KR900001221B1 - Process for purifying arabinose - Google Patents

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Abstract

An arabinose is recovered by selective solid bed adsorption from the aq. raw mixt. contg. monosaccharide (selected from a gp. of aldopentose and aldohexose) and arabinose. The process comprises (a) contacting the mixt. with barium-glass adsorbent i.e. y-type zeolite for selective adsorbing arabinose, (b) removing non-adsorbed at the contacting state (with desorbent i.e. water) by the simulated moving bed flow, and (c) desorbing/recovering highly pure arabinose.

Description

아라비노오스 분리 방법How to separate arabinose

제1도는 당 및 색소체에 대한 흡착제의 체류를 도식적으로 표현한 것이다.1 is a schematic representation of the retention of adsorbents on sugars and pigments.

제2도는 흡착제에 의한 당의 상대 체류를 도식적으로 표현한 것이다.2 is a graphical representation of the relative retention of sugars by adsorbents.

제3도는 X형 흡착제에 의한 당의 체류를 도식적으로 표현한 것이다.3 is a schematic representation of the retention of sugars by the X-type adsorbent.

본 발명의 기술 분야는 모노사카라이드의 고체상(solid-bed)흡착 분리에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 아라비노오스와 한가지 이상의 첨가적인 펜토오스 및/또는 헥소오스로 구성된 혼합물로 부터 아라비노오스를 분리하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 원료 혼합물로 부터 아라비노오스를 선택적으로 흡착하는 결정성 알루미노실리케이트로 구성된 흡착제를 사용한다.The technical field of the present invention relates to solid-bed adsorptive separation of monosaccharides. In particular, the present invention relates to a method for separating arabinose from a mixture consisting of arabinose and one or more additional pentose and / or hexose. This method uses an adsorbent consisting of crystalline aluminosilicate that selectively adsorbs arabinose from the feed mixture.

탄화수소를 분리하기 위해 결정성 알루미늄 실리케이트를 사용하는 방법은 분리 기술분야에서 널리 공지되어 있다. 이러한 분리 방법의 실례는 미합중국 특허 제 2,985,589호 및 제3,201,491호에 기술되어 있으며, 상기 특허에서 A형 제올라이트는 측쇄 파라핀으로 부터 노르말 파라핀을 분리하는데 사용한다. 파라핀 탄화수소로 부터 올레핀 탄화수소를 분리하기 위해 포우저사이트를 사용한 방법은 미합중국 특허 제 3,265,750호 및 제3,510,423호에 기술되어 있다.Methods of using crystalline aluminum silicates to separate hydrocarbons are well known in the separation art. Examples of such separation methods are described in US Pat. Nos. 2,985,589 and 3,201,491, in which A-type zeolites are used to separate normal paraffins from side chain paraffins. Methods of using phossite to separate olefin hydrocarbons from paraffin hydrocarbons are described in US Pat. Nos. 3,265,750 and 3,510,423.

비-탄화수소의 분리에 있어서, 탄수화물 원료 혼합물로 부터 특정의 모노사카라For the separation of non-hydrocarbons, certain monosaccharas from carbohydrate stock mixtures

특히, 본 발명은 다른 모노사카라이드로 부터 아라비노오스를 분리하는 방법에 관한 것이다. 순수한 아라비노오스의 제조는 비영양성 감미료인 L-글루코오스의 제조를 위한 출발 물질로서의 효율성면에서 볼 때 상업상 중요하다. 통상적인 아라비노오스의 제공원은 목재로 부터 펄프를 제조할 때의 헤미 셀룰로오스의 가부분해 산물이거나, 혹은 바이오 매스 작업에 의한 식물 조직의 당류로의 전환 공정에서 제조된 생성물과 같은 것을 들 수 있다. 이들 제공원에 관계없이, 아라비노오스는 전형적으로 많은 모노사카라이드의 혼합물 상태로 발견된다. 그러므로, 제공원 혼합물 내에 존재하는 다른 모노사카라이드로 부터 아라비노오스를 분리하기 위한 간단한 방법이 가장 중요하다. 그러나, 아라비노오스를 최종적으로 식품으로 사용할 때, 분리 공정은 인체 소비에 부적합한 부속 생성물을 형성하거나 아라비노오스를 오염시키는 불순물을 함유하지 않아야 한다.In particular, the present invention relates to a method for separating arabinose from another monosaccharide. The production of pure arabinose is of commercial importance in terms of efficiency as starting material for the production of L-glucose, a non-nutritive sweetener. Common sources of arabinose include, but are not limited to, products of hemicellulose in the manufacture of pulp from wood, or products produced in the process of converting plant tissues to sugars by biomass operations. . Regardless of these sources, arabinose is typically found in a mixture of many monosaccharides. Therefore, a simple method for separating arabinose from other monosaccharides present in the source mixture is of paramount importance. However, when arabinose is finally used as food, the separation process should not contain impurities that form adjunct products unsuitable for human consumption or contaminate arabinose.

아라비노오스를 분리하는 특정한 방법은 종래의 기술에서 공지되어 있다. 미합중국 특허 제3,160,624호에서는 셀룰로오스 분말 이온 교환 수지를 사용한 크로마토그래피에 의해 D(L)-리보오스로 부터 D(L)-아라비노오스를 분리하는 방법이 설명되어 있Particular methods of isolating arabinose are known in the art. US Patent No. 3,160,624 describes a method for separating D (L) -arabinose from D (L) -ribose by chromatography using cellulose powder ion exchange resin.

미합중국 특허 제4,516,566호에서는 목재 및 사탕무우 펄프의 가수분해물내에 존재하는 당류 혼합물로부터 L-아라비노오스를 분리하는 방법에 기술되어 있다. 본 발명에서는 바륨 양이온으로 교환된 X-형 제올라이트가 흡착제로서 기술되고 있다. 바륨의 독성 때문에, 이러한 분리 공정은 식용의 아라비오스를 제조하려면 적용상의 어려움을 수반한다. 그러므로, 이러한 분리를 수행하기 위해서는 바륨-유리 흡착제가 필요하다.US Pat. No. 4,516,566 describes a method for separating L-arabinose from sugar mixtures present in the hydrolyzate of wood and beet pulp. In the present invention, X-type zeolites exchanged with barium cations are described as adsorbents. Because of the toxicity of barium, this separation process involves application difficulties to produce edible arabose. Therefore, a barium-glass adsorbent is needed to carry out this separation.

다른 모노사카라이드로 부터 만노오스를 분리하는데 사용가능한 흡착제에 관한 첨가 자료는 미합중국 특허 제4,471,114호에 기술되어 있다. 상기 특허에는 다른 모노사카라이드로 부터 만노오스를 분리하기 위해 흡착제로서 칼슘 양이온을 함유하는 Y형 포우저 사이트를 사용하는 방법에 관한 데이타가 기록되어 있다. 상기 사실과는 반대로 양이온 교환자리에 칼슘 이온을 함유하는 바륨-유리 포우저 사이트가 다른 모노사카라이드 알도오스로부터 아라비노오스를 분리하는데 적합한 흡착제라는 것이 발견되었다. 더우기, 바륨 양이온 대신에 칼슘 양이온을 갖는 이들 제올라이트는 식품 산업에 적합한 공정으로 아라비노오스를 정제하는데 사용된다.Additional data on adsorbents that can be used to separate mannose from other monosaccharides are described in US Pat. No. 4,471,114. The patent records data relating to the use of a Y-type poser site containing calcium cations as adsorbent to separate mannose from other monosaccharides. Contrary to the above, it has been found that barium-glass poser sites containing calcium ions at the cation exchange site are suitable adsorbents for separating arabinose from other monosaccharide aldoses. Moreover, these zeolites having calcium cations instead of barium cations are used to purify arabinose in a process suitable for the food industry.

본 발명의 광의의 목적은 양이온 교환 자리의 칼슘 자리에 칼슘 양이온을 갖는 X 또는 Y 형 제올라이트를 사용하여 아라비노오스 및 알도펜토오스 또는 알도헥소오스를 함유한 원료 혼합물로 부터 아라비노오스를 분리하는 방법을 제공하는 것이다.A broad object of the present invention is to separate arabinose from a raw mixture containing arabinose and aldopentose or aldohexose using an X or Y type zeolite having a calcium cation at the calcium site of the cation exchange site. To provide a way.

간단히 요약하면 본 발명은 아라비노오스 및 알도펜토오스와 알도헥소오스로 구성된 군으로 부터 선택되는 최소한 한개의 다른 모노사카라이드로 구성되어 있는 원료 혼합물로 부터 아라비노오스를 분리하는 방법이다. 상기 방법은 흡착조건에서 양이온 교환 자리에 칼슘 양이온을 함유한 X형 제올라이트 또는 Y형 제올라이트로 구성된 바륨-유리 흡착제와 모노사카라이드 혼합물을 접촉시키고, 다른 모노사카라이드를 실질적으로 제거하여 아라비노오스를 선택적으로 흡착한 다음, 흡착제와의 접촉상태에서 비흡착된 부분의 원료 혼합물을 제거한 후, 탈착 조건에서 정제된 아라비노오스를 탈착시켜 회수하는 단계로 구성되어 있다.In brief, the present invention is a method for separating arabinose from a raw mixture consisting of arabinose and at least one other monosaccharide selected from the group consisting of aldopentose and aldohexose. The method comprises contacting a monosaccharide mixture with a barium-glass adsorbent composed of X-type zeolite or Y-type zeolite containing calcium cations at the cation exchange site under adsorption conditions, and substantially removing other monosaccharides to remove arabinose. After adsorbing selectively, the raw material mixture of the non-adsorbed portion is removed in contact with the adsorbent, and then the purified arabinose is desorbed and recovered under desorption conditions.

본 발명의 또 다른 목적(및 구체적 실례)으로 차후에 서술되는 바와 같이, 특정의 원료 혼합물, 흡착제 탈착제, 조작 조건 및 유동 배열에 관한 것이다.As will be described later with another object (and specific examples) of the present invention, it relates to certain raw material mixtures, adsorbent desorbents, operating conditions and flow arrangements.

이들 공정에 있어서, 조작상태, 대상물을 명확하게 이해하기 위해서는 본 명세서에서 사용된 용어들을 정의해두는 것이 유용하며 또한 유리할 것이다.In these processes, it is useful and advantageous to define the terms used herein in order to clearly understand the operating state and the object.

"원료 혼합물"이란 용어는 본 공정에 의해 분리되는 1이상의 추출성분 및 1이상의 라피네이트 성분을 의미한다. "원료스트림"이란 본 공정에 사용되는 흡착제를통과하는 원료 혼합물의 스트림을 나타낸다.The term "raw mixture" means at least one extract component and at least one raffinate component separated by this process. "Raw material stream" refers to a stream of raw material mixture through an adsorbent used in this process.

"추출성분"이란 흡착제에 의해 더욱 선택적으로 흡착되는 성분을 말한다. "탈착제 물질"이란 용어는 일반적으로 추출 성분을 탈착시킬 수 있는 물질을 말한다. "탈착제 스트림" 또는 "탈착제" "유입 스트림"이란 탈착제 물질중 흡착제를 통과하는 스트림을 나타내며, "라피네이트 스트림" 또는 "라피네이트 유출 스트림"이란 라피네이트 성분이 탈착제로 부터 제거되는 스트림을 의미한다. 라피네이트 스트림의 조성물은 본질적으로 100% 탈착물질로 부터 100% 라피네이트 성분으로 변화될 수 있다. "추출스트림" 또는 """""""Extraction component" means a component that is more selectively adsorbed by an adsorbent. The term “desorbent material” generally refers to a substance that can desorb an extract component. "Desorbent stream" or "desorbent" "inlet stream" refers to a stream passing through the adsorbent in the desorbent material, and "rapinate stream" or "rapinate effluent stream" is a stream in which the raffinate component is removed from the desorbent. Means. The composition of the raffinate stream can vary from essentially 100% desorbent to 100% raffinate component. "Extraction Stream" or "" "" ""

본 발명의 바륨-유리 흡착제 물질은 양이온 교환 자리에 칼슘 양이온을 갖는 X형 및 Y형 결정성 알루미노 실리케이트로 구성되어 있다. X형 및 Y형 결정성 알루미노 실리케이트 또는 제올라이트는 또한 포우저 사이트로서 분류될 수 있다. 모든 제올라이트의 일반적인 경우에서와 같이, 이들 결정성 화합물을 꼭지점에 산소 원자를 상호 공유하여 연결된 실리콘-유심 Sio4및 알루미늄-유심 AlO4사면체로 구성된 기본 구조 단위의 3차원 네트워크 구조로 기술되어 있다.The barium-glass adsorbent material of the present invention consists of Form X and Form Y crystalline aluminosilicates with calcium cations at cation exchange sites. Form X and Form Y crystalline aluminosilicates or zeolites can also be classified as poser sites. As in the general case of all zeolites, these crystalline compounds are described as a three-dimensional network structure of basic structural units consisting of silicon-simulated Sio 4 and aluminum-simulated AlO 4 tetrahedra linked together to share oxygen atoms at their vertices.

사면체 사이의 공간은 물분자로 채워져있으며, 분자 차원의 연속적인 탈수 또는 부분 탈수가 발생됨으로써 분자 차원의 채널로 엮어진 결정 구조가 생겨난다. 제올라이트는 본 발명의 참고 문헌인 미합중국 특허 제2,883,244호 및 제 3,120,007호에 더 상세히 설명되어 있으며 정의되어 있다. 탈수 또는 부분 탈수 형태의 X 또는 Y제올라이트는 하기의 구조식 1 및 2와 같이 각각 몰 산화물로 표시할 수 있다.The spaces between the tetrahedrons are filled with water molecules, resulting in a continuous or partial dehydration at the molecular level, resulting in crystal structures intertwined with molecular channels. Zeolites are described and defined in more detail in US Pat. Nos. 2,883,244 and 3,120,007, which are incorporated herein by reference. X or Y zeolites in dehydrated or partially dehydrated form may be represented by molar oxides, respectively, as shown in Structural Formulas 1 and 2 below.

[구조식 1][Formula 1]

(0.9±0.2)M2'nO :AL2O3: (2.50±0.5)SiO2: yH2O(0.9 ± 0.2) M 2 ' n O: AL 2 O 3 : (2.50 ± 0.5) SiO 2 : yH 2 O

[구조식 2][Formula 2]

(0.9±0.2)M2'nO AL2O3: wSiO2: yH2O(0.9 ± 0.2) M 2 ' n O AL 2 O 3 : wSiO 2 : yH 2 O

이 사면체의 전기적 원자가는 해당 제올라이트내의 양이온 교환 자리를 차지하고 있는 상기 구조식은 양이온 "M"에 의해 균형이 유지된다. 최초 제조시 나트륨인 이들 양이온은 결정성 알루미노 실리케이트의 분야에 통상의 지식을 가진자라면 잘 알 수 있는 통상의 이온 교환 방법에 의해 다른 양이온으로 대체할 수 있다. 이러한 방법은 일반적으로 제올라이트 또는 제올라이트를 포함한 흡착제 물질을 제올라이트 상에 존재시 바람직한 양이온 또는 양이온의 용해성 염의 수용액과 접촉시킴으로써 실시된다. 소정의 교환이 발생된 후에, 이들 체(sieves)는 수용액으로 부터 제거되고 세척되어 바람직한 함수량으로 건조된다.The electrical valence of this tetrahedron occupies a cation exchange site in the zeolite, and the structural formula is balanced by the cation "M". These cations, which are sodium at the time of manufacture, can be replaced by other cations by conventional ion exchange methods well known to those skilled in the art of crystalline aluminosilicates. This method is generally carried out by contacting the zeolite or adsorbent material, including the zeolite, with an aqueous solution of the preferred cation or soluble salt of the cation when present on the zeolite. After the desired exchange has occurred, these sieves are removed from the aqueous solution, washed and dried to the desired water content.

이러한 방법에 의해, 나트륨 -X 또는 나트륨 -Y 제올라이트내에 불순물 상태로 교환 자리를 차지할 가능성이 있는 나트륨 양이온 및 비나트륨 양이온들을 부분적 또는 거의 완전히 다른 양이온으로 치환할 수 있다. 본 발명의 공정에서 사용된 제올라이트는 양이온 교환 자리에서 칼슘 양이온을 함유하는 것이 필수적이다.By this method, sodium cations and non-sodium cations that are likely to occupy exchange sites in the impurity state in sodium -X or sodium -Y zeolites can be partially or nearly completely different cations. It is essential that the zeolites used in the process of the invention contain calcium cations at the cation exchange site.

대표적으로 분리 공정에서 사용되는 흡착제는 제올라이트 결정 및 비결정 물질을 함유하고 있다. 제올라이트는 일반적으로 비휘발성 물질을 기초로 하여 약 75% 중량% 내지 약 98 중량% 양의 범위의 흡착제 내에서 존재한다. 흡착제의 잔유물은 일반적으로 실리카등의 비결정 물질 또는 점토등의 실리카-알루미나 혼합물 또는 혼합물이Typically the adsorbents used in the separation process contain zeolite crystals and amorphous materials. Zeolites are generally present in the adsorbent in the range of about 75% to about 98% by weight based on the nonvolatile material. Residues of adsorbents generally consist of amorphous materials such as silica or silica-alumina mixtures or mixtures such as clay.

보편적으로, 흡착제는 바람직한 입자 크기의 범위를 가진 추출물, 골재, 정제, 마크로스페어(macrosphere) 또는 과립제 등의 입자 형태로 되어 있다. 본 공정에서 사용된 흡착제는 바람직하게는 0.42-1.19mm의 공칭 구경과 동일한 약 16-40메쉬(미합중국 표준 메쉬)의 입자 크기의 범위를 가진다. 본 발명자들은 칼슘 양이온 및 비결정 결합제를 갖고 있는 X 또는 Y 제올라이트가 상기 서술된 바와같이 선택도 및 다른 필요한 조건을 가지므로, 본 공정의 용도에 적합하다는 것을 발견하였다. 그러나, 칼슘 교환된 Y형 제올라이트가 특히 바람직하다.Typically, the adsorbents are in the form of particles such as extracts, aggregates, tablets, macrospheres or granules having a range of desirable particle sizes. The adsorbents used in this process preferably have a particle size range of about 16-40 mesh (US standard mesh) equal to a nominal aperture of 0.42-1.19 mm. The inventors have found that X or Y zeolites with calcium cations and amorphous binders have selectivity and other necessary conditions as described above, and therefore are suitable for use in this process. However, calcium exchanged Y-type zeolites are particularly preferred.

카르보히드레이트 또는 간단한 당류는 모노사카라이드로 분류된다. 이들 모노사카라이드는 분자당 하나의 케톤 또는 알데히드 단위 및 2이상의 알코올 작용기를 가진 히드록시 알데히드 또는 히드록시 케톤이다. 이러한 모노사카라이드는 그것의 카르보닐 단위를 기초로 하여 알로오스 또는 케토오스로서 분류된다. 케로오스 및 알도오스는 또한 그것의 카르본 뼈대 길이에 의해 분류된다. 따라서, 탄소 5 및 탄소 6의 모노사카라이드는 펜토오스 및 헥소오스로 각각 명명된다. 공지된 알도헥소오스 또는 글루코오스, 만노오스 및 갈락토오스가 해당된다.Carbohydrates or simple sugars are classified as monosaccharides. These monosaccharides are hydroxy aldehydes or hydroxy ketones with one ketone or aldehyde unit per molecule and two or more alcohol functional groups. Such monosaccharides are classified as alloses or ketoses based on their carbonyl units. Keroose and aldose are also classified by their carbon skeleton length. Thus, monosaccharides of carbon 5 and carbon 6 are named pentoses and hexose, respectively. Known aldohexose or glucose, mannose and galactose.

아라비노오스 및 크실로오스는 알도펜노오스로 널리 공지되어 있다. 보편적인 케토헥소오스의 실례로는 프락토오스 및 소르보오스를 들 수 있다. 본 발명은 다른 알Arabinos and xylose are well known as aldofenose. Examples of common ketohexose include fructose and sorbose. The present invention is another egg

따라서, 본 발명의 공정에서 사용되는 원료 혼합물은 아라비노오스 및 적어도 하나의 다른 알도오스의 혼합물로 구성된다. 실제로 다른 모노사카라이드를 제거한 알도오스의 실제 양을 함유하는 포텐셜 원료 혼합물은 일반적으로 식물조직의가수분해물에서 발견된다. 이러한 혼합물은 통상 크실로오스, 아라비노오스, 만노오스, 글루코오스, 및 갈락토오스와 같은 모노사카라이드를 상당량 함유하고 있다. 이들 일반적인 당 이외에도 천연 소오스에서 유도된 원료 혼합물은 그리 알려지지 않은 모노사카라이드 약간 량을 함유하고 있다.Thus, the raw mixture used in the process of the present invention consists of a mixture of arabinose and at least one other aldose. In fact, potential raw mixtures containing actual amounts of aldose removed from other monosaccharides are generally found in hydrolysates of plant tissues. Such mixtures usually contain significant amounts of monosaccharides such as xylose, arabinose, mannose, glucose, and galactose. In addition to these common sugars, the raw mixtures derived from natural sources contain a small amount of monosaccharides which are not well known.

본 발명의 대표적인 원료 혼합물은 고형분의 중량%를 기초로 하여, 0.5%-50%, 4.0%-25%, 1.0%-5.0% 및 50%-20% 범위의 각 비율로 크실로오스, 아라비노오스, 만노오스, 글루코오스 및 갈락토오스를 함유하고 있다. 이외에도 10중량% 고형분까지의 그리 알려지지 않은 당류도 함유하고 있다. 그러나, 본 발명은 천연 원료 혼합물의 분리 뿐만 아니라, 카르보히드레이트의 가공처리 공정에 의해 합성 제조 또는 생산되는 당 혼합물에서 다른 알도오스로 부터 아라비노오스를 분리하는 공정에도 사용할 수가 있다.Exemplary raw material mixtures of the present invention are based on the weight percent of solids, xylose, arabino in each ratio in the range of 0.5% -50%, 4.0% -25%, 1.0% -5.0% and 50% -20%. It contains os, mannose, glucose and galactose. In addition, it contains less-known sugars up to 10% by weight solids. However, the present invention can be used not only for the separation of natural raw material mixtures, but also for the separation of arabinose from other aldoses in sugar mixtures synthesized or produced by the carbohydrate processing.

흡착제의 성질이 본 명세서에 기술된 바와 같이 아라비노오스를 분리하는데 어떻게 관여하는지 분명치는 않지만, 흡착제의 가공크기 선택도만이 분리에 기여한다고 할 수는 없다. 아라비노오스가 유사한 크기의 당분자로 부터 분리되어지므로, 정전기 인력작용뿐만 아니라 입체 인자도 분리에 있어서 중요한 역할을 한다. 결국, 분자 인력이 흡착에 책임이 있다고 단정적으로 언급하는 것은 불가능하지만, 흡착제상의 열린 가공에 특정한 당분자의 방향을 변화시키는 양이온 인력이 결합한 것이라는 설명이 가능하다.It is not clear how the nature of the adsorbent is involved in the separation of arabinose as described herein, but it cannot be said that only the process size selectivity of the adsorbent contributes to the separation. Since arabinose is separated from sugar molecules of similar size, steric factors as well as electrostatic attraction play an important role in the separation. After all, it is impossible to assert assertively that molecular attraction is responsible for adsorption, but it is possible to explain that the open processing on the adsorbent combines cationic attraction that changes the orientation of a particular sugar molecule.

이러한 변호된 방향으로 인해 특정한 양이온의 존재로 변경되는 흡착제의 열린 기공의 모양과 같은 당분자와 상응하는 특수 구조형의 적합한 배열을 제공할 수 있다. 그러므로, 물리적 및 화학 양론적 고찰뿐만 아니라 정전기 상호 작용에 의해서도 이러한 분리에 대한 메카니즘을 제공할 수 있다.This altered orientation can provide a suitable arrangement of sugar molecules and corresponding special structures, such as the shape of the open pores of the adsorbent, altered by the presence of certain cations. Therefore, the mechanism for this separation can be provided not only by physical and stoichiometric considerations but also by electrostatic interactions.

본 발명의 방법으로 고순도의 아라비노오스를 생산하는 것이 가능하지만, 추출 성분이 흡착제에 의해 완전히 흡착되지 않으며, 라피네이트 성분이 흡착제에 의해 완전히 흡착되지 않는것은 아니다, 그러므로, 적은 양의 라피네이트 성분이 추출 스트림내에 나타날 수 있으며, 마찬가지로, 적은 양의 추출 성분이 라피네이트 스트림내에 나타날 수 있다.Although it is possible to produce high purity arabinose by the process of the present invention, the extraction component is not completely adsorbed by the adsorbent and the raffinate component is not completely adsorbed by the adsorbent, therefore, a small amount of raffinate component It can appear in this extraction stream, and likewise, small amounts of extraction components can appear in the raffinate stream.

그다음, 추출물 및 라피네이트 스트림은 서로 더욱 분류되며, 특수한 유분내에서 존재하는 추출 성분 및 특정의 라피네이트 성분의 농도비에 의한 원료 혼합물로 부터 더욱 분류된다. 에를들면, 선택적으로 덜 흡착된 당의 농도에 대해 선택적으로 더욱 흡착된 아라비노오스의 농도비는 추출 스트림에서 가장 높고, 원료 혼합물에서 그다음 높으며, 라피네이트 스트림에서 가장 낮다. 마찬가지로, 선택적으로 더욱 흡착된 아라비노오스에 대해 선택적으로 덜 흡착된 당의 비는 라피네이트 스트림에서 가장 높고, 원료 혼합물에서 그다음 높으며, 추출스트림에서 가장 낮다.The extract and raffinate stream are then further classified to each other and further classified from the raw mixture by the concentration ratio of the extract component and the specific raffinate component present in the particular fraction. For example, the concentration ratio of optionally more adsorbed arabinose to the concentration of selectively less adsorbed sugars is highest in the extraction stream, then higher in the feed mixture, and lowest in the raffinate stream. Likewise, the ratio of selectively less adsorbed sugars to optionally more adsorbed arabinose is highest in the raffinate stream, then higher in the feed mixture, and lowest in the extract stream.

종래의 기술의 다양한 흡착 분리 공정에서 사용된 탈착제 물질은 사용되는 작업 형태와 같은 인자들에 따라 변화된다. 선택적으로 흡착된 원료 성분이 퍼어지 스트림에 의해 흡착제로 부터 제거되는 베드 시스템에 있어서 탈착제의 선택은 그리 중요치 않다.Desorbent materials used in the various adsorptive separation processes of the prior art vary depending on factors such as the type of work used. The selection of desorbents is not critical in bed systems where selectively adsorbed raw material components are removed from the adsorbent by the purge stream.

그러나, 일반적으로 일정 압력과 온도에서 액상을 유지하기 위하여 연속적으로 작동되는 흡착분리 공정에 있어서는, 탈착제 물질은 많은 기준을 만족하도록 신중하게In general, however, in adsorptive separation processes operated continuously to maintain a liquid phase at a constant pressure and temperature, the desorbent material is carefully selected to meet many criteria.

두번째로, 탈착제 물질은 특정의 흡착제 및 특정의 원료 혼합물과 양립성이 있어야만 한다. 더욱 상세하게, 탈착제 물질은 라피네이트 성분에 대한 추출 성분의 흡착제에 의한 임계 선택도를 감소하거나 파괴시켜서는 안된다.Secondly, the desorbent material must be compatible with certain adsorbents and certain raw material mixtures. More specifically, the desorbent material should not reduce or destroy the critical selectivity by the adsorbent of the extract component to the raffinate component.

이외에도, 탈착제 물질은 화학적으로 반응하지 않아야 하고, 또는 추출성분 또는 라피네이트 성분의 화학 반응을 유발해서도 안된다. 추출 스트림 및 라피네이트 스트림은 전형적으로 탈착제 물질과의 혼합물 상태로 흡착제로 부터 제거되며, 탈착물 및 추출 성분 또는 라피네이트 성분을 포함하는 어떠한 화학 반응이라도 추출 생성물 또는 라피네이트 생성물, 또는 이들 둘다의 순도를 감소시킨다. 라피네이트 스트림 및 추출 스트림은 전형적으로 탈착제 물질을 함유하고 있으므로, 첨가적으로 탈착제 물질은 본 공정을 통과하는 원료 혼합물로 부터 쉽게 분리할 수 있는 물질이어야만 한다. 추출 스트림과 라피네이트 스트림 내에 존재하는 최소한 일부의 탈착제 물질을 분리하지 않는다면, 추출 생성물 내의 추출 성분의 농도와 라피네이트 생성물 내의 라피네이트 성분의 농도는 매우 높지 않으며, 이 탈착제 물질은 그 유용성 면에서 본 공정에 재사용될 수 없다.In addition, the desorbent material must not react chemically or cause a chemical reaction of the extract or raffinate component. The extract stream and the raffinate stream are typically removed from the adsorbent in admixture with the desorbent material, and any chemical reaction involving the desorbent and the extracting or raffinate component may be used to extract the extract or raffinate product, or both. Decreases the purity. Since the raffinate stream and the extract stream typically contain a desorbent material, additionally the desorbent material must be a material that can be easily separated from the raw mixture passing through the process. If at least some of the desorbent material present in the extract stream and the raffinate stream is not separated, the concentration of the extract component in the extract product and the concentration of the raffinate component in the raffinate product are not very high, and the desorbent material is not useful. Cannot be reused in this process.

적어도 일부분의 탈착제 물질은 증류 또는 증발에 의해 추출 및 라피네이트 스트림으로 부터 분리될 것이지만, 또한 역 삼투등의 다른 분리 방법도 단독으로 혹은 증류At least a portion of the desorbent material will be separated from the extract and raffinate streams by distillation or evaporation, but also other separation methods such as reverse osmosis alone or distillation.

종래의 기술에 있어서는, 절대적으로 필요하지 않더라도, 특정 특성을 갖는 흡착제 및 탈착제가 선택적인 흡착 공정을 성공적으로 실시하는데 매우 바람직하다고 인식해 왔다. 이러한 특성은 본 공정에서도 동일하게 중요하다. 이러한 특성으로는 흡착제의 부피당 추출 성분의 부피로 표시되는 흡착용량; 라피네이트 성분 및 탈착제 물질에 대한 추출성분의 선택적인 흡착 ; 그리고 흡착제에 대한 및 흡착제로 부터 추출 성분의 충분히 빠른 흡착 및 탈착 속도를 들 수 있다. 물론, 특정 부피의 추출 성분을 흡착하는 흡착제의 용량은 필수적인 것이다; 이러한 용량없이, 흡착제는 흡착 분리 공정에 무용지물이다. 더우기, 추출 성분에 대한 흡착제의 용량이 높으면 높을수록, 흡착제는 더욱 우수한 것이다.In the prior art, although not absolutely necessary, it has been recognized that adsorbents and desorbents having specific properties are highly desirable for successful implementation of selective adsorption processes. This property is equally important in this process. Such characteristics include adsorption capacity expressed as the volume of extraction component per volume of adsorbent; Selective adsorption of the extract component to the raffinate component and the desorbent material; And sufficiently fast adsorption and desorption rates of the extraction components to and from the adsorbent. Of course, the capacity of the adsorbent to adsorb a specific volume of extraction components is essential; Without this capacity, the adsorbent is useless in the adsorptive separation process. Moreover, the higher the capacity of the adsorbent for the extract component, the better the adsorbent.

특정한 흡착제의 용량을 증가시킴으로써 원료 혼합물의 특정한 투입 속도(charge rate)에서 기지 농도의 추출 성분을 분리하는데 필요한 흡착제의 양을 감소시킬 수 있다. 특정한 흡착 분리에 필요한 흡착제 양이 감소함으로 인해 분리 공정의 원가를 줄일 수 있다. 흡착제의 양호한 초기 용량이 실제 사용하에서 분리 공정중에 경제적으로 바람직한 수명으로 유지되는 것이 중요하다. 두번째로 필요한 흡착제의 특성은 원료의 성분을 분리하는 흡착제의 능력이다. 다시 말해서, 흡착제가 다른 성분과 비교해 볼때 하나의 성분에 대해 흡착 선택도(B)를 가진다는 것이다. 상대 선택도는 다른 성분과 비교했을 때 하나의 원료 성분에 대한 것 뿐만 아니라, 원료 혼합물 성분 및 탈착제Increasing the capacity of a particular adsorbent may reduce the amount of adsorbent required to separate the extract component of known concentration at a particular charge rate of the feed mixture. The cost of the separation process can be reduced by reducing the amount of adsorbent required for a particular adsorptive separation. It is important that the good initial capacity of the adsorbent be maintained economically desirable during the separation process under practical use. The second necessary adsorbent property is the ability of the adsorbent to separate the components of the raw material. In other words, the adsorbent has adsorption selectivity (B) for one component as compared to the other components. Relative selectivity is not only for one raw material component compared to the other ingredients, but also for the raw material mixture component and the desorbent

[수학식1][Equation 1]

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기식에서 C 및 D는 중량 퍼센트로 표시된 원료의 2성분이며, 하첨자 A 및 U는 각각 흡착 및 비흡착상을 나타낸다.In the above formula, C and D are two components of the raw material expressed in weight percent, and subscripts A and U represent adsorption and nonadsorption phases, respectively.

평형 상태는 흡착제 베드위로 통과하는 원료의 조성이 흡착제 베드와 접촉후에도 변화되지 않을 때로 정한다. 다시말해서, 비흡착 및 흡착 상 사이에서 일어나는 총물질 전달이 없는 단계이다. 2성분의 선택도가 1.0에 가까우면, 흡착제에 의한 다른 성분에 대한한 성분의 우선적 흡착은 일어나지 않는다; 즉, 2성분은 서로 동일한 정도로 흡착(또는 비-흡착)된다. (B)가 1.0보다 적거나, 크면, 흡착제에 의해 한성분이 다른 성분에 대해 우선적으로 흡착되는 상태가 된다. 성분 D에 대한 한 성분 C의 흡착제에 의한 선택도를 비교해 보면 (B)가 1.0이상일 경우는 흡착제 내에서 성분 C가 우선적으로 흡착됨을 나타낸다.Equilibrium is defined when the composition of the raw material passing over the adsorbent bed does not change even after contact with the adsorbent bed. In other words, there is no total mass transfer between the nonadsorbed and adsorption phases. If the selectivity of the two components is close to 1.0, no preferential adsorption of the components to the other components by the adsorbent occurs; That is, the two components are adsorbed (or non-adsorbed) to the same extent to each other. If (B) is less than or greater than 1.0, one component is preferentially adsorbed to another component by the adsorbent. Comparing the selectivity by component C adsorbent with respect to component D, when (B) is at least 1.0, component C is preferentially adsorbed in the adsorbent.

(B)가 1.0이하일때는 성분 D가 우선적으로 흡착되어 비 흡착상에 성분 C를 더 남겨두고, 흡착상 내에 성분 D를 더 많이 남기게 된다. 이상적으로 탈착제 물질은 모두 추출 성분에 대하여 약 1과 같거나 또는 근소하게 1보다 적은 선택도를 가져야만 하는데, 이는 모든 추출 성분이 탈착물의 알맞은 흐름 속도에서 탈착되며, 추출 성분은 연속 흡착 단계에서 탈착제 물질을 치환할 수 있도록 하기 위해서이다. 반면, 라피네이트 성When (B) is 1.0 or less, component D preferentially adsorbs, leaving more component C in the non-adsorption phase and leaving more component D in the adsorption phase. Ideally, the desorbent materials should all have a selectivity equal to or slightly less than about 1 for the extract component, which means that all extract components desorb at the proper flow rate of the desorbent and the extract components are subjected to a continuous adsorption step. In order to be able to substitute the desorbent material. In contrast, raffinate

교환 속도가 빠르므로 적은 양의 탈착제 물질이 본 공정을 통해 펌프되고, 역시 적은양의 탈착제 물질이 재사용을 위하여 추출 스트림으로 부터 분리된다.Due to the fast exchange rate, a small amount of desorbent material is pumped through the process and again a small amount of desorbent material is separated from the extract stream for reuse.

탈착-흡착 작업은 원료 혼합물 및 탈착제 물질과 교대로 접촉되는 밀집 고정 베드에서 수행되며, 그 경우에 있어서 이 공정은 반 연속적으로만 진행된다. 일반적으로 수윙 베드 시스템으로 언급되는 또 다른 구체적 실례에서는 흡착제로 구성된 2 또는 그 이상의 정지 상태 베드 한세트를 적절한 밸브와 함께 사용하여 원료 혼합물은 한세트의 흡착제 베드 하나 또는 그 이상을 통과하고, 탈착제 물질은 한세트로 되어 있는 다른 베드 하나 또는 그 이상을 통과하도록 되어 있다. 원료 혼합물 및 탈착제 물질의 흐름은 이러한 베드내의 흡착제를 통해 위 또는 아래에 존재한다. 정지상태의 베드에서 유체-고체 접촉에 사용되는 어떠한 임의의 장치라도 사용될 수 있다.The desorption-sorption operation is carried out in a dense fixed bed which is in alternating contact with the raw material mixture and the desorbent material, in which case the process proceeds only semi-continuously. In another specific example, commonly referred to as a wing bed system, two or more sets of stationary beds of adsorbent are used with appropriate valves so that the raw material mixture passes through one or more sets of adsorbent beds, and the desorbent material It is intended to pass through one or more of the other beds in a set. The flow of raw mixture and desorbent material is present above or below through the adsorbents in these beds. Any device used for fluid-solid contact in a stationary bed may be used.

그러나, 이 베드 또는 유사 이동 베드 흐름 시스템은 고정 베드 시스템보다 더욱 큰 분리 효율을 가지므로, 바람직하다. 이 베드 또는 유사 이동 베드 공정에 있어서However, this bed or similar moving bed flow system has a higher separation efficiency than a fixed bed system and is therefore preferred. In this bed or similar moving bed process

D.B. Broughtion의 미 합중국 특허 제2,985,589호에는 그와 같은 유동 시스템의작동 원리 및 순서가 기술 되어 있으며, 또한 "Continusous Adsorptive Processing--A New SeparationTechnique" (1969년 4월1일 일본, 토오쿄오에서 34th Annual Meeting of the Society of ChemicalEnginner에서 D.B.Broughtion의 발표)라는 제목의 논문에 유사 이동 베드 향류 공정 흐름 개요도가 더욱 상세히 설명되어 있다. 본 발명의 공정에 사용이 적합한 유사 이동 베드 유동 시스템의 또 다른 구체적 실례로는 본 발명의 참고 문헌인 Gerhold의 미합중국 특허 제4,402,832호에 기술된 고효율 병류의 유사 이동 베드 공정이 설명되어 있다.D.B. Broughtion's US Patent No. 2,985,589 describes the principle and sequence of operation of such a flow system, as well as the “Continuous Adsorptive Processing--A New Separation Technology” (34th Annual Meeting, Tokyo, Japan, April 1, 1969). A pseudo mobile bed countercurrent process flow schematic is described in more detail in a paper entitled DBBroughtion's presentation of the Society of Chemical Enginner. Another specific example of a pseudo mobile bed flow system suitable for use in the process of the present invention describes a highly efficient cocurrent pseudo mobile bed process described in US Pat. No. 4,402,832 to Gerhold, which is incorporated herein by reference.

본 발명이 유동 시스템의 어떠한 형태로도 실행되는 반면에, 작업 방법은 흡착제 선택에 영향을 미칠 것이다. 스윙 베드 시스템은 탈착제 선택에 덜 민감하므로, 그 공정은 상기 언급된 탈착제의 광범위한 부류로 부터 선택된 어떠한 물질과도 잘 진행될 수 있을 것이다. 그러나, 일반적으로, 액상을 유지하기 위하여 일정 압력 및 온도에서 연속 조작되는 흡착 분리 공정에 있어서, 탈착제 물질은 더욱 세심하게 선택되어야만한다.While the present invention is practiced in any form of flow system, the method of operation will affect the adsorbent selection. Since the swing bed system is less sensitive to desorbent selection, the process will work well with any material selected from the broad class of desorbents mentioned above. However, in general, in adsorptive separation processes operated at constant pressure and temperature to maintain a liquid phase, the desorbent material must be selected more carefully.

상기 언급된 바람직한 탈착제 부류가 가장 큰 유리함을 제공하는 공정은 연속 분리 공정에서이다.The process in which the abovementioned preferred class of desorbents provides the greatest advantage is in the continuous separation process.

적어도 일부분의 추출물 유출 스트림은 분리 장치를 통과하여 그곳에서 적어도At least a portion of the extract effluent stream passes through the separation device and at least there

액체 및 증기상 조작 모두가 많은 흡착 분리 공정에서 사용될 수 있지만, 액체상 조작은 증기상 조작으로 얻을 수 있는 추출 생성물의 수율 보다 더 높은 수율을 나타내며, 저온을 필요로 하기 때문에 본 공정에 필요하다. 흡착조건으로는 약 20℃-약 200℃(바람직하기로는 약 20℃-약 100℃)범위의 온도 및 대기압 내지 약 500psing(3448 kPa gage)의 압력 범위(바람직하게는 대기압에서 액체상을 유지하는데 필요한 압력)를 들 수 있다. 탈착 조건으로는 흡착조건에서 사용된 것과 같은 온도 및 압력 범위를 들 수 있다.Both liquid and vapor phase operations can be used in many adsorptive separation processes, but liquid phase operations are required for this process because they yield higher yields than the yields of extractable products obtainable by vapor phase operations and require low temperatures. Adsorption conditions include a temperature in the range of about 20 ° C. to about 200 ° C. (preferably about 20 ° C. to about 100 ° C.) and a pressure range of about 500 psing (3448 kPa gage) (preferably to maintain the liquid phase at atmospheric pressure). Pressure). Desorption conditions include the same temperature and pressure ranges as used for adsorption conditions.

본 발명의 공정을 이용할 수 있는 단위의 크기는 파일로트 공장규모(본 출원의 양수인 미합중국 특허 제3,706,812호 참고의 단위에서 부터 상업상 규모까지 어디서나 변화할 수 있으며, 시간당 몇 CC의 적은 흐름 속도에서 부터 시간당 수천 겔론의 흐름 속도의 범위까지 다양하다.The size of the unit that can utilize the process of the present invention can vary anywhere from the pilot plant scale (unit of reference to U.S. Patent No. 3,706,812, the assignee of this application, to commercial scale, from a small flow rate of several CCs per hour) They range from a flow rate of thousands of gallons per hour.

다음의 실시예는 본 발명의 공정을 설명하기 위해 개시된 것이지 첨부된 특허 청구의 범위를 제한하려는 의도로 개시된 것이 아니다.The following examples are disclosed to illustrate the process of the invention and are not intended to limit the scope of the appended claims.

역학적 시험장치는 흡착 용량, 선택도 및 교환 속도와 같은 흡착제 특성을 측정하기 위하여 원료 혼합물 및 탈착제 물질과 함께 여러가지 흡착제를 시험하기 위해 사용되었다. 그 장치는 반응기의 상호 반대쪽 말단부에 입구 및 출구부를 가진 대략 70cc 부피의 흡착 반응기로 구성되어 있다. 반응기는 온도 조절 장치내에 있으며, 이외에도, 압력 조절장치가 미리 결정된 일정 압력에 반응기를 조작하기 위하여 사용된다. 크로마토그래피 분석장치는 반응기의 출구라인에 부착될 수 있으며, 흡착 반응기에서 배출되는 방출 스트림중의 1 이상의 성분을 정량적으로 검사하기 위하여 또는 정량적으로 측정하기 위하여 사용된다. 본 방치 및 다음의 일반적인 공정을 사용하여 수행되는 펄스 시험은 다양한 흡착제 시스템에 대한 선택도 및 다른 데이타를 결정하기 위하여 사용된다. 흡착제는 흡착제 반응기를 통해 탈착 물질을 통과시킴으로써 특정의 탈착제 물질과 평형이 되도록 충진된다. 임의의 시간에서, 탈착제로 희석된 비-흡착된 폴리 사카라이드 추척 maltrin-DP4+알도오도 및 다른 추적 당류의 기지의 농도를 함유하는 한 펄스의 원료를 몇 분 동안 주입한다.Mechanical test equipment was used to test various adsorbents with raw material mixtures and desorbent materials to measure adsorbent properties such as adsorption capacity, selectivity and exchange rate. The apparatus consists of an approximately 70 cc volume adsorption reactor with inlets and outlets at opposite ends of the reactor. The reactor is in a thermostat, in addition a pressure regulator is used to operate the reactor at a predetermined constant pressure. A chromatographic analyzer can be attached to the outlet line of the reactor and used to quantitatively inspect or quantitatively examine one or more components in the discharge stream exiting the adsorption reactor. Pulse tests performed using this apparatus and the following general process are used to determine selectivity and other data for various adsorbent systems. The adsorbent is filled to equilibrate with the particular desorbent material by passing the desorbent material through the adsorbent reactor. At any time, a pulse of stock is injected for several minutes containing a known concentration of non-adsorbed polysaccharide chase maltrin-DP 4+ aldodo and other trace sugars diluted with desorbent.

탈착제 흐름을 재개한 뒤 추적자 및 알도오스가 액체-고체 크로마토그래픽 조작으로서 용출된다. 방출물은 분획분별로 수거하고, 크로마토그래피 장치 및 전개된 성분 피크와 상응하는 엘벨로프(envelope)의 궤적을 사용하여 분석된다.The tracer and aldose are eluted as a liquid-solid chromatographic operation after resumption of the desorbent flow. Emissions are collected fractionally and analyzed using the chromatographic apparatus and the trajectory of the envelope corresponding to the developed component peaks.

시험에서 얻어진 정보로 부터, 흡착제 성능은 추출물 또는 라피네이트 성분에 대한 체류 부피, 다른 성분에 대한 한 성분의 선택도, 및 탈착제에 의한 추출 성분의 탈착속도등으로 평가될 수 있다.From the information obtained in the test, the adsorbent performance can be estimated by the retention volume for the extract or raffinate component, the selectivity of one component for the other, and the desorption rate of the extract component by the desorbent.

추출물 및 라피네이트 성분의 체류 부피는 추출물 또는 라피네이트 성분의 피크3 The retention volume of the extract and raffinate component is peak 3 of the extract or raffinate component.

하기의 실시예는 본 발명의 공정을 더욱 설명하고자 개시된 것이지, 상기 공정의 범위를 제한하고자 개시된 것이 아니다.The following examples are disclosed to further illustrate the process of the present invention, not to limit the scope of the process.

실시예는 상기 역학적 시험 장치를 사용할 때, 다양한 탈착제 물질 및 흡착제 물질에 시험 결과를 나타낸 것이다.The examples show the test results for various desorbent materials and adsorbent materials when using the mechanical test apparatus.

[실시예 1]Example 1

본 실시예에서, 시험은 탄수화물 혼합물로 부터 아라비노오스의 분리를 측정하기 위하여 양이온 교환 자리에 Ca 이온을 가진 Y형 제올라이트를 사용하여 진행되었다. 본 실시예의 칼슘 교환된 Y형 제올라이트는 유기 결합체에 결합되어 있으며, 0.71gm/ml의 평균 벌크 밀도를 가지고 있다. 흡착제는 70cc의 총 부피를 가진 8.4mm 직경의 컬럼내에 충진되어 있다. 표 1에 나타낸 탄수화물 혼합물 30ml로 구성된 원료 혼합물은 22%고형분을 함유한 용액이 얻어지도록 70ml 증류수로 희석하였다.In this example, the test was carried out using Y-type zeolites with Ca ions at the cation exchange site to determine the separation of arabinose from the carbohydrate mixture. The calcium exchanged Y-type zeolite of this example is bound to the organic binder and has an average bulk density of 0.71 gm / ml. The adsorbent is packed in a 8.4 mm diameter column with a total volume of 70 cc. The raw material mixture, consisting of 30 ml of the carbohydrate mixture shown in Table 1, was diluted with 70 ml distilled water to obtain a solution containing 22% solids.

[표1]Table 1

Figure kpo00002
Figure kpo00002

또한, 원료 혼합물은 소량의 색소체를 함유한다. 실험은 1.22cc/분의 유속 및 65℃의 온도에서 컬럼을 통해 물탈착제를 통과시켜 시작되었다. 임의의 시간에서, 상기 탈착제의 흐름이 즉각 개시된 후, 10ml의 원료를 컬럼내로 주입하였다. 제1도는 당 및 색소체의 대한 흡착제의 체류를 도식적으로 표현한 것이다.In addition, the raw material mixture contains a small amount of the dye. The experiment was started by passing a water desorbent through the column at a flow rate of 1.22 cc / min and a temperature of 65 ° C. At any time, 10 ml of raw material were injected into the column after the flow of the desorbent started immediately. 1 is a schematic representation of the retention of adsorbents on sugars and pigments.

색소체의 프로파일은 320mm에서 자외선 흡착을 측정하여 결정되었다.The profile of the chromosome was determined by measuring ultraviolet adsorption at 320 mm.

각 농도 곡선의 평균 중간점은 색소체 뿐만 아니라 다른 원료 혼합물 당류로부터 아라비노오스의 최적 분리를 나타낸다. 아라비노오스는 가장 선택적으로 체류되는 성분임이 명백하다. 한편, 실제로 일부분의 아라비노오스 곡선이 크실로오스-갈락 토오스 곡선내에 있지만, 이러한 것은 원료내에 존재하는 비분리된 크실로오스가 많기 때문이며, 분리를 실시하는데 효력이 없다는 것을 의미하는 것은 아니다. 실험으로 부터 얻어진 데이타로부터, 표 2의 선택도가 계산되었다.The mean midpoint of each concentration curve represents the optimal separation of arabinose from the chromosomes as well as other raw material mixture sugars. It is clear that arabinose is the most selectively retained ingredient. On the other hand, although some arabinose curves are actually in the xylose-galactose curves, this is due to the large number of unseparated xyloses present in the raw material and does not mean that they are ineffective in carrying out the separation. From the data obtained from the experiments, the selectivity in Table 2 was calculated.

[표2][Table 2]

Figure kpo00003
Figure kpo00003

이들 선택도는 상당한 정도로 아라비노오스가 분리되었음을 명백히 나타낸다.These selectivity clearly indicates that the arabinose has been separated to a significant extent.

[실시예 2]Example 2

다른 원료 혼합물로 부터 아라비노오스가 분리됨을 입증하기 위하여, 또 다른 시험이 실시예 I의 Y형 제올라이트 및 동일한 시험 장치를 사용하여 진행되었다. 원료 혼합물은 20중량 %의 고형분을 함유한 용액이 되도록 증류수로 희석한 표 3의 탄수화물 혼합물로 구성된 것이다To demonstrate the separation of arabinose from other raw material mixtures, another test was conducted using the Y zeolite of Example I and the same test apparatus. The raw material mixture consists of the carbohydrate mixture of Table 3 diluted with distilled water to be a solution containing 20% by weight solids.

[표3]Table 3

Figure kpo00004
Figure kpo00004

실험은 0.81cc/분의 유속 및 65℃의 온도에서 상향 흐름 방법(upflow manner)으로 컬럼을 통해 물탈착제를 통과시켜 시작되었다. 한 점에서 한 펄스당 10ml의 원료 혼합물을 상기 탈착제의 흐름이 개시된 직후, 컬럼내로 주입하였다. 제 2도는 흡착제에 의한 당의 상대적 체류를 도식적으로 나타낸 것이다.The experiment was started by passing the water desorbent through the column in an upflow manner at a flow rate of 0.81 cc / min and a temperature of 65 ° C. At one point, 10 ml of the raw mixture per pulse was injected into the column immediately after the flow of the desorbent began. Figure 2 graphically shows the relative retention of sugars by adsorbents.

성분 엔벨로프(envelope)의 평균 중간점을 생각해 보면, 만노오스 및 글루코오스로부터 아라비노오스가 양호하게 분리되었음이 명백하다. 이러한 정보로부터, 글루코오스에 대한 아라비노오스의 선택도는 2.63이고 만노오스에 대한 아라비노오스의 선택도는 1.23임이 졔산되며, 칼슘-Y형 흡착제가 정량적으로 아라비노오스로부터 글루코오스 뿐만 아니라 만노오스를 분리할 수 있음이 나타나 있다. 또한, 이러한 데이터는 프록토오스로 부터 아라비노오스의 분리가 일어나지 않으므로, 흡착제들이 이 상당한 예측Considering the mean midpoint of the component envelope, it is clear that arabinose was well separated from mannose and glucose. From this information, the selectivity of arabinose to glucose is 2.63 and the selectivity of arabinose to mannose is 1.23, and calcium-Y type adsorbent can quantitatively separate mannose as well as glucose from arabinose. It can be shown. In addition, these data indicate that the separation of arabinose from fructose does not occur, so adsorbents make this significant prediction.

[실시예 3]Example 3

흡착제로서의 칼슘-X형 제올라이트의 용도는 본 시험에서 입증된다. 이 실험의 X형 제올라이트는 양이온 교환 자리에서 칼슘 이온을 함유하고 있으며, 유기 결합체 중에 결합되어 있고, 0.83gm/ml의 평균 벌크 밀도를 가지고 있다. 이러한 흡착제는 70cc의 총부피를 가진 8.4mm 직경의 컬럼내에 충진되었다. 물탈착제로 희석되고, 표 4의 탄수화물들을 함유한 원료 한홉물이 제조되었다.The use of calcium-X zeolites as adsorbents is demonstrated in this test. Type X zeolites in this experiment contain calcium ions at the cation exchange site, are bound in organic binders, and have an average bulk density of 0.83 gm / ml. This adsorbent was packed into a 8.4 mm diameter column with a total volume of 70 cc. One hop raw material was prepared, diluted with water desorbent and containing the carbohydrates of Table 4.

[표4]Table 4

Figure kpo00005
Figure kpo00005

처음에, 탈착제는 1.08cc/분의 유속 및 65℃의 온도에서 컬럼을 통해 통과되었다. 그후, 10ml의 원료 용액을 컬럼내로 주입하였다. 주입 이후, 탈착제 흐름이 재개되었다. X형 흡착제에 의한 당의 체류가 제3도에서 도식적을 도시되었다. 각 성분 곡선에 대한 평균 중간점을 비교해 봄으로써 다른 원료 혼합물 당들로부터 아라비노오스가 양호하게 분리되었음을 알 수 있다. 이러한 데이타에서, 아라비노오스 곡선에 대한 전면적인 중간점은 명백히 다른 곡선의 오른쪽에 위치하고 있다. 그러므로, X형 제 올라이트를 사용하여 본 발명의 분리를 실시할 수 있다.Initially, the desorbent was passed through the column at a flow rate of 1.08 cc / min and a temperature of 65 ° C. Thereafter, 10 ml of the raw material solution was injected into the column. After injection, the desorbent flow resumed. The retention of sugars by the type X adsorbent is shown schematically in FIG. By comparing the mean midpoints for each component curve, it can be seen that arabinose was well separated from other raw mixture sugars. In this data, the overall midpoint for the arabinose curve is clearly located to the right of the other curve. Therefore, the separation of the present invention can be carried out using an X-type zeolite.

Claims (7)

알도펜토오스와 알도 헥소오스로 구성된 군에서 선택된 모노사카라이드 및 아라비노오스를 포함하고 있는 수용성 원료 혼합물로 부터 아라비노오스를 분리하는 방법에 있어서, 흡착 조건에서 교환성 양이온 자리에 칼슘 양이온을 갖는 Y 또는 X형 제 올라이트로 구성된 바륨-유리 흡착제를 상기 혼합물과 접촉시키고 상기 아라비노오스를 선택적으로 흡착시켜 상기 모노사카라이드를 배제하고, 상기 원료 혼합물의 비흡착 부분을 상기 탈착제와 접촉 상태에서 제거한 후, 탈착 조건에서 탈착시켜 고순도의 아라비노오스를 회수하는 것을 특징으로 하는 아라비노오스의 분리 방법.A method for separating arabinose from a water-soluble raw material mixture comprising monosaccharides and arabinose selected from the group consisting of aldopentose and aldo hexose, wherein the adsorption condition has a calcium cation A barium-glass adsorbent composed of Y or X zeolite is contacted with the mixture and selectively adsorbs the arabinose to exclude the monosaccharide, and the non-adsorbed portion of the raw material mixture is in contact with the desorbent After the removal in a desorbed conditions, the desorption conditions of the arabinose, characterized in that to recover a high purity arabinose. 제1항에 있어서, 상기 원료 혼합물을 크실로오스, 글로코오스, 갈락토오스, 만노오스 및 람노오스로 구성된 군으로 부터 선택된 모노 사카라이드와 아라비노오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the raw material mixture comprises monosaccharides and arabinose selected from the group consisting of xylose, glocoose, galactose, mannose and rhamnose. 제1항에 있어서, 상기 탈착제가 물로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the desorbent is comprised of water. 제3항에 있어서, 상기 흡착제가 교환성 양이온 자리에 칼슘 양이온을 갖는 Y형 제올라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.4. A method according to claim 3, wherein the adsorbent consists of a Y-type zeolite having a calcium cation in the exchangeable cation site. 제1항에 있어서, 상기 분리가 유사 이동 베드 흐름 방법(simulated moving bed flow scheme)으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein said separation is performed in a simulated moving bed flow scheme. 제5항에 있어서 상기 유사 이동 베드 흐름이 향류 흐름을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5 wherein said pseudo moving bed flow uses a countercurrent flow. 제5항에 있어서 상기 유사 이동 베드 흐름이 병류 흐름을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5 wherein said pseudo moving bed flow uses cocurrent flow.
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