JPH0383991A - グルコースの分離法 - 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〉 近年、医薬用、ビタミンＣやソルビトールなどの原料用
などに高純度のグルコースが必要とされているが、本発
明はグルコースの分離法に間するものであり、特にグル
コースとオリゴ糖を含む水溶液より、オリゴ糖を殆ど含
まないグルコース水溶液を、擬似移動層により連続的に
クロマト分離する方法に間するものである。

〈従来の技術〉 従来からグルコースとオルゴ糖を含む水溶液から高純度
のグルコースを製造する場合、結晶法により行われてい
るが、液相から固相への相変換を伴うので取扱がＷＪ例
であったり、グルコースの溶解度が大きく母液の取扱に
注意を要し、また結晶法そのものが高度の技術や経験を
必要としている。

一方上述した結晶法を用いることなく、クロマト分離の
手法を用いた擬似移動層によってグルコースとオリゴ糖
を分離することが行なわれている。

しかしながら従来の擬似移動層を用いる分離法において
は、高純度のグルコースを高回収率で分離することがで
きない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は擬似移動層を用いてグルコースとオリゴ糖の混
合水溶液から高純度のグルコースを高回収率で分離する
ことができる分離法を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、グルコースとオリゴ糖を含む水溶液より
、オリゴ糖を殆ど含まないグルコース水ＷＩ液を、擬似
移動層により連続的にクロマト分離する方法について検
討した結果、収着物質の脱着帯域、収着物質の濃縮帯域
、収着物質の吸着帯域、非収着物質の回収帯域をそれぞ
れ形成した擬似移動層において、循環流速の固定層流速
に対する比率βを収着物質の濃縮帯域においては０．　
４〜０゜７とし、さらに非収着物質の回収帯域において
は０．３〜０．６とすることにより効率よく高純度のグ
ルコースを分離出来ることを見出し、本発明に到達した
ものである。

すなわち本発明は、グルコースとマルトース以上の分子
量を有するオリゴ糖を含む水溶液を原料とし、水を溶離
剤としてグルコースを含む水溶液と前記オリゴ糖を含む
水溶液とに連続的にクロマト分離する方法であって、内
部に陽イオン交換体が充填され、且つ前端と後端とが流
体通路により結合された充填層内に、溶離剤供給部から
収着物質抜出部までの収着物質の脱着帯域、同抜出部か
ら原料供給部までの収着物質の濃縮帯域、同供給部から
非収着物質抜出部までの収着物質の吸着帯域および同抜
出部から溶離剤供給部までの非収着物質の回収帯域の四
つのゾーンを上流より上記順序で形成させつつ流体を循
環させ、上記供給部および抜出部の位置を間欠的に下流
方向に移動させる事より成る擬似移動層による分離法に
おいて、収着物質の濃縮帯域における循環流体の空塔流
速の吸着剤の見掛けの移動速度に対する比率β３を０゜
４〜０．　７とし、さらに非収着物質の回収帯域におけ
る循環流体の空塔流速の吸着剤の見掛けの移動速度に対
する比率β１１ｔ０．３〜０．　６とすることを特徴と
するグルコースの分離法である。

く本発明の詳細な説明〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施態様の一例の擬似移動層式クロマ
ト分離装置のフローを示す説明図である。

第１図において擬似移動層は８本の単位分離塔に分けら
れており、各単位分離塔にはオリゴ糖よりもグルコース
に対する吸着量が大きい塩型の陽イオン交換体が充填さ
れている。陽イオン交換体としては市販の各種陽イオン
交換樹脂あるいはゼオライトを用いることができる０通
常はスチレンとジビニルベンゼンの架橋共重合体にスル
ホン酸基が結合した強酸性陽イオン交換樹脂が用いられ
る。

陽イオン交換樹脂は、グルコースに対する吸着力とオリ
ゴ糖に対する吸着力との差が大きくなるように、通常、
ナトリウム形、カリウム形、もしくはカルシウム形で使
用される。

また、グルコース原料としては、通常、全糖濃度４０〜
７５重量％、全糖中のグルコース含有率７０〜９７重量
％の水溶液が使用される。

各単位分離塔１ないし８を連通する流体通路に、弁１１
ないし１８を介してグルコース区分液抜き出し管１０と
、弁２１ないし２８を介してオリゴ糖区分液抜き出し管
２０と、弁４１ないし４８を介してグルコース原料導入
管４０と、弁３１ないし３８を介して水流入管３０とを
それぞれ連通する。なお５１ないし５８はそれぞれ循環
ポンプを示す。

次に、擬似移動層の操作を説明すると、グルコ−ス原料
液が弁４４を通じて供給されている時点では、水は弁３
日を通じて供給され、グルコース区分液は弁１２を通じ
て抜き出され、オリゴ糖区分液は弁２６を通じて抜き出
される。また当該操作時においては分離塔８および７に
おいて非収着物質の回収帯域（以下、ゾーンｌと言う）
、分離塔６および５において収着物質の吸着帯域（以下
、ゾーン２と言う）、分離塔４および３において収着物
質の濃縮帯域（以下、ゾーン３と言う）、分離塔２およ
び１において収着物質の脱着帯域（以下、ゾーン４と言
う）が形成されている。各ゾーンにおいて各糖の濃度分
布が形成されており、この濃度分布はその形状を保持し
つつ下流方向に移動する。この移動に追随するように分
離塔へのグルコース原料液の供給、水の供給、グルコー
ス区分液の抜き出しおよびオリゴ糖区分液の抜き出しが
、弁の切り替えによって順次下流側に切り替えられる。

切り替えは４種類の管について同時に行ってもよく、ま
た各管毎に時間的にずらして行ってもよい、各法の流入
または抜き出しを継続する時間は、単位充填層の大きさ
、強酸性陽イオン交換樹脂の種類、層内を流下する液の
流速等により異なるが、通常数分ないし十数分である。

この切り替えにより、上述の４つのゾーンは逐次その充
填層に占める位置を流れの方向に移動し循環する。

陽イオン交換体を分離剤とする擬似移動層におけるグル
コースとオリゴ糖との分離の程度は種々の要因に影響さ
れるが、特に大きな要因は層内の循環流体の空塔流速（
以下循環流速という）と吸着剤の見掛けの移動速度（以
下固定層流速という）である、すなわち液の循環流速は
各ゾーン毎に異なるが、これらの各ゾーンの循環流速の
うち、充填層から抜き出されるグルコース区分液および
オリゴ糖区分液へのグルコースおよびオリゴ糖の分配に
大きく影響を与えるのは、ゾーン３の循環流速の固定層
流速に対する比率　（循環流速／固定層流速）β３およ
びゾーン１の循環流速の固定層流速に対する比率　（循
環流速／固定層流速）β１の値であることを知見し、こ
れらの値が各々０．　４〜０．７および０．　３〜０．
　６とすることがグルコースとオリゴ糖の分離に最も適
していることを併せて知見した。更に好ましい結果を得
るためには水の供給量と原料液の供給量の比率γを２〜
４の範囲内とすることが望ましい。β３またはβ１の値
が上記の範囲内にない場合には、グルコースまたはオリ
ゴ糖は充填層の全域にわたって分布し、抜き出されるオ
リゴ糖区分液中にオリゴ糖が、またはグルコース区分液
中にオリゴ糖が多量に混入するようになる。しかし、上
述の条件が満足される場合には、グルコースはゾーン３
に、オリゴ糖はゾーン２に大部分が分布し、従って高純
度グルコース水溶液を高回収率で取得することができる
。

なお、本明細書において固定層流速とは、充填層内の陽
イオン交換体の見かけの容積を、ゾーン１が充填層を一
周するのに要する時間で除したものである。

以下に本発明の詳細な説明するが、本発明は以下の実施
例に限定されるものではない。

実施例１ グルコース９６．０％、マルトース以上のオリゴ糖３．
７％、フルクトース０．　３％よりなる全糖濃度６０％
のグルコース原料液を第１図に示すフローに準じて擬似
移動層式クロマト分離装置で分離した。

第１図において単位分離塔１〜８は内径１０８閣、高さ
１．５ｍの円筒であり、円筒内にはナトリウム形の強酸
性陽イオン交換樹脂アンバーライ）ＣＧ６０００　（ロ
ームアンドハース社製）が合計１１０Ｌ充填されている
。各単位分離塔内は６０℃に保持された。この擬似移動
層においてグルコース原料液および水の供給量をそれぞ
れ６．　０５Ｌ／ｈｒ、１９．８Ｌ／ｈｒ、　　グルコ
ース区分液およびオリゴ糖区分液の抜き出し量をそれぞ
れ１１、ＯＬ／ｈｒ、１４．８５Ｌ／ｈｒ、　　ゾーン
３の循環流速を４５．８Ｌ／ｈｒ、　　固定層流速を８
５．４Ｌ／ｈｒ、として運転した０本実施例において、
β１、β３およびγの値は下記の通りである。

β３＝０．　５３６、　　β１＝０．　４３３γ　　＝
３．２７ 定常状態において抜き出されたグルコース区分液とオリ
ゴ糖区分液中の糖組成を表−１に示す。

なおグルコース区分液中のグルコースの回収率は９９．
２％であった。

表−１ 比較例１ 実施例１と同一組成、同一糖濃度のグルコース原料液を
下記条件で実施例１と同様にグルコースの分離を行った
。

グルコース原料液供給量　　６．０５Ｌ／ｈｒ水供給量
　　　　　　　　１９．　８　　Ｌ／ｈｒグルコース区
分液抜出量　１１．　　ＯＬ／ｈｒオリゴ糖区分液抜出
量　　１４．８５Ｌ／ｈｒゾーン３の循環流速　　　３
９．　４　　Ｌ／ｈｒ固定層流速　　　　　　１００．
８　　Ｌ／ｈｒβ３＝０．３９１、　　β１＝０．３０
４γ　＝３．２７ 定常状態において抜き出されたグルコース区分液とオリ
ゴ糖区分液中の糖組成を表−２に示す。

なおグルコース区分液中のグルコースの回収率は８０．
１％であった。

表−２ 比較例２ 実施例１と同一組成、同一糖濃度のグルコース原料液を
下記条件で実施例１と同様にグルコースの分離を行った
。

グルコース原料液供給量　　６．０５Ｌ／ｈｒ水供給量
　　　　　　　　１９．　８　　Ｌ／ｈｒグルコース区
分液抜出量　　６．　６　　Ｌ／、ｈｒオリゴ糖糖分分
液抜出量　１９．２５Ｌ／ｈｒゾーン３の循環流速　　
　３８．　　ＯＬ／ｈｒ固定層流速　　　　　　　８５
．　４　　Ｌ／ｈｒβ３＝０．４４５、　　β１＝０．
２９０γ　＝３．２７ 定常状態において抜き出されたグルコース区分液とオリ
ゴ糖区分液中の糖組成を表−３に示す。

なおグルコース区分液中のグルコースの回収率は７９．
３％であった。

表−３ 比較例３ 実施例１と同一組成、同一糖濃度のグルコース原料液を
下記条件で実施例１と同様にグルコースの分離を行った
。

グルコース原料液供給量　　８．　８　　Ｌ／ｈｒ水供
給量　　　　　　　　１６．　５　　Ｌ／ｈｒグルコー
ス区分液抜出量　１１．　　ＯＬ／ｈｒオリゴ糖区分液
抜出量　　１４．　３　　Ｌ／ｈｒゾーン３の循環流速
　　　４５．　８　　Ｌ／ｈｒ固定層流速　　　　　　
　８５．　４　　Ｌ／ｈｒβ３＝０．５３６、　　β１
＝０．４７２γ　＝１．　８８ 定常状態において抜き出されたグルコース区分液とオリ
ゴ糖区分液中の糖組成を表−４に示す。

なおグルコース区分液中のグルコースの回収率は８７．
７％であった。

表−４ 〈発明の効果〉 本発明によれば次の効果が得られ、産業上の効果に優れ
たものである。

（１）単純な工程により、高純度のグルコースを得るこ
とができる。

（２〉原料の品質を何ら損なうことなく原゛料中よりグ
ルコースを高回収率で分離、回収できる。

（３）試薬を用いることなく分離、回収でき、ランニン
グコストを安〈実施することができる。

（４）連続的にまた工業的に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のグルコースの分離に用いた陽イオン交
換体を充填した擬似移動層のフローを示す図面である。 手 続 補 正 書 （自発） 平底２年１１月６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、グルコースとマルトース以上の分子量を有するオリ
   ゴ糖を含む水溶液を原料とし、水を溶離剤としてグルコ
   ースを含む水溶液と前記オリゴ糖を含む水溶液とに連続
   的にクロマト分離する方法であって、内部に陽イオン交
   換体が充填され、且つ前端と後端とが流体通路により結
   合された充填層内に、溶離剤供給部から収着物質抜出部
   までの収着物質の脱着帯域、同抜出部から原料供給部ま
   での収着物質の濃縮帯域、同供給部から非収着物質抜出
   部までの収着物質の吸着帯域および同抜出部から溶離剤
   供給部までの非収着物質の回収帯域の四つのゾーンを上
   流より上記順序で形成させつつ流体を循環させ、上記供
   給部および抜出部の位置を間欠的に下流方向に移動させ
   る事より成る擬似移動層による分離法において、収着物
   質の濃縮帯域における循環流体の空塔流速の吸着剤の見
   掛けの移動速度に対する比率β３を０．４〜０．７とし
   、さらに非収着物質の回収帯域における循環流体の空塔
   流速の吸着剤の見掛けの移動速度に対する比率β１を０
   ．３〜０．６とすることを特徴とするグルコースの分離
   法。 ２、溶離剤供給量の原料供給量に対する比率γを２〜４
   とすることを特徴とする請求項１に記載のグルコースの
   分離法。