JPS63287500A - アラビノ−スの分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は単糖類の固定床吸着分離に関する。さらに詳し
くは、本発明は、アラビノース及び一つ又はそれ以上の
ペントース類及び／スはびヘキソース類から成る混合物
からアラビノースを分離する方法に関し、その方法は結
晶性アルミノシリケートから成る吸着剤を使用して原料
混合物からアラビノースを選択的に吸着するものである
。

（従来の技術） 炭化水素の分離を行うために結晶性アルミノシリケート
を使用することは、分離技術においては周知である。こ
のような分離の例は、米国特許第２．９８５．５８９号
及び第３．２０１，４９１号に、側鎖パラフィン類から
正パラフイン類の分離にＡ型ゼオライトを使用すること
が開示されている。パラフィン系炭化水素からオレフィ
ン系炭化水素の分離にホージャサイトの使用が米国特許
第３．２６５．７５０号及び第３．５１０．４２３号に
記載されている。

非炭化水素の分離においては、炭水化物原料混合物から
特定の単糖類を分離するのにゼオライトが使用できるこ
とも知られている。この分離の例は、米国特許第４．０
２４．３３１号に、Ｘ型ゼオライトを使用してケトース
類とアルドース類の混合物からケトース類の分離が開示
されている。グルコース及びフルクトースのごとき特定
の単［１１は、米国特許第４，４４２．２８５号に開示
されているごとく、Ｘ型ゼオライトを使用する吸着分離
法によって、これらのを含む原料混合物から単離される
。

本発明は特に他の単Ｉｉ類からアラビノースの分離に関
する。純アラビノースを得ることは、非栄養甘味料Ｌ−
グルコース製造の出発物質としての可能性に徴して、商
業的重要性を存する。アラビノースの一般的ソース（源
）は、木材からパルプ製造におけるヘミセルロースの加
水分解、又はビオマス操作における植物繊維の砂糖への
転化の生成物のごときである。アラビノースは、ソース
に関係なく、典型的には、多くの単［１１の混合物中に
発見される。従って、ソース混合物中に存在する他の単
Ｉｉ類からアラビノースを分離する簡単な方法を有する
ことが橿めて望ましい。しかしながら、アラビノースの
究極の食品としての使用に徴して、この分離方法は、ア
ラビノース、又は次の段階の生成物を人間の消費に不適
当にする汚染物を与えてはならない。

アラビノースを分離する特定の方法は５業において周知
である。米国特許第３．１６０．６２４号には、セルロ
ース粉末を使用するクロマトグラフィー、又はイオン交
換樹脂によるＤ　（Ｌ）−リボースからのＤ　（Ｌ）−
アラビノースの分離が開示されている。しかしながら、
樹脂又はセルロース吸着剤は、その使用が大規模で企て
られる場合は、その使用に伴う高圧力低下のために重大
な操作上の問題を呈することが知られている。大規模の
分離方法に一般に使用されるゼオライト吸着剤は単Ｉｉ
類の混合物からのアラビノースの分離にも応用されてき
た。

米国特許第４．５１６．５６６号は、木材及びビートパ
ルプの加水分解物中に存在する砂糖の混合物からのし一
アラビノースの分離に関する。この特許にはバリウムカ
チオンで交換したＸ型ゼオライトが吸着剤として開示さ
れている。バリウムの毒性のため、この分離方法は、食
品級のアラビノースを得んとする場合には、適用困難で
ある。そこで、この分離を行うためのバリウムを含まな
い吸着剤に対する実質的ニーズが存在する。

米国特許第４．４７１．１１４号には、他の単Ｉ’ｌｌ
からマンノースの分離用の可能性のある吸着剤に関する
データが記載されている。この特許は、他の単糖類から
マンノースの分離用の吸着剤として、カルシウムカチオ
ンを含むＹ型ホージャサイトの使用に関するデータを含
んでいる。

これらの発見とは対照的に、陽イオン交換した部位にカ
ルシウムイオンを含むバリウム−フリーの（バリウムを
含まない）ホージャサイトが、他の単ＷＷ４アルドース
頻からアラビノースの分離用に適当な吸着剤であること
が発見された。更に、バリウムカチオンの代わりにカル
シウムカチオンを有するこれらのゼオライトの使用によ
って、食品工業に受容できる方法においてアラビノース
の精製を行うことができる。

（発明が解決しようとする問題点）　　　。

本発明の目的は、陽イオン交換した部位にカルシウムカ
チオンを有するＸ型、又はＹ型ゼオライトを使用して、
アラビノース及びアルドペントース類又はびアルドヘキ
ソース類を含む原料混合物からアラビノースを分離する
方法を提供することである。

要するに、本発明は、アラビノースとアルドペントース
頬及びアルドヘキソース類から成る群から選ばれた少な
（とも一つの他の単ＩＩ類とから成る混合物から原料混
合物からアラビノースを分離する方法である。この方法
は、単Ｗ類混合物を、吸着条件において、交換性陽イオ
ン部位にカルシウムカチオンを含むＸ型、又はＹ型ゼオ
ライトから成るバリウム−フリーの吸着剤と接触し、他
の単糖類を実質的に除外して該アラビノースを選択的に
吸着し、該原料混合物の非吸着部分を吸着剤との接触か
ら除去し、その後、脱着条件において、脱着によって精
製されたアラビノースを回収することから成る０本発明
のその他の目的及び具体例は、特定の原料混合物、吸着
剤、脱着剤物質、操作条件及び流れの形態に関し、その
全ては以下に開示され、検討される。

（問題を解決するための手段） 最初に、本願明細書に使用される種々の用語の定義は、
この方法の操作、目的及び利点を明確にするのに有用で
あろう。

“原料混合物”は、一つ又はそれ以上の抽出成分及びこ
の方法によって分離さるべき一つ又はそれ以上のラフィ
ネート成分を含む混合物である。

“原料流れ”は、この方法に使用される吸着剤を通る原
料混合物の流れである。

“抽出成分”は、吸着剤によってより多く選択的に吸着
される成分であり、“ラフィネート成分”は、より少な
く選択的に吸着される成分である。

“脱着剤物質”は、一般的に、抽出成分を脱着できる物
質を意味する。“脱着剤流れ”、又は“脱着剤インプッ
ト流れ”は、脱着剤物質がそれによって吸着剤に流れる
流れを示す、“ラフィネート流れ”、又は“ラフィネー
トアウトプット流れ”は、ラフィネート成分がそれによ
って吸着剤から除かれる流れを意味する。ラフィネート
流れの組成は、実質的に１００％脱着割物質から実質的
に１００％ラフィネート成分まで変わることができる。

“抽出流れ”又は“抽出アウトプット流れ”は、脱着剤
物質によって脱着された抽出物質がそれによって吸着剤
から除かれる流れを意味する。

抽出流れの組成は、同様に、実質的に１００％脱着剤物
質から実質的に１００％抽出成分まで変わることができ
る０分離プロセスからの抽出流れのの少なくとも一部分
、及び、好ましくは、ラフィネート流れの少なくとも一
部分は、分離手段８、典型的には精留塔、又は蒸発器に
通らされ、そこで脱着剤物質の少なくとも一部分は分離
されて抽出生成物とラフィネート生成物を生成する。“
抽出生成物°及び“ラフィネート生成物”は、それぞれ
、抽出流れ及びラフィネート流れ中に見出されるよりも
高い濃度で抽出成分及びラフィネート成分を含むプロセ
スによって生成した生成物を意味する。

本発明のバリウム−フリーの吸着剤物質は、陽イオン交
換部位にカルシウムカチオンを有するＸ型及びＹ型結晶
性アルミノシリケートから成る。

Ｘ型及びＹ型結晶性アルミノシリケート、又はゼオライ
トはさらにホージャサイトとして分類できる。全てのゼ
オライトの一般的ケースにおけるごとく、これらの結晶
性化合物は、頂上の酸素原子の相互の共有によって相互
に結合されたシリコン中心の５ｉｄｅ及びアルミニウム
中心のＡｌ０ｔ四面体から成る基本構造単位の三元網状
体として記載される。四面体間の空間は、水分子によっ
て占めら、そしてその後の脱水、又は部分脱水は、分子
寸法のチャンネルで交錯された結晶構造を生ずる。ゼオ
ライトについては、米国特許第２．８８３．２４４号及
び第３．１２０．００７号に詳しく記載されている。水
和又は部分水和された形におけるＸ型、又はＹ型ゼオラ
イトは、式１及び式２にそれぞれ示されるごとく、表す
ことができる。

犬−上 （０，９＋０．２）Ｍ＊ｚ−０：ＡＩｔｏｓ：（２，５
０＋０．５）ＳｔＯ□ｙＨｔ。

四面体の原子価は、ゼオライトにおいて交換性陽イオン
部位を占めている上記式のカチオン“ｈ”によって平衡
されている。最初の製造後は優先的にナトリウムである
これらのカチオンは、結晶性アルミノシリケートの分野
の当業者には周知のイオン交換法によって他のカチオン
と置き換えられる。このような方法は、一般的に、ゼオ
ライト、又はゼオライトを含む吸着剤物質を、該ゼオラ
イト上に置かれることが望ましいカチオンの可溶性の塩
の水溶液と接触することによって行われる。

所望の程度の交換が行われた後、篩は水溶液から取り出
され、水洗し、所望の水分まで乾燥する。

このような方法によって、ナトリウムカチオン、及びナ
トリウム−Ｘｌ又はナトリウム−Ｙカチオンにおいて不
純物として交換性部位を占めているかも知れない任意の
非ナトリウムカチオンは、部分的に、或いは実質的に完
全に他のカチオンで置き換えることができる０本発明の
プロセスに使用されるゼオライトは交換性カチオン部位
にカルシウムカチオンを含むことが肝要である。

典型的には、分離プロセスに使用される吸着剤は、ゼオ
ライト結晶及び非晶質物質である。ゼオライトは、典型
的には、揮発物フリーの組成物に基づいて約７５〜９８
重量％の範囲の量で吸着剤中に存在する。吸着剤の残り
部分は、一般に、シリカのごとき非晶質物質、又は粘土
のごときシリカ−アルミナ混合物又は化合物で、これら
の物質はゼオライト物質の小さい粒子との緊密な混合物
中に存在する。この非晶質物質はゼオライト製造プロセ
スの添加物であり、或いは比較的純粋なゼオライトに加
えられることがある。しかし、何れの場合においても、
その通常の目的は、ゼオライトの硬い結晶粒子を形成、
或いは凝集するのを助けるバインダーとしてである。通
常、吸着剤は、所望の範囲の粒子サイズを有する押出物
、凝集体、錠剤、マクロ球体、又は粒体のごとき粒子の
形である０本発明のプロセスに使用される吸着剤は、好
ましくは、０．４２〜１．１９ｍｍの見掛けの孔に相当
する約１６−４０メツシユ（標準米国メツシュ）の範囲
の粒子サイズを有する０本発明者は、カルシウムカチオ
ン及び非晶質物質バインダーを含むＸ型、又はＹ型ゼオ
ライトは、前に論じた選択性及びその他の要件を具え、
従って本発明の゛プロセスにおける使用に適当であるが
、カルシウム交換したＹ型ゼオライトが、特に好ましい
ことを発見した。

ある種の炭水化物、或いは所謂単純砂糖は単糖類として
分類される。これらの単ＩＩ類は、分子当り一つのケト
ン、又はアルデヒド単位を含むヒドロキシアルデヒド、
又はヒドロキシケトン、及び二つ又はそれ以上のアルコ
ール官能基である。かくして、単Ｗ類はそのカルボニル
単位に基づいてアルドース、又はケトースとして分類さ
れる。ケトース及びアルドースはその炭素骨格の長さに
よってさらに分類される。従って、５炭素及び６炭素の
単［１１はそれぞれペントース及びヘキソースと称され
る０周知のアルドヘキソースはグルコース１、マンノニ
ス及びガラクトースを包含する。アラビノース及びキシ
ロースは周知のアルドペントースである０通常のケトヘ
キソースの例はフルクトース及びソルボースである０本
発明は他のアルドペントース及びびアルドヘキソースか
らからアラビノースを分離する方法である。

従って、本発明のプロセスに利用できる原料混合物は、
アラビノースと少なくとも一つの他のアルドースの混合
物から成る。他の単ｔｓ類を実質的に除外して、実質的
量のアルドースを含む原料混合物は、典型的には、植物
繊維加水分解物に見出される。このような混合物は、通
常は、キシロース、アラビノース、マンノース、グルコ
ース及びガラクトースのごとき単糖類を相当の量含む。

これらのより一般的な砂糖類は別として、天然ソースか
ら誘導される原料混合物は余り知られていない単ｓｉｎ
を相当量含む０本発明にとっての典型的原料混合物は、
固体物の重量％に基づいて、５．０〜５０％、４．０〜
２５％、１．０〜５０％、及び５゜〜２０％の範囲にわ
たって、それぞれの割合において、キシロース、アラビ
ノース、マンノース、グルコース及びガラクトースを含
む。さらに、他の余り知られていない砂糖の固体骨１０
重量％までがある。しかしながら、本発明は天然に誘導
された原料混合物の分離に限定されないばかりか、合成
的に製造され、或いは炭水化物の加工によって生成した
砂糖混合物中の他のアルドースからのアラビノースの分
離をも包含する。

吸着剤のいかなる性質が、ここに記載したアラビノース
分離の原因になっているのか明らかではないけれども、
細孔サイズの選択性のみに帰することはできないと思わ
れる。アラビノースは同様のサイズの砂糖分子から分離
されるので、この分離には、立体因子並びに静電引力作
用が重要な役割を演じていると思われる０分子引力が吸
着の原因であると結論的に言うことは可能ではないが、
一つの可能性のある説明は、吸着剤の細孔開口部に対す
る特定の砂糖分子の配向を変えるカチオン引力の組合せ
である。この変更された配向は、特定のカチオンの存在
によって変えられるごとき吸着剤の細孔開口部の形状と
一致するある種の砂糖分子に対応する特定の構造形態の
適当な配置を与えることができる。従って、この分離機
構には、静電気相互作用並びに物理的及び化学量論的の
両方の考慮が与えられる。

高純度のアラビノースを生成することは本発明のプロセ
スによって可能であるけれども、抽出成分が吸着剤によ
って完全に吸着されることも、またラフィネート成分が
吸着剤によって完全に吸着されないでいることも認めら
れない。従って、少量のラフィネート成分が抽出流れに
認められ、同様に少量の抽出成分がラフィネート流れに
認められる。それで、抽出及びラフィネートの流れは、
両方とも特定の流れに現れる抽出成分と特定のラフィネ
ート成分の濃度の比によって、相互及び原料混合物から
区別される０例えば、より多く選択的に吸着されるアラ
ビノースの濃度のより少なく選択的に吸着される砂糖の
濃度に対する比は、抽出流れにおいて最高で、原料混合
物において次に高く、ラフィネート流れにおいて最低で
ある。同様に、より少なく選択的に吸着される砂糖のよ
り多く選択的に吸着されるアラビノースに対する比は、
ラフィネート流れにおいて最高で、原料混合物において
次に高く、抽出流れにおいて最低である。

従来の各種の吸着分離プロセスに使用される脱着剤物質
は、使用される操作の方式のごときファクターに依って
変わる。選択的に吸着された原料成分がパージ流れによ
って吸着剤から除去される揺動床システムにおいては、
脱着剤の選択は・・重要ではない、しかしながら、液相
を保つように実質的に一定の圧及び温度で一般に連続的
に操作され・る吸着分離プロセスにおいては、脱着剤物
質は多くの条件を満足するように慎重に選ばれねばなら
ない、第一に、脱着剤物質は、次の吸着サイクルにおい
てそれ自体が抽出成分が脱着割物質と過度に取って代わ
ることがない程強く吸着されることなしに、適度な流れ
速度で吸着剤から抽出成分を置き換えるべきである。こ
こに選択性について、吸着剤は、ラフィネート成分に関
して、脱着割物質に対するよりも全ての抽出成分に対し
てより選択的であることが好ましい。第二に、脱着剤物
質は特定の吸着剤及び特定の原料混合物と両立しなけれ
ばならない。更に詳しく言えば、これらは、ラフィネー
ト成分に関して、抽出成分に対する吸着剤の臨界選択性
を減少、或いは破壊してはならない、さらに、脱着剤物
質は、抽出成分又はラフィネート成分と化学的に反応し
たり、化学反応を起こしたりすべきではない、抽出流れ
及びラフィネート流れの両方とも、典型的には、脱着剤
物質と混合した吸着剤から除ぞかれ、脱着剤物質及び抽
出成分又はラフィネート成分を包含する化学反応が抽出
生成物又はラフィネート生成物又はその両者の純度を減
少する。ラフィネート流れ及び抽出流れの両者は、典型
的には、脱着割物質を含むので、脱着剤物質はプロセス
に入る原料混合物から用意に分離できる物質でなければ
ならない、抽出流れ及びラフィネート流れに存在する脱
着剤物質の少なくとも一部分を分離する方法なしには、
抽出生成物中の抽出成分の濃度及びラフィネート生成物
中のラフィネート成分の濃度は非常に高くなく、また脱
着・割物質はプロセスにおける再使用に利用できない、
脱着剤物質の少なくとも一部分は蒸留又は蒸発によって
抽出流れ及びラフィネート流れから分離されることが予
期されるが、逆浸透のごとき他の分離方法もまた、単独
、或いは蒸留又は蒸発と組合せて使用される。このラフ
ィネート及び抽出生成物は人間の消費に意図された食料
品であるので、脱着剤物質は無毒性でなければならない
、最後に、脱着剤物質もまた容易に入手でき、したがっ
てコストも適度な物質でなければならない、この分離に
適当な脱着剤は水及びエタノール又はその混合物から成
る。

従来技術では、吸着剤及び脱着剤のある種の特性は、絶
対的に必要ではないけれども、選択吸着プロセスの操作
の成功に極めて望ましいことが認められている。このよ
うな特性はこのプロセスにも同様に重要である。このよ
うな特性は、吸着剤の容量当りの抽出成分の吸着容量、
ラフィネート成分及び脱着剤物質に関しての抽出成分の
選択吸着性、及び吸着剤に対する抽出成分の吸着及び脱
着の充分に速い速度である。特定容量の抽出成分を吸着
するための吸着剤の容量は、勿論必要である。このよう
な容量なしでは、その吸着剤は吸着分離には役に立たな
い。さらに、抽出成分に対する吸着剤の容量が高ければ
高い程、その吸着剤は良好である。特定の吸着剤の増大
した容量は、特定の装入速度の原料混合物に含まれた既
知の濃度の抽出成分を分離するに必要な吸着剤のの量を
減少することを可能にする。ある特定の吸着分離に要求
される吸着剤の量の減少は分離プロセスのコストを下げ
る。吸着剤の良好な最初の容量が経済的に望ましい寿命
にわたって分離プロセスにおける実際の使用の間維持さ
れることが重要である。

吸着剤の第２の必要な特性は、原料を分離する吸着剤の
能力、言い換えれば、その吸着剤が一つのある成分に対
しては他の成分に比較して吸着選択性（Ｂ）を有するこ
とである。相対選択性は、他に比較しての一つの原料成
分に対して表現されるばかりではな（、原料混合物成分
と脱着剤物質との間でも表現される０選択性（Ｂ）は、
平衡条件において未吸着槽における同じ二つの成分の比
に対する吸着槽の二つの成分の比として定義される。相
対選択性は次の式ｌで示される。

八−上 選択性−（Ｂ）− 〔し、χＣ／％１ｔ、χＤ）　ａ　／　（ｗｔ、χＣ／
　Ｗｔ、Ｘ　Ｄ　）　ｕここに、Ｃ及びＤは重量％で表
した原料の二つの成分であり、Ａ及びＢはそれぞれ吸着
槽及び未吸着槽を表す、平衡条件は吸着剤の床を通る原
料が吸着剤の床に接触の後組成を変化しなかった時点で
決定される。言い換えれば、未吸着槽と吸着槽゛の間に
起こる物質の転移のない時点である。二つの成分の選択
性が１．０に接近する場合、吸着剤による一つの成分の
他の成分に関しての優先吸着性はない、これらは両者と
も相互に関して同程度に吸着され（或いは吸着されない
）０選択性（Ｂ）が１．０より小さく、或いは太き（な
ると、一つの成分の他の成分に関しての吸着剤による優
先吸着性がある。吸着剤による一つの成分Ｃの選択性を
他の成分りに対して比較する時、１．０より大きい（Ｂ
）は吸着剤内における成分Ｃの優先吸着を示す−、１．
０より小さい（Ｂ）は、成分りが優先的に吸着されて成
分Ｃに富んだ未吸着槽と成分ｎに冨んだ吸着槽を残す、
理想的には、脱着割物質は、全ての抽出成分が適度な流
れ速度の脱着剤物質で一種類として吸着されるように、
そして抽出成分が次の吸着段階において脱着剤物質を置
き換えることができるように、全ての抽出成分に関して
約１に等しいか、或いは１より僅かに小さい選択性を有
すべきである。ラフィネート成分からの抽出成分の分離
は、理論的には、ラフィネート成分に関して抽出成分に
対する吸着剤の選択性が１．０より僅かに大きい時に、
可能であるが、このような選択性は１．０より相当大き
いことが好ましい。相対揮発性と同じように、選択性が
高ければ高い程、分離は容易に行われる０選択性が高い
程使用される吸着剤は少量で済む、第三の重要な特性は
、原料混合物物質の抽出成分の交換速度である。言い換
えれば、抽出成分の脱着の相対速度である。この特性は
、吸着剤から抽出成分を回収するためプロセスにおいて
使用されねばならない脱着割物質の量に直接に関係する
。速い交換速度は抽出成分を除くのに必要な脱着割物質
の量を減少し、したがってプロセスの操作コストを下げ
る。より速い交換速度では、プロセスにポンプで送入さ
れ、プロセスにおいて再使用のため抽出流れから分離さ
れねばならない脱着割物質がより少ない。

吸着−脱着操作は原料混合物及び脱着剤物質と交互に接
触される稠密固定床で行われるが、この場合プロセスは
半連続的である。一般に揺動床システムと言われている
他の具体例においては、二つ又はそれ以上の静止床吸着
剤のセットが、原料混合物はセントの一つ又はそれ以上
の吸着剤床を通ることかで′きるが、脱着剤物質はセッ
トの一つ又はそれ以上の他の床を通ることができるよう
に、適当なパルプを具えて使用される。原料混合物及び
脱着剤物質はこのような床において吸着剤中を上方に、
或いは下方に流れる。静止床流体一固体接触に用いられ
た従来の装置が使用される。

しかしながら、移動床又は疑像移動床は、固定床システ
ムよりも著しく大きい分離効率を有し、従って好ましい
、移動床又は疑僚移動床プロセスにおいでは、滞留及び
置換の操作が連続的に行われ、抽出及びラフィネート流
れの連続生成、及び原料及び置換流体流れの連続使用が
できる。このプロセスの一つつの好ましい具体例では、
疑似移動床流流れシステムとして周知のものが利用され
る。このようなシステムにおいては、モレキュラーシー
ブ室の下方に向かって複数の液体アクセスポイントの前
進運動が、モレキュラーシーブ室の中に含まれたモレキ
エラーシーブの上向移動を擬態する。これに関しては米
国特許第２．９８５，５８９号（Ｄ、Ｂ、Ｂｒｏｕｇｈ
ｔｏｎデー　ビー　ブラートン）が参考になる。この特
許においては、流れシステムの操作原理と順序が記載さ
れている。また、１９６９年４月２日東京で行われた５
ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　ＣｈｅｍｉｃａｌＩＥｎｇｉｎｅ
ｅｒｉｎｇ　（ソサイエチー　オブ　ケミカルエンジニ
アリング）の第３４回年次ミーチングに提出されたデー
　ビー　プラートンの　連続吸着プロセスーー新しい分
離技術”と言う論文が参考になる。

本発明のプロセスにおける使用に適当な疑似移動床流れ
システムの他の具体例は、米国特許第４．４０２．８３
２号に開示された同向流高効率疑領移動床プロセスであ
る。

本発明は任意のタイプの流れシステムで行われるが、操
作の態様は脱着剤選択に影響する。揺動床システムは脱
着剤の選択に敏感であることが少なく、このプロセスは
前記の広い範囲の脱着剤からの任意の物質で良く行われ
る。しかしながら、一般に液相を保持するように実質的
に一定の圧及び温度で連続的に操作される吸着分離プロ
セスにおいては、信顛される脱着剤物質はより賢明に選
択されなければならない、連続分離プロセスにおいては
、先に記載した種類の好ましい脱着剤が最大の利点があ
る。

抽出アウトプット流れの少なくとも一部分は分離手段に
流入し、そこで脱着剤物質の少なくとも一部分は脱着条
件において分離されて濃度の減少した脱着剤物質を含む
抽出生成物を生成することが意図される。このプロセス
の操作に必ずしも必要ではないが、好ましくは、ラフィ
ネートアウトプット流れの少なくとも一部分も分離手段
に流入し、そこで脱着剤物質の少なくとも一部分は分離
条件において分離されて、プロセスにおいて再使用でき
る脱着剤の流れと、濃度の減少した脱着剤物質を含むラ
フィネート生成物を生成する。典型的には、抽出生成物
及びラフィネート生成物中の脱着剤物質の濃度は約５容
量％、好ましくは約１容量％より小さい０分離手段は、
典型的には、精留塔で、その設計及び操作は分離技術に
おいて周知である。

液相及び気相の操作は両方とも多くの吸着分離プロセス
において使用できるけれども、低温度要求のため、及び
気相操作で得られるものに対して液相で得られる抽出生
成物の高収率のため、このプロセスに対しては、液相操
作が要求される。吸着条件は約２０〜２００℃、好まし
くは約２０〜１００℃の範囲の温度及び大気圧〜約５０
０ｐｓｉｇ（３４４８ｋＰａゲージ）、好ましくは大気
圧から液相を維持するに必要な圧の範囲の圧を包含する
。脱着条件は吸着状件に使用したと同じ範囲の温度及び
圧を包含する。

本発明のプロセスに利用できる装置のサイズは、パイロ
ットプラントの規模から商業的規模まで変わることがで
き、流れ速度の範囲は時間当り数ＣＣから数千ガロンま
でにわたることができる。

（実施例） 次の例は本発明のプロセスをより具体的に説明するもの
であるが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。

動的試験装置を使用して、特定の原料混合物及び脱着剤
物質で種々の吸着剤を試験し、吸着容量、選択性及び交
換速度の吸着剤特性を測定することができる。この装置
は、室の両端に入口及び出口部分を有する約７０ｃｍの
吸着剤室から成る。この室は温度制御手段内に含まれて
おり、さらに、予め定められた一定の圧でこの室を操作
するために圧制御装置が使用される。室の出口ラインに
、クロマトグラフィー分析装置が取りつけられ、吸着剤
室を出る流出液の流れにおける一つ又はそれ以上の成分
を定性的に検出し、或いは定量的に測定することができ
る。この装置及び次の一般的方法を用いて行われるパル
ステストが、種々の吸着剤システムに対する選択性及び
その他のデーターを測定するために、使用される。吸着
剤は、吸着剤室中に脱着剤物質を通すことによって特定
の脱着剤物質と平衡するように充填されらる。都合のよ
い時に、全て脱着剤において希釈された周知の濃度の非
吸着多糖類トレーサーマルトリン−ＤＰ４アルドース類
、その他のトレースの砂糖類を含む原料のパルスを数分
間入射する。脱着剤の流れを回復し、トレーサー及びア
ルドースを液−固クロマトグラフィー操作におけるよう
に溶出する。溶出液は留分において集め、クロマトグラ
フィー装置及び展開した対応する成分ピークのエンベロ
ブのトレースを用いて分析する。

このテストから導かれる知見から、吸着剤の性能は、抽
出又はラフィネート成分に対する滞留容量、一つの成分
の他の成分に関しての選択性、及び脱着剤による抽出成
分の脱着速度によって評価できる。抽出又はラフィネー
ト成分の滞留容量は抽出又はラフィネート成分のピーク
エンベロブの中心とトレーサー成分のピークエンベロブ
又は他の周知の参考点との間の距離を特徴とする。ピー
クエンベロブ間の距離によって表されるこの時間間隔中
ポンプで送入される脱着剤の立方センチメータでの容量
によって表される。ラフィネート成分に関する抽出成分
に対する選択性（Ｂ）は、抽出成分ピークエンベロブの
中心とトレーサーピークエンベロブとの間の距離とラフ
ィネート成分ピークエンベロブの中心とトレーサーピー
クエンベロブとの間の対応する距離との比を特徴とする
。

抽出成分の脱着剤との交換速度は、一般に、生強度にお
けるピークエンベロブの巾を特徴とする。

ピークの巾が狭ければ狭い程脱着の速度は速い。

１Ｕユ　　　　□ この実施例においては、カチオン交換部位にカルシウム
イオンを有するＹ型ゼオライトを用いてテストを行って
、炭水化物混合物からのアラビノースの分離を測定した
。この例のカルシウム交換Ｙ型ゼオライトは有機バイン
ダー中に結合され、０、７１１ｓ／ｍｌの平均嵩密度を
有した。脱着剤は全容量７０ｃｃを有する直径８．４−
　　の塔に充填した。

原料混合物は蒸留水７０ｍ１で希釈した第１表に示す炭
水化物３０−１から成り、固形分２２％を含む溶液であ
る。

ｌ上ｌ 乾燥固体の重量％ キシロース　　　　　　４９．１ アラビノース　　　　　１４．０ ガラクトース　　　　　２０．４ マンノース　　　　　　　　１．０ グルコース　　　　　　　６．６ 原料混合物はまたトレースの量の着体を含んだ。

実験は、流速１−２２ｃｃ／分及び温度６５℃において
、水膜着剤を塔に通すことによって開始された、適当な
時期に、原料１０ｍ＋１を塔に注入し、その後脱着剤の
流れを直ちに再開した。第１図は、砂糖、及び着色体の
吸着剤滞留を表すグラフである０着色体のプロファイル
は、３２０ＩＩＩ１１における紫外線光の吸収を測定す
ることによって定められる。

各濃度曲線に対する平均中点の考察は、他の原料混合物
砂糖並びに着色体からのアラビノースの良好な分離を示
す、アラビノースは明らかに最も選択的に保持された成
分である。アラビノース曲線の実質的部分はキシロース
−ガラクトース曲線内にあるが、これは原料に存在する
未分離のキシロース及びガラクトースの大容量に因るも
ので、分離を行う非能力を示すものではない、この実験
から得られたデータから、第２表の選択性が計算された
。

員１゜ （Ｂ） アラビノース／キシロース　　　２．０１アラビノース
／グルコース　　　２．４８アラビノース／その他　　
　　　２．９０アラビノ一ス／着色体　　　　　２．５
７これらの選択性は明らかにアラビノースに対する高程
度の分離の達成を示す。

ス皇Ｕ 異なった原料混合物からのアラビノースの分離を示すた
め、実施例１のＹ型ゼオライトと同じ試験装置を用いて
実験を行った。原料混合物は蒸留水７０ｍ１で希釈した
第３表に示す炭水化物混合物から成り、固形分２０重量
％を含む溶液である。

】じ１表 乾燥固体の重量％ アラビノース　　　　　１０ マンノース　　　　　　　３８ グルコース　　　　　　２５ フルクトース　　　　　２７ 実験は、流速０．８１ｃｃ／分及び温度６５℃において
、上向きの流れ態様において木肌着剤を塔に通すことに
よって開始された。ある点において、１０ａ＋１のパル
スの原料を塔に注入し、その後−着剤物質の流れを直ち
に再開した。第２図は砂糖の吸着剤による相対的滞留を
示すグラフである。

成分エンベロブの平均中点を考察することによって、マ
ンノース及びグルコースからアラビノースの良好な分離
が得られることは明らかである。

この知見から、グルコースに対するアラビノース及びマ
ンノースに対するアラビノースの選択性がそれぞれ２．
６３及び１．２３として計算された。か（して、アラビ
ノースからマンノース並びにグルコースを分離するカル
シウム−Ｙ型吸着剤の能力が定量的に示される。このデ
ータは、フルクトースからアラビノースの分離がないの
で、吸着剤の予報不可能性の高いことを示す。

叉旌班−１ このテストにおいては、吸着剤としてカルシウム−Ｘ型
ゼオライトの使用を示す、この実験のＸ型ゼオライトは
カチオン交換部位にカルシウムイオンを含み、有機バイ
ンダーにおいて結合され、０、８３１ｍ／ｍｌの平均嵩
密度を有した。この吸着剤を全容量？’Ｏｃｃを有する
直径８．”４’ｍ−の塔に充填し　　　−た、第４表に
示した炭水化物を含み木肌着剤で希釈した原料混合物を
調製した。

玉１犬 乾燥固体の重量％ キシロース　　　　　　２０ グルコース　　　　　　　９ アラビノース　　　　　　５．５ ガラクトース　　　　　　４ 最初に、流速１．０８ｃｃ／分及び温度６５℃において
、脱着剤を塔に通した。その後原料溶液１０ｍ１を塔に
注入した。注入に次いで、脱着剤の流れを再開した。Ｘ
型吸着剤による砂糖の滞留を第３図のグラフで示す。

各成分曲線に対する平均中点の比較は他の原料混合物の
砂糖からのアラビノースの良好な分離を明らかに示す、
このデータにおいて、アラビノース曲線の全区域の中点
は明らかに他の曲線の右に変移されている。したがって
、本発明の分離をＸ型ゼオライトで行うことも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ実施例１、実施
例２及び実施例３における各成分の吸着態様を示すグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アラビノースとアルドペントース類及びアルドヘキ
   ソース類から成る群から選ばれた少なくとも一つの他の
   単糖類とを含む水性原料混合物を、吸着条件において、
   交換性陽イオン部位にカルシウムカチオンを有するＸ型
   、又はＹ型ゼオライトから成るバリウムを含まない吸着
   剤と接触し、他の単糖類を実質的に除外して該アラビノ
   ースを選択的に吸着し、該原料混合物の非吸着部分を吸
   着剤との接触から除去し、その後、脱着条件において、
   脱着によって高純度のアラビノースを回収することから
   成る該水性混合物からアラビノースを分離する方法。 ２）該原料混合物は、アラビノース、とキシロース、グ
   ルコース、マンノース及びラムノースから成る群から選
   ばれた少なくとも一つの他の単糖類を含む第１項に記載
   のアラビノースの分離方法。 ３）該脱着剤は水から成る第１項に記載のアラビノース
   の分離方法。 ４）該吸着剤は交換性陽イオン部位にカルシウムカチオ
   ンを有するＹ型ゼオライトから成る第３項に記載のアラ
   ビノースの分離方法。 ５）該分離は擬態移動床流れ方式によって行われる第１
   項に記載のアラビノースの分離方法。 ６）該擬態移動床流れ方式は向流の流れを使用する第５
   項に記載のアラビノースの分離方法。 ７）該擬態移動床流れ方式は同行の流れを使用する第５
   項に記載のアラビノースの分離方法。