PL102624B1 - Sposob oddzielania mannitu od sorbitu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oddziela¬ nia mannitu od sorbitu z roztworów wodnych, zawierajacych oba poliole.Znane sa liczne, uwazane za odpowiednie, spo¬ soby wytwarzania mannitu i sorbitu. Sposoby te opisane sa w nastepujacych zródlach: opis paten¬ towy RFN nr 2025314; Sposób wytwarzania man¬ nitu. Atlas Chem. Ind. 1971; opis patentowy RFN nr 1268606; Sposób wytwarzania mannitu, Atlas Chem. Ind. 1968; francuski opis patentowy nr 158498; Sposób wytwarzania pOlioli z weglowoda¬ nów, Nagynyomoasu Kiserleti Intezet; opis paten¬ towy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3622456; Sposób wytwarzania mannitu przez fermentacje, Onisbi i wsp.: Wunsche L. i wsp. Mikrobiologicz¬ na przemiana fruktozy w mannit, Zeitscher, allgemeine Mikrobiologie 1966, nr 6, str. 323—328.Mannit wytwarza sie zwykle przez katalityczne uwodornienie cukru inwertowanego (Kirck-Ot- hmer, Encyklopedia of Chemical Technology, tom 1, str. 581, 1967). Znane sa równiez mikro¬ biologiczne metody wytwarzania mannitu z fruk¬ tozy, np. z opisu patentowego Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 3622456 i z cytowanej wyzej pracy Wunsche^ L. i wsp. Mannit mozna równiez ekstrahowac z roslin morskich (Laminaria clau- stroni), a niewielkie ilosci mannitu mozna otrzy¬ mywac podczas uwodorniania glukozy do sorbitu.Jednakze najekonomiczniejszym zródlem mannitu jest uwodorniony roztwór cukru. 2 W wyniku uwodornienia cukru inwertowanego otrzymuje sie mieszanine mannitu i sorbitu, za¬ wierajaca zwykle 25% mannitu i 75% sorbitu.Usprawnienie procesu umozliwia otrzymanie 30% roztworu mannitu. Mannit odzyskuje sie z roz¬ tworu przez krystalizacje, ale sposób ten ma diwTe glówne wady. Po pierwsze, po krystalizacji pozo¬ staje w roztworze duza ilosc mannitu, której nie mozna odzyskac w sposób ekonomiczny, a po drugie, zawarte w roztworze zanieczyszczenia krystalizuja wraz z mannitem i w celu oczyszcze¬ nia krystalicznego mannitu trzeba przeprowadzac kolejne krystalizacje. Dodatkowe etapy krystali¬ zacji podwyzszaja powaznie cene czystego man¬ nitu. Otrzymywanie zasadniczo czystego sorbitu obarczone jest podobnymi wadami.Z publikacji O. Samuelsona, Jonity w chemii analitycznej, PWN, Warszawa, 1958, str. 206—211 znana jest analityczna metoda rozdzielania polioli, polegajaca na eluowaniu ich z kolumny mieszani¬ na etanolu i wody. Otrzymany eluat jest bardzo rozcienczony, a zatem metoda tanie jest przydatna do celów technicznych. W metodzie analitycznej sto¬ suje sie bardzo waskie kolumny, wypelnione zy¬ wica o granicznie drobnym uziarnieniu, co utrud¬ nia eluowanie i podwyzsza koszt procesu.Z brytyjskiego opisu patentowego nr 1219018 znany jest sposób oczyszczania glikoli na zywicach kationowymiennych w formie wodorowej. Na sku¬ tek wymiany jonów zanieczyszczenia osadzaja sie 102 624102 624 3 4 na warstwie wymieniacza w postaci zywicy i war¬ stwe te trzeba od czasu do czasu regenerowac w warunkach utleniajacych. Sposób ten jest wiec rózny od .sposobu wedlug wynalazku.Z brytyjskiego opisu patentowego nr 1129586 znane jest uwadarnianie i oczyszczanie uwodor¬ nionego roztworu na drodze wymiany jonów, któ¬ ra prowadzi sie stosujac znana technike jonowy¬ mienna. W opisie tym nie ma mowy o rozdziela¬ niu mannitu i sorbitu w kolumnie chromatografi¬ cznej, gdyz roztwór po uwodornieniu oczyszcza sie tylko na drodze wymiany jonowej, a nastep¬ nie poliole krystalizuje sie z oczyszczonego roztwo¬ ru.Sposób oddzielania mannitu od sorbitu z roz¬ tworów wodnych zawierajacych oba poliole polega na frakcjonowaniu chromatograficznym roztwo¬ rów, które przeprowadza sie w ten sposób, ze do kolumny wypelnionej zywica kationowymienna w postaci soli metalu ziem alkalicznych, korzyst¬ nie wapnia, sulfonianu polistyrenu usieciowanego dwuwinylobenzenem, zalanej woda, wprowadza sie równomiernie, na powierzchnie zywicy, roztwór zawierajacy mannit i sorbit z szybkoscia 0,2—1,5 m3/godz/m2 przekroju poprzecznego kolum¬ ny, a od dolu kolumny odbiera sie kolejne frak¬ cje pierwsza, zawierajaca cukry nieuwodornione i niewielka ilosc mannitu, frakcje druga bogata w mannit i frakcje trzecia bogata w sorbit. Z frak¬ cji bogatej w mannit krystalizuje sie i oddziela zasadniczo czysty mannit w . postaci krysztalów.Kolumna zawiera wypelnienie o wysokosci war¬ stwy zywicy 2,5—5 m. Kolumne zasila sie ko¬ rzystnie roztworem otrzymanym w wyniku hydro¬ lizy cukrów inwertowanych o zawartosci suchej substancji 25—55% wagowych.~ Sposób wedlug wynalazku Jest w porównaniu ze znanymi sposobami calkowicie nowy i daje zupelnie nieoczekiwany efekt. Dotychczas rozdzial chromatograficzny stosowano na przyklad do oczyszczania, a wiec eliminowania z roztworu substancji' o innych rozmiarach molekul, w któ¬ rym to procesie decydujacym czynnikiem jest rózna ruchliwosc czasteczek albo do adsorpcji na wypelnieniu jednej z substancji zawartych w roz¬ tworze, z wykorzystaniem sil chemicznych, na przyklad w procesie rozdzielania fruktozy od gli- kozy, przy wykorzystaniu faktu, ze jeden z tych cukrów jest aldoza, a drugi ketoza, czyli ze róz¬ nia sie one powinowactwem wobec warstwy adsorpcyjnej.Sposób wedlug wynalazku nie moze byc zali¬ czony do zadnego z procesów opisanych wyzej typóiw, poniewaz mannit i sorbit sa zwiazkami izomerycznymi o takim samym ciezarze czastecz¬ kowym 182, a takze dlatego, ze zwiazki te jako izomery róznia sie tylko budowa, a nie liczba grup funkcyjnych, która jest jak wiadomo taka sama.Jedna z zalet sposobu wedlug wynalazku pole¬ ga na tym, ze otrzymuje sie wodny roztwór czy¬ stego mannitu wolny od sorbitu i cukrów nie- uwodornionych, jak równiez roztwór wodny czy¬ stego sorbitu wolny od mannitu i cukrów nieuwodornionych, przy czym unika sie kosztow¬ nych etapów krystalizacji, które trzeba bylo sto¬ sowac w procesach znanych. Do otrzymania czystego mannitu i sorbitu z oczyszczonych roz¬ tworów wodnych potrzebny jest tylko jeden etap krystalizacji.Przyklad. Oddzielanie mannitu od sorbitu przez frakcjonowanie chromatograficzne przepro¬ wadza sie stosujac jako zywice kationowymienna sól wapniowa sulfonianiu polistyrenu usieciowa- nego 3,5% dwuwinylobenzenu o rozmiarach ziam 0,25 mm. Frakcjonowanie prowadzi sie w kolum¬ nie o wysokosci 3,5 m i srednicy 22,5 cm.Kolumne przygotowuje sie do uzytku, zalewajac warstwe zywicy woda. Roztwór zasilajacy o ste- zeniu 35% wagowych substancji stalych, zlozo¬ nych w 26,5% z mannitu, w 73,5% z sorbitu^i sla¬ dów cukrów nieuwodornionych wprowadza sie równomiernie na powierzchnie zywicy w tempe¬ raturze 55°C z szybkoscia liniowa 0,30 m/godz. [121/godz.]. Calkowita ilosc roztworu wynosi 2,1 kg.Kolejno odebrane frakcje maja oznaczony ana¬ litycznie sklad podany w tablicy.Tablica Udzial suchej substancji (g) 1 Frakcje o objetosci 2 1 1 2 3 1 4 6 7 8 9 110 11 12 13 14. 16 17 18 19 21 22 23 24 Cukry nieuwodor- nione 7 12 — — — — ¦ — — ¦ — — — — — ' — .— — — — — — — — — — Mannit — 2 24 72 84 113 101 77 48 24 7 2 1 — .— — ¦ — — . — — — — — — _ — ¦ Sorbit — — — — — — — 2 17 91 162 176 1168 150 137 128 115 97 79 6(5 48 34 24 17 | Frakcje' 1—3, zawierajace cukry nieuwodornio¬ ne, odbiera sie lacznie i odrzuca. Polaczone frak- 60 cje 4—10 tworza roztwór zawierajacy 82,4% man¬ nitu, z którego krystalizuje sie zasadniczo czysty mannit. Polaczone frakcje 11—25 tworza roztwór zawierajacy 99,2% sorbitu. Polaczone frakcje 4—7 daja wodny roztwór czystego mannitu, a frakcje 65 14—25 wodny roztwór czystego sorbitu. 40 45 50 LÓ 505 102 624 6 PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.