WO2014044512A1 - Method comprising continuous crystallization of isomaltulose - Google Patents
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Description
Verfahren umfassend eine kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose A process comprising a continuous crystallization of isomaltulose
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Gegenstand der Erfindung ist Verfahren umfassend eine kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose. The invention relates to a process comprising a continuous crystallization of isomaltulose.
Stand der Technik State of the art
Die bekannten Verfahren zur Herstellung von hochreiner Isomaltulose basieren auf The known processes for the production of highly pure isomaltulose are based on
Isomerisierung einer wässrigen Saccharoselösung, die aus„Weißzucker" oder Isomerization of an aqueous sucrose solution consisting of "white sugar" or
„Raffinadezucker", daher aus gereinigter Saccharose, angesetzt wurde, und einer Abtrennung von Isomaltulose aus dem Isomerisierungsgemisch über eine absatzweise Verdampfung des Lösungsmittels mit einer nachgeschalteten absatzweise betriebenen Kühlungskristallisation. Entsprechende Verfahren werden in DE3241788 und EP0983374 beschrieben. "Refined sugar", therefore from purified sucrose, was used, and a separation of isomaltulose from the isomerization mixture via a batchwise evaporation of the solvent with a downstream batch-wise operated cooling crystallization.Providing processes are described in DE3241788 and EP0983374.
Zur Erhöhung der Ausbeute wird die Mutterlauge weiter eingedampft und einer zweiten Kühlungskristallisation unterworfen. Alternativ wird die Mutterlauge mit frischer To increase the yield, the mother liquor is further evaporated and subjected to a second cooling crystallization. Alternatively, the mother liquor is fresher
Saccharoselösung vermischt und einer weiteren Isomerisierungstufe zugeführt. An die Sucrose solution mixed and fed to another Isomerisierungstufe. To the
Prozessführung der in diesen Verfahren beschriebenen Kristallisationen sind keine hohen Anforderung gestellt, da das Isomerisierungsgemisch - begründet in der eingesetzten, reinen Saccharose als Ausgangsstoff - eine wenig komplexe und gut definierte Zusammensetzung darstellt, von der die Isomaltulose einfach abzutrennen ist. Process control of the crystallizations described in these processes are not high demand, since the Isomerisierungsgemisch - justified in the pure sucrose used as starting material - is a little complex and well-defined composition of which isomaltulose is easy to separate.
Die bisher bekannten Kristallisationsverfahren sind ungeeignet, um Isomaltulose aus stärker verunreinigten Lösungen in zufriedenstellender Qualität abzutrennen The previously known crystallization processes are unsuitable for separating isomaltulose from more contaminated solutions of satisfactory quality
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine einfache Abtrennung von reiner Isomaltulose aus komplexen Zusammensetzungen, insbesondere stark gefärbten Zusammensetzungen ermöglicht. Beschreibung der Erfindung The object of the invention was to provide a process which allows a simple separation of pure isomaltulose from complex compositions, in particular strongly colored compositions. Description of the invention
Es wurde gefunden, dass die hergestellte Isomaltulose kontinuierlich wie nachfolgend beschrieben in hervorragender Qualität aus komplexen Zusammensetzungen, wie It has been found that the isomaltulose produced continuously as described below in excellent quality from complex compositions, such as
beispielsweise isomerisiertem Dicksaft, abgetrennt werden kann. for example, isomerized thick juice, can be separated.
Zu dem wurde gefunden, dass die kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose Vorteile in der Durchführung des Verfahrens aufweist. In addition, it has been found that the continuous crystallization of isomaltulose has advantages in the practice of the process.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur kontinuierlichen The subject of the present invention is therefore a process for continuous
Kristallisation von Isomaltulose umfassend die Verfahrensschritte Crystallization of isomaltulose comprising the process steps
A) Bereitstellen einer Feedlösung enthaltend Isomaltulose und Wasser, A) providing a feed solution containing isomaltulose and water,
B) teilweises Entfernen des Wassers durch Verdampfen unter Erhalt einer Suspension von Isomaltulose-Kristallen, B) partially removing the water by evaporation to obtain a suspension of isomaltulose crystals,
C) Auftrennen der Suspension in einen isomaltulosehaltigen Feststoff und eine Mutterlauge und gegebenenfalls C) separating the suspension into an isomaltulose-containing solid and a mother liquor and optionally
D) Waschen des isomaltulosehaltigen Feststoffes. D) washing the isomaltulose-containing solid.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die gleichbleibende Produktqualität durch den stationären Anlagenzustand. An advantage of the method according to the invention is the constant product quality due to the stationary system state.
Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass eine erhöhte apparatespezifische Raumzeitausbeute erreicht wird. Yet another advantage of the method according to the invention is that an increased apparatus-specific space-time yield is achieved.
Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der geringere Bedarf an Pufferbehältern. Yet another advantage of the method of the invention is the reduced need for buffer containers.
Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass auf eine aufwendige Anzucht von Saatkristallen für die notwendige Impfprozedur verzichtet werden kann, da in einem kontinuierlichen Prozess Impfkristalle z.B. durch Pumpenabrieb, Kollision zweier Partikel untereinander und / oder mit der Kristallerwandung gezielt gebildet werden. Yet another advantage of the method according to the invention is that a complex cultivation of seed crystals for the necessary inoculation procedure can be dispensed with since, in a continuous process, seed crystals e.g. be formed by pump abrasion, collision of two particles with each other and / or with the Kristallerwandung targeted.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die mögliche Energieeinsparung, da auf eine Saccharose Kristallisation im Rahmen der Bereitstellung von Isomaltulose verzichtet werden kann. Hierdurch ergibt sich ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form der höheren spezifischen Ausbeute bezogen auf eingesetzte Saccharose. A further advantage of the method according to the invention is the possible energy saving, since a sucrose crystallization can be dispensed with in the context of the provision of isomaltulose. This results in a further advantage of the process according to the invention in the form of the higher specific yield based on the sucrose used.
Unter dem Begriff„zur kontinuierlichen Kristallisation" in Zusammenhang mit dem By the term "for continuous crystallization" in connection with the
erfindungsgemäßen Verfahren ist zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird. Somit werden mindestens zwei Verfahrensschritte, beispielsweise B) und C), gleichzeitig durchgeführt. Daher ist unter dem Begriff Process according to the invention is to be understood that the process according to the invention is carried out continuously. Thus, at least two process steps, for example B) and C), are carried out simultaneously. Therefore, is below the term
„Verfahrensschritt" X, Y, Z auch keine diskrete, zeitlich getrennte Abfolge der Schritte zu verstehen, in dem Sinne von„erst X abschließen, dann Y beginnen, wenn Y abgeschlossen dann erst Z beginnen". "Procedural step" X, Y, Z also no discrete, time-separated sequence of steps to understand, in the sense of "first complete X, then Y begin when Y completed then Z begin".
Alle angegebenen Prozent (%) sind, wenn nicht anders angegeben, Massenprozent. All percentages (%) are by mass unless otherwise specified.
In Verfahrensschritt A) wird eine Feedlösung enthaltend Isomaltulose und Wasser bereitgestellt. Wie oben bereits erwähnt erfolgt die originäre Bereitstellung der Isomaltulose für In process step A), a feed solution containing isomaltulose and water is provided. As already mentioned above, the original provision of isomaltulose takes place for
Verfahrensschritt A) in der Regel über eine, insbesondere enzymatische, Isomerisierung von Saccharose. Verfahren zu solcher Isomerisierung sind beispielsweise aus Proc. Res. Soc. Jpn. Sugar Refineries Technol. 33, 55 -63 (1984), Zuckerindustrie 1 16, 197 (1991 ), der Process step A) as a rule via one, in particular enzymatic, isomerization of sucrose. Processes for such isomerization are for example from Proc. Res. Soc. Jpn. Sugar Refineries Technol. 33, 55-63 (1984), Zuckerindustrie 1 16, 197 (1991), the
JP03180172, der EP0028900, der EP0109009 und der EP0049742 bekannt. JP03180172, EP0028900, EP0109009 and EP0049742.
Zur Reduzierung der Herstellkosten und um besser Ausbeuten bezogen auf eingesetzte Saccharose zu erzielen, ist es erfindungsgemäß vorteilhaft und somit bevorzugt, wenn die in Verfahrensschritt A) bereitgestellte Feedlösung enthaltend Isomaltulose und Wasser mindestens teilweise das direkte Isomensierungsprodukt eines saccharosehaltigen To reduce the production costs and to achieve better yields based on sucrose used, it is inventively advantageous and thus preferred if the provided in step A) feed solution containing isomaltulose and water at least partially the direct Isomensierungsprodukt a sucrose-containing
Pflanzensaftes enthält. Hierdurch enthält die bevorzugt eingesetzte Feedlösung des Contains vegetable juice. As a result, contains the preferably used feed solution of
erfindungsgemäßen Verfahrens viele weitere, nicht charakterisierte und abzutrennende process according to the invention many more, not characterized and separated
Nebenbestandteile, welche mit herkömmlichen Verfahren nicht abzutrennen sind. Secondary components which can not be separated by conventional methods.
Unter dem Begriff„direktes Isomensierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes" in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zu verstehen, dass zur Herstellung des Isomerisierungsproduktes ausgehend von einem saccharosehaltigen Pflanzensaft kein Kristallisationsschritt durchgeführt wurde und der Pflanzensaft direkt isomerisiert wurde. The term "direct isomensation product of a sucrose-containing vegetable juice" in connection with the process according to the invention is to be understood that for the production of the isomerization product starting from a sucrose-containing plant juice no crystallization step was carried out and the plant juice was directly isomerized.
Der saccharosehaltige Pflanzensaft ist bevorzugt ausgewählt aus Dünnsaft und Dicksaft, wobei letzterer besonders bevorzugt ist. The sucrose-containing vegetable juice is preferably selected from thin juice and thick juice, the latter being particularly preferred.
Unter dem Begriff„Dünnsaft" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung das Produkt zu verstehen, welches bei der Zuckerherstellung aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr nach der Saftreinigung vorliegt. Dünnsaft enthält typischerweise 10-20 Gew.-% Saccharose bezogen auf den gesamten Saft. In the context of the present invention, the term "thin juice" is to be understood as meaning the product which is present in the sugar production from sugar beet or sugar cane after juice purification. "Thin juice typically contains 10-20% by weight of sucrose, based on the total juice.
Unter dem Begriff„Dicksaft" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der eingedickte„Dünnsaft" zu verstehen, welcher mehr als 20 Gew.-% Saccharose bezogen auf den gesamten Saft enthält. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass The term "thick juice" is to be understood in the context of the present invention, the thickened "thin juice" containing more than 20 wt .-% sucrose based on the total juice. A preferred method according to the invention is characterized in that
Verfahrensschritt B) in einem Temperaturbereich von 50 °C bis 70 °C, bevorzugt von 55 °C bis 65 °C, besonders bevorzugt von 58 °C bis 62 °C und in einem Druckbereich von 70 mbar bis 200 mbar, bevorzugt von 100 mbar bis 180 mbar, besonders bevorzugt von 1 10 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verfahrensschritt B) in einem Temperaturbereich von 58 °C bis 62 °C und in einem Druckbereich von 1 10 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird. Process step B) in a temperature range from 50 ° C to 70 ° C, preferably from 55 ° C to 65 ° C, more preferably from 58 ° C to 62 ° C and in a pressure range from 70 mbar to 200 mbar, preferably from 100 mbar to 180 mbar, more preferably from 1 10 mbar to 140 mbar is performed. In particular, it is preferred in this context that, in the process according to the invention, process step B) is carried out in a temperature range from 58 ° C. to 62 ° C. and in a pressure range from 1 10 mbar to 140 mbar.
Durch die Variation des Abdampfgrades können unterschiedliche Feststoffgehalte bzw. Ausbeuten angefahren werden, dies kann beispielsweise über die Verweilzeit in Verfahrensschritt B) gesteuert werden. Es ist vorteilhaft und somit bevorzugt, wenn in Verfahrensschritt B) so viel Wasser entfernt wird, so dass bezogen auf die Suspension diese 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-% bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% Isomaltulose enthält. By varying the degree of evaporation different solids contents or yields can be approached, this can be controlled for example over the residence time in process step B). It is advantageous and thus preferred if in process step B) so much water is removed, so that based on the suspension, these 20 wt .-% to 70 wt .-%, preferably 30 wt .-% to 65 wt .-%, more preferably contains from 40 wt .-% to 60 wt .-% isomaltulose.
In Verfahrensschritt C) können sämtliche dem Fachmann bekannten Verfahren zur Trennung von Feststoffen von Flüssigkeiten eingesetzt werden, wie beispielsweise Zentrifugation, Sedimentation, Dekantation, Trennen im Schwerefeld und Filtration. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrennung in Verfahrensschritt C) durch Zentrifugation erfolgt. In method step C), all methods known to those skilled in the art for the separation of solids from liquids can be used, such as, for example, centrifugation, sedimentation, decantation, separation in the gravitational field and filtration. A process preferred according to the invention is characterized in that the separation in process step C) takes place by centrifugation.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Waschen in Verfahrensschritt D) mit Wasser erfolgt, insbesondere mit Wasser, welches eine Temperatur von 20 °C bis 90 °C, bevorzugt von 30 °C bis 80 °C, besonders bevorzugt von 50 °C bis 70 °C aufweist. It is inventively preferred that the washing in process step D) is carried out with water, in particular with water, which has a temperature of 20 ° C to 90 ° C, preferably from 30 ° C to 80 ° C, more preferably from 50 ° C to 70 ° C.
Um die Ausbeute an Isomaltulose zu steigern und Produktverluste zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit, insbesondere das zum Waschen eingesetzte Wasser, der Feedlösung des In order to increase the yield of isomaltulose and to avoid product losses, it is inventively preferred that the liquid used in step D) for washing, in particular the water used for washing, the feed solution of
Verfahrensschrittes A) zugeführt wird. Process step A) is supplied.
Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) enthaltend Isomaltulose und Wasser die in An inventively preferred method is thus characterized in that the feed solution of process step A) containing isomaltulose and water in
Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit enthält; insbesondere bevorzugt enthält die Feedlösung die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit und das direkte Isomerisierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes. Um denselben technischen Effekt zu erzielen, ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es zusätzlich die Verfahrensschritte umfasstProcess step D) for washing used liquid contains; The feed solution particularly preferably contains the liquid used for washing in process step D) and the direct isomerization product of a sucrose-containing vegetable juice. In order to achieve the same technical effect, it is preferred that the method according to the invention is characterized in that it additionally comprises the method steps
E) Abkühlen der Mutterlauge aus Verfahrensschritt C) unter Erhalt einer zweiten E) cooling the mother liquor from process step C) to obtain a second
Suspension von Isomaltulose-Kristallen, Suspension of isomaltulose crystals,
F) Auftrennen der Suspension in einen zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff und eine zweite Mutterlauge und gegebenenfalls F) separating the suspension into a second isomaltulose-containing solid and a second mother liquor and optionally
G) Lösen des zweiten isomaltulosehaltigen Feststoffes in der Feedlösung des G) dissolving the second isomaltulose-containing solid in the feed solution of
Verfahrensschrittes A). Process step A).
Um dieses bevorzugte Verfahren möglichst energetisch günstig fahren zu können, ist es bevorzugt dass neben Verfahrensschritt B) auch Verfahrensschritt C) in einem In order to drive this preferred method as energetically favorable, it is preferred that in addition to step B) also step C) in one
Temperaturbereich von 50 °C bis 70 °C, bevorzugt von 55 °C bis 65 °C, besonders bevorzugt von 58 °C bis 62 °C und in einem Druckbereich von 70 mbar bis 200 mbar, bevorzugt von 100 mbar bis 180 mbar, besonders bevorzugt von 1 10 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird. Temperature range from 50 ° C to 70 ° C, preferably from 55 ° C to 65 ° C, more preferably from 58 ° C to 62 ° C and in a pressure range from 70 mbar to 200 mbar, preferably from 100 mbar to 180 mbar, especially is preferably carried out from 1 10 mbar to 140 mbar.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass neben Verfahrensschritt B) auch Verfahrensschritt C) in einem Temperaturbereich von 58 °C bis 62 °C und in einem Druckbereich von 1 10 mbar bis 140 mbar durchgeführt wird. Ein bevorzugtes, erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt E) die Mutterlauge aus Verfahrensschritt C) auf 10 °C bis 30 °C, bevorzugt auf 15 °C bis 25 °C, besonders bevorzugt auf 18 °C bis 22 °C abgekühlt wird. In particular, it is preferred in this context that, in addition to process step B), process step C) is also carried out in a temperature range from 58 ° C. to 62 ° C. and in a pressure range from 110 mbar to 140 mbar. A preferred process according to the invention is characterized in particular by the fact that in process step E) the mother liquor from process step C) is heated to 10 ° C. to 30 ° C., preferably to 15 ° C. to 25 ° C., more preferably to 18 ° C. to 22 ° C. is cooled.
Verfahrensschritt E) wird insbesondere bei Normaldruck, daher bei 0,90 bis 1 ,10 bar absolut, durchgeführt. Process step E) is carried out in particular at atmospheric pressure, therefore at 0.90 to 1, 10 bar absolute.
In Verfahrensschritt F) des bevorzugten, erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich dieselben Verfahren zur Trennung von Feststoffen von Flüssigkeiten einsetzen wie in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens, um einen zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff und eine zweite Mutterlauge zu erhalten; Verfahrensschritt F) wird bevorzugt bei 10 °C bis 30 °C, bevorzugt bei 15 °C bis 25 °C, besonders bevorzugt bei 18 °C bis 22 °C durchgeführt. In process step F) of the preferred process according to the invention, the same processes for the separation of solids from liquids can be used as in process step C) of the process according to the invention to obtain a second isomaltulose-containing solid and a second mother liquor; Process step F) is preferably carried out at 10 ° C to 30 ° C, preferably at 15 ° C to 25 ° C, more preferably at 18 ° C to 22 ° C.
Der zweite isomaltulosehaltige Feststoff kann zu Endprodukten weiterverarbeitet werden oder aber - wie vorgeschlagen - in Verfahrensschritt G) in die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) hinzugefügt werden, wobei es bevorzugt ist, dass der zweite isomaltulosehaltige Feststoff nach Hinzufügen in die Feedlösung des Verfahrensschrittes A) in dieser gelöst vorliegt. The second isomaltulose-containing solid can be further processed into end products or - as proposed - in process step G) in the feed solution of process step A) be added, it being preferred that the second isomaltulose-containing solid after being added to the feed solution of process step A) is present in this dissolved.
In einem erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren wird Verfahrensschritt G) durchgeführt. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die In a method which is preferred according to the invention, method step G) is carried out. A method preferred according to the invention is thus characterized in that
Feedlösung des Verfahrensschrittes A) enthaltend Isomaltulose und Wasser den zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff aus Verfahrensschritt F) enthält; insbesondere bevorzugt enthält die Feedlösung den zweiten isomaltulosehaltigen Feststoff aus Verfahrensschritt F) gelöst, die in Verfahrensschritt D) zum Waschen eingesetzte Flüssigkeit und das direkte Feed solution of process step A) containing isomaltulose and water containing the second isomaltulose-containing solid from process step F); Particularly preferably, the feed solution contains the second isomaltulose-containing solid from process step F), the liquid used for washing in process step D) and the direct
Isomerisierungsprodukt eines saccharosehaltigen Pflanzensaftes; besonders bevorzugt besteht die Feedlösung aus den drei Komponenten und Wasser. Isomerization product of a sucrose-containing vegetable juice; more preferably, the feed solution consists of the three components and water.
In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird die vorliegende Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Anwendungsbreite sich aus der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ergibt, auf die in den Beispielen genannten In the examples given below, the present invention is described by way of example, without the invention, whose scope of application is apparent from the entire description and the claims, referred to in the examples
Ausführungsformen beschränkt sein soll. Embodiments should be limited.
Folgende Abbildungen sind Bestandteil der Beispiele: The following figures are part of the examples:
Abbildung 1 : Beispielhafte, technischen Prozessführung Figure 1: Exemplary technical process management
Beispiele: Examples:
Kontinuierliche Kristallisation von Isomaltulose aus isomerisiertem Dicksaft Continuous crystallization of isomaltulose from isomerized thick juice
Die Kristallisation der Isomaltulose wurde mit Hilfe einer Mixed Suspension Mixed Product Removal (MSMPR)-Apparatur durchgeführt. Das effektiv nutzbare Volumen beträgt 3 Liter. Für die Fest-Flüssig-T rennung und Kristallwäsche stand eine Filterkorb-Zentrifuge der Fa. Cepa mit einem Korbdurchmesser von 200 mm zur Verfügung. Über ein Einsteckrohr konnte der Filterkuchen mit Reinstwasser gewaschen werden. Stufe 1 Crystallization of the isomaltulose was performed using a Mixed Suspension Mixed Product Removal (MSMPR) apparatus. The effective usable volume is 3 liters. For the solid-liquid separation and crystal washing, a filter cage centrifuge from Cepa with a basket diameter of 200 mm was available. The filter cake could be washed with ultrapure water via a plug-in tube. step 1
Als Ausgangsmaterial stand ein mit Protaminobacter rubrum isomeriserter Dicksaft Feedstrom zur Verfügung. Der isomeriserte Dicksaft verfügt über einen Trockensubstanzgehalt von ca. 41 Gew.-%. Die Zusammensetzung bzgl. der enthaltenen Zucker und Isomerisationsprodukt ist Tabelle 1 zu entnehmen. The starting material used was a thick juice feed stream isomerized with Protaminobacter rubrum. The isomerized thick juice has a dry matter content of about 41% by weight. The composition with respect to the sugars and isomerization product contained is shown in Table 1.
Tabelle 1 Zusammensetzung isomerisierter Dicksaft Table 1 Composition of isomerized thick juice
Der isomerisierte Dicksaft wurde im Vorlagebehälter auf eine Temperatur von ca. 60 °C temperiert. Über die Kolbendosierpumpe wurde ein Volumenstrom von 2 kg/h eingestellt. Der isomeriserte Dicksaft wurde mit einer Temperatur von 60 °C über ein abgetauchtes The isomerized thick juice was tempered in the receiver to a temperature of about 60 ° C. A volume flow of 2 kg / h was set via the piston metering pump. The isomerized thick juice was submerged at a temperature of 60 ° C
Einspeiserohr in die umgewälzte Kristallsuspension eingefahren. Im Kristaller wurde bei einer Temperatur von ca. 60 °C und einem Druck von 1 10 - 140 mbar abs. ein Destillatstrom von 1 kg/h eingestellt. Durch die Wasserverdampfung wurde die Lösung kontinuierlich auf einen konstanten Wert übersättigt. Die Übersättigung im Kristaller wurde mit Hilfe der bereits vorhandenen Kristalle und Kristallkeime abgebaut, so dass ein effizientes Kristallwachstum stattfand. Aus dem Kristaller wurde absatzweise jede Stunde ein Suspensionsstrom von ca. 1 kg/h abgenommen. Feeding tube retracted into the circulated crystal suspension. The crystallizer was at a temperature of about 60 ° C and a pressure of 1 10 - 140 mbar abs. set a distillate stream of 1 kg / h. As a result of the evaporation of water, the solution was continuously supersaturated to a constant value. The supersaturation in the crystallizer was degraded with the help of the already existing crystals and crystal nuclei, so that an efficient crystal growth took place. From the crystallizer, a suspension flow of about 1 kg / h was withdrawn batchwise every hour.
Die Kristallsuspension wurde bei einer Drehzahl von 500 rpm in die Zentrifuge eingegeben. Die Fest-Flüssig-T rennung erfolgte dann für 2 min bei einer Drehzahl von 1000 rpm. Die bei der Fest-Flüssig-T rennung anfallende Mutterlauge wurde verwogen. Aus der Differenz zwischen eingefüllter Masse und Mutterlauge wurde eine theoretische Feststoffmenge ermittelt. Bezogen auf die theoretische Feststoffmenge wurde der Feststoff mit 10% Reinstwasser bei einer Drehzahl von 500 rpm gewaschen. Zur Entfeuchtung wurde die Drehzahl der Zentrifuge auf 4000 rpm für ca. 2 min angehoben. Im Anschluss konnte der Feststoff aus der Zentrifuge entnommen werden. Im Durchschnitt ergibt sich aus 1 kg/h Suspension 0,40 kg/h Feststoff. Bei einer Dichte der Suspension von 1 ,3 kg/ L und einem mittleren Hold Up von 3,5 L entspricht dies einer Verweilzeit von 4,5 h. The crystal suspension was introduced into the centrifuge at a speed of 500 rpm. The solid-liquid separation was then carried out for 2 minutes at a speed of 1000 rpm. The mother liquor obtained in the solid-liquid separation was weighed. From the difference between filled mass and mother liquor a theoretical amount of solids was determined. Based on the theoretical amount of solids, the solid was washed with 10% ultrapure water at a speed of 500 rpm. For dehumidification, the speed of the centrifuge was increased to 4000 rpm for about 2 minutes. Following was the solid from the centrifuge be removed. On average, 0.40 kg / h of solid is obtained from 1 kg / h suspension. At a suspension density of 1.3 kg / L and an average hold-up of 3.5 L, this corresponds to a residence time of 4.5 hours.
Der abgetrennte Feststoff wies die folgende Zusammensetzung auf: The separated solid had the following composition:
Tabelle 2 Zusammensetzung des gewaschenen Feststoffs Table 2 Composition of the washed solid
Für die Stufe 1 lässt sich damit eine Isomaltulose-Ausbeute von 62 % errechnen. For stage 1, an isomaltulose yield of 62% can be calculated.
Die abgetrennte Mutterlauge der Stufe 1 weist folgende Zusammensetzung auf: The separated mother liquor of stage 1 has the following composition:
Tabelle 3 Zusammensetzung der Mutterlauge Stufe 1 Table 3 Composition of the mother liquor stage 1
Stufe 2 Level 2
Zur Ausbeutesteigerung konnte die Mutterlauge dann in einer weiteren Stufe behandelt werden Dies erfolgte über eine sog. Kühlungskristallisation von 60 °C auf ca. 20 °C. Im Versuch wurde die Mutterlauge hierfür in der Feedvorlage bei 60 °C temperiert und über die To increase the yield, the mother liquor could then be treated in a further stage. This was carried out by means of a so-called cooling crystallization from 60 ° C. to about 20 ° C. In the experiment, the mother liquor was tempered for this purpose in the feed template at 60 ° C and on the
Kolbendosierpumpe in den Kristaller bei Normaldruck eingefahren. Der Zulaufstrom betrug 0,6 kg/h. Der Kristaller wurde im kontinuierlichen Betrieb bei 20 °C gefahren. Durch die Temperaturabsenkung wurde die Sättigungsgrenze der Lösung überschritten. Die erzeugte Übersättigung wurde im Kristaller durch Kristallwachstum auf den gebildeten Primärpartikeln abgebaut. Aus dem Kristaller wurde eine Suspension mit einem Feststoffgehalt ca. 27% entnommen. Die Kristallsuspension wurde bei einer Drehzahl von 500 rpm in die Zentrifuge eingegeben. Anschließend erfolgte die Fest-Flüssig-T rennung dann für 2 min bei einer Drehzahl von 4000 rpm. Auf eine Kristallwäsche des Feststoffs wurde verzichtet. Die Ausbeute der zweiten Kristallisationsstufe beträgt bei einem abgetrennten Feststoff von 0,137 kg/h ca. Piston dosing pump retracted into the crystallizer at normal pressure. The feed stream was 0.6 kg / h. The crystallizer was run in continuous operation at 20 ° C. By the Lowering the temperature, the saturation limit of the solution was exceeded. The generated supersaturation was degraded in the crystallizer by crystal growth on the primary particles formed. From the crystallizer, a suspension having a solids content of about 27% was taken. The crystal suspension was introduced into the centrifuge at a speed of 500 rpm. The solid-liquid separation was then carried out for 2 minutes at a speed of 4000 rpm. Crystal washing of the solid was dispensed with. The yield of the second crystallization stage is at a separated solid of 0.137 kg / h about
20,1 %. Für das Gesamtverfahren ergibt damit eine Gesamtausbeute von 85,1 %. Nachfolgend sind die Zusammensetzungen der Mutterlauge und des Feststoffs aus der zweiten 20.1%. For the overall process, this results in an overall yield of 85.1%. Hereinafter, the compositions of the mother liquor and the solid are the second
Kristallisationsstufe aufgeführt. Crystallization stage listed.
Tabelle 4 Zusammensetzung der Mutterlauge Stufe 2 Table 4 Composition of the mother liquor stage 2
Tabelle 5 Zusammensetzung der Feststoffe Stufe 2 Beispiel einer technischen Prozessführung Table 5 Composition of solids Stage 2 Example of a technical process management
Eine mögliche, technische Prozessführung eines erfindungemaß bevorzugten Verfahrens ist in Abbildung 1 dargestellt: A possible technical process management of a preferred method according to the invention is shown in FIG. 1:
Die Feedlösung enthaltend Isomaltulose (1 ) wird zu Beginn des Prozess dazu verwendet, um den nicht gewaschenen Feststoff (14) aus der Kristallisationsstufe S2 (D) und das The feed solution containing isomaltulose (1) is used at the beginning of the process to remove the non-washed solid (14) from crystallization stage S2 (D) and the
Waschwasser (10) aus der Kristallwäsche (B) rückzulösen. Der Gesamtstrom (3) wird dann in die Verdampfungskristallisation S1 (A) eingefahren. Hierin wird durch Verdampfen bei 60 °C und einem Druck von 1 10 -140 mbar eines entsprechenden Wasseranteils (5) die Löslichkeit von Isomaltulose überschritten, so dass Isomaltulose auskristallisiert und als Suspension (4) aus der Verdampfungskristallisation (A) in die Fest-Flüssig-T rennung / Kristallwäsche (B) gefahren werden kann. In der Fest-Flüssig-T rennung / Kristallwäsche (B) werden die To dissolve wash water (10) from the crystal wash (B). The total stream (3) is then retracted into the evaporation crystallization S1 (A). Here, the solubility of isomaltulose is exceeded by evaporation at 60 ° C and a pressure of 1 10 -140 mbar of an appropriate water content (5), so that crystallized isomaltulose and as suspension (4) from the evaporation crystallization (A) in the solid-liquid -Trennung / crystal washing (B) can be driven. In solid-liquid separation / crystal washing (B), the
Isomaltulose-Kristalle von der Mutterlauge (1 1 ) abgetrennt. Der mit Mutterlauge behaftete Feststoff wird mit Reinstwasser (7) gewaschen. Die gewaschenen Kristalle (6) werden zur Produktkonfektionierung (C) gefahren. Die Produktkonfektionierung kann dabei als Trocknung oder als Lösestation mit Reinstwasser (9) ausgeführt sein. Zur Ausbeutesteigerung wird die Mutterlauge (1 1 ) einer Kühlungskristallisation (D) zugeführt. Hierin wird die Lösung im kontinuierlichen Verfahren von 60 °C auf eine Temperatur von 20 °C heruntergekühlt. Dabei wird die Löslichkeitsgrenze von Isomaltulose überschritten, so dass Isomaltulose Isomaltulose crystals separated from the mother liquor (1 1). The mother liquor-containing solid is washed with ultrapure water (7). The washed crystals (6) are moved to the product preparation (C). The product preparation can be carried out as drying or as a solution station with ultrapure water (9). To increase the yield, the mother liquor (11) is fed to a cooling crystallization (D). Here, the solution is cooled in a continuous process from 60 ° C to a temperature of 20 ° C. The solubility limit of isomaltulose is exceeded so that isomaltulose
auskristallisiert und eine Suspension (12) gebildet wird. Die Suspension (12) wird von der Kühlungskristallisation (D) der Fest-Flüssig-T rennung (E) zugeführt. Hierin werden die erzeugten Kristalle (14) von der Mutterlauge (13) getrennt. Die Kristalle werden nicht gewaschen. Die Mutterlauge (13) verlässt das Verfahren. Der Feststoff (14) wird zur crystallized out and a suspension (12) is formed. The suspension (12) is fed from the cooling crystallization (D) to the solid-liquid separation (E). Herein, the generated crystals (14) are separated from the mother liquor (13). The crystals are not washed. The mother liquor (13) leaves the process. The solid (14) becomes
Rekristallisation im Isomaltulose Feedstrom (1 ) wieder aufgelöst. Recrystallization in isomaltulose feed stream (1) redissolved.
Tabelle 6 Stoffstromtabelle Table 6 Material flow table
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