DE2418801A1 - Verfahren zum trennen von mannitol und sorbitol aus diese polyole enthaltenden loesungen - Google Patents
Verfahren zum trennen von mannitol und sorbitol aus diese polyole enthaltenden loesungenInfo
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Description
Verfahren zum Trennen von Mannitol und Sorbitol aus diese .Polyole enthaltenden Lösungen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahrenzutn
Trennen von Mannitol und Sorbitol aus beide Polyole enthaltenden Wasserlösungen, indem chromatographische
Trennverfahren benutzt werden.
Das bisherige Können ist voll von Verfahren, die als zur Herstellung von Mannitol und Sorbitol geeignet
bezeichnet werden. Einige konventionelle Verfahren sind in folgenden Veröffentlichungen beschrieben worden:
Deutsche Offenlegung 2.025.314-* Verfahren zur Herstellung
von Mannit. Atlas Chem. Ind. I97I; Deutsche Offenlegung
1.2β8.6θ6, Verfahren zur Herstellung von Mannit. Atlas
Chem. Ind. I968; Französiches Patent 1 584-96, Verfahren
zur Herstellung von Polyalkoholen aus Kohlenhydraten,
409848/ 1060
Nagynyomasu Kiserleti Intezet; U.S. Patent 3,622,456,
Process for Producing Mannitpl by Fermentation, Onishi et al.; Wünsche L. et al., Microbiological Conversion
of Fructose to Mannitol, Zeitschr. allgemeine Mikrobiologie,' 1966 Nr. 6 S. 323-328.
Mannitol wird normalerweise durch katalytische Hydrierung
von Invertzucker erhalten (Kirck-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, S.; 581, 1967). Auch
mikrobiologische Verfahren für die Herstellung von Mannitol aus Fruktose sind, beschrieben worden (U.S.
Patent 3,622,456, genannt oben, und Wünsche et al., genannt oben). Mannitol kann auch aus Seetang extrahiert
werden (Laminaria claustroni), und kleine Mengen von
Mannitol sind erhältlich, wenn Glucose in Sorbitol hydriert wird. Hydrierter Invertzucker ist aber die
wichtigste wirtschaftliche Quelle von Mannitol;
Wenn Invertzucker hydriert wird, erhält man eine Mischung von Mannitol und Sorbitol. Die normale Zusammensetzung
beträgt 25 % Mannitol und 75 % Sorbitol. Verbesserungen des Verfahrens haben es ermöglicht, 30 % Mannitol zu
erhalten. Die Gewinnung des Mannitols aus der Mischung erfolgt durch Kristallisierung. Die Gewinnung durch
Kristallisierung hat aber zwei grosse Nachteile. Erstens bleibt eine grosse Menge von Mannitol in der
Lösung nach der Kristallisierung und kann niclt wirtschaftlich
gewonnen werden. Zweitens wollen in der Lösung anwesende Verunreinigungen mit dem. Mannitol
kristallisieren und verlangen somit aufeinanderfolgende Umkristallisierungen zur Reinigung des festen Mannitolerzeugnisses.
Diese aufeinanderfolgenden Umkristallisierungen erhöhen beträchtlich die Kosten eines wesentlich
reinen Mannitols.
Die Herstellung von wesentlich reinem Sorbitol ist mit ähnlichen wirtschaftlichen und prozesslichen Nachteilen
behaftet.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist jetzt ein verbessertes
Verfahren für die Herstellung von Mannitol und Sorbitol aus diese Polyole enthaltenden Wasserlösungen
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entwickelt worden, in welchem Verfahren solche Lösungen
einer chromätographischen Fraktionierung unterworfen werden zur Erhaltung von höchst gereinigten und reineji
Fraktionen von Mannitol wie auch von höchst gereinigten und reinen Fraktionen von Sorbitol. Es ist vorzuziehen,
dass die chromatographische Fraktionierungsstufe.so
durchgeführt wird, dass die Lösung durch ein alkalisches Erdmetallsalz eines Polystyrensulphonat-Kationenaustauschharzes,
das mit Divinylbenzen kreuzverzweigt ist, geleitet wird, wobei die Höhe der Kolonne vorzugsweise
von etwa 2,5 bis etwa 5 Meter sein sollte.
Einer der Vorteile des Verfahrens gemäss der vorliegenden
Erfindung ist, dass es in der Lage ist, Wasserlösungen von reinem Mannitol (frei von Sorbitol und von unhydrierten
Zuckern) wie auch Lösungen von reinem Sorbitol (frei von Mannitol und von unhydrierten Zuckern), ohne
jede kostspieligen Umkristallisierungen der Verfahren
gemäss dem bisherigen Können, zu erzeugen. Nur eine Kristallisierungsstufe ist erforderlich zur Erhaltung
von reinem Mannitol oder von reinem Sorbitol aus den reinen Wasserlösungen.
Mannitol wurde aus Sorbitol durch chromatographische Fraktionierung getrennt. Als Ionenaustauschharz wurde
ein sulphoniertes Polystyren-Kationenaustauschharz in
Calciumform, mit 3,5% Divinylbenzen kreuzverzweigt, - verwendet. Die Kolonne war 3,5 Meter tief und 22,5 Centimeter
in Diameter und die durchschnittliche Partikelgrösse des Harz-es war 0,25 mm.
Die Kolonne wurde für Anwendung durch Submersion in Wasser vorbereitet. Die zugeführte Lösung hatte eine
Feststoffkonzentration von 35% und eine Polyolzusammensetzung
von 26,5% Mannitol und 73,5% Sorbitol mit Spuren von unhydrierten Zuckern.
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Die zugeführte Lösung wurde gleichmässig über die Kolonne bei einer Temperatur von 55°C und mit einer
linearen Zufuhrschnelligkeit von 0,30 Meter pro Stunde (12 Liter pro Stunde) zugeführt. Die Gesamtmenge αer
zugeführten Lösung war 2,1 Kilogram.
Darauf wurden aufeinanderfolgende Fraktionen gesammelt und analysiert, und zwar mit folgenden Ergebnissen:
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Trockenstoff (Gram)
| 2 Liter Fraktion |
Unhydrierte Zucker |
■ | - | Mannitol | Sorbitol |
| 1 | 7 | - | - | ||
| 2 | 12 | - | 2 | - | |
| 3 | .5 | - | • 24 | - | |
| 4 | .- | - | 72 | - | |
| 5 | - | 84 | - | ||
| 6 | - - | 113 | - | ||
| 7 | - | 101 | - | ||
| 8 | - | - | Π | 2 | |
| 9 | - | - | 48 | 17 | |
| 10 | - | - | 24 | 91 | |
| 11 | - | 7 | 162 | ||
| 12 | - | 2 | 176 | ||
| 13 | 1 | 168 | |||
| 14 | - | 150 | |||
| 15 | - | 137 | |||
| 16 | - | 128 | |||
| 17 | - | 115 | |||
| 18 | - | 97 | |||
| 19 | - | 79 | |||
| 20 | - | 65 | |||
| 21 | - | 48 | |||
| 22 | - | 34 | |||
| 23 | - | 24 | |||
| 24 | - | 17 | |||
| 25 | _ | 10 |
409848/1060
Die die unhydrierten' Zucker enthaltenden Fraktionen
1-3 wurden vereinigt und beiseitegelegt. Die Fraktionen 4-10 wurden vereinigt zur Erhaltung einer Wasserlösung,
die 82,'4 j6 Mannitol enthält, woraus der kristallisierte
Mannitol darauf erhalten wird. Die Vereinigung der Fraktionen 11-25 hat eine 99,2 % Sorbitol enthaltende
Wasserlösung ergeben. Selbverständlich ergibt eine ' Vereinigung der Fraktionen 4-7 eine Wasserlösung, die
reinen Mannitol enthält, und eine Vereinigung der Fraktionen 14-25 ergibt eine Wasserlösung die reinen
Sorbitol enthält.
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Claims (6)
1. Ein Verfahren zum Trennen von Mannitol und Sorbitol
aus Lösungen die beide Polyole enthalten, welches Verfahren folgende Stufen umfasst:
a) Bereitstellung einer Kolonne eines alkalischen Erdmetallsalzes von einem Polystyrensulphonat-Kationenaustauscher,
kreuzverzweigt mit Divinylbenzen;
b) Submersion der Harzkolonne in Wasser;
c) Zuführen einer Mannitol und Sorbitol enthaltenden Lösung als gleichmässige Zuführung auf die Harzfläche
in der Kolonne mit einer Fliessschnelligkeit von 0,2 bis 1,5 Kubikmeter pro Stunde pro Quadratmeter der
Querschnittsfläche der Harzkolonne; und
d) Nachfolgende Gewinnung aus der Stromabseite des Harzbettes,
(1) indem eine erste Fraktign unhydrierte Zucker und
ein niedriges Gehalt von Mannitol enthält,
(2) eine zweite Fraktion reich an Mannitol ist, und
(3) eine dritte Fraktion reich an Sorbitol ist.
2. Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das alkalische
Erdmetallsalz vom Abschnitt (a) Calcium ist.
3· Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Tiefe der
Kolonne des Kationenaustauschers von 2,5 bis 5 Meter ist.
4. Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Mannitol
und Sorbitol enthaltende Lösung durch Hydrierung von Invertzucker erhalten ist.
5- Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Mannitol
und Sorbitol enthaltende Lösung einen Trockenstoffinhalt von 25 bis 55 Gewichtsprozent hat.
6. Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Fraktion
reich an Mannitol kristallisiert wird und die Kristalle aus der restlichen Lösung isoliert werden, zur Erhaltung
von wesentlich reinen Mannitolkristallen.
4098 A'Ö/1060
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