分含量２６％であった。

上記カラムからの最初の溶出液（８８１で、主とじて水
から成る）は放棄した。

その後、連続的両分は回収し、そして分析した。

その結果は次のとおりである： 画分３から６までを混合すると、次の分析結果を有する
キシロースに富む溶液３５Ｊを得る：糖 アラビノース キシロース ２４８３（２８５％）マンノ
ース ２４０ ガラクトース １０８ グルコース ８３゜ 実施例 ■ 上記のようにカバ材の加水分解、続いて脱塩及び脱色方
法により得られたキシロースに富む溶液は、下記の如く
イオン交換樹脂カラムによるクロマトグラフ分別処理に
より更に精製した。

上記キシロースに富む溶液の固形分含量の組成は、ガス
クロマトグラフ分析で測定すると、次の通りである： 糖 ％ アラビノース ６．５キシ
ロース ７７糖 マンノース ガラクトース グルコース 使用された樹脂は強酸性陽イオン交換体、すなわちジビ
ニルベンゼン３．５％で架橋させたスルホン化ポリスチ
レンで、該樹脂はストロンチウム形であった。

上記樹脂は平均ね径０．３２ｍｍを有した。分離は温度
５１℃で行った。

カラムは高さ３５０ので、そして直径２２．５（ｍを有
した。

樹脂が水中に沈んでからカラムを使用した。

上記キシロースに富む溶液を１５１／ｈｒの速度でカラ
ムに均一に供給し、そして上記カラムに供給された全固
形分量は固形分含量２８％を有する溶液の形で４ｋｇで
あった。

カラムからの最初の溶出液（８８１で、そして主として
水から成る）は放棄した。

その後で、連続する両分を回収し、そして分析した。

分析結果は次の通りである： 画分３から６までを混合すると、次の分析結果を有する
キシロースに富む溶液３５Ｊを得た：糖 アラビノース キシロース ２３８５（＝９０％）マンノ
ース １２４ ガラクトース ４８ グルコース ８２゜ 実施例 ■ 本例はイオン交換樹脂カラムでのクロマトグラフ分別処
理による糖アルコールの分離を例示する。

使用した樹脂は強酸性陽イオン交換体、すなわちジビニ
ルベンゼン３．５％で架橋させたスルホン化ポリスチレ
ンであり、そして該樹脂はカルシウム形であった。

上記樹脂は平均粒径０．３２１ｍを有した。

分離は４９℃で行った。上記カラムは高さ３５０ｃＩｒ
Ｌであり、そして直径２２．５ＣｒｒＬを有した。

上記樹脂を水中に沈めた。

ポリオール溶液は１７１／ｈｒの供給速度で均一に供給
され、そして上記カラムに供給された固形分の全量は、
固形分濃度２６％を有する溶液の形で４ｋｇであった。

ガスクロマトグラフ分析で測定されたポリオール溶液の
組成は次の通りであった： ポリオール アラビニット キシリット マンニット ガラクチット ソルビット 未知 ％ ３ １３゜ 本例により得られた糖アルコールの分離度は図面第５図
に示す。

いくつかの画分を採取した。有用なキシリットに富む両
分は、両分１８から３０までを混合して回収した。

このようにして、次の分析結果を有する溶液３４７を得
た： ポリオール アラビニット キシリット マンニット ガラクチソト ソルビット １５１０（−９６％） ３ ３００ 実施例 ■ 本例はイオン交換樹脂カラムでクロマトグラフ分別処理
して糖アルコールを分離する例を示す。

使用した樹脂は強力酸性陽イオン交換体、すなわちジビ
ニルベンセン３．５％で架橋させたスルホン化ポリスチ
レンであり、そして該樹脂はストロンチウム形である。

上記樹脂は平均粒径０．３２ｍｍを有する。

分離は５１℃で行った。カラムは高さ３５０ｃｍであり
、そして直径は２２．５ｃｒＩＬを有する。

上記樹脂のカラムを水中に沈めた。

上記ポリオール溶液は１５ ｌ ／ｈｒの供給速度でカ
ラムに均一に供給され、そして上記カラムに供給された
固形分の全量は、固形分濃度２８％を有する溶液の形で
４ｋｇであった。

ガス−クロマトグラフ分析により測定してポリオールフ
ィード溶液の組成は次の通りであった： ポリオール アラビニット キシリット マンニット ガラクチット ソルビット 未知 本例により得られた糖アルコールの分離度は図面の第６
図に示す。

いくつかの両分を採取した。画分３１から５７までを混
合して有用なキシリットに富む両分を回収した。

この方法で、次の分析結果を有する溶液４０１を得た： ポリオール ２ アラビニツト ２７ キシリツト １７９２（５９０％）＊ ＊ ポリオール マ ンニット ガラクチット ８ ソルビット ４０ 実施例 ■ 本例は高さ１ｍ及び直径１０ＣｒｒＬを有するイオン交
換カラムを使用してクロマトグラフ分別処理により水素
添加ペントース溶液から非水素添加糖及びポリオールの
分離を例示する。

使用した樹脂は強酸性陽イオン交換体、すなわちジビニ
ルベンゼン３．５％で架橋させたスルホン化ポリスチレ
ンであり、そして該樹脂はカルシウム形であった。

上記樹脂は平均粉末度０． ２ ５ ｍｍを有した。

分離は５０℃で行ない、そして供給速度は０． ３ ０
ｌ／ｈｒであった。

供給原料は２８％水溶液として固形分５７７を有する水
素添加混合物から成る。

上記固形分の組成は次の通りであった： ポリオール キシリット アラビニット マンニット ガラクチット ソルビット 未知不純物 キシロース ％ ７７、０ ３、５ ７、０ ３、５ ３、５ ３、０ ２、０ いくつかの両分を回収し、そしてガス−クロマトグラフ
法で分析すると、次の結果を得た：画分６から１３まで
を混合すると、水素添加されない糖と確認されない不純
物が完全に除去されたポリオール溶液が得られた。

実施例 Ｘ 本例はソルビットとキシリットとの合成混合物を使用し
、かつジビニルベンゼン３．５％で架橋させたスルホン
化ポリスチレン陽イオン交換樹脂を＊＊使用してペンナ
ツトからヘキシットの分離を例示する。

次の陽イオン型：Ｈ十、Ｌｉ ＋、Ｎｉ十十Ｍ、十十、
Ｆｏ十十十、ＮＨ４＋、Ａ ｌ ＋十十、Ｃｕ十十のそ
れぞれを含む一連の樹脂を評価した。

これらの陽イオンのうち、Ｆｅ十＋＋とＡ ｌ ＋＋十
が最良の結果を与えた。

これらの実施の結果な次表に示す： 上記分離に対する分配係数、ＨＥＴＰ値及び分離能を計
算した。

これらの数値はカラム分離の評価に普通に使用されるパ
ラメーターであり、そして次の式により計算される： ＫＤ＝分配係数 ＨＥＴＰ＝−理論段に等価な高さ Ｒ８−分離能 Ｖｅ−ピークに列する溶出体積 Ｖｏ＝カラムのボイド体積 Ｖｔ−カラムの全体積 ｈ＝カラムの高さ Ｎ＝理論段数 Ｍ一体積（または時間）単位で体積（または時間）の軸
上において測定された溶出ピークの帯幅上記表を考察す
ると、ソルビットがキシリットの前に溶出されること、
及びＦｅ十十十及びＡｌ ＋＋＋が最良の分離を与える
ことが明らかである。

本例で使用された条件は次の通りであった：ソルビット
とキシリットとの分離 カラム 高さ８４ｃｒｆＬ１直径４．４ｃＩｒＬ温度５
０℃ 供給速度 ３．２ｒＩＬｌ／ｌ１１ｉｎ 樹 脂 （ジビニルベンゼン３〜４％で架橋すせたポリ
スチレンスルホネート）平均ビード寸法（粒径） ０．
１８ｍｍ１Ａｌ ＋千十形フィード ソルビットとキシ
リットとの合成混合物（１：１）、全量２５ｙ、乾燥物
質、濃度３５重量％。

本例に従って得られた結果を第７図にグラフで示す。

実施例 ■ 本例は実施例Ｘに記載の陽イオン交換樹脂 ＊＊（Ｆ
ｅ＋＋＋＋を使用する）による水素添加木材氷解物から
５種のポリオールのそれぞれの分離を示す。

結果は第８図にグラフで示す。本例の条件は次の通りで
あった： ポリオールの分離 カラム 高さ８４（Ｊ直径４．４ｃｒｒＬ温度５２℃ 供給速度 ３．２ｍｌ／馴 樹脂 ジ−ビニルベンゼン３〜４％を有するポリスチ
レンスルホネート 平均ビード寸法０．１８ＢＢ、 Ｆｅ ＋＋十形フィー
ド ポリオール溶液、全量２５１乾燥物質、濃度３５％
。

フィード溶液の組成次の通り： 全乾燥物質、２３．５？、濃度３５ ｆ！／１００ｍｌ
マンニット アラビニット ガラクチント キシリット ソルビット ８．９％ ９．１〃 ５．１〃 ６４．０／／ １２．９／ 実施例 ■ 本例は実施例Ｘに記載の陽イオン交換樹脂十十十 （ＡＩ 形を使用）による水素添加木材氷解物中
に存在する５種のポリオールの分離を説明する。

分離の条件は次の通りであった：ポリオールの分離 カラム 高さ８２ｃｍ、直径４．４ｃＩｒＬ温度５１°
Ｃ 供給速度 ３．２１ｒｌｌ／Ｗｕｎ 樹 脂 実施例Ｘにおけると同様、ＡＩ ＋十十形フィ
ード ポリオール溶液、全乾燥物質量２３．５１、濃度
３４．９％ 上記実施例Ｍに与えられた組成物。

得られた結果を次表に要約する： ポリオール、全量の％とじて、 この外に、図面の第９図は、本例の方法により得られた
結果を示すグラフである。

実施例 ｘｍ 本例は上記実施例■の方法と同様であるが、ただ使用さ
れた供給速度だけが異なる方法を例示する。

カラムの寸法及び使用された樹脂は実施例■におけるそ
れらと同じであった。

使用温度は５０℃で、そして供給速度は２．２ｍｌ／＝
ｎであった。

フィード溶液はポリオール溶液であり、そして乾燥物質
３５％を含有する全量２５２であった。

本例で得られた結果は第１０図に示す。

実施例 ■ 本例は、本発明の方法によるキシリットの生成において
有用な二重分別方法を説明する。

上記方法の第１段階において、水素添加木材氷解物をア
ルカリ土類金属形の樹脂で分別し、そして３つの両分、
すなわちキシリットに富む画分、ポリオール画分及び廃
棄画分を溶出液から回収する。

キシリットはキシリットに富む両分から晶出させ、そし
て該キシリット結晶は遠心分離により母液シロップから
分離される。

上記遠心分離により残留する母液シロップを上記第１分
別工程で得られたポリオール画分と混合し、そして次に
上記得られた混合ポリオール溶液をＡｌ十十十もしくは
Ｆｅ＋十十形の樹脂で第２の分別処理を施す。

３つの画分、すなわちキシリットに富む両分、ポリオー
ル画分及び廃棄画分を再び第２の分別処理の溶出液から
回収する。

上記第２の分別処理からのキシリットに富む両分を第１
の分別処理及び上記混合溶液からのキシリットに富む画
分と混合し、キシリットは濃縮及び晶出処理により回収
する。

上記第２の分別処理からのポリオール画分は、＊＊第１
の分別処理に対するフィード溶液の次のバッチに添加さ
れ、そして上記混合溶液を第１の分別処理について記載
したようなアルカリ土類金属形樹脂から成るカラムで分
別処理する。

上記方法は次のように詳細に実施された：キシリットの
生成 フィード溶液 アラビニット 乾燥物質の ５．２％キ
シリット 〃 ７７．０〃 マンニツト ／／ ８．７ ″ガラクチット
／／ ４，８／／ツルピッ ト
／／ ４．３／／分別 単一分別： 第１１図の計画参照。

使用した樹脂はＳｒ十十形形あった。

上記分別の結果を示すグラフ（連続的画分におけるポリ
オール分布に関する）を第１３図に示す。

第１１図を参照して、上記画分類を混合してキシリット
に富む画分（Ｘ）及び混合ポリオール画分（Ｍ）にする
。

キシリット画分から、キシリットは濃縮及び晶出により
回収される。

上記晶出処理からの母液シロップは１部は本方法に循環
させてもよい。

二重分別二 第１２図を参照して、ポリオールは上記単一分別の方法
と同様に最初に分別処理する（Ｓｒ十十形樹脂）。

上記第１分別から３つの両分、キシリットに富む両分（
Ｘｌ）、ポリオール画分（Ｍｌ）及び廃棄画分（Ｗｌ）
が回収される。

上記廃棄画分からは、キシリットは回収されないが、該
両分はなお価値ある炭水化物を含有する。

上記Ｘ１画分から、キシリットは濃縮及び晶化により回
収される。

上記結晶から分離されたポリオール−シロップを第１分
別からのポリオール画分（Ｍｌ）と混合すると、大量の
キシリットを含有するポリオール溶液（Ｓ）を提供する
。

上記溶液（Ｓ）をＦｅ十＋十形樹脂で分別処理し、そし
て再び３つの画分、キシリットに富む両分（Ｘｌ）、ポ
リオール画分（Ｍ２）及び廃棄画分（Ｗ２）を回収する
。

第２のキシリット画分（Ｘｌ）を第１キシリット画分（
Ｘｌ）と混合し、そして得られた混合溶液から、濃縮及
び晶化によりキシリットを回収する。

第２ポリオール画分（Ｍ２）をフィード溶液の次のバッ
チと混合する。

二重分別（分別■）の結果を示すグラフを第１４図に示
す。

溶液及び画分の組成： 晶出工程におけるキシリットの回収は上記溶液中に存在
するキシリットの６５％であった。

二重分別による全回収は、９９％以上の純度を有するキ
シリット８５〜９０％であった。

これは単一分別処理によるキシリットの５０〜５５％の
回収と比較すべきである。

同時に、二重分別処理はキシリット結晶と一緒に相当量
のガラクチットの沈殿が避けられる。

フィード溶液の組成によって、ときとしては２つの画分
、すなわちキシリットに富む両分及び廃棄画分だけを両
分側工程から回収するのが有利である。

第７図及び実施例■の表参照。説明として、分別処理が
アルカリ土類金属形の樹脂で行われ、そしてポリオール
画分またはその１部が再循環されてそのキシリットを回
収する場合には、ソルビットはその工程中で蓄積されが
ちである。

その理由は第１３図の試験から知られる。キシリット及
びソルビットに対する曲線は、上記＋十干 ２種のポリオールの有意な分離はＳｒ 樹脂形で
は起こらないことを示す。

かくて、キシリットがキシリットに富む画分から除去さ
れ、そして該画分の残部が上記系に返還されると、ソル
ビットの濃化が起こる。

ＡＩ＋十干もしくはＦｅ十十十形の樹脂を使用すると、
ソルビットの有効な分離を可能にし、ソルビットはＷ２
両分中において、第１２及び１４図で示されるように二
重分別系内でその濃化を防止するに充分な量が上記系か
ら除去される。

ガラクチットについては、該物質は極めて低い溶解度を
有し、そしてか（してガラクチットはキシリット結晶と
ともに晶出する傾向を有するから、ガラクチットをその
晶出処理前にキシリットから分離することが重要である
。

第１２及び１４図に示される二重分別計画は、実質的に
キシリット結晶におけるガラクチソトの夾雑量を低下さ
せる。

分別工程■中にガラクチットの大部分がＭｌ 両分中に
見出されることが注目される。

しかし、分別工程■において、ガラクチットの大部分が
Ｗ２画分中に分離され、そしてかくして鉄系から除去さ
れる。

実施例 ＸＶ 本発明の方法によるクロマトグラフ分別処理によりソル
ビットからマンニットを分離する例として、イオン交換
樹脂、特にカルシウム形のジビニルベンゼン３．５％で
架橋させたスルホン化ポリスチレン陽イオン交換樹脂か
ら成るカラムを深さ３．５ｍ及び直径２２．５ｃｒＩＬ
のカラム中に設置する。

上記樹脂の平均粒径は０．２５ ｍｍであった。

上記カラムを使用するために水中に沈める。

フィード溶液は固形分濃度３５％、そしてマンニット２
６．５％及びツルピッ）７３．５％並に非水素添加糖の
少量からなるポリオール組成を有する。

上記フィード溶液は温度５５℃及び線供給速度０、３０
ｍ／ｈｒ （１２ｌ／ｈｒ ）でカラムに均一に供給
された。

供給された溶液の全量は２゜１ｋｇであった。

その後で、連続的両分を回収し、そして分析した。

結果は次の通りである：非水素添加糖を含有する両分１
〜３を混合し、そしてとって置く。

両分４〜１０を混合してマンニット８２．４％を含有す
る水溶液を得る。

該溶液から結晶マンニットが連続的に得られる。

画分１１〜２５を混合すると、ソルビット９９．２％を
含有する水溶液を得る。

勿論、両分４〜７を混合すると、純粋なマンニットを含
有する水溶液が得られ、そして両分１４〜２５を混合す
ると、純粋なソルビットを含有する水溶液が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を一般的に示す工程系統図であり
、第２図は本発明に従ってペントース糖溶液を予備精製
する４つの可能な方法を示す工程系統図であり、第３図
はキシリットを水素添加ペントース溶液から回収する方
法を示す工程系統図であり、第４図は木片からキシリッ
トを生成する方法に対する物質収支衣を示す工程系統図
であり、第５図は実施例■に従ってポリオール溶液のク
ロマトグラフ分別処理の連続的画分中の種々のポリオー
ルの分布を示すグラフであり、第６図は実施例■に従っ
てポリオール溶液のクロマトグラフ分別処理の連続的両
分中の種々のポリオールの分布を示すグラフであり、第
７図は実施例Ｘに従って、樹脂のＡｌ十干十形上におい
て２種のポリオールの混合物を含有する溶液のクロマト
グラフ分別処理中に採取された連続的両分中のソルビッ
ト及びキシリットの分布を示すグラフであり、第８図は
実施例■に記載の方法により、その混合物のクロマトグ
ラフ分別処理後に得られた連続的両分中における５種の
ポリオールの分布を示すグラフであり、第９図は実施例
■により、その溶液のクロマトグラフ分別処理中に採取
された連続的画分中における種々のポリオールの分布を
示すグラフであり、第１０図は実施例Ｘ■により、ポリ
オールの溶液のクロマトグラフ分別処理中に採取された
連続的両分中の種々のポリオールの分布を示すグラフで
あり、第１１図は実施例Ｘ■に記載の単一分別工程を示
す工程系統図であり、第１２図は実施例Ｍに記載の二重
分別工程を示す工程系統図であり、第１３図は実施例□
により、樹脂の Ｓｒ十千十形を使用して単一分別処理中に採取された連
続的両分中の種々のポリオールの分布を示すグラフであ
り、そして第１４図は実施例■に記載のポリオールの溶
液のクロマトグラフ分別処理中に採取された連続的両分
中の種々のポリオールの分布を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）ベントサンを含有する原料を酸加水分解して得
   たペントースに富む溶液を濾過して不溶物を除去し、次
   いで脱イオン操作により無機塩および大部分の有機不純
   物および着色物を除去し、さらにイオン交換樹脂または
   活性炭で処理して残存する有機不純物および着色物を除
   去して予備精製ペントース混合溶液を得、 （ｂ）該ヘンドース混合溶液をジビニルベンゼンで架橋
   させたポリスチレンスルホネート陽イオン交換樹脂のア
   ルカリ土類金属イオン形カラムによるクロマトグラフィ
   ーで分別して高純度のキシロース溶液を得、 （ｅ） この高純度キシロース溶液に水素添加してキ
   シリット溶液に変え、 （ｄ） こうして得られたキシロースを未反応成分と
   して含むキシリット溶液をジビニルベンゼンで架橋させ
   たポリスチレンスルホネート陽イオン交換樹脂のアルカ
   リ土類金属イオン形またはＦｅ＋千十もしくはＡｌ＋十
   十形カラムによるクロマトグラフィーで分別処理して高
   純度のキシリットを回収することを特徴とするキシリッ
   トの製造方法。 ２（ａ）ベントサンを含有する原料を酸加水分解して得
   たペントースに富む溶液を濾過して不溶物を除去し、次
   いで脱イオン操作により無機塩および大部分の有機不純
   物および着色物を除去し、さらにイオン交換樹脂または
   活性炭で処理して残存する有機不純物および着色物を除
   去して予備精製ペントース混合溶液を得、 （の このペントース混合溶液に水素添加し、（ｅ’）
   こうして得られた各種ペントースおよびペンチット
   を夾雑物として含むキシリット溶液をジビニルベンゼン
   で架橋させたポリスチレンスルホネート陽イオン交換樹
   脂のアルカリ土類金属イオン形またはＦｅ十千十もしく
   はＡＩ ＋＋十形カラムによるクロマトグラフィーで分
   別処理して高純度のキシリットを回収することを特徴と
   するキシリットの製造方法。