DE102006012414B4 - Chemical process for recovering degraded polygalactomannans - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Gewinnung von abgebautem Polygalactomannan, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer Suspension eines Polygalactomannans in einer wässrigen alkoholischen Lösung, die eine Alkoholkonzentration zwischen 56 Volumen-% und 73 Volumen-% aufweist, bei einer Temperatur, die in einem Bereich zwischen 15 und 28°C liegt, – Einstellen des pH-Werts der Suspension auf einen Wert, der in einem Bereich zwischen 7 und 14 liegt, durch Hinzufügen eines basischen Mittels, wobei die Temperatur und die Gesamtalkoholkonzentration in den oben genannten Bereichen gehalten werden, – Belassen der Suspension bei den genannten Bedingungen für eine Zeitdauer zwischen 2 und 24 Stunden, um das Polygalactomannan abzubauen, – Einstellen des pH-Werts der Suspension auf einen Wert, der in einem Bereich zwischen 4 und 6 liegt, durch Hinzufügen eines sauren Mittels, und – Abtrennen des abgebauten Polygalactomannans aus der Lösung, wobei die Korngrößenverteilung des Polygalactomannans, das in die Suspension gebracht wird, kleiner als 150 μm ist.A process for recovering degraded polygalactomannan comprising the steps of: providing a suspension of a polygalactomannan in an aqueous alcoholic solution having an alcohol concentration of between 56% and 73% by volume at a temperature in the range of between 15 and - Setting the pH of the suspension to a value which is in a range between 7 and 14, by adding a basic agent, wherein the temperature and the total alcohol concentration are kept in the above ranges, - Leave the Suspension under said conditions for a period of between 2 and 24 hours to degrade the polygalactomannan, - adjusting the pH of the suspension to a value ranging between 4 and 6 by adding an acidic agent, and - separating of the degraded polygalactomannan from solution, the particle size distribution of the polygalact omannans brought into suspension is less than 150 microns.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein chemisches Verfahren zur Gewinnung von abgebauten Polygalactomannanen.The present invention relates to a chemical process for recovering degraded polygalactomannans.

DE 44 11 681 offenbart ein Verfahren zur Herstellung niedermolekularer Polysaccharidether durch oxidativen Abbau höhermolekularer Polysaccharidether, wobei die höhermolekularen Polysaccharidether in Maische oder in Suspension vorliegen und ein Perborat ggf. in Mischung mit einem Perborataktivator als Oxidationsmittel zugegeben wird und der oxidative Abbau bei einer Temperatur zwischen 25 und 90°C durchgeführt wird. DE 44 11 681 discloses a process for preparing low molecular weight polysaccharide ethers by oxidative degradation of higher molecular weight polysaccharide ethers, the higher molecular weight polysaccharide ethers in mash or in suspension and a perborate optionally mixed with a perborate activator as the oxidizing agent and the oxidative degradation at a temperature between 25 and 90 ° C. is carried out.

Der Begriff ”pflanzliches Gummi” bedeutet ein pflanzliches Polysaccharid mit hohem Molekulargewicht, das aus den Polygalactomannanen ausgewählt ist und beispielsweise aus der Gruppe bestehend aus Carubin, Guargummi und Tarakernmehl ausgewählt ist, sich jedoch nicht auf diese beschränkt.The term "vegetable gum" means a high molecular weight vegetable polysaccharide selected from the group consisting of polygalactomannans and selected, for example, from the group consisting of carubin, guar gum and tara gum, but not limited thereto.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewinnung von abgebauten Polygalactomannanen bereitzustellen, das einfach durchzuführen ist und eine hohe Ausbeute ergibt.The object of the present invention is to provide a process for recovering degraded polygalactomannans which is easy to carry out and gives a high yield.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches die folgenden Schritte umfasst:

• – Bereitstellen einer Suspension eines Polygalactomannans in einer wässrigen alkoholischen Lösung, die eine Alkoholkonzentration aufweist, die in einem Bereich zwischen 56 Volumen-% und 73 Volumen-% liegt, bei einer Temperatur, die in einem Bereich zwischen 15 und 28°C liegt,
• – Einstellen des pH-Werts der Suspension auf einen Wert, der im Bereich zwischen 7 und 14 liegt, durch Hinzufügen eines basischen Mittels, wobei die Temperatur und die Gesamtalkoholkonzentration in den oben genannten Bereichen gehalten werden,
• – Belassen der Suspension bei den genannten Bedingungen für eine Zeitdauer zwischen 2 und 24 Stunden, um das Polygalactomannan abzubauen,
• – Einstellen des pH-Werts der Suspension auf einen Wert, der in einem Bereich zwischen 4 und 6 liegt, durch Hinzufügen eines sauren Mittels, und
• – Abtrennen des abgebauten Polygalactomannans aus der Lösung, wobei die Korngrößenverteilung des Polygalactomannans, das in die Suspension gebracht wird, kleiner als 150 μm ist.

According to the present invention, this object is achieved by a method comprising the following steps:

• Providing a suspension of a polygalactomannan in an aqueous alcoholic solution having an alcohol concentration ranging between 56% by volume and 73% by volume, at a temperature ranging between 15 and 28 ° C,
• Adjusting the pH of the suspension to a value ranging between 7 and 14 by adding a basic agent, the temperature and the total alcohol concentration being maintained in the above ranges,
• Leaving the suspension under the said conditions for a period between 2 and 24 hours to degrade the polygalactomannan,
• Adjusting the pH of the suspension to a value ranging between 4 and 6 by adding an acidic agent, and
• - Separation of the degraded Polygalactomannans from the solution, wherein the particle size distribution of the Polygalactomannans, which is brought into suspension, smaller than 150 microns.

Zur richtigen Durchführung der erfindungsgemäßen Abbaureaktionen erweist sich die Wahl der Temperaturwerte sowie der Werte der Alkoholkonzentration der wässrigen alkoholischen Lösung als besonders wichtig. Insbesondere steigt die Geschwindigkeit der Abbaureaktion mit dem Steigen der Temperatur und mit dem Sinken der Alkoholkonzentration der wässrigen alkoholischen Lösung.To correctly carry out the degradation reactions according to the invention, the choice of the temperature values and the values of the alcohol concentration of the aqueous alcoholic solution prove to be particularly important. In particular, the rate of degradation reaction increases with the rise in temperature and with the decrease in the alcohol concentration of the aqueous alcoholic solution.

Der Schritt der Abbaureaktion erfolgt vorzugsweise in einem ummantelten Reaktor, sodass die Temperatur der Reagenzien kontrolliert werden kann, und in einem inerten Reaktor, sodass Explosionen und/oder unkontrollierte isotherme Phänomene, die durch die Anwesenheit des Alkohols entstehen, vermieden werden.The decomposition reaction step is preferably carried out in a jacketed reactor so that the temperature of the reagents can be controlled and in an inert reactor so as to avoid explosions and / or uncontrolled isothermal phenomena caused by the presence of the alcohol.

Erfindungsgemäß ist die Korngrößenverteilung des in die Suspension eingebrachten Polygalactomannans kleiner als 150 μm, während vorzugsweise das Gewichtsverhältnis zwischen Polygalactomannan und wässriger alkoholischer Ausgangslösung zwischen 1:10 und 1:4 liegt und vorzugsweise 1:5 ist.According to the invention, the particle size distribution of the polygalactomannan introduced into the suspension is less than 150 μm, while preferably the weight ratio between polygalactomannan and aqueous alcoholic starting solution is between 1:10 and 1: 4 and is preferably 1: 5.

Zum Beispiel wird als basisches Mittel eine Mischung aus Natronlauge, Wasserstoffperoxid und wässriger alkoholischer Lösung verwendet, während als saures Mittel eine Mischung aus Essigsäure und wässriger alkoholischer Lösung verwendet wird.For example, as the basic agent, a mixture of caustic soda, hydrogen peroxide and aqueous alcoholic solution is used, while as the acidic agent, a mixture of acetic acid and aqueous alcoholic solution is used.

Der abschließende Schritt der Abtrennung kann durch Filtrierung erfolgen unter Verwendung eines Filters, auf dem eine Schicht des abgebauten Polygalactomannans erhalten wird. Diese Schicht kann vorzugsweise einem Waschvorgang mit wässriger alkoholischer Lösung unterzogen werden.The final step of the separation can be carried out by filtration using a filter on which a layer of the degraded polygalactomannan is obtained. This layer may preferably be subjected to a washing process with aqueous alcoholic solution.

Dieser Waschvorgang kann direkt auf der auf dem Filter gebildeten Schicht des Polygalactomannans erfolgen und/oder durch Resuspendieren des auf dem Filter gebildeten Polygalactomannans in einer wässrigen alkoholischen Lösung, wobei die so erhaltene Suspension nochmals filtriert wird.This washing process can take place directly on the layer of the polygalactomannan formed on the filter and / or by resuspending the polygalactomannan formed on the filter in an aqueous alcoholic solution, the suspension thus obtained being filtered again.

Die infolge der Filtrierung erhaltene Schicht des Polygalactomannans kann zusätzlich dehydriert werden, indem man sie mit einer wässrigen alkoholischen Lösung, die eine Alkoholkonzentration von über 56° aufweist, in Kontakt bringt. Abschließend kann diese Schicht in einer Vakuumtrockenkammer getrocknet werden.The layer of polygalactomannan obtained as a result of the filtration can additionally be dehydrated by bringing it into contact with an aqueous alcoholic solution having an alcohol concentration of more than 56 °. Finally, this layer can be dried in a vacuum drying chamber.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden Herstellungsbeispiele erläutert, die als Beispiel dienen, auf die sich jedoch die Erfindung nicht beschränkt.Further advantages and characteristics of the present invention are explained by the following production examples, which serve as an example, but to which the invention is not limited.

Beispiel 1:Example 1:

• – In ein Becherglas werden 800 ml einer Lösung, die 65 Volumen-% Ethanol enthält, eingefüllt;- Place in a beaker 800 ml of a solution containing 65% ethanol by volume;
• – diese Lösung wird bei 25°C gerührt;- This solution is stirred at 25 ° C;
• – es werden 160 Gramm Tarakernmehl hinzugefügt;- 160 grams of Tarakernmehl are added;
• – der pH-Wert wird mit 10%iger Natronlauge angehoben, bis ein Wert von ca. 10 erreicht wird;- The pH is raised with 10% sodium hydroxide solution until a value of about 10 is reached;
• – die Suspension, die sich dabei bildet, wird für 10 Stunden gerührt;The suspension which forms is stirred for 10 hours;
• – der pH-Wert wird mit 80%iger Essigsäure gesenkt, bis ein Wert von ca. 5,5 bis 6 erreicht wird; und- The pH is lowered with 80% acetic acid until a value of about 5.5 to 6 is reached; and
• – die Suspension wird getrocknet, wobei das abgebaute Tarakernmehl erhalten wird.- The suspension is dried, whereby the degraded Tarakernmehl is obtained.

Beispiel 2:Example 2:

• – In ein Becherglas werden 800 ml einer Lösung, die 65 Volumen-% Ethanol enthält, eingefüllt;- Place in a beaker 800 ml of a solution containing 65% ethanol by volume;
• – diese Lösung wird bei 25°C gerührt;- This solution is stirred at 25 ° C;
• – es werden 200 Gramm Tarakernmehl hinzugefügt;- 200 grams of Tarakernmehl are added;
• – der pH-Wert wird mit 10%iger Natronlauge angehoben, bis ein Wert von ca. 10 erreicht wird;- The pH is raised with 10% sodium hydroxide solution until a value of about 10 is reached;
• – die Suspension, die sich dabei bildet, wird für 10 Stunden gerührt; The suspension which forms is stirred for 10 hours;
• – der pH-Wert wird mit 80%iger Essigsäure gesenkt, bis ein Wert von ca. 5,5 bis 6 erreicht wird;- The pH is lowered with 80% acetic acid until a value of about 5.5 to 6 is reached;
• – die Suspension wird filtriert;- The suspension is filtered;
• – die Schicht, die als Rückstand auf dem Filter zurückbleibt, wird mit 200 ml 65 Volumen-% Ethanol gewaschen; undThe layer left as residue on the filter is washed with 200 ml of 65% by volume of ethanol; and
• – die Schicht wird getrocknet, wobei abgebautes Tarakernmehl erhalten wird.- The layer is dried, whereby degraded Tarakernmehl is obtained.

Ausgehend vom Grundprinzip der Erfindung können selbstverständlich die Einzelheiten der Durchführung und die Details der Ausführungsformen im Vergleich zu dem, was oben beispielhaft beschrieben worden ist, reichlich variieren, ohne außerhalb des Schutzbereichs zu liegen.Of course, starting from the basic principle of the invention, the details of the implementation and the details of the embodiments may vary widely as compared to what has been exemplified above without being outside the scope of protection.

Claims (9)

Verfahren zur Gewinnung von abgebautem Polygalactomannan, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer Suspension eines Polygalactomannans in einer wässrigen alkoholischen Lösung, die eine Alkoholkonzentration zwischen 56 Volumen-% und 73 Volumen-% aufweist, bei einer Temperatur, die in einem Bereich zwischen 15 und 28°C liegt, – Einstellen des pH-Werts der Suspension auf einen Wert, der in einem Bereich zwischen 7 und 14 liegt, durch Hinzufügen eines basischen Mittels, wobei die Temperatur und die Gesamtalkoholkonzentration in den oben genannten Bereichen gehalten werden, – Belassen der Suspension bei den genannten Bedingungen für eine Zeitdauer zwischen 2 und 24 Stunden, um das Polygalactomannan abzubauen, – Einstellen des pH-Werts der Suspension auf einen Wert, der in einem Bereich zwischen 4 und 6 liegt, durch Hinzufügen eines sauren Mittels, und – Abtrennen des abgebauten Polygalactomannans aus der Lösung, wobei die Korngrößenverteilung des Polygalactomannans, das in die Suspension gebracht wird, kleiner als 150 μm ist.A process for recovering degraded polygalactomannan, comprising the following steps: Providing a suspension of a polygalactomannan in an aqueous alcoholic solution having an alcohol concentration between 56% by volume and 73% by volume, at a temperature lying in a range between 15 and 28 ° C, Adjusting the pH of the suspension to a value ranging between 7 and 14 by adding a basic agent, keeping the temperature and the total alcohol concentration in the above-mentioned ranges, Leaving the suspension under the said conditions for a period between 2 and 24 hours to degrade the polygalactomannan, Adjusting the pH of the suspension to a value ranging between 4 and 6 by adding an acidic agent, and Separating the degraded polygalactomannan from the solution, wherein the particle size distribution of the polygalactomannan brought into suspension is less than 150 μm. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Polygalactomannan und wässriger alkoholischer Ausgangslösung zwischen 1:10 und 1:4 liegt und vorzugsweise 1:5 ist.The process of claim 1, wherein the weight ratio between polygalactomannan and aqueous alcoholic starting solution is between 1:10 and 1: 4, and is preferably 1: 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das basische Mittel eine Mischung aus Natronlauge, Wasserstoffperoxid und wässriger alkoholischer Lösung ist.A method according to claim 1 or 2, wherein the basic agent is a mixture of caustic soda, hydrogen peroxide and aqueous alcoholic solution. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das saure Mittel eine Mischung aus Essigsäure und wässriger alkoholischer Lösung ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the acidic agent is a mixture of acetic acid and aqueous alcoholic solution. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Abtrennungsschritt mittels eines Filters erfolgt, auf dem als Rückstand eine Schicht des abgebauten Polygalactomannans verbleibt.Method according to one of the preceding claims, wherein the separation step takes place by means of a filter, on which as residue a layer of the degraded Polygalactomannans remains. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das abgebaute Polygalactomannan mindestens einem Waschvorgang mit wässriger alkoholischer Lösung unterzogen wird.The process of claim 5 wherein the degraded polygalactomannan is subjected to at least one aqueous alcoholic solution wash. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine Waschvorgang direkt auf der auf dem Filter gebildeten Schicht des Polygalactomannans durchgeführt wird, und/oder das auf dem Filter gebildete Polygalactomannan nochmals in einer wässrigen alkoholischen Lösung resuspendiert wird und die so erhaltene Suspension nochmals filtriert wird.A method according to claim 6, wherein the at least one washing operation is carried out directly on the layer of polygalactomannan formed on the filter, and / or the polygalactomannan formed on the filter is resuspended again in an aqueous alcoholic solution and the resulting suspension is filtered again. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Schicht aus abgebautem Polygalactomannan dehydriert wird, indem sie mit einer wässrigen alkoholischen Lösung, die eine Alkoholkonzentration von mehr als 56 Volumen-% aufweist, in Kontakt gebracht wird.A method according to any one of claims 6 or 7, wherein the layer of degraded polygalactomannan is dehydrated by contacting it with an aqueous alcoholic solution having an alcohol concentration greater than 56% by volume. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, wobei die Schicht in einer Vakuumtrockenkammer getrocknet wird.A method according to any one of claims 6, 7 or 8, wherein the layer is dried in a vacuum drying chamber.