BE519491A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE D'OBTENTION DE LEVULOSE CRISTALLISE. (Inventeur : P. Chollet). 



   On sait que le lévulose, qui peut être obtenu soit par hydrolyse des glucides des végétaux tels que les topinambours, soit par inversion du saccharose, est employé à certains usages et en particulier à la fabrication de produits pharmaceutiques et de régime . Pour certains de ces emplois, il est nécessaire de l'obtenir sous une forme cristallisée et aussi pure que possible. 



   Or, la cristallisation du lévulose présente de sérieuses difficultés. 



   On peut obtenir, dans certains cas, la cristallisation directe des sirops de lévulose concentrés mais l'opération est très lente et conduit à de très mauvais rendements : environ 25 % du lévulose à l'état de cristaux très colorés et impurs. En outre, la viscosité de la masse est telle que la séparation des cristaux de leur eau mère est pratiquement impossible. a méthode utilisée généralement dans la pratique consiste à   ef-   fectuer la cristallisation dans l'alcool. Toutefois, cette opération est extrêmement capricieuse et lente ; elle conduit à des rendements déplorables et exige la mise en oeuvre d'une quantité très importante de solvant par rapport à l'unité de lévulose produit. 



   Enfin, le lévulose obtenu par ces méthodes se présente parfois sous forme de cristaux en aiguilles, très hygroscopiques et dont la conservation est, dans ces conditions, difficile. 



   Ces difficultés de cristallisation sont une des causes principales du prix très élevé du lévulose cristallisé. 



   La présente invention a pour objet un procédé de cristallisation permettant d'obtenir à coup sûr, avec des rendements élevés d'extraction, des 

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 cristaux du type en tablettes, non hygroscopiques et qui se séparent très facilement des eaux   .: mères   par essorage ou même par simple filtration. Le prix de revient du lévulose cristallisé peut être abaissé d'au moins 60 %. 



  Ce procédé consiste essentiellement à mélanger tout d'abord, à chaud, le sirop de lévulose préalablement concentré, avec un acide aliphatique très bon solvant du lévulose, en particulier l'acide acétique ou 1"acide formique. Le mélange est ensuite additionné d'un tiers corps capable de modifier profondément les conditions de solubilité à froid. L'acide et le tiers corps doivent être utilisés à l'état anhydre. 



   Après l'addition de ces deux produits, il suffit d'amorcer le mélange avec des cristaux de lévulose et de laisser refroidir lentement. Au bout d'un temps variant de 12 à 18 heures la désaturation est   complète.   On essore pour séparer les cristaux bruts des eaux mères et on les lave avec de l'alcool absolu pour les décolorer et   éliminer   les produits dont ils sont imprégnés.   ette   opération de lavage peut s'effectuer, soit dans une batterie à fonctionnement méthodique, soit plus simplement dans l'essoreuse elle-même. 



  Le rendement en cristaux purs et secs varie de 65 à 80 % par rapport au lévulose mis en oeuvre. 



   Parmi les acides organiques pouvant être utilisés, l'acide acétique parait devoir être choisi de préférence du fait qu'il est d'une fabrication plus courante et d'un prix moins élevé que l'acide formique par exemple qui offre, en outre, l'inconvénient d'être légèrement toxique. 



   Comme agent modifiant le taux de solubilité à froid, on peut utiliser un alcool tel que l'alcool éthylique ou l'alcool méthylique ou un ester comme l'acétate de méthyle, d'éthyle, de propyle ou de butyle, ou encore un hydrocarbure comme le benzène ou le cyclohexane. Cette énumération n'est d'ailleurs pas limitative et tout corps organique capable de précipiter à froid le lévulose cristallisé de ses solutions acides peut être employé conformément à la présente invention. 



   L'acide est utilisé à raison de 25 à 40 % en volume par rapport aux réducteurs totaux mis en oeuvre dans le cas où l'alcool est utilisé comme modificateur de solubilité et à raison de 100 à 120 % dans les autres cas. 



   Quant à la proportion de tiers corps elle varie suivant la nature de ce dernier. Dans le cas de l'alcool éthylique, on utilisera de 50 à 60 % en volume par rapport aux réducteurs totaux. Pour les autres produits ci-dessus désignés, la proportion à utiliser ne sera que de 10 à 20 % en raison de leur faible solubilité dans le mélange de sirop et d'acide. 



   Pratiquement, on utilisera de préférence l'alcool éthylique qui offre un certain nombre d'avantages : tout d'abord, il retient plus aisément les impuretés colorées des sirops de lévulose ; en outre, avec l'alcool éthylique, la désodorisation des cristaux est plus facile qu'avec l'acétate d'éthyle par exemple et surtout qu'avec un hydrocarbure comme le benzène; enfin, le lavage des cristaux étant toujours effectué avec de l'alcool absolu, il est plus logique d'utiliser ce même produit comme tiers corps. 



   Le mélange de sirop de lévulose, d'acide et de tiers corps s'effectue à une température comprise entre 50 et 70 . 



   Avant le traitement, il est recommandé de concentrer le sirop de lévulose jusqu'à 90 à 94 Brix. En effet, comme c'est l'eau contenue dans le sirop à traiter qui conditionne le volume d'eau mère, il est évident que l'on aura intérêt à traiter des produits à très forte teneur en matières sèches pour obtenir le minimum d'eau mère et, par suite, le maximum de cristaux. 



  EXEMPLE 1,- 
On part d'un sirop de lévulose obtenu par hydrolyse de l'inuline du topinambour et présentant les caractéristiques suivantes : 
Brix....................93,8
Réducteurs totaux   .......88,4 %  
Lévulose   ................82,3 %   

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   4oo   kg de ce sirop sont introduits dans un malaxeur en acier ino- xydable. On porte la masse à 60  puis, tout en agitant à une vitesse de 25 à
30 tours par minute, on y incorpore 107 litres d'acide acétique, soit 30 cm3 pour 100 g de réducteurs totaux mis en oeuvre. On ajoute alors lentement et progressivement de l'alcool absolu à raison de 50 cm3 pour 100 g de réducteurs totaux, soit 177 litres. Il est indispensable que l'addition d'alcool s'effec- tue lentement car un apport brutal provoquerait la précipitation de lévulose gommeux. 



   Le mélange est   mainten   à 55-60  pendant toute la durée de l'addi- tion d'alcool et l'homogénéisation du mélange. On ensemence alors avec 0,1 % de cristaux de lévulose et l'on réduit progressivement le chauffage afin   quen  
10 heures la température soit ramenée à 25-30  . On maintient cette témpéra- ture jusqu'à la fin de la cristallisation qui exige au total 18 heures environ. 



   On a constaté qu'une agitation modérée favorisait la cristallisation :aussi, pendant cette opération, l'agitateur est-il réglé à 3 à 4 tours par minute. 



   On sépare alors les cristaux des eaux mères sur une essoreuse garnie d'une toile très fine en bronze ou en acier inoxydable. La séparation est très rapide et il reste sur l'essoreuse une masse cristalline légèrement colorée et imprégnée de solvants. 



   Le lavage des cristaux est effectué alors directement sur la turbine, par additions successives d'alcool absolu. Il faut environ 230 litres d'alcool pour obtenir des cristaux purs. Après séchage, on obtient finalement   246   kg de cristaux secs et blancs dont la composition est la suivante : 
Humidité..............................0,20 %
Cendres..............................0,27 %
Réducteurs   totaux....................99,60 %  
Lévulose   ............................99,50 %  
Glucose ............................. 0,10 % 
Le rendement final en cristaux secs et purs est de 75 % par rapport au lévulose mis en oeuvre. 



   L'acide et l'alcool contenus dans les eaux mères et le liquide de lavage sont récupérés par distillation ou par tout autre moyen connu et réutilisés pour une opération ultérieure. 



  EXEMPLE 2. - 
On part du même sirop de lévulose que dans l'exemple 1. 



   300 kg de ce sirop sont malaxés avec 300 1 d'acide acétique, le mélange étant effectué à la température de 60  . On ajoute alors lentement 30 1 d'acétate d'éthyle. On ensemence avec 0,1 % de cristaux de lévulose en refroidissant progressivement, comme dans l'exemple 1 jusqu'à 30 . Après 18 heures la cristallisation est complètement terminée. On essore, on lave par l'alcool absolu et on sèche. 



   On obtient 167 kg de cristaux secs, très fins et parfaitement blancs, ce qui représente un rendement de 68 % du lévulose mis en oeuvre. 



   Ces cristaux donnent à l'analyse : 
Humidité .................0,10 %
Cendres ..................0,27 %
Réducteurs totaux   .......99,40 %  
Lévulose   ................98,30 %  
Glucose 1,10 % 
On peut également retourner dans le cycle des opérations le lévulose encore contenu dans les eaux mères et dans le liquide de lavage, après élimination de l'acide et du tiers corps. Il est possible, dans ces conditions, de réaliser un rendement pratiquement quantitatif en lévulose cristallisé. 



   Enfin, il peut être avantageux d'annexer la fabrication de lévulose à une distillerie ou à toute autre industrie de fermentation afin de 

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 pouvoir récupérer, sous forme de produits de valeur, le glucose contenu dans les eaux mères et qui, dans les conditions opératoires décrites   ci-dessus,   ne cristallise pas. 



   REVENDICATIONS 
1.- Procédé de production de cristaux de lévulose, caractérisé en ce qu'on mélange à chaud un sirop de lévulose concentré avec un acide organique très bon solvant du lévulose, en particulier un acide aliphatique inférieur tel que l'acide acétique ou l'acide formique, on ajoute ensuite graduellement au   mé2aige   chaud un tiers corps organique capable de diminuer fortement la solubilité du lévulose à froid, l'acide organique et le tiers corps étant mis en oeuvre à l'état anhydre, puis on refroidit graduellement le mélange.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise l'acide organique à raison soit de 25 à 40 %, soit de 100 à 120 % en volume par rapport aux réducteurs totaux contenus dans le sirop de lévulose suivant la nature du tiers corps utilisé.

   3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme tiers corps un alcool aliphatique inférieur tel que l'éthanol ou le méthanol, un ester tel qu'un acétate d'alcoyle inférieur ou un hydrocarbure tel que le benzène.

   4. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise le tiers corps dans une proportion d'au moins 10 % en volume par rapport aux réducteurs totaux, mais inférieure à la limite de solubilité dans le mélange de sirop et d'alcool.

   5. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractériséen ce qu'on utilise l'éthanol dans une proportion de 50 à 60 % en volume par rapport aux réducteurs totaux.

   6.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue les deux premières phases à une température de 50 à 70 C.

   7.-Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ensemence le mélange avec des cristaux de lévulose tout en le refroidissant très lentement jusqu'aux environs de la température ambiante et en l'agitant modérément pour provoquer la cristallisation.

   8.- Procédé de production de cristaux de lévulose en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux exemples annexés.

   9.- Lévulose obtenu suivant un procédé défini dans l'une ou l'autre des revendications ci-dessus.