NO157507B - Fremgangsmaate for fremstilling av et soetningsmiddel. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for fremstilling av et søtnings-middel på melkebasls, ved hvilken lactose hydrolyseres under omdannelse til glucose og galactose ved hjelp av en sterkt sure kationbytter med en tverrbindingsgrad på 5,5-10% ved parallellgjennomstrømning av en lactoseløsning gjennom et fast sjikt av den sterkt sure kationbytteren, hvorved hydrolysen drives til en hydrolysegrad på 40-100% ved en temperatur på 80 - 150°C eller fortrinnsvis 90 - 120°C ved en strøm-ningshastighet på 2 - 0,5 sjiktvolumer pr. time, svarende til en omvandlingshastighet av lactose til glucose og galactose på 0,5 - 2 timer, hvoretter det erholdte glucose-galactoseprodukt avkjøles til en temperatur på 10 - 20°C og tas ut for direkte anvendelse, for mellomlagring eller for videre behandling. Tørrstoffinnholdet i den behandlede lactoseløsning holdes ved 35 - 90% eller fortrinnsvis 40 - 60%. Oppfinnelsen angår også et stningsmiddel fremstilt ifølge denne fremgangsmåte.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av et søtningsmiddel..

Lactose kan utvinnes fra et hvilket som helst melke-produkt slik som helmelk, skummet melk, kjernemelk, myse, keso-myse og lignende. Av spesiell interesse er det å frem-stille lactose fra myse, som ofte betraktes som et unyttig biprodukt.

Lactose har ubetydelig søt smak og for å nyttiggjøre lactose som søtningsmiddel må lactosen omdannes eller spal-

tes til de mere søte sukkerartene glucose og galactose. Det er kjent å utføre en slik omdannelse ved hydrolyse med syre, ionebytter eller enzym. En slik metode beskrives sammen med andre hydrolyseringsmetoder eksempelvis i Journal of Dairy Science, vol. 64, sidene 1759-1771, "Beta-Galaktosidase: Review of Recent Research", M.L.Richmond, J. I, Gray og C. n Stine.

Slike tidligere kjente metoder for omdannelse av

lactose til glucose og galactose har imidlertid funnet sted med forholdsvis lavt tørrstoffinnhold (TS-innhold) og/eller relativt lav hydrolyseringsgrad, og omsetningshastigheten ved hydrolyseringen har vært lav. Man har betraktet det ikke å være mulig å hydrolysere lactose med et tørrstoffinnhold på mere enn 20 til 40%, hvorfor hydrolyseringsgraden eller omsetningshastigheten ved hydrolysen har vært uheldig lav. På grunn av den lave hydrolyseringsgrad ved visse kjente fremgangsmåter, inneholder den erholdte sukkerløsning for-

uten glucose og galactose også en viss mengde gjenværende lactose, hvilket spesielt ved lang lagring over lav temperatur risikerer å krystallisere ut. Det lave TS-innhold eller den lave hydrolyseringsgrad medfører at metodene bli økonomisk utilfredsstillende og at det endelige produkt kan bli så ut-spedd eller får en slik sammensetning at det må viderebehandles for å bli praktisk anvendbart for mange formål.

En metode for hydrolyse av lactose er også kjent fra

US patentskrift 4067748. Ifølge denne fremgangsmåte hydrolyseres lactose ved hjelp av en sterkt sur kationbytter, fortrinnsvis en sterkt sur polystyren-ionebytterharpiks. Ved den patenterte metode angis at hydrolysen kan skje med et tørrstoffinnhold på 20-40%, eksempelvis 30%, og at hydrolysen skjer ved hjelp av en ionebytterharpiks med meget lavt tverrbindingstall, fortrinnsvis et tverrbindingstall mellom 0,5 og 5%.

Også ved den således patenterte metode arbeides det med lactose med et tørrstoffinnhold som er så lavt at den for mange formål ikke er direkte anvendbar, men må underkastes ytterligere behandling slik som inndampning. Ennvidere anvendes en ionebytterharpiks med meget lavt tverrbindingstall, hvilket er mulig og som kan være hensiktsmessig ved de angitte lave tørrstoffinnhold, men som derimot ikke vil være praktisk mulig ved høyere tørrstoffinnhold avhengig av at det osmotiske trykk ved høyt tørrstoffinnhold blir så høyt at det er sjanse for at ionebytterharpikskulene sprek-ker og dermed ødelegges.

Ifølge patentskriftet skjer ennvidere lactoseomdannelsen under omrøring av lactose sammen med ionebytterharpiksen, hvilket medfører sprekkdannelse og slitasje av ionebytterharpikskulene. Alternativt angies det at lactoseomdannelsen kan finne sted ved at ionebytterharpiksen tillates suksessivt å synke nedover i en kolonne i motstrøm med en oppovergående lactoseholdig væske, og ved at ionebytterharpiksen resir-kuleres til toppen av kolonnen.

De kjente metoder er således ufordelaktige dels ved at man tvinges til å arbeide med forholdsvis lave tørrstoffinn-hold i lactosen, dels også at man har ansett det som nød-vendig eller fordelaktig å gjennomføre hydrolysen ved hjelp av en ionebytterharpiks med meget lavt tverrbindingstall, noe som ved høye tørrstoffinnhold risikerer å ødelegge ionebytterharpiksen, og at prosessen drives under omrøring av lactose og ionebytterharpiks, hvilke forholdsregler totalt leder til at man får påtagelig lange omdannelsestider av lactose til glucose og galactose.

Man skulle kunne mistenke at en anvendelse av en ionebytterharpiks med høyere tverrbindingstall enn hva som nevnes i de tidligere kjente publikasjoner, eller en omdannelse av lactose med høyere tørrstoffinnhold eller med en lactoseom-dannelse ved passering av lactosen gjennom et fast sjikt av ionerbyttermassen skulle lede til lengre omvandlingstider for lactose til glucose og galactose, eller alternativt til en lavere hydrolysegrad for bibeholdt driftstid, men det har forbausende nok vist seg at så ikke er tilfellet, men at man ifølge oppfinnelsen kan arbeide med høyere tørrstoffinn-hold og ionebyttermasser med høyere tverrbindingstall og med en omdannelse i et fast sjikt av ionebyttermasse og tross dette oppnå forbausende korte omvandlingstider og meget høy hydrolysegrad.

Målet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for fremstilling av søtningsmiddel av lactose, hvilken fremgangsmåte bevirker en praktisk og økonomisk fremstilling av det ønskede søtningsmiddel.

Et annet mål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en

slik fremgangsmåte ved hvilken tørrstoffinnholdet i lactose-løsningen kan holdes vesentlig høyere enn hva som hittil har vært mulig, og der tørrstoffinnholdet i det sluttelige produkt blir tilsvarende høyere enn hva som tidligere har vært ansett mulig uten inndampning eller annen videre behandling av det hydrolyserte produkt.

Et ytterligere mål med oppfinnelsen er å tilveiebringe

en fremgangsmåte for fremstilling av et søtningsmiddel av lactose, ifølge hvilken man holder et vesentlig høyere tørr-stoffinnhold enn hva som tidligere har vært anvendbart, ved hvilket man erholder en høyere hydrolysegrad enn som tidligere har vært vanlig og ved hvilket man dessuten kan drive fremgangsmåten slik at omløpshastigheten blir vesentlig hurtigere enn hva som tidligere har forekommet.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for fremstilling av et søtningsmiddel, hvilken fremgangsmåte er kjenne-tegnet ved at lactose med en pH-verdi på mindre enn 7 opp-løses i vann ved en temperatur på 80 - 150°C, eller fortrinnsvis 90 - 120°C, til et tørrstoffinnhold på mellom 40 og 80%, eller fortrinnsvis mellom 50 og 60%, eller ved at et lactosepermeat med samme tørrstoffinnhold oppvarmes til samme temperatur hvoretter den dannede lactoseløsning hydrolyseres ved at lactoseløsningen under parallellgjennomstrømning presses gjennom et fast sjikt av en sterkt sur kationbytter med en tverrbindingsgrad på 5,5 - 10%, hvorved det erholdes en omvandling av lactose til glucose og galactose, og at hydrolysen drives til en hydrolysegrad på 40 - 100%, eller fortrinnsvis 70 - 90%, ved en strømningshastighet på 2,0 - 0,5 sjiktvolumer pr. time svarende til en omvandlingstid for lactose til glucose og galactose på 0,5 - 2 timer, hvoretter det erholdte glucose-galactoseprodukt avkjøles til en temperatur på 10 - 20°C og tas ut for direkte anvendelse, for mellomlagring eller for videre behandling.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen går man ut fra lactose i vannløsning eller permeat med et tørrstoffinnhold på mellom 40 og 80%. Fortrinnsvis gies lactoseløsningen et tørrstoffinnhold på mellom 50 og 60%. Hvis lactosen skal løses i vann heves temperaturen til mellom 80 og 150°C, eller fortrinnsvis til mellom 90 og 120°C. Ved høy temperatur løses lactose mer fullstendig og derved erholdes høyere TS-innhold enn ved lavere temperaturer. Det høye TS-innhold på lactoseløsningen medfører den fordel at man erholder en konsentrert løsning, hvilken ikke behøver å inndampes og som gir en høy kapasitet ved fremgangsmåten. Avhengig av fra hvilket utgangspunkt lactosen fremstilles, kan pH-verdien i lactoseløsningen variere, men normalt ligger pH-verdien under 7 og fortrinnsvis ved en pH på 5-6.

Eventuelt kan lactoseløsningen filtreres for å klare løsningen, men dette er ikke helt nødvendig da lactoseløs-ningen umiddelbart efter oppløsning i vann kan viderebehandles til spaltning av lactosen til glucose og galactose.

Denne viderebehandling av lactoseløsningen skjer ved

en sur heterogen katalyse, i dette tilfelle hydrolyse, hvorved lactoseløsningen behandles med en sterkt sur kationbytter, f.eks. polystyren-sulfonsyre eller med en hvilken som helst annen ionebytter oppbygd med polymer. For å kunne arbeide med de angitte høye tørrstoffinnhold og samtidig opprettholde raske omløpshastigheter ved hydrolysen av lactose til glucose og galactose bør hensiktsmessig en kationbytter for dette formål ha en passende lav tverrbindingsgrad, eksempelvis en tverrbindingsgrad på 5,5-10%, eller

fortrinnsvis 5,5-6%. Kationbytteren fungerer som en heterogen katalysator, der hydrogenionene spalter lactose til glucose og galactose. Den sure heterogene katalyse utføres ved en temperatur på 80-150°C eller fortrinnsvis 90-120°C. Avhengig av hvor lenge lactoseløsningen holdes i kontakt med kationbytteren kan fremgangsmåten drives til en hydrolysegrad på mellom 40 og praktisk talt 100%. For kommersielt bruk for å oppnå maksimal søthet og beste smak drives kata-lysen hensiktsmessig til en hydrolysegrad på 70-90%. Ved en hydrolysegrad mindre enn 70-80% er det sjanse for at lactose og/eller galactose krystalliserer ut ved lang lagring og ved lav temperatur. Om man ytterligere ønsker å øke søtheten i den hydrolyserte lactoseløsning, kan en viss mengde ekstra lactose tilsettes, hvilket forsterker søtheten hos glucosen og galactosen. Ved sammenføring av lactoseløsningen med den sterkt sure kationbytter øker suksessivt surhetsgraden i lac-toseløsningen, og det utgående glucose-galactoseprodukt kan holde en pH-verdi på 1,5-2,5. Det ansees å være en fordel at glucose-galactose-løsningen holder relativt lav pH-verdi, da den mikrobielle holdbarhet øker ved lav pH-verdi.

Ved å gå ut fra en lactoseløsning med så høyt TS-innhold som 40-80 eller fortrinnsvis 50-60% får fremgangsmåten en høy kapasitet, og en gjennomstrømning på 0,2-2,0 sjiktvolumer pr. time ligger helt innen mulighetenes ramme med

en bibeholdt hydrolysegrad på over 80%. En slik gjennom-strømning ligger vesentlig høyere enn hva som tidligere har vært mulig.

Til tross for den relativt høye temperatur under hele prosessen er risikoen for karamellisering liten, takket være den høye strømningshastighet og den hurtige omdannelse, og

i det ferdig hydrolyserte produkt forekommer meget små og neglisjerbare mengder av karamelliseringsproduktet..

For ytterligere å forbedre smaken og ta bort eventuelle karamelliseringsstoffer i det ferdig hydrolyserte glucose-galactoseprodukt kan sukkerproduktet blandes, f.eks. ved filtrering gjennom aktivt carbon, i det etterfølgende kalt polering.' En slik polering er imidlertid nødvendig bare for visse produkter når et klart og ufarget produkt ønskes.

Ved behov kan det ferdige sukkerprodukt også inndampes, men ettersom TS-innholdet er så høyt som 40-80% eller fortrinnsvis 50-60%, er inndampning normalt ikke nødvendig. Det ferdig hydrolyserte produkt holder normalt en pH-verdi på 1,5-2,5. For tilpasning av sukkerprodukter til sitt kom-mende anvendelsesområde kan pH-verdien ved behov økes.

Det fremstilte sukkerprodukt er vel egnet for en mengde forskjellige formål, f.eks. for anvendelse innen næringsmidler slik som bakverk av forskjellig slag, drikker slik som øl, leskedrikker med mere, for forskjellige typer av kon-serverte næringsmidler der man ønsker en viss søtning, for osteprodukter slik som ostedip, smørbare oster, kremost, med mere, for søtning av søtsaker og konfekt, for meieripro-dukter slik som kondensert melk, syretilsatte kulturmelk-sorter, rømme, yoghurt med mere, for tørre blandinger slik som bakeblanding, pannekakeblanding, salatdressinger, pølser, hamburgere, supper med mere, eller for søtning av is. Ytterligere mange anvendelsesområder er tenkbare. De fremstilte produkter har således et meget høyt TS-innhold og en høy omsetningshastighet, og det er mulig å drive fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til en meget høy hydrolysegrad for produktene.

Det kan påpekes at det er meget vel mulig å styre hydrolysegraden på et par prosent ved å variere sjiktvolumene, dvs. omvandlingstiden for lactose til glucose og galactose.

I det etterfølgende beskrives enkelte eksempler på fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I samtlige eksempler ble det anvendt et anlegg for behandling av 100 kg lactoseløsning, og da det i de efterfølgende eksempler bare er angitt vekten av det ferdige produkt, forutsettes det således i samtlige tilfeller at 100 kg lactoseløsning er tilført til anlegget og behandlet.

Eksempel 1

40 kg lactosepulver fremstilt fra myse ble tilsatt til 65 kg vann ved en temperatur på 80°C. Denne temperatur ble bibeholdt til lactosen var oppløst, hvoretter lactose-løsningen. ble behandlet med en sterkt sur kationbytter be- stående av polystyren-sulfonsyre med en tverrbindingsgrad på 8%. Hydrolysen ble drevet til en hydrolysegrad på 40%, hvoretter det ferdige hydrolyserte produkt ble tatt ut og analysert. Omsetningshastigheten tilsvarte et sjiktvolum på 0,50 pr. time. Produktet utviste en brungul farge og hadde en svak karamellsmak. Etter filtrering av produktet over aktivt carbon forsvant den gulbrune farge og praktisk talt all karamellsmak, og det endelige produkt utviste en passende søthet. Etter lagring i nedkjølt tilstand ved en temperatur rundt 10°C ble etterhvert produktet blakket ved at ikke omdannet lactose utkrystalliserte og sank etterhvert til bunnen.

Eksempel 2

65 kg lactose fremstilt av myse ble oppløst i 35 kg vann ved en temperatur rundt 97°C. Når all lactose var løst i vannet, ble pH målt til 5,51. Med opprettholdelse av en temperatur rundt 9 7°C ble lactoseløsningen behandlet med en ionebyttermasse med en tverrbindingsgrad på 5,5%, hvilken var en sterkt sur kationbytter. Hydrolysen ble drevet til en hydrolysegrad på 96%. Umiddelbart etter hydrolysen ble pH-verdien målt til 1,82. Det fremstilte produkt hadde en ren søt smak uten påtagelig bismak. Fargen var svakt gul-aktig. Etter polering over aktivt carbon var produktet klart og helt uten bismak. Omsetningshastigheten ifølge dette eksempel tilsvarte et sjiktvolum pr. time. På grunn av den høye hydrolysegrad kunne ikke noen utkrystallisering av lactose påvises selv under lang lagring ved lav temperatur.

Eksempel 3

80 kg lactose fremstilt fra myse ble løst i 20 liter vann ved 140°C under et trykk på 3,10 bar. pH-verdien på lactoseløsningen ble målt til 5,0. Under opprettholdelse av en temperatur på 14 0°C ble lactoseløsningen behandlet med en sterkt sur kationbytter på basis av polystyren-sulfonsyre, med en tverrbindingsgrad (DVB-innhold) på 6%, og hydrolysen ble drevet til en hydrolysegrad på 92%. Omsetningshastigheten tilsvarte et sjiktvolum på 1,1 pr. time.

Det ferdige produkt var brunfarget og hadde svak karamellsmak. Produktet ble uten polering ansett for å være vel egnet for bakeriformål. En viss tendens til sprekkdannelse i polystyrensulfonsyreplastkulene ble observert, hvilket ble antatt å bero på det høye osmotiske trykk som fremkom ved det høye tørrstoffinnhold i dette eksempel.

Eksempel 4

50 kg lactose fremstilt fra myse fra kvark

(cottage cheese) ble blandet med 50 kg vann ved 100°C. pH-verdien på lactoseløsningen ble målt til 4,5. Med bibeholdt temperatur ble lactoseløsningen behandlet med en sur kationbytter med en tverrbindingsgrad på 10%, og hydrolysen ble drevet til en hydrolysegrad på 95%. Omsetningen tilsvarte en strømningshastighet på 0,72 sjiktvolumer pr. time. Det ferdige produkt var svakt gulfarget og hadde en god søthet uten bismak. Etter polering over aktivt carbon ble det er-holdt et klart ufarget produkt uten noen påvisbar bismak. Produktet ble ansett å være vel egnet som søtningsmiddel for drikker, f.eks. drikker innen bryggeriområdet slik som øl og leskedrikker med mere. Til tross for den relativt høye tverrbindingsgrad hos kationbytteren kunne hydrolysen drives til en hydrolysegrad på 95% med en strømningshastig-het på 0,7 sjiktvolumer pr. time, hvilket tilsvarer en omvandlingshastighet av lactose til glucose og galactose på mindre enn 1,5 time.

Eksempel 5

71 kg lactosepulver fremstilt fra myse ble oppløst i

29 kg vann og ble blandet ved en temperatur på 119°C ved et trykk på 1,9 bar. pH-verdien i lactoseløsningen ble målt til 1,8. Med bibeholdt temperatur ble lactoseløsningen behandlet med en kationbytter med en tverrbindingsgrad på 5,5%, og hydrolysen ble drevet til en hydrolysegrad på 9 3%. Omsetningen tilsvarte en strømningshastighet på 1,9 sjiktvolumer pr. time. Det ferdige produkt var svakt gulfarget og hadde en ren søt smak uten merkbar bismak.

Til.tross for det høye tørrstoffinnhold, den høye hydrolysegrad og den forholdsvis lave tverrbindingsgrad kunne hydrolysen gjennomføres med en strømningshastighet på 1,9 sjiktvolumer pr. time, svarende til en omvandlingshastighet for lactosen på bare rundt en halv time. Noen påtagelig sprekkdannelse eller annen skade på ionebytterharpiksen kunne ikke observeres.

Eksempel 6

60 kg lactosepulver fremstilt fra myse ble oppløst i

40 liter vann ved en temperatur rundt 100°C. Lactoseløsningen ble behandlet med en sterkt sur kationbytter som utgjorde en blanding av 50% kationbytter med en tverrbindingsgrad (DVB-innhold) på 5,5% og resten med en kationbytter med en tverrbindingsgrad på 8%. Hydrolysen ble drevet til en hydrolysegrad på 98% ved en omsetningshastighet på 1,5 sjiktvolumer pr. time. Det fremstilte produkt var praktisk talt helt klart og ufarget og hadde en kraftig søt smak.

Eksempel 7

50 kg lactosepulver ble oppløst i 50 1 vann ved en temperatur rundt 97°C. Lactoseløsningen ble hydrolysert til 9 6% ved hjelp av en sterkt sur kationbytter med tverrbindingsgrad på 5,5%. Lactosehydrolysatet hadde en relativt sterk søt smak. Til lactosehydrolysatet ble deretter tilsatt 15% ren lactose, hvorved et smakspanel bedømte søtheten som påtagelig høyere enn hos den nettopp hydrolyserte lactose.

En ytterligere stor mengde forsøk er blitt utført, hvilke illustreres i de nedenstående tabeller:

I de ovenstående eksempler ble det anvendt en kationbytter med lav tverrbindingsgrad. Divinylbenzeninnholdet i denne kationbytter er ca. 5,5%.

I disse eksempler ble det anvendt en kationbytter i form av en blanding av 50% av en kationbytter med 8% tverrbindingsgrad og 50% av en annen kationbytter med 5% tverrbindingsgrad, med en kombinert tverrbindingsgrad (DVB-innhold) på 6,75%.

Det skal påpekes at en kationbytter med lav tverrbindingsgrad innen det angitte intervall letter hydrolysen, slik at man kan holde en høyere strømningshastighet uten derved at hydrolysegraden synker. Ved en hydrolysegrad på mer enn 80% blir produktet så stabilt at praktisk talt ingen utkrystallisering forekommer selv ved langvarig lagring. Kationbyttere med lav tverrbindingsgrad blir imidlertid ganske trykkømfintlige eller sprø, og ved høye tørrstoffinnhold blir som tidligere angitt det osmotiske trykk så sterkt at det risikerer å skade kationbytteren. Man tvinges derfor ved høye tørrstoffinnhold til ofte å anvende kationbyttere med en høyere tverrbindingsgrad innen det angitte intervall på 5,5-10% enn hva som av drifts-tekniske grunner ellers skulle være ønskelig.

I de ovenfor angitte eksempler er det gjennomgående blitt anvendt et anlegg som er vist på medfølgende figur 1, og lactosen hhv. permeatet, er blitt behandlet hovedsakelig ved de temperaturer i forhold til tørrstoffinnholdet som er vist på den medfølgende kurve, fig. 2,kuppel 2 og en nedre hvelving 3 og en mellombunn 4 inntil den nedre hvelving 3. på mellombunn 4 og opp til ca. halve beholderens høyde er det blitt anbrakt et sjikt 5 av en kationbytter, og på et nivå noe ovenfor kationbytter-sjiktets øvre overflate 6 finnes et innløp 7 for lactose. Inn-løpet 7 står i forbindelse med en spreder 8 utstyrt med et antall dyser (ikke vist) som sprer lactosen jevnt over ione-bytters jiktets overflate. I mellombunn 4 er det anordnet et antall dyser 9 utstyrt med rist for å slippe ut hydrolysert lactose til volumet 10 mellom mellombunn 4 og den nedre hvelving.3, og den hydrolyserte lactose tas ut gjennom et utløpsrør 11. På et nivå noe ovenfor innløp 7 for lactosen finnes et annet inn-løp 12 for regenereringssyre, hvilket innløp 12 også er utstyrt med en spreder 13 for jevnt å fordele regenereringssyre over ionebyttersjiktets overflate. På et nivå ovenfor ionebyttersjiktets overflate 6 finnes et ytterligere innløp 14 for trykkluft eller annen gass.

Ved hydrolysen av lactose er syreinnløpet 12 og luftinn-løpet 14 stengt, og lactoseløsning pumpes med en på forhånd bestemt mengde pr. tidsenhet, fortrinnsvis gjennom en positiv pumpe inn i beholderen 1 og spres ved hjelp av sprederen 8 jevnt over overflaten 6 til ionebyttersjiktet. Lactosen synker suksessivt ned gjennom sjiktet med en viss hastighet, men om lactose pumpes inn med høyere hastighet enn hva som kan passere gjennom ionebyttersjiktet, oppstår et sjikt 15 av lactoseløsning ovenpå ionebyttersjiktets overflate. Et sjikt lactoseløsning 15 med en høyde på ca. 5 cm ovenpå ionebyttersjiktets overflate anses som hensiktsmessig, men hvis nivået 16 på lactoseløsningsoverflaten er tilbøyelig til å stige, slippes støtvis trykkluft inn i det dannede trykkammer 17, hvorigjennom lactoseløsningen under trykk bringes til å passere gjennom ionebyttersjiktet 5. Nivået 16 på lactoseoverflaten kan automatisk holdes temmelig konstant ved støtvis innføring av trykkluft i trykkammeret 17. Den hydrolyserte lactose kan sats-vis eller kontinuerlig tas ut gjennom utløpsrøret 11 i beholderens bunn. På grunn av det faste ionebyttersjikt skjer ingen slitasje av ionebytterharpikskulene, og den lactoseløs-ning som pumpes inn gjennom innløp 7, vil etter forbruk av syren i ionebytterharpiksen alltid møte det sterkeste syreinnhold ved eller nær utløpet, hvilket er fordelaktig for å oppnå høyest mulig hydrolysegrad.

Syreinnholdet i ionebytterharpiksen synker under hydro-lyseprosessen, og ved et visst trinn må ionebytterharpiksen regenereres. Dette skjer ved at innløpsrøret 7 for lactosen, sprederen 8 og ionebyttersjiktet 5 spyles rent med vann, hvoretter vann gjennom utløpsrøret 11 nedenfra pumpes inn i ionebyttersjiktet slik at dette løftes og løses opp. Ved hjelp av luft fra luftinnløpet 14 trykkes ionebyttersjiktet 5 ned til sitt opprinnelige nivå, syre, fortrinnsvis saltsyre med 5% konsentrasjon, pumpes inn gjennom syreinnløpet og sprederen 13 og får ovenfra passere gjennom ionebyttersjiktet til massen er syremettet. Overskudd av syre fortrenges ved gjennomspyling med vann, og deretter er anlegget ferdig for på nytt å tas i bruk for hydrolyse av lactose til glucose og galactose.

I fig. 2 er det vist et diagram over egnede håndterings-temperaturer. Utetter den vertikale akse er tørrstoffinnholdet i prosent angitt, og utetter den horisontale akse er angitt løsningstemperaturen for lactose hhv. permeat i vann. Det frem-går at temperaturen for fullstendig løsning av lactose i vann ved 40% tørrstoffinnhold ligger ved ca. 92°C, og at temperaturen stiger med stigende tørrstoffinnhold til omkring 140°C ved 80% tørrstoffinnhold. Tilsvarende temperaturer for permeat ligger ved ca. 55°C for 40% tørrstoffinnhold og ca. 100°C for 80% tørrstoffinnhold.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et søtningsmiddel, karakterisert ved at lactose med en pH-verdi på mindre enn 7 oppløses i vann ved en temperatur på 80 - 150°C, eller fortrinnsvis 90 - 120°C, til et tørrstoff-innhold på mellom 40 og 80%, eller fortrinnsvis mellom 50 og 60%, eller ved at et lactosepermeat med samme tørrstoffinn-hold oppvarmes til samme temperatur hvoretter den dannede lactoseløsning hydrolyseres ved at lactoseløsningen under parallellgjennomstrømning presses gjennom et fast sjikt av en sterkt sur kationbytter med en tverrbindingsgrad på 5,5 - 10%, hvorved det erholdes en omvandling av lactose til glucose og galactose, og at hydrolysen drives til en hydrolysegrad på 40 - 100%, eller fortrinnsvis 70 - 90%, ved en strømningshastighet på 2,0 - 0,5 sjiktvolumer pr. time svarende til en omvandlingstid for lactose til glucose og galactose på 0,5-2 timer, hvoretter det erholdte glucose-galactoseprodukt avkjøles til en temperatur på 10 - 20°C og tas ut for direkte anvendelse, for mellomlagring eller for videre behandling.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hydrolysen utføres uten forandring av den temperatur ved hvilken lactosen oppløses i vann eller til hvilken lactosepermeatet oppvarmes.

<3>. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som sterkt sur kationbytter anvendes polystyren-sulfonsyre eller annen polymer-basert, sur ionebytter med en tverrbindingsgrad på fortrinnsvis 5,5 - 6%.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det gjennom hydrolysen erholdte glucose-galactoseprodukt filtreres gjennom aktivt carbon etter hydrolysen for avfarging av produktet og for borttagning av eventuell ugunstig smak.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det ferdig hydrolyserte produkt underkastes én eller flere av følgende behandlinger: filtrering gjennom aktivt carbon, inndampning til ønsket tørrstoffinnhold, regulering av pH-verdien alt etter det produkt som søtningsmidlet er beregnet på å anvendes for.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lactoseløsningen før katalysebehandlingen med ionebytteren gis en pH-verdi på 1 - 7 eller fortrinnsvis 5 - 6, og at det ferdig hydrolyserte produkt holdes ved en pH-verdi på 1,5 - 2,5.