CH176019A - Verfahren zur Polymerisation von Kohlenhydraten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Polymerisation    von     Kohlenhydraten.       Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf ein Verfahren zur     Polymerisation    von  Kohlenhydraten durch Erhitzen der Kohlen  hydrate mit freien Mineralsäuren. Es ist be  kannt, dass     monomere    Kohlenhydrate durch  die Einwirkung von     14fineralsäure    polymeri  siert werden. Dabei hat man bisher unter  solchen Bedingungen gearbeitet,     dass    man  grössere Mengen von Mineralsäure anwenden  musste. Dadurch entstanden Nebenprodukte  unerwünschter Art, und man musste den       Überschuss    der Säure abstumpfen oder sonst  wie beseitigen.

   Das     erfindungsgemässe    Ver  fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man  die Kohlenhydrate mit wesentlich weniger  als 0,1 % freier Mineralsäure mischt und  innerhalb des Temperaturbereiches von 120  bis<B>180</B>   C so hoch erhitzt, dass keine Zer  setzung eintritt. Die Säuremenge wird  zweckmässig so gering gewählt,     dass    sie in  dem Endprodukt nicht neutralisiert zu wer  den     braueht.    Bei dem Erhitzen mit Mineral  säure braucht weder ein verringerter noch       erhöhter    Druck angewendet zu werden.    Durch das Erhitzen, beispielsweise auf  140 bis<B>170',</B> erhält man Produkte, deren  durchschnittliches     Molekulargewieht    unge  fähr einem     Tetrasaccharid    entspricht.

   Die  erhaltenen Produkte sind hygroskopisch und  können daher in der Technik dort verwendet  werden, wo man     wasseranziehende        Dickungs-          mittel    benötigt, zum Beispiel in der Färberei  und Textilindustrie, sowie im graphischen  Gewerbe.  



  Die Dauer des     Erhitzens    richtet sich vor  zugsweise nach der gewählten     Temperatur     und auch nach dem gewählten kleinen Säure  zusatz. Der Grad der     Polymerisation    kann  durch Wahl dieser drei Faktoren     ,geregelt     werden. Um     Nebenreaktionen    zu vermeiden,  werden zweckmässig hohe     Temperaturen    nur  kurze Zeit angewendet.  



  Die Menge der zu verwendenden Säuren       beträgt    stets wesentlich weniger als 0,1 Teile  auf 100 Teile     Monosaccharide.    Bei Tempe  raturen     zwischen    120 und 180   C wird eine  gewöhnlich ausreichende     Polymerisation    in  einigen Minuten erreicht. Kohlenhydrate von      noch höherem     Holekulargewiclit    können er  halten werden, wenn man nach diesem kur  zen Erhitzen auf höhere Temperaturen noch  drei bis sechs Stunden auf 120 bis     l30      C  nacherhitzt.

   Die nacherhitzten Produkte sind  weniger hygroskopische, leicht lösliche     Poly-          saccharide,    die in der Industrie sowohl als  reine geruchlose     Dextrinarten    dienen können.,  als auch als Zusatz     zu    Sirupen für technische  Zwecke     geignet    sind.  



  Um beispielsweise Dextrose zu polymeri  sieren, kann man 100 Teile reines     Dextrose-          hy        drat    mit 0,002 Teilen Schwefelsäure ver  mischen, schmelzen und dann 30 Minuten  lang auf     175'C    erhitzen. Nach dem Ab  kühlen erhält man eine spröde Masse, die  sich in Wasser leicht löst. Eine geringe  braune     Färbung    kann durch     Entfärbungs-          mittel    leicht     beseitigt    werden.

   Mit 0,01 Tei  len Schwefelsäure kann man 100 Gewichts  teile     Dextrosehydrat    mit geringem Asche  gehalt (etwa     0,01%)    polymerisieren, indem  man zehn Minuten lang auf<B>150'C</B> erhitzt.  Die Reaktionszeit kann auf weniger als fünf  Minuten verringert werden, wenn man un  gefähr 0,02 Teile Säure anwendet. Bei     Mono-          sacchariden    von mehr als<B>0,1%</B> Asche muss  der Betrag an Schwefelsäure etwas grösser  gewählt werden.  



  Äquivalente Mengen von andern Mineral  säuren, wie Salzsäure oder Phosphorsäure.  haben ähnliche Wirkung. Durch Mischung  verschiedener Säuren kann der Effekt noch  gesteigert werden. Beispielsweise erzielt man  mit 0,002 Gewichtsteilen Schwefelsäure nach  20 Minuten bei 165   C nur eine halb so  starke Wirkung als mit 0,001 Teilen Schwe  felsäure, gemischt mit 0,002 Teilen Phos  phorsäure unter sonst gleichen Bedingungen.  



  Für manche technische Zwecke ist der bei  dieser Arbeitsweise erreichte     Polymerisa-          tionsgrad        riocli    ungenügend. Man kann ihn  erhöhen, wenn man 0,01 bis 0,02 Teile Salz  säure oder Schwefelsäure zusetzt, die Tem  peratur auf 150 bis 160   C steigert und  diese ungefähr zehn Minuten lang einwirken  lässt. Aus den so entstandenen     Polymerisa-          tionsprodukten    kann man durch Beimischen    von     monomerer    Dextrose, beispielsweise 25 %,  Sirupe erhalten, die dem     gewöhnlichen        Glu-          kosesirup    gleichkommen.  



  Bei der     Polymerisation    von     Xylose    sind  die Bedingungen etwas milder als für     Hexo-          sen.    Beispielsweise braucht die Temperatur  125 bis 140   C nicht zu übersteigen, wenn  <B>100</B> Teile     Xylose    mit 0,01 Teilen Schwefel  säure erhitzt werden.  



  Die praktische Durchführung ist sehr ein  fach und beispielsweise folgende: Der Aus  gangsstoff wird mit einer verdünnten Lö  sung der anzuwendenden Säure oder Säuren  gemischt, die Masse in einem Kessel unter  Rühren geschmolzen und dann auf die er  forderliche Temperatur weiter erhitzt. Der  Prozess kann auch ununterbrochen ausgeführt  werden, indem man das geschmolzene Mate  rial durch entsprechend erhitzte Röhren  fliessen lässt. Temperatur und Aufenthalts  zeit sind     dann    in     Übereinstimmung    zu brin  gen. Man kann auch in einem Apparat mit  erhitzten Zylindern arbeiten. Vorteilhaft  bringt man den Zucker auf dem ersten Zy  linder zur Schmelze, verwandelt ihn auf  einem zweiten Zylinder in Sirup und nimmt  ihn von dem dritten Zylinder ab.

   Das spröde  Produkt lässt sich nach dem Erkalten leicht  zerkleinern.  



  Zu lang ausgedehnte Behandlung bei  hohen Temperaturen führt zur Zersetzung  der Kohlenhydrate und nicht zu weiterer       Polymerisation.    Entgegen der Erwartung  geht die     Polymerisation    bei niedrigeren Tem  peraturen weiter, wenn das Erhitzen auf  hohe Temperaturen vorangegangen ist.  



  Die nachfolgende     Polymerisation    kann  bei der niedrigen Temperatur von 120 bis  130   C ausgeführt werden, aber sie erfordert  ein Erhitzen von drei bis sechs     Stunden.          Polysaccharide,    die in dieser Weise her  gestellt werden; sind wenig hygroskopisch  und zeigen einen erheblichen Rückgang  des Reduktionsvermögens gegenüber     Feh-          ling'scher    Lösung. Die Eigenschaften der  erhaltenen Sirupe können den verschiedenen  Anforderungen der Praxis leicht angepasst  werden, indem man     weniger.    polymerisierte      oder     monomere    Zucker mit den zuletzt er  haltenen schwach reduzierenden und hoch  molekularen Kohlenhydraten vermischt.  



  Es soll nochmals betont werden, dass .die  beschriebenen Vorteile bei der Herstellung  von     Polysacchariden    nach der vorliegenden  Erfindung darauf zurückzuführen sind, dass  man die Säure in so geringen Mengen an  wendet, dass wesentlich weniger als 0,1 Teil  auf 100 Teile     Kohlenhydrate    kommen und  Grad und Dauer der Erhitzung so gewählt  werden, dass keine Zersetzung des Materials  unter den betreffenden Umständen     eintritt.     Die erhaltenen     Polysaccharide    sind nicht  direkt     vergärbar    durch gewöhnliche Hefe  und nicht angreifbar durch Enzyme wie       Diastase.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Polymerisation von Koh lenhydraten durch Erhitzen der Kohlen hydrate mit freien Mineralsäuren, dadurch "Yekennzeichnet, dass man die Kohlenhydrate mit wesentlich weniger als 0,1% Mineral säure mischt und innerhalb des Temperatur- Bereiches von 120 bis 180 C so hoch erhitzt., dass keine Zersetzung eintritt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss man auf 140 bis <B>170'C</B> einige Minuten lang erhitzt. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Erhitzen auf 140 bis 170 C einige Stunden lang auf 120 bis 180 C erhitzt.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung von zwei Säuren benutzt. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung von Schwefel säure und Phosphorsäure benutzt. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung von Salzsäure und Phosphorsäure benutzt.