RU2022018C1 - Непрерывный способ выделения бетаина - Google Patents
Непрерывный способ выделения бетаина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022018C1 RU2022018C1 SU904830879A SU4830879A RU2022018C1 RU 2022018 C1 RU2022018 C1 RU 2022018C1 SU 904830879 A SU904830879 A SU 904830879A SU 4830879 A SU4830879 A SU 4830879A RU 2022018 C1 RU2022018 C1 RU 2022018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- betaine
- chromatographic separation
- exchange resin
- carried out
- purification
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Использование: пищевая промышленность. Сущность изобретения: сахарную свеклу подвергают ферментации и дистилляции. Полученную барду осветляют центрифугированием. Осветленный раствор подвергают ферментативному гидролизу либо концентрируют до содержания твердых веществ 50 - 75% и отделяют кристаллы сульфата калия. Осветленный раствор направляют на перекрестную микрофильтрацию через мембраны из α -окиси алюминия с размером пор 0,1 - 10 мкм. Затем осуществляют хроматографическое разделение полученного раствора посредством ионообменных смол. Выделеный бетаин очищают дополнительной хроматографией на сильноосновных или сильнокислотных смолах. 11 з.п. ф-лы., 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к производству бетаина, более конкретно - к выделению бетаина из барды, образующей в результате ферментации и дистилляции сахарной свеклы.
Бетаин обычно получают синтетически или кристаллизацией водных растворов свеклосахарной мелассы.
Сухую барду обычно получают в качестве побочного продукта процессов ферментации и дистилляции. Получаемые таким образом сухая барда или фильтрат барды обычно содержат побочные продукты, такие как глицерин, что придает им слабую текучесть и усложняет обращение с ними. Если субстратом, из которого получают дистилляты, является сахарный тростник или свекла, то остаток обычно используется только как жидкое удобрение, пищевая добавка или его удаляют в отход.
Производство бетаина описано в патенте США [1]. Хотя производство бетаина из свеклосахарной мелассы является коммерчески доступным способом, производство бетаина из барды ранее не проводилось, причина тому - значительное засорение хроматографического полимера клетками дрожжей, микроорганизмами и другими соединениями.
Впервые стало возможно восстанавливать бетаин из барды, полученной в результате ферментации сахарной свеклы. Для производства чистого бетаина решающими факторами являются приготовление исходного материала путем микрофильтрации и двух стадий хроматографического разделения. Поперечная микрофильтрация с неорганическими мембранами с последующим ферментным гидролизом белкового вещества и/или удаление (еcли необходимо) из растворенного вещества кристаллов сульфата калия дает действительно осветленную барду. Осветленная барда может быть далее сконцентрирована до очень высокой концентрации твердых веществ для дальнейшей обработки в две стадии хроматографического разделения, причем каждая со своим определенным полимером, что дает поток бетаина высокой чистоты. Этот новый способ имеет ряд преимуществ над существующими и применяемыми различными способами, которые заключаются, например, в экономии энергии и воды, уменьшении капиталовложений, очень высокой концентрации твердых веществ, высоком качестве бетаина.
Целью изобретения является производство сухой барды с растворимыми или без растворимых веществ, в которой отсутствуют липкие побочные продукты, что позволяет ей свободно течь и тем самым делает простой в обращении.
В общем смысле ферментированную пульпу дистиллируют в отпарной колонне, где испаренный этанол удаляется через верхнюю часть колонны. Оставшуюся барду осветляют центрифугированием (если требуется) с последующей микрофильтрацией. Стадия микрофильтрации, где частицы в пределах 0,1-10 мкм отделяются от барды, является ключом к восстановлению глицерина, бетаина и побочных продуктов в таких количествах, что делает это экономически выгодным.
В зависимости от сырья выделенная осветленная жидкость далее подвергается обработке, такой как частичная пластифи- кация (если необходимо), концентрация, ферментный гидролиз белкового вещества, удаление кристаллов сульфата калия, одна или более стадий хроматографического разделения (с различными полимерами при нескольких стадиях разделения), концентра- ция и очистка для получения глицерина и бетаина в экономически приемлемом количестве.
На чертеже схематично показан поток веществ в системе выделения глицерина и бетаина.
Ферментированную спиртовую пульпу приготавливают с дрожжевыми клетками и/или другими микроорганизмами.
Следующей стадией после ферментации обычно является дистилляция предпочтительно в отпарной колонне, сопровож- дающаяся удалением через верхнюю часть и сбором паров этанола.
Первой стадией после дистилляции вне зависимости от восстанавливаемого побочного продукта является процесс осветления, который может начинаться с под- готовки центрифугированием, с химической обработкой и без нее. В некоторых случаях при подготовке добавляют протеазу, усваивающий белок фермент для разрушения пептидов и белка, засоряющего фильтрующие мембраны. После подготовки, если она имела место, барда проходит через стадию поперечной микрофильтрации с неорганическими мембранами. Микрофильтрация, которая иногда в описании встречается как обработка барды поперечной микрофильтрацией с керамическими или неорганическими мембранами, имеющими размер пор в пределах от 0,1 до 10 мкм, разделяет барду на задерживаемое и проникшее вещество и является важной стадией для производства действительно осветленной барды и восстановления побочных продуктов в экономически выгодных количествах.
Задерживаемое вещество, содержащее более крупные твердые частицы, идет на обработку как удобрение или пища животных. Проникшее вещество в зависимости от сырья может быть пластифицировано для предотвращения засорения применяемых полимеров хроматографического разделения. Затем проникшее вещество концентрируют до наибольшей концентрации твердых веществ (50-75%).
Концентрированное растворенное вещество либо направляют в стадию хроматографического разделения или сначала подвергают кристаллизации для восстановления сульфата калия из барды.
Поток побочного продукта из упомянутой стадии хроматографического разделения направляют для переработки в пищу для животных или во вторую стадию хроматографического разделения.
П р и м е р. Как показано на чертеже, барду, дающую этанол из свеклосахарной мелассы, преобразовывают в сверхчистый глицерин и бетаин-НСl при непрерывном процессе. Во время ферментации повышенное образование глицерина не преследуется. Горячую барду осветляют в устройсте с поперечной микрофильтрацией с альфа-окись-алюминиевыми мембранами 0,2 мкм. Полученное растворенное вещество энзимно обрабатывают при 50оС для гидролиза белкового вещества и выпаривают до концентрации твердых веществ в количестве более 66% веса. После охлаждения и кристаллизации образуются кристаллы сульфата калия, которые после центрифуги- рования, промывки и сушки восстанавливают технической H2SO4, что является более ценным, чем оставлять их в оставшейся барде (удобрении). Центрифугированное вещество затем помещают в первую систему хроматографического разделения, где смесь бетаина и глицерина отделяется от других веществ. Эта система исключения ионов использует катионообменную смолу сильной кислоты в форме калия со средним размером частиц приблизительно 375 мкм и способностью сдерживания влаги приблизительно 52,5% (Н+ форма 1 WT - SM - 51). Поток продукта содержит 36,3% всех твердых веществ с приблизительно 92% чистотой относительно глицерина и бетаина. В качестве десорбента используют воду. Затем этот поток продукта концентрируют до 75% общего количества твердых веществ и направляют во вторую значительно меньшую систему хроматографии, содержащую анионообменную гелевую смолу с сильным полистироловым основанием в форме сульфата. Средний размер частиц около 350 мкм, способность удерживать воду 41-46%. Продукты десорбируют водой. Вторая стадия хроматографического разделения дает поток глицерина с чистотой 96,6% (после ионообмена со смешанным слоем) и поток бетаина с чистотой 88,2% . Поток бетаина в дальнейшем преобразуют в чистый бетаин и бетаин НСl. Общий выход бетаина составляет 93,2%.
Оставшуюся барду смешивают с потоком побочных продуктов из первой стадии хроматографического разделения, оставшимся веществом после стадии микрофильтрации, а также с побочными продуктами после очистки глицерина и затем концентрируют, высушивают и помещают добавку к твердому удобрению или добавку к пищевым продуктам.
Во второй стадии хроматографического разделения применяют другую смолу, что приводит к получению потоков чистого глицерина и бетаина. Эта смола является катионообменной смолой сильной кислоты в форме кальция со средним размером частиц 350 мкм и способностью удерживать влагу (Н+ форма) 57,5-61,0% (таблица).
Claims (12)
1. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕТАИНА путем ферментации сахарной свеклы, дистилляции, хроматографического разделения полученной барды и очистки выделенного бетаина, отличающийся тем, что перед хроматографическим разделением проводят осветление барды путем перекрестной микрофильтрации с использованием неорганических мембран с размером пор 0,1 - 10 мкм, а хроматографическое разделение осуществляют на ионообменных смолах.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия осветления дополнительно включает предварительное центрифугирование для отдельных твердых веществ.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осветленный раствор со стадии микрофильтрации подвергают ферментативному гидролизу.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед проведением хроматографического разделения осветленный раствор концентрируют до содержания твердых компонентов 50 - 75% и отделяют полученные кристаллы сульфата калия.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадии осветления, хроматографического разделения и очистки являются частью непрерывного процесса.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перекрестную микрофильтрацию осуществляют в ячейке с мембранами из α -окиси алюминия с размером пор 0,2 мкм.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что хроматографическое разделение проводят с использованием сильнокислотной катионообменной смолы в калиевой форме.
8. Способ по пп.1 и 7, отличающийся тем, что катионообменная смола имеет средний размер частиц 375 мкм и способность удержания влаги 52,5%.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку бетаина осуществляют посредством дополнительной хроматографии на сильноосновной полистирольной анионообменной смоле в сульфатной форме.
10. Способ по пп.1 и 9, отличающийся тем, что полистирольная анионообменная смола имеет средний размер частиц 350 мкм и способность удержания влаги 41-46%.
11. Способ по пп.1 и 9, отличающийся тем, что очистку бетаина осуществляют путем подачи осветленного раствора на хроматографическое разделение с использованием сильнокислой катионообменной смолы в кальциевой форме.
12. Способ по пп.1, 9 и 11, отличающийся тем, что катионообменная смола имеет средний размер части 350 мкм и способность удержания влаги 57,6 - 61,0%.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US381179 | 1989-07-18 | ||
US07/381,179 US5177009A (en) | 1987-12-22 | 1989-07-18 | Process for manufacturing ethanol and for recovering glycerol, succinic acid, lactic acid, betaine, potassium sulfate, and free flowing distiller's dry grain and solubles or a solid fertilizer therefrom |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022018C1 true RU2022018C1 (ru) | 1994-10-30 |
Family
ID=23504016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904830879A RU2022018C1 (ru) | 1989-07-18 | 1990-07-17 | Непрерывный способ выделения бетаина |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ283579B6 (ru) |
DD (1) | DD296956A5 (ru) |
HU (1) | HU210627B (ru) |
PL (1) | PL166879B1 (ru) |
RU (1) | RU2022018C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ300046B6 (cs) * | 2005-08-24 | 2009-01-14 | PROKOP INVEST, a.s. | Zpusob komplexního využití výpalku z velkovýroby biolihu |
-
1990
- 1990-07-17 RU SU904830879A patent/RU2022018C1/ru active
- 1990-07-17 HU HU904345A patent/HU210627B/hu not_active IP Right Cessation
- 1990-07-17 CZ CS903545A patent/CZ283579B6/cs unknown
- 1990-07-18 PL PL90286110A patent/PL166879B1/pl unknown
- 1990-07-18 DD DD90342882A patent/DD296956A5/de not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент США N 4359430, кл. C 07C 101/12, 1982. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU904345D0 (en) | 1990-12-28 |
CZ283579B6 (cs) | 1998-05-13 |
HU210627B (en) | 1995-06-28 |
PL286110A1 (en) | 1991-08-26 |
HUT59648A (en) | 1992-06-29 |
DD296956A5 (de) | 1991-12-19 |
CZ354590A3 (en) | 1997-12-17 |
PL166879B1 (pl) | 1995-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1336584C (en) | Process and apparatus for manufacturing ethanol, glycerol, succinic acid and distiller's dry grain and solubles | |
EP0411780B1 (en) | Continuous process for the recovery of betaine | |
CN101863822B (zh) | 用一步精制法提取发酵液中色氨酸的生产方法 | |
JP2016520093A (ja) | 前処理ありのフェルラ酸の最適化抽出方法 | |
WO1992008810A1 (en) | A method and apparatus for fractionation of sugar containing solution | |
NO770904L (no) | Fremgangsm}te ved gjenvinning av xylitol | |
JP3680137B2 (ja) | 蒸留残渣の分画方法 | |
CN102241707A (zh) | 一种提取l-阿拉伯糖与制备木糖醇的方法 | |
US5851405A (en) | Process for clarifying vinasse | |
RU2022018C1 (ru) | Непрерывный способ выделения бетаина | |
JPS5929240B2 (ja) | キシロ−スの製造方法 | |
CN103113423A (zh) | 一种采用离子交换与膜分离技术从发酵液中提取d-核糖的方法 | |
WO2023124396A1 (zh) | 一种木糖醇发酵液的精制处理系统及其方法 | |
CN113135965A (zh) | 一种利用木糖母液生产结晶木糖的系统及方法 | |
KR102590473B1 (ko) | 개선된 알룰로스의 제조 방법 | |
AU2020375503B2 (en) | Improved method for manufacturing allulose | |
RU2646115C2 (ru) | Способ повышения выхода в процессе производства декстрозы с использованием мембранной технологии | |
JP2001157600A (ja) | 限外ろ過処理およびクロマト分離を含む甘蔗からの直接精糖法 | |
RU2015165C1 (ru) | Способ выделения глицерина и сопутствующих продуктов при производстве этанола | |
CN117327844A (zh) | 蔗糖精炼的方法 | |
EP3356563B1 (en) | Methods of enriching arabinose fractions | |
SU726162A1 (ru) | Способ получени спирта-сырца, виннокислой извести и корма из отходов винодельческой промышленности-дрожжевых осадков | |
JP2000236890A (ja) | イノシトールの製造方法 |