[go: up one dir, main page]

FI88933C - Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros - Google Patents

Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros Download PDF

Info

Publication number
FI88933C
FI88933C FI905069A FI905069A FI88933C FI 88933 C FI88933 C FI 88933C FI 905069 A FI905069 A FI 905069A FI 905069 A FI905069 A FI 905069A FI 88933 C FI88933 C FI 88933C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
column
glucose
fructose
columns
solution
Prior art date
Application number
FI905069A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI905069L (fi
FI88933B (fi
FI905069A0 (fi
Inventor
Heikki Heikkilae
Goeran Hyoeky
Pentti Niittymaeki
Tapio Viljava
Tuula Myoehaenen
Original Assignee
Xyrofin Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xyrofin Oy filed Critical Xyrofin Oy
Publication of FI905069A0 publication Critical patent/FI905069A0/fi
Priority to FI905069A priority Critical patent/FI88933C/fi
Priority to PCT/FI1991/000309 priority patent/WO1992007097A1/en
Priority to DE69112415T priority patent/DE69112415T2/de
Priority to EP91917299A priority patent/EP0553126B1/en
Priority to AT91917299T priority patent/ATE126831T1/de
Priority to ES91917299T priority patent/ES2079078T3/es
Priority to FR9112670A priority patent/FR2668775B1/fr
Publication of FI905069L publication Critical patent/FI905069L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI88933B publication Critical patent/FI88933B/fi
Publication of FI88933C publication Critical patent/FI88933C/fi
Priority to GR950402184T priority patent/GR3017212T3/el

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814Recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821Simulated moving beds
    • B01D15/185Simulated moving beds characterised by the components to be separated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C12N11/12Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/20Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an exo-1,4 alpha-glucosidase, e.g. dextrose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K11/00Fructose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K3/00Invert sugar; Separation of glucose or fructose from invert sugar
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814Recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821Simulated moving beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814Recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821Simulated moving beds
    • B01D15/1828Simulated moving beds characterised by process features

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

i 88933
Menetelmä glukoosin ja fruktoosin tuottamiseksi sakkaroosista
Keksintö kohdistuu parannettuun menetelmään glu-5 koosin ja fruktoosin valmistamiseksi sakkaroosista. Menetelmä käsittää sakkaroosin hydrolyysin immobilisoidun entsyymin avulla ja glukoosin ja fruktoosin erottamisen hydrolyysituotteesta kromatografisesti käyttäen simuloitua liikkuvaa kerrosta.
10 Glukoosia ja fruktoosia on perinteisesti valmis tettu sakkaroosiliuoksista tai -siirapeista hydrolysoimalla sakkaroosi joko happokatalyysin avulla (esim. käyttäen happomuodossa olevaa kationinvaihtajaa) tai entsymaattisesti invertaasientsyymillä. Glukoosin ja fruktoo-15 sin erottamiseksi hydrolysoidusta liuoksesta on käytetty kromatografisia menetelmiä, jolloin epäkohtina on ollut, että erotus on tapahtunut panosprosessina, joka on hankala käytettäväksi teollisessa mitassa, ja saatujen glukooseja fruktoosiliuosten kuiva-ainepitoisuudet ovat olleet 20 alhaiset.
Esim. US-patenttijulkaisussa 3692582 on esitetty tällainen menetelmä, jolla glukoosia ja fruktoosia on valmistettu sakkaroosista. Julkaisun mukaan sakkaroosi on hydrolysoitu käyttäen hyväksi happokatalyysiä tai happo-25 muotoista kationinvaihtajaa. Saatu hydrolyysituote on kä sitelty panosprosessina kromatografisesti käyttäen kolon-nitäytteenä kalsiummuodossa olevaa kationinvaihtajaa, edullisesti polystyreenisulfonaatti-runkoista kationinvaihtajaa, joka on ristisidottu divinyylibentseenillä.
. . 30 Saadun fruktoosifraktion suurimmat kuiva-ainepitoisuudet ovat julkaisun mukaan 12 g/100 ml.
GB-patenttijulkaisussa 1085696 on esitetty panos-prosessi, joka käsittää sakkaroosin hydrolysoinnin ja glukoosi- ja fruktoosijakeiden erottamisen samassa kolonnis-. 35 sa, jonka täytteenä on osittain happomuodossa, osittain 2 88933 kalsiummuodossa oleva kationinvaihtaja (divinyylibentsee-nlllä ristisidottu sulfonoltu polystyreenirunkoinen hartsi ). Julkaisun mukaisella menetelmällä päästään hyvään glukoosin ja fruktoosin erottumiseen, saatujen glukoosi-5 ja fruktoosijakeiden suurimmiksi kuiva-ainepitoisuuksiksi on ilmoitettu 141 g/1 ja 132 g/1.
Barker, P.E. ja Chuach, C.H. (The Chemical Engineer, August/September 1981, s. 389 - 393) ovat kuvanneet puoli jatkuvatoimisen kromatografisen menetelmän fruktoosin 10 ja glukoosin erottamiseksi 50 paino-% kiintoainetta (50/50 % fruktoosia ja glukoosia) sisältävästä liuoksesta, jolloin saatujen liuosten kuiva-ainepitoisuudet olivat yli 10 paino-% glukoosifraktiossa ja yli 4,1 paino-% fruktoosi-fraktiossa.
15 Viime aikoina erotustekniikassa on erityisesti ke hitetty simuloitu liikkuva kerros -kromatografiaa, jolloin tavoitteena on ollut aikaansaada jatkuvatoiminen erotusmenetelmä, jolla päästäisiin hyvään erotustehoon ja samalla suurempiin liuosten kuiva-ainepitoisuuksiin kon-20 sentrointivaiheiden vähentämiseksi.
FI-patenttihakemuksessa 882740 on esitetty simuloitu liikkuva kerros -menetelmä melassin fraktioimiseksi betaiini-, sakkaroosi- ja jäännösmelassijakeiksi.
Jatkuvatoimisia kromatografisia menetelmiä, joilla 25 voidaan erottaa glukoosi ja fruktoosi sokeripitoisista liuoksista, on esitetty mm. US-patenttijulkaisuissa 4157267 (stationäärifaasina zeoliitti), 4267054 (statio-näärifaasina ioninvaihtohartsi, esim. Duolite C-20X4 -kationinvaihtaja kalsiummuodossa), 4332623 (stationäärifaa-30 sinä esim. kalsiummuodossa oleva vahvasti hapan kationinvaihtaja Diaion FRK-01), 4379751 (stationäärifaasina kationinvaihtaja kalsiummuodossa, esim. Duolite C-20X4). Näissä julkaisuissa kuvatuilla menetelmillä esitetään päästävän kuiva-ainepitoisuuksiltaan yli 20-prosenttisiin, 35 jopa lähes 30-prosenttisiin glukoosi-ja fruktoosiliuok- 3 88933 siin.
Kun erotus suoritetaan jatkuvatoimisesta simuloitua liikkuvaa kerrosta käyttäen, hydrolyysiliuoksessa olevilla epäpuhtauksilla on taipumus huonontaa erotustulosta.
5 On tunnettua, että sakkaroosin happohydrolyysillä saadaan aina aikaan epäpuhdas liuos, joka sisältää glukoosin ja fruktoosin lisäksi erityyppisiä disakkarideja. Entsymaat-tinen hydrolyysi on spesifisempi kuin happohydrolyysi ja tällöin syntyy ei-toivottuja epäpuhtauksia ainoastaan vä-10 häisessä määrin. Jotta hydrolyysi voitaisiin suorittaa jatkuvatoimisena prosessina, on välttämätöntä immobilisoi-da entsyymi sopivaan kantaja-aineeseen. Rohkaisevia tuloksia on saatu, kun kantajamateriaalina on käytetty DEAHP-selluloosaa [Hradil, J. & Svek, F., Enzyme Microb. Tech-15 nol., 3 (1981) 331 - 335]. Käytetty kantajamateriaali on kuitenkin suhteellisen pehmeää eikä se sen vuoksi ole erityisen sopivaa laajamittaiseen teolliseen prosessiin.
US-patenttijulkaisuissa 4110164 ja 4168250 on kuvattu ioninvaihtohartseja, jotka esitetään sopiviksi kan-20 tajiksi immobilisoitaessa makromolekyylejä, esim. glukoo si -isomeraasia (entsyymi, joka isomeroi glukoosia fruktoosiksi ). Nämä ioninvaihtohartsit on valmistettu agglome-roidusta polystyreenillä vahvistetusta selluloosajohdannaisesta, joka on derivatisoitu esim. karboksimetyyli- tai 25 dietyyliaminoetyyliryhmillä.
Tämän keksinnön tavoitteena on menetelmä, jolla sakkaroosipitoisista liuoksista voidaan tuottaa glukoosia ja fruktoosia suurin saannoin ja riittävän puhtaina siten, että sekä hydrolyysi että fraktioiden erottaminen 30 toisistaan voidaan suorittaa jatkuvatoimisina prosesseina ja että tuotteiden pitoisuudet erotusprosessista saaduissa liuoksissa ovat taloudellisuusnäkökohtien kannalta riittävän suuret.
Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisesti yh-35 distämällä entsymaattinen hydrolyysi simuloidun kerroksen 4 88953 kromatografiän kanssa; tällöin hydrolyysivaihe suoritetaan käyttäen selluloosapohjaiselle kantajamateriaalille immo-bilisoitua invertaasientsyymiä.
Keksinnön mukainen jatkuvatoimisen entsymaattisen 5 hydrolyysin yhdistäminen jatkuvatoimisen simuloidun liikkuvan kerroksen kromatografiän kanssa muodostaa merkittävän parannuksen verrattuna tunnettuun panosprosessiin glukoosin ja fruktoosin tuottamiseksi sakkaroosista, ja sillä saadaan erittäin puhdasta glukoosia ja fruktoosia suurin 10 saannoin.
Keksinnön mukainen menetelmä käsittää hydrolyysi-vaiheen, jolloin vesiliuoksessa oleva sakkaroosi hydrolysoidaan agglomeroidulle selluloosa johdannaiselle immobili-soidulla invertaasientsyymillä oleellisesti puhdasta fruk-15 toosia ja glukoosia sisältävän hydrolyysiliuoksen saamiseksi, sekä erotusvaiheen, jolloin hydrolyysiliuoksesta erotetaan glukoosifraktio ja fruktoosifraktio käyttäen simuloitu liikkuva kerros -kromatografiaa.
Hydrolyysivaihe toteutetaan jatkuvatoimisesti aja-20 maila sakkaroosiliuosta immobilisoidulla entsyymillä täy tetyn kolonnin läpi. Virtaus voidaan aikaansaada painovoiman vaikutuksesta tai pumpulla. Kolonniin syötettävän liuoksen sakkaroosipitoisuus on yleensä alueella 30 - 60 pai-no-%.
25 Invertaasientsyymin kantajana käytetään agglome- roitua polymeerillä vahvistettua selluloosapohjäistä hartsia, joka on mekaanisesti luja ja kemiallisesti kestävä ja joka myös raekooltaan sopii käytettäväksi teollisessa mitassa. Tällainen on esimerkiksi dietyyliaminoetyyli (DEAE) 30 -selluloosakantajamateriaali, joka on valmistettu esimer kiksi US-patenttijulkaisuissa 3823133, 4110164 ja 4168250 kuvatulla tavalla.
Lämpötila hydrolyysivaiheessa on edullisesti noin 50 °C.
35 Sakkaroosi hydrolysoituu hydrolyysivaiheessa oleel- s 88933 lisesti kokonaan glukoosiksi ja fruktoosiksi. Saadusta hydrolyysiliuoksesta erotetaan glukoosi- ja fruktoosifrak-tiot käyttäen simuloidun liikkuvan kerroksen kromatogra-fiasysteemiä; tällainen menetelmä on esitetty esim. suoma-5 laisessa patenttihakemuksessa 882740.
Tässä erotusmenetelmässä käytetään useita kromatografisia kolonneja sarjassa. Sarjassa voi olla 2-14 kolonnia. Kolonnit on yhdistetty putkilinjoilla toisiinsa niin, että kierrätys kaikkien kolonnien läpi voidaan ai-10 kaansaada yhdellä pumpulla. Yhden pumpun asemesta voidaan käyttää useita pumppuja, esimerkiksi useiden tai kaikkien kolonnien väliin voidaan sovittaa pumppuja. Virtausnopeus on 2 - 5 m3/h/m2 kolonnin poikkileikkausta.
Kolonnit on varustettu syöttölinjoilla ja tuote-15 linjoilla niin, että syöttöliuos ja eluenttivesi voidaan syöttää kolonniin, tai vastaavasti kerätä fraktio kolonnista. Syöttö- ja tuotelinjat on varustettu venttiileillä niin, että syöttäminen ja keruu voidaan päättää kun ennalta valittu liuosmäärä on syötetty tai kerätty. Samoin ko-20 lonneja yhdistävät putkilinjat on varustettu venttiileillä. Syöttölinjoissa on myös pumput niin, että eluenttivesi ja syöttöliuos voidaan pumpata ennalta valittuihin kolonneihin; putkilinjoissa on lisäksi lämmönvaihtimet. Tuote-linjat on varustettu on-line -instrumenteilla niin, että 25 tuotteen laatua voidaan seurata toiminnan aikana. Näitä on-line-instrumentteja ovat virtausmittari, tiheysmittari, taitekerroinmittari, johtokykymittari, optisen aktiivisuuden mittari, lämpötilamittari jne. Mikroprosessoria tai tietokonetta käytetään prosessin ohjaukseen.
30 Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty eräs esimerkki erotusmenetelmässä käytettävästä laitteistosta. Laitteistossa on sarjaan yhdistetyt kolonnit 1-4, kolonneja yhdistävät putkijohdot 9 - 16, hydrolyysiliuossäiliö 17, vesisäiliö 18, hydrolyysiliuoksen syöttöputki 19, veden 35 syöttöputki 20, kiertopumppu 21, hydrolyysiliuoksen syöt- 6 88933 töpumppu 22, veden syöttöpumppu 23, lämmönvaihtimet 24 -26 ja tuotefraktioiden poistoputket 27 - 29, sekä venttiilit 30 - 62.
Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty kahdeksan ko-5 lonnia 1-8 käsittävä laitteisto.
Kolonnien täytteenä käytetään vahvasti hapanta gee-lityyppistä kationinvaihtajaa (esim. Finex V09 C; valmistaja Cultor Oy) edullisesti kalsiummuodossa.
Syöttöliuos on hydrolyysivaiheesta saatu hydrolyy-10 siliuos, joka tavallisesti laimennetaan vedellä tai ero-tusvaiheesta saadulla palautusliuoksella kuiva-ainepitoisuuteen 50 - 60 paino-%, ja se sisältää liuenneina aineina glukoosia ja fruktoosia sekä hyvin pieninä määrinä oligosakkarideja. Syöttöliuoksen lämpötila säädetään ennen 15 syöttämistä erotussysteemiin 40 - 85 °C:seen.
Eluointiin käytetään vettä, jonka lämpötila on edullisesti on 60 - 70 °C.
Erotuksen aikana syöttöliuoserää kierrätetään pumpuilla kolonnisarjan läpi. Uusi syöttöliuosannos lisätään 20 kolonnisarjaan oligosakkaridifraktion ja fruktoosifrak- tion väliin ennalta valitun kolonnin yläpäähän. Kun syöttöliuos syötetään yhteen kolonniin, glukoosifraktiota kerätään samanaikaisesti toisen kolonnin pohjalta. Samanaikaisesti eluoidaan fruktoosi jostakin muusta kolonnista 25 lisäämällä eluointivettä siten, että systeemin liuosmäärä pysyy vakiona.
Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan glukoo-si-ja fruktoosifraktiot, joiden kuiva-ainepitoisuudet ovat 25 - 33 paino-% ja joissa glukoosi ja fruktoosi ovat 30 olleellisesti puhtaina (>95 %). Glukoosi ja fruktoosi voidaan edullisesti kiteyttää näistä fraktioista hyvällä saannolla.
Keksinnön mukaista menetelmää valaistaan seuraa-villa esimerkeillä, joita ei ole tarkoitettu keksinnön 35 7 8 8 9.53 piiriä rajoittaviksi.
Esimerkeissä on entsyymiaktiivisuudet annettu Sumner -yksikköinä (SU). Yksi Sumner -yksikkö on se entsyymi-määrä, joka muodostaa pH-arvossa 4,5 ja lämpötilassa 20,0 5 °C standardioloissa (5 ml 6,5-prosenttista sakkaroosi-liuosta + 1 ml entsyymiliuosta) 1 mg:n inverttisokeria 5 minuutissa.
Esimerkki 1
Invertaasin immobilisointi 10 Invertaasin kantajana käytettiin agglomeroitua po- lystyreenillä vahvistettua dietyyliaminoetyyliselluloosaa, joka oli valmistettu esim. US-patenttijulkaisuissa 3823133, 4110164 ja 4168250 kuvatulla tavalla. 200 g tätä DEAE-selluloosakantajaa upotettiin veteen, kuumennettiin 15 80 ®C:seen ja sen annettiin seistä yli yön huoneenlämmös sä. Kantaja erotettiin vedestä imusuodatuksella sintteri-suppilolla.
Entsyyminä käytettiin kaupallista Honeywill and Stein Ltd. -yhtiön tuotetta, jonka aktiivisuudeksi ilmoi-20 tetaan 6260 Sumner-yksikköä/ml. 250 ml invertaasikonsent-raattia (entsyymiaktiivisuus 1565000 SU) laimennettiin vedellä suhteessa 1:1, sekoitettiin edellä mainittuun 200 g:aan kantajamateriaalia ja annettiin seistä 45 °C:ssa 4 tunnin ajan sekoittaen.
25 Saadun suspension pH oli 7,0 ja johtokyky 1000 pS/cm.
Kantajamateriaaliin sitoutunut entsyymiaktiivisuus oli 1354000 SU. Täten systeemin immobilisoidun entsyymin kantajamateriaalia kohti laskettu aktiivisuus oli 6770 30 SU/g. Immobilisoitua entsyymiä varastoitiin 55-prosentti-sessa glyserolissa pH-arvon ollessa 5,8.
Hydrolyysi (inversio) 20 ml edellä saatua immobilisoitua entsyymiä pakattiin kolonniin (1,6 x 10 cm) ja sakkaroosiliuosta, joka 35 sisälsi sakkaroosia 620 g/1, pumpattiin kolonnin läpi pH- 8 88933 arvon ollessa 5,0 ja lämpötilan 50 °C. Virtausnopeus oli 40 ml tunnissa.
Havaittiin, että inversio tapahtui yli 99-prosent-tisesti. Kolonnista poistuvalla liuoksella oli seuraava 5 koostumus:
Pitoisuus, % kuiva-aineesta Glukoosi Fruktoosi Sakkaroosi Muut disakkaridit 50,0 49,3 0,7
Esimerkki 2 10 Entsyymin immobilisoinnissa käytettiin samaa kan ta jamateriaalia kuin esimerkissä 1. 400 kg kantajaa (1000 1) lietettiin veteen 2000 l:n tankissa, jossa sen annettiin imeä vettä yli yön. Kantaja dekantoitiin viisi kertaa hienoaineksen poistamiseksi käyttäen kullakin kerralla 15 yksi kantajatilavuus vettä.
500 kg invertaasientsyymiä, jonka aktiivisuus oli 5498 SU/ml, ominaispaino 1,14 kg/1, pH 4,8 ja johtokyky 1050 pS/cm ja joka oli samaa tyyppiä kuin esimerkissä 1, kaadettiin tankkiin, joka sisälsi kantajamateriaalin.
20 Seosta sekoitettiin tunnin ajan. Saadun suspension pH oli 7,2 ja johtokyky 800 pS/cm. Tankki täytettiin kuumalla vedellä, niin että tankin lämpötilaksi tuli 45 °C (yhteensä n. 1000 1) ja sekoitusta jatkettiin 4 tunnin ajan.
Entsyymillä ladatun kantajamateriaalin aktiivisuus 25 oli 6030 SU/g kantajamateriaalia.
Vesi syrjäytettiin tankista pumppaamalla tankkiin pohjaventtiilin kautta sakkaroosiliuosta, joka sisälsi sakkaroosia 620 g/1. Kantaja/sakkaroosi -liete pumpattiin 2 m3:n kolonniin, jonka halkaisija oli 1 m.
30 Inversio suoritettiin pumppaamalla sakkaroosiliuos ta kolonnin läpi 50 °C:ssa pH-arvon ollessa 5,0. Kolonnista poistuva liuos sisälsi kuiva-aineesta laskettuna 49,2 % fruktoosia, 50,5 % glukoosia ja 0,3 % sakkaroosia.
Kromatografia 35 Edellä saatu fruktoosi-glukoosiliuos erotettiin 9 88933 fruktoosi- ja glukoosifraktioiksi jatkuvatoimisella menetelmällä käyttäen simuloitu liikkuva kerros -systeemiä.
Käytettiin koetehdasmittakaavaista koelaitetta. Se muodostui 8 kolonnista, syöttöpumpusta, kiertopumpusta, 5 eluenttivesipumpusta, virtaus- ja painesäädöistä ja eri prosessivirtojen syöttö- ja ulostuloventtiileistä. Vir-tauskaavio on esitetty kuviossa 2.
Kunkin kolonnin halkaisija oli 0,2 m ja täytemateriaalin korkeus kussakin oli 1,25 m. Täytemateriaalina oli 10 vahvasti hapan kationinvaihtaja Finex V09 C (valmistaja Cultor Oy), sulfonoitu polystyreeni; ristisidottu divi-nyylibentseenillä, 5,5 %; keskimääräinen partikkelikoko oli 0,36 mm. Täytemateriaali oli regeneroitu kalsiummuo-toon.
15 Virtausnopeus oli 120 1/h ja lämpötila 65 eC.
Fruktoosin ja glukoosin erotus suoritettiin 5-vai-heisella sekvenssillä. Kolonnit oli kytketty sarjaan ja virtaussuunta oli aina kolonnista 1 kolonniin 2 ja niin edelleen, ja kolonnista 8 takaisin kolonniin 1, seuraa-20 vasti:
Vaihe 1: Hyrolyysiliuosta syötettiin kolonniin 1 ja glu-koosifraktio kerättiin kolonnista 2. Samanaikaisesti syötettiin vettä kolonniin 5 ja kerättiin fruktoosifraktiota kolonnista 6.
25 Vaihe 2: Glukoosifraktiota kerättiin lisää kolonnista 2 ja samanaikaisesti syötettiin vettä kolonniin 5.
Vaihe 3: Liuosten kierrätys kaikissa kolonneissa kierto-pumpulla.
30 Vaihe 4: Vettä syötettiin kolonniin 3 ja oligosakkari- difraktio kerättiin kolonnista 2.
Vaihe 5: Liuosten kierrätys kaikissa kolonneissa kierto-pumpulla.
Kun sekvenssi oli päättynyt, prosessin ohjausoh-35 jelma jatkui palaten vaiheeseen 1. Toistamalla näitä 10 88333 sekvenssejä 7-8 kertaa järjestelmä tasapainottui, niin että eluoituneiden tuotefraktioiden koostumus oli vakio.
Erotusta ohjattiin mikroprosessorilla, joka määritteli tarkoin määrätyt syötön, kierron ja tuotejakei-5 den tilavuudet. Nämä tilavuudet on esitetty seuraavassa taulukossa 1.
Taulukko 1
Tilavuus (1)
Vaihe nro 12345 10 Syöttö 30----
Frukroosifraktio 30
Glukoosifraktio 30 3 15 Oligosakkaridi- fraktio - - - 15 -
Kierto - - 147 - 15
Saadun fruktoosifraktion puhtaus oli 96,9 % ja sen konsentraatio oli 30,0 paino-%. Saanto oli 95 % syötös-20 tä. Sakkaroosijäännökset erottuivat täydellisesti fruk toosista. Glukoosia fruktoosijakeessa oli 2,6 % ja oligosakkarideja 0,7 %.
Esimerkki 3
Sakkaroosiliuos hydrolysoitiin immobilisoidulla 25 entsyymillä oleellisesti siten kuin esimerkeissä 1 ja 2 on kuvattu. Näin valmistettiin 2,6 m3 hydrolyysiliuosta, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 650 g/1; tästä 47 % oli fruktoosia, 52 % glukoosia ja 1 % oligosakkarideja.
Erotus suoritettiin simuloitu liikkuva ker-30 ros -kromatografialla oleellisesti samalla tavalla kuin esimerkissä 2 käyttäen neljää toisiinsa kytkettyä kolonnia, kunkin tilavuus 22 m3.
Tuotteena saatu fruktoosifraktio sisälsi 96 % fruktoosia ja 4 % glukoosia kuiva-aineesta laskettuna 35 eikä lainkaan sakkaroosia. Glukoosin ja fruktoosin elu-oituminen näkyy kuviosta 3, jossa on jakorajoin osoi- 11 88933 tettu kohdat, joiden välillä fruktoosijae otettiin talteen.
Esimerkki 4
Esimerkissä 2 saaduista glukoosi- ja fruktoosi-5 fraktioista voidaan kiteyttää fruktoosi esimerkiksi US- patenttijulkaisussa 3883365 kuvatulla tavalla ja glukoosi siten kuin on kuvattu julkaisuissa Dean, G.R. ja Gottfried, J.B., Adv. Carboh. Res. 5 (1950) s. 127 -142; ja Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chem. Tech., voi. 10 6, s. 924.
A. Fruktoosi
Fruktoosi kiteytettiin kaksivaiheisella jäähdy-tyskiteytyksellä seuraten US-patenttijulkaisun 3883365 esimerkkiä IV. Liuoksen pH säädettiin arvoon 5,5 ja 15 liuos haihdutettiin 92,4 paino-%:n kuiva-ainepitoisuu teen. Kiteytysaika oli 60 tuntia + 70 tuntia ja kiteisen fruktoosin saanto oli 43 % kuiva-aineesta.
B. Glukoosi
Glukoosiliuos haihdutettiin 70 - 80 paino-%:n kui-20 va-ainepitoisuuteen, jäähdytettiin ja syötettiin kiteyt- timiin. Kiteyttimen tavallinen muoto on vaakasuora sy-linterimäinen tankki, jossa on hidas sekoitin, jäähdy-tysvaippa ja jäähdytyskierukoita. Kiteyttimeen pantiin siemenkiteitä (20 - 25 % edellisestä kiteytyksestä jä-25 tettiin kiteyttimeen) ja niihin sekoitettiin glukoosi- liuosta noin 46 °C;n lämpötilassa, jolloin alkulämpöti-laksi tuli noin 43 °C. Massa jäähdytettiin hitaasti 20 - 30 °C:n lämpötilaan 3-5 vuorokauden kuluessa; tällöin noin 60 % glukoosista oli kiteytynyt monohydraatti-30 kiteiksi, jotka erotettiin. Tämän jälkeen märkä glukoosi kuivattiin.

Claims (9)

12 889 33
1. Menetelmä glukoosin ja fruktoosin valmistamiseksi sakkaroosista entsymaattisen hydrolyysin avulla, 5 tunnettu siitä, että sakkaroosiliuos hydrolysoi daan jatkuvana prosessina invertaasientsyymillä, joka on immobilisoitu kiinteälle kantajalle, ja hydrolyysin tuloksena saadusta liuoksesta erotetaan glukoosi- ja fruk-toosifraktiot jatkuvana prosessina käyttäen kromatogra-10 fista simuloitu liikkuva kerros -menetelmää.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että invertaasientsyymin kantajana käytetään agglomeroitua polystyreenivahvisteista selluloosahartsia, joka on derivatisoitu dietyyliamino- 15 etyyliryhmillä.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kromatografinen simuloitu liikkuva kerros -systeemi käsittää vähintään 2 kromatografista kolonnia sarjassa ja nestevirtaus tapah- 20 tuu yhteen suuntaan kolonneissa ja että glukoosi ja fruktoosi erotetaan saman sekvenssin aikana, joka sekvenssi käsittää seuraavat vaiheet: a) hydrolyysiliuoksen syöttövaiheen, jolloin sak-karoosiliuoksen hydrolyysistä saatu glukoosi- ja fruk-25 toosipitoinen liuos syötetään yhteen mainituista kolon neista ja jolloin oleellisesti samanaikaisesti eluoi-daan glukoosifraktio kolonnin pohjasta, joka sijaitsee kolonnijärjestelmän virtaussuunnassa myöhemmin kuin kolonnin yläpää, johon mainittu syöttöliuos syötetään, 30 samanaikaisesti syötetään vettä kolonniin, joka sijait see kolonnijärjestelmän virtaussuunnassa myöhemmin kuin kolonni, josta glukoosi eluoidaan, ja eluoidaan fruktoosia kolonnin pohjasta, joka sijaitsee virtaussuunnassa myöhemmin kuin kolonnin yläpää, johon vesi syötetään, 35 b) toisen glukoosifraktion eluointivaiheen, joi- 13 8 8 9 J 3 loin jatketaan glukoosifraktion eluointia saman kolonnin pohjasta kuin edellä ja eluenttiveden syöttämistä samaan kolonniin kuin edellä, c) kierrätysvaiheen, jolloin järjestelmässä ole- 5 via liuoksia kierrätetään kaikkien mainittujen kolon nien kautta, d) oligosakkaridifraktion eluointivaiheen, jossa oligosakkaridifraktio eluoidaan yhdestä kolonnista ja tätä kolonnia virtaussuunnassa myöhempään kolonniin syö- 10 tetään eluointivettä, ja e) toisen kierrätysvaiheen, jolloin järjestelmässä olevia liuoksia kierrätetään mainittujen kolonnien kautta, ja että vaiheet a) - e) käsittävää sekvenssiä toistetaan kunnes tasapaino on saavutettu.
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että kromatografinen simuloitu liikkuva kerros -systeemi käsittää vähintään 2 kromatografista kolonnia sarjassa ja nestevirtaus tapahtuu yhteen suuntaan kolonneissa ja että glukoosi ja 20 fruktoosi erotetaan saman sekvenssin aikana, joka sek venssi käsittää seuraavat vaiheet: a) hydrolyysiliuoksen syöttövaiheen, jolloin sak-karoosiliuoksen hydrolyysistä saatu glukoosi- ja fruk-toosipitoinen liuos syötetään yhteen mainituista kolon- 25 neista ja jolloin oleellisesti samanaikaisesti eluoidaan glukoosifraktio kolonnin pohjasta, joka sijaitsee kolonnijärjestelmän virtaussuunnassa myöhemmin kuin kolonnin yläpää, johon mainittu syöttöliuos syötetään, samanaikaisesti syötetään vettä kolonniin, joka sijait-30 see kolonnijärjestelmän virtaussuunnassa myöhemmin kuin kolonni, josta glukoosi eluoidaan, ja eluoidaan fruktoosia kolonnin pohjasta, joka sijaitsee virtaussuunnassa myöhemmin kuin kolonnin yläpää, johon vesi syötetään, b) toisen glukoosifraktion eluointivaiheen, jol- 35 loin jatketaan glukoosifraktion eluointia saman kolon- 14 8 8 9 6 5 nin pohjasta kuin edellä ja eluenttiveden syöttämistä samaan kolonniin kuin edellä, c) kierrätysvaiheen, jolloin järjestelmässä olevia liuoksia kierrätetään kaikkien mainittujen kolon-5 nien kautta, ja että vaiheet a) - c) käsittävää sekvenssiä toistetaan kunnes tasapaino on saavutettu.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 2 - noin 14, 10 edullisesti 4-8, kromatografista kolonnia sarjassa.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 3-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kromatografisten kolonnien stationäärifaasina käytetään vahvasti hapanta kationinvaihtohartsia.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vahvasti hapan kationinvaih-tohartsi on kalsiummuodossa.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 3-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nesteen lineaari- 20 nen virtausnopeus kolonneissa on 2 - 5 m/h.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 3-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrätettävän syöttöliuoksen ja eluenttiveden lämpötila on noin 40 - 85 °C. is 88933
FI905069A 1990-10-15 1990-10-15 Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros FI88933C (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI905069A FI88933C (fi) 1990-10-15 1990-10-15 Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros
AT91917299T ATE126831T1 (de) 1990-10-15 1991-10-08 Verfahren zur herstellung von glukose und fruktose aus sukrose.
DE69112415T DE69112415T2 (de) 1990-10-15 1991-10-08 Verfahren zur herstellung von glukose und fruktose aus sukrose.
EP91917299A EP0553126B1 (en) 1990-10-15 1991-10-08 Process for producing glucose and fructose from sucrose
PCT/FI1991/000309 WO1992007097A1 (en) 1990-10-15 1991-10-08 Process for producing glucose and fructose from sucrose
ES91917299T ES2079078T3 (es) 1990-10-15 1991-10-08 Procedimiento para producir glucosa y fructosa a partir de sacarosa.
FR9112670A FR2668775B1 (fr) 1990-10-15 1991-10-15 Procede continu permettant la preparation et la separation de glucose et de fructose a partir de saccharose.
GR950402184T GR3017212T3 (en) 1990-10-15 1995-08-24 Process for producing glucose and fructose from sucrose.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI905069 1990-10-15
FI905069A FI88933C (fi) 1990-10-15 1990-10-15 Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI905069A0 FI905069A0 (fi) 1990-10-15
FI905069L FI905069L (fi) 1992-04-16
FI88933B FI88933B (fi) 1993-04-15
FI88933C true FI88933C (fi) 1993-07-26

Family

ID=8531240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI905069A FI88933C (fi) 1990-10-15 1990-10-15 Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0553126B1 (fi)
AT (1) ATE126831T1 (fi)
DE (1) DE69112415T2 (fi)
ES (1) ES2079078T3 (fi)
FI (1) FI88933C (fi)
FR (1) FR2668775B1 (fi)
GR (1) GR3017212T3 (fi)
WO (1) WO1992007097A1 (fi)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2727980A1 (fr) * 1994-12-07 1996-06-14 Agrichimie Sa Procede de fabrication d'une solution pure de sucres simples par hydrolyse d'au moins un sucre compose en presence d'un adsorbant selectif
US5618972A (en) * 1995-02-27 1997-04-08 Uop Process for continuous reaction and separation using fixed catalyst bed serially connected to simulated moving catalyst and adsorbent bed
JP4518477B2 (ja) * 2004-04-05 2010-08-04 オルガノ株式会社 クロマト分離方法および装置
ES2326509A1 (es) * 2008-04-09 2009-10-13 Vicente Merino Febrero Metodo para la produccion de productos pe5troquimicos, agroalimentarios u otros a partir del bioetanol obtenido en biorrefineria multifuncional.
WO2009125037A1 (es) * 2008-04-09 2009-10-15 Vicente Merino Ferrero Método para la producción de productos petroquímicos, agroalimentarios u otros a partir del bioetanol obtenido en biorrefinería multifuncional
EP2292803B1 (en) 2009-07-07 2013-02-13 DuPont Nutrition Biosciences ApS Separation process
EP3560571B1 (fr) * 2018-04-23 2023-12-13 Novasep Process Solutions Procede de purification de fructose
EP3561080B1 (fr) * 2018-04-23 2023-08-02 Novasep Process Solutions Procede de fabrication de fructose a partir de glucose
EP3560570B1 (fr) * 2018-04-23 2024-01-10 Novasep Process Solutions Procede de purification chromatographique de charges visqueuses
CN112760430B (zh) * 2020-12-21 2023-06-09 河南飞天生物科技股份有限公司 一种高纯度结晶果糖联产不同纯度果葡糖浆的方法
EP4173490A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-03 Eti Gida Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi A functional food ingredient and production method thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692582A (en) * 1970-07-31 1972-09-19 Suomen Sokeri Oy Procedure for the separation of fructose from the glucose of invert sugar
GB1585174A (en) * 1976-06-16 1981-02-25 Ici Ltd Separation of sugars from mixtures
JPS6055162B2 (ja) * 1977-05-26 1985-12-04 参松工業株式会社 カラムクロマト分離法
AU540231B2 (en) * 1978-11-02 1984-11-08 Mitsubishi Kasei Corporation Adsorption separation method and apparatus
FR2472015A1 (fr) * 1979-12-21 1981-06-26 Beghin Say Sa Enzymes immobilisees sur un support solide
US4472203A (en) * 1980-09-08 1984-09-18 Japan Organo Co., Ltd. Method for the separation of glucose and fructose
DK165769C (da) * 1989-09-22 1993-06-14 Danisco Fremgangsmaade til fremstilling af en blanding af sakkarider og anvendelse af blandingen ved fremstilling af et kaloriefattigt levnedsmiddel

Also Published As

Publication number Publication date
GR3017212T3 (en) 1995-11-30
DE69112415T2 (de) 1996-03-07
WO1992007097A1 (en) 1992-04-30
FR2668775B1 (fr) 1995-07-07
DE69112415D1 (de) 1995-09-28
EP0553126B1 (en) 1995-08-23
FI905069L (fi) 1992-04-16
FI88933B (fi) 1993-04-15
EP0553126A1 (en) 1993-08-04
FR2668775A1 (fr) 1992-05-07
ES2079078T3 (es) 1996-01-01
ATE126831T1 (de) 1995-09-15
FI905069A0 (fi) 1990-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018343981B2 (en) Process for the purification of a neutral human milk oligosaccharide (HMO) from microbial fermentation
FI88933C (fi) Foerfarande foer produktion av glukos och fruktos av sackaros
JP6820924B2 (ja) フルクトース−含有基質からプシコースを生産する方法
KR102072695B1 (ko) 재순환을 이용한 사이코스의 제조방법 및 장치
US20040173533A1 (en) Separation of xylose and glucose
JP6852182B2 (ja) プシコースの効率的な製造方法
WO2018105933A1 (ko) 사이코스의 제조방법
EP4038079A1 (en) Separation of neutral oligosaccharides from fermentation broth
KR920007687B1 (ko) 갈락토올리고당의 제조법
KR102669887B1 (ko) 시알로올리고당의 정제
JP2020500546A (ja) アルロース転換反応物の精製方法
WO2022072333A1 (en) Process for purifying a human milk oligosaccharide and related compositions
WO2025067314A1 (zh) 一种结晶阿洛酮糖的制备方法
KR20230098181A (ko) 발효액으로부터 산성 모유 올리고당의 정제 방법
CN117720594A (zh) 一种连续结晶制备2'-岩藻糖基乳糖的方法
US3969538A (en) Recovery of enzymes with ion exchangers
EP4222157A1 (en) Process for purifying a human milk oligosaccharide and related compositions
CN111909224B (zh) 一种从含海藻糖和麦芽糖的混合物中分离纯化海藻糖的方法
CN120136716A (zh) 一种回收母液中l-丝氨酸的方法
JPH02115193A (ja) ジフルクトース・ジアンヒドリドの精製方法
JPH1146788A (ja) ガラクトシルスクロースの製造方法
RU2015165C1 (ru) Способ выделения глицерина и сопутствующих продуктов при производстве этанола
KR20210052192A (ko) 개선된 알룰로스의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
FG Patent granted

Owner name: SUOMEN XYROFIN OY