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从溶液中回收有机化合物的方法

阅读:257发布:2021-08-17

专利汇可以提供从溶液中回收有机化合物的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及从含可结晶有机化合物的溶液回收所述化合物的方法。根据此方法,该化合物基本以形成晶核的方式由具有高 粘度 和就要回收的化合物而言具有高过 饱和度 的溶液结晶,然后回收形成的晶核。,下面是从溶液中回收有机化合物的方法专利的具体信息内容。

1.一种从含可结晶有机化合物的溶液中回收所述化合物的方法,其 特征在于该化合物通过形成晶核的方式从粘度为100Pas至1000Pas和 就要回收的化合物而言过饱和度低于4的溶液中结晶,然后回收形成的 晶体。
2.如权利要求1的方法,其特征在于通过蒸发使溶液形成过饱和状 态并通过冷却达到高粘度。
3.如权利要求2的方法,其特征在于冷却在10-100小时期间进行。
4.如权利要求3的方法,其特征在于冷却在温度范围95-20℃内进 行。
5.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于形成晶核通过充分 搅拌进行。
6.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于为引发形成晶核, 在蒸发或冷却期间将要回收的化合物晶种加入过饱和溶液中。
7.如权利要求6的方法,其特征在于晶种的用量为完全生成晶种时 的至少10倍。
8.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于回收晶体前立即降 低含过饱和溶液和要回收的化合物晶体的悬浮液粘度。
9.如权利要求8的方法,其特征在于通过加热和/或稀释悬浮液降低 粘度。
10.如权利要求8的方法,其特征在于通过用不明显溶解晶体的溶剂 稀释悬浮液降低粘度。
11.如权利要求8的方法,其特征在于通过将蒸汽混入悬浮液中降低 粘度。
12.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于通过过滤回收晶体。
13.如权利要求12的方法,其特征在于通过加压过滤回收晶体。
14.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于要处理的溶液为要 回收的有机化合物的溶液。
15.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于要回收的有机化合 物为糖、糖醇或其它多醇、或糖醇酐。
16.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于要回收的有机化合 物为水化合物、羟基酸或其盐或基酸或其盐。
17.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于要回收的有机化合 物选自木糖、甘露糖、木糖醇、甘露糖醇、乳糖、乳糖醇、蔗糖、葡萄 糖、果糖、麦芽糖、麦芽糖醇、异麦芽糖、异麦芽寡糖、乳果糖、α- D-吡喃葡糖基(1→6)甘露糖醇、α-D-吡喃葡糖基(1→6)山梨(糖)醇、 β-环糊精、衣康酸、柠檬酸、肌醇、乳酸、1,4-脱水葡萄糖醇、葡糖酸 盐和谷氨酸盐。
18.如权利要求17的方法,其特征在于要回收的有机化合物为木糖。
19.如权利要求18的方法,其特征在于就木糖而言溶液的过饱和度在 结晶期间为1.4-4.0。
20.如权利要求18或19的方法,其特征在于过饱和溶液的粘度在形 成晶核期间为100至1000Pas。
21.如权利要求20的方法,其特征在于在回收晶体前将悬浮液的粘度 降至5-100Pas。
22.如权利要求17的方法,其特征在于要回收的有机化合物为木糖 醇。
23.如权利要求17的方法,其特征在于要回收的有机化合物为蔗糖。
24.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于要回收的有机化合 物为甜菜
25.如权利要求18、22或23的方法,其特征在于结晶期间就要回收 的物质而言,溶液的过饱和度大于1.3。
26.如权利要求25的方法,其特征在于过饱和溶液的粘度在形成晶核 期间大于100Pas。
27.如权利要求26的方法,其特征在于在回收晶体前将粘度降至低于 100Pas。
28.如权利要求26或27的方法,其特征在于冷却时间少于100小时。
29.如权利要求26或27的方法,其特征在于到晶体分离开始的总时 间少于300小时。
30.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于含有机化合物的溶 液为生物体衍生水溶液或发酵溶液。
31.如权利要求30的方法,其特征在于生物体衍生水溶液选自糖蜜、 酒糟、生物体水解产物以及其部分和由其获得的浓缩物。
32.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于使用在回收晶体中 分离的废糖液制备用于主要基于形成晶核的结晶的新过饱和溶液。
33.如权利要求1-4任何一项的方法,其特征在于将获得的晶体重结 晶。

说明书全文

发明涉及一种可从含可结晶有机化合物的溶液中回收所述化合物的 方法。本发明特别涉及一种可从极高粘度的过饱和溶液中结晶水溶性有 机化合物,然后从溶液中回收该化合物的方法。

结晶的两个主要步骤是形成晶种(形成晶核)和晶体生长。在大多数 工业方法中,结晶主要基于晶体生长。有关结晶的现有技术的代表性例子 是:Mathlouthi,M.和Reiser,P.(编著),蔗糖、性能和应用,Blackie Academic & Professional,Suffolk,Great Britain,1995,p.49 ff。 该公开文献就形成晶核和晶体生长解释了结晶机理。例如对于工业上结晶 蔗糖,该文献指出必须避免将溶液浓缩至晶核形成区,即其中容易出现自 发成核的区域(p.58);必须避免形成不能控制的晶种数(p.59); 晶体与母液的比例不能增加至超过某一特定值(pp.59-60);结晶应在 不十分接近成核区和饱和曲线的亚稳定区进行(pp.60-61和pp 63-54)。 亚稳定区是其中只有当存在晶体时才出现自发形成晶体的区域。该文献强 调,在该区域不存在晶种时无新晶体形成。此外,根据该文献(例如参见 pp.57和58),不纯物降低了晶体生长速率,甚至会阻碍晶体充分生长。

随着溶液过饱和度增加和温度降低,溶液的粘度也增加,因此减慢并 最终完全阻止了分子经晶体或晶核周围的液体层扩散至晶体表面,所以现 有技术中基于晶体生长的方法不可能再进行。根据现有技术,还认为高粘 度彻底阻碍了晶体从母液中分离。

对于蔗糖结晶,这些问题也已在上面的文献(Mathlouthi,M.和 Reiser,P.(编著),蔗糖、性能和应用)中进行了讨论。

在制糖工业中使用的回收蔗糖的方法通常包括三个顺序结晶步骤。在 被称为′C′结晶的最后一个步骤中,起始物质糖浆中的蔗糖含量约为73-75 %(按干物质计);这种结晶方法既慢又困难,且废糖液(即由其获得的 糖蜜)的蔗糖纯度(基于干物质的蔗糖%)通常仍高达约58%。有几种试 图改进蔗糖收率(即降低糖蜜的蔗糖纯度)的方法。这些方法包括Quentin 和Steffen方法及公开于芬兰专利77 845(Suomen Sokeri Oy;Heikkila, Melaja,Millner,Virtanen;相应于国际申请公开WO 81/02420)的糖蜜 分馏法,这种分馏法可从糖蜜中获得富含甜菜的馏分,可由该馏分回收 甜菜碱。

在常规方法中,若木糖的纯度已经为至少约70wt%(按干物质计), 则仅可能结晶木糖。在这种情况下,首先必须通过诸如超滤、离子交换、 脱色、离子排斥或色谱分离法或这些方法的结合,将由(例如)植物衍生 的材料水解获得的含木糖的溶液纯化至所需的纯度,同时降低木糖溶解性 的辅助溶剂已用于结晶木糖。

上述木糖分离、纯化和结晶方法已公开于(例如)US 4 631 129 (Heikkila,H.;Suomen Sokeri Oy)、4 075 406(Melaja,A.J.& Hamalainen,L.;Suomen Sokeri Oy)、5 084 104(Heikkila,H.& Hyoky, G.;Cultor,Ltd)和4 168 988(Riehm,T.& Hofenk,G;Institut voor Bewaring en Verwerking van Landbouwprodukten)和其中引用的参考文 献中。

当通过水解木聚糖制备木糖时,上述方法的另一变化是在将木聚糖水 解为木糖前纯化木聚糖,以制备足够纯的木糖溶液。同样这种方法非常复 杂和麻烦,例如可从如下文献中显见:Browning,B.L.,木材化学方法, Ⅱ,Interscience Publishers,New York,1967,和Fry,S.C.,生长 的植物细胞壁,化学和代谢分析,Longman Scientific & Technical, England,1988。

根据德国公开1643940(Eickenmeyer,R.& Scholler,H.),通 过使含至少约70%木糖的糖浆结晶由含戊聚糖和纤维素的天然物质的水解 产物回收结晶木糖。将糖浆在60-70℃下加入结晶器中,然后在48-52℃ 下从结晶器中取出含15-33%木糖(按加入结晶器中的木糖量计)的结晶 物料。从该结晶物料中离心分离出晶体,将母液(其量为加入体系中的新 鲜糖浆的300-100%)与起始水解产物混合。将所得母液与水解产物的混 合物在阳离子和阴离子交换器中进行处理,接着进行脱色处理,然后将此 混合物蒸发,以制备加入结晶器的糖浆。除了烦琐的纯化处理外,该方法 还包括非常长的循环。根据此文献,一次结晶中获得少量木糖(与加入结 晶器中的木糖量相比收率小)的原因是,当温度降至低于约48℃时,由于 溶液粘度随温度降低而显著升高,因此结晶速率很小。

US 3 981 739(Dimtrovsky等人,Amstar Corporation)涉及一种 连续结晶糖类(蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、水化合物)的方法,该方 法涉及在从小尺寸种晶起始的两阶段蒸发结晶中控制晶体生长。在第一阶 段中晶体基本上比种晶大,并在第二阶段中生产出尺寸增大的晶体。

US 4 199 373(Dwivedi等人,Chimicassa GmbH)涉及制备自由流 动的果糖与葡萄糖的混合物的方法,该方法避免了早期方法的缺点(如需 要复杂的机械和小心控制,高能耗和低收率)。该方法是一种凝固方法; 它包括不分离晶体和母液。在高浓缩溶液中放入晶种并使其在特定温度和 相对湿度下静置(如此使其进行结晶)、回收、干燥并研磨。浓度太低导 致糊状物料,浓度太高导致玻璃状混合物。周围的空气必须具有相对湿度 低于50%和温度50-90°F(10-32℃)。

其它所有凝固方法公开于(例如)US 4 297 146(Mise等人;CPC International Inc.)、4 595 418(Yoshino;Sanwa Kosan Kabushiki Kaisha)和4 640 717(Shukla等人;Tate & Lyle Public Limited Company)中。

US 4 634 472(Niekamp等人;A.E.Staley Manufacturing Company)提供一种生产富含果糖的糖浆的方法。在此方法中,确定适合葡 萄糖结晶的原料糖浆(75-89%的干固体浓度)温度。本领域公知(例如) 对于蜜(通常固体浓度为81-85%,按干固体计约40%的葡萄糖和约30 %的果糖),葡萄糖甚至在低纯度下也容易结晶经常是一个问题,还知道 (Harold E.Horn,“葡萄糖:在小糖果中蔗糖的一种替代物”,糖果 业生产,1977)在粘度10,000-100,000cP(10-100Pas)时大大限制 了葡萄糖结晶。从US 4 634 472的实施例1计算,结晶粘度仅为约2000cP, 这代表非常低粘度的溶液。在根据US 4 634 472(第5栏,20-25行)的 方法中不能用水作为稀释剂,因为晶体会溶解。

US 4 816 079(Ahrens等人,Fried Krupp GmbH)涉及连续结晶一 水合葡萄糖的方法。该方法原则上是基于晶体生长的传统冷却结晶方法。 将部分糖浆原料剪切处理0.01-2秒引发形成晶核,由此生产用于该方法的 晶种。

因此,需要一种经济和高效的方法,以从含可结晶产品的溶液中,特 别是从与在达到相同收率的可对比的条件下可直接加工的溶液相比具有更 低可结晶产品含量的原料中,高收率地回收结晶产品。

本发明的一个主要目的是提供一种对从含可结晶有机化合物的溶液 中回收所述化合物的总收率的改进。

本发明的另一目的是在这些方法中经济地使用其中含有可结晶有机化 合物的不纯原料流。

本发明的再一目的是使用来自工业方法中的含可结晶有机化合物的废 糖液或循环流作为原料,以良好收率有效回收这些化合物。

现在已发现,当过饱和值足够高且实质上以形成晶核的方式(即以该 方法中晶体生长不明显的方式)进行结晶时,可通过结晶从这些溶液中回 收形成高粘度溶液的可结晶有机化合物。因此甚至可从相对不纯的溶液中 结晶这些化合物,而以前这些化合物不能从该溶液中结晶。在本发明说明 书和权利要求书中,高粘度表示晶体生长基本上被延迟时的粘度。具体而 言,在本发明中,若溶液粘度在约105至106cP(100-1000Pas)范围内, 则认为溶液具有高粘度。

因此,本发明提供一种从含可结晶有机化合物的溶液中回收所述化合 物的方法,其特征在于该化合物基本上按照形成晶核的方式从具有高粘度 和高过饱和度(就要回收的化合物而言)的溶液中结晶,并回收形成的晶 体。

本发明的结晶优选在亚稳区(即使用Mathlouthi,M.和Reiser,P. (编著),蔗糖、性能和应用中的术语)之外进行,例如在根据所述文献在 蔗糖结晶中应避免的晶核形成区中进行。

在本发明方法中,通过充分搅拌增强晶核形成,如此可使晶核形成自 发出现。进行剧烈搅拌以使高粘度的结晶物料部分在有利于晶核形成的高 剪切区内外充分连续混合,由此使物料最大限度地结晶。按照这种方式可 避免结晶物料凝固,并且晶核可形成晶体形状和生长至晶体生长被阻止为 止。如此实现最高收率。为引发晶核形成,还可将晶种加入过饱和溶液 中。通常将最终晶体的尺寸限制在约10-120μm。通过本发明实现的对 回收可结晶化合物的改进原则上基于在连续混合条件下在非常粘的溶液中 形成晶核的机理,通过此改进,最大限度地提高了总结晶收率。

在开始形成晶核后,获得的悬浮母液(即结晶物料)的高粘度基本上 阻止了晶体生长和过饱和状态的解除;同时在高效搅拌下继续形成晶核。 在本发明晶核形成过程的第一阶段中,将悬浮液冷却以达到并保持母液的 高过饱和状态。随后,结晶物料的温度和总固体浓度实际上是恒定的。在 整个结晶阶段母液保持高过饱和度,即将体系继续保持于基本上在亚稳范 围之上。

在本发明权利要求和说明书中,溶液的过饱和度是指要回收的有机化 合物的表观过饱和度,即所述化合物的测量含量与溶解度的无因次比例, 可由如下方程计算: 其中s为过饱和度,化合物含量和溶解度的测量单位为纯化合物的克数/100 g溶剂。同样术语“过饱和的”和“过饱和度”仅指溶液相对于要回收的化 合物的饱和度。物质的纯度是指其在干物质中的百分比。

高过饱和度是指在形成晶核过程显著同时晶体生长被抑制时的过饱和 度。通常,在本发明方法中,当s为1.4至4时,认为溶液具有高过饱和 度。

本领域中已知,对于形成晶核需要较高的过饱和度,且该过饱和度在 低粘度时通过施加剧烈搅拌最有效地保持。若形成晶核本身是优选的,则 显然操作条件应是较低粘度和剧烈搅拌。与此相反,本发明中使用高粘度, 如此可实现最佳回收可结晶化合物。

按照现有技术,在结晶物料粘度高时从母液中分离小晶体产品涉及的 问题已妨碍了工业上应用主要基于形成晶核的结晶方法。因此在传统结晶 方法中剧烈成核(自发形成晶体)通常被认为是一种失败。尽管如此,根 根据本发明的再一方面,当在回收晶体之前或回收晶体时立即降低结晶物 料的粘度时,可从结晶物料中分离出晶核形成中生产的小晶体产品。例如 可通过加热晶体物料和/或用起始物质溶液或其中所含的溶剂稀释晶体物 料使粘度降低。还可以加入基本上不溶解晶体的另一种溶剂;例如在回收 蔗糖中,可用甘油作为此溶剂。另外还可以通过将蒸汽混入悬浮液中降低 粘度。

本发明的一个具体实施方案是通过过滤回收晶核形成所获得的小晶 体部分。

在通常的现有结晶方法中,相当量的产品损失于最终母液中。本发明 显著增加了从母液中回收的所需产品量。回收的物质可进一步通过传统结 晶方法精制。与现有方法相比,本发明对总收率取得的改进为5-30%或甚 至更高,可由其中传统结晶无效的水溶液中获得高达80%的总收率。

本发明的方法特别适合回收碳水化合物,所述碳水化合物优选为可容 易从其水溶液中结晶的物质如糖和醛醇,如糖和糖醇,羟基和基酸及 甜菜碱。这里使用的术语“水溶液”是指最初溶解可结晶化合物的一种介 质,由此提供含足够浓度可结晶化合物的单一均匀连续相,这样当溶液被 浓缩至其过饱和状态时,容易发生晶核形成。应注意该水溶液可包括其它 可混溶物质,如原料中的不纯物或有利于进一步加工的助剂。

由于该方法甚至能够从基本上不纯的溶液中回收这些化合物,因此适 合用于从生物体(biomass)衍生的水溶液中回收有机化合物。这些溶液包 括糖蜜和酒槽,生物体水解产物或其部分或由其获得的浓缩物,如纸浆工 业的蒸煮液。这些水溶液还包括目前工业结晶方法中获得的废糖液(其中 已分离晶体的母液),其中要回收的化合物在原料溶液中的纯度相当高, 不纯物在废糖液排出。此外,本方法还适合回收通过发酵生产的产品,如 从其发酵溶液中回收葡糖酸盐、谷氨酸盐和乳酸。

例如,本发明方法适合回收下列化合物,如糖、糖醇或其他多醇、或 糖醇酐,具体例子有木糖、甘露糖、木糖醇、甘露糖醇、乳糖、乳糖醇、 蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖、麦芽糖醇、异麦芽糖、异麦芽寡糖 (isomaltulose)、乳果糖、α-D-吡喃葡糖基(glucopyranocylcyl)(1→6) 甘露糖醇、α-D-吡喃葡糖基(1→6)山梨(糖)醇、β-环糊精、衣康酸、柠 檬酸、甜菜碱、肌醇、1,4-脱水葡萄糖醇。

本发明方法在其中可结晶物质已通过已知的结晶法回收至技术上可 能或经济上允许的程度的情况下使用是特别有利的。换言之,本发明方法 对于从具有低纯度可结晶物质的溶液中回收可结晶物质特别有利。

首先使通过本发明方法从其中回收有机化合物的溶液变为充分过饱 和状态以形成晶核。通常这可通过浓缩和/或冷却实现。优选的浓缩方法 是在低于一大气压下蒸发。例如可将溶液浓缩至干物质含量为75-98wt %;优选的干物质含量取决于要处理的溶液,例如可为82-95wt%。将 过饱和度在工作粘度范围内可达到的条件下最大化。

为了从过饱和溶液中生产晶体,冷却是最常用的,要处理的溶液质量 和结晶倾向影响冷却时间和速率。在形成晶核的步骤中,过饱和溶液的冷 却速率和在混合过程中使用的能量在实践中相互关联以避免结晶物料凝 固并限制晶体生长,由此提供例如通常不大于10-100μm的晶体,同时促 使结晶物料进一步形成晶核。通常在不进行高效混合时局部剪切速率太高 会导致结晶物料凝固,因此应避免。在给定粘度和输入功率条件下,晶体 尺寸分布由冷却速率控制。较高纯度的原料可以更快地冷却,而具有大量 不纯物或天然抑制剂的原料需要更慢的速率。优选冷却在95-20℃的温度 范围内进行10-100小时。

在开始冷却之前,优选将要回收的化合物的磨细的晶种加入溶液中; 然而,结晶也可通过自发生成晶种的方式引发。以下使用的与生成晶种有 关的术语“完全生成晶种(full seeding)”是本领域公知的(参见“甜 菜糖技术”,第3版,R.A,McGinnis编著(1982),pp.371-481)并由 晶种尺寸、所需最终产品中的晶体尺寸和收率计算,条件是晶体数量不 变。晶种的用量为完全生成晶种时的至少10倍。

达到形成晶核所需的过饱和状态的溶液以及由此溶液和其中所含的 晶体形成的悬浮液在下文也称为结晶物料。

对于从具有相当低木糖含量(按干物质计),即约30-50wt%(按溶 解的干物质计)的溶液中回收木糖,本发明方法是特别有利的并以此为代 表进行描述。在这种情况下,现有技术方法中涉及的分离过程可显著削弱 或完全省去,并且还可不使用辅助溶剂,如此使该方法基本上比现有技术 方法更低廉,可以结晶产品形式从难以通过(例如)色谱分离纯化的木糖 溶液中(因此色谱分离不能达到现有结晶方法所需的木糖纯度)回收木 糖。本发明目的特别是从生物体的水解产物中回收木糖的方法,所述水解 产物还可以是在木材加工业中获得的含木糖的副产品部分,如亚硫酸盐蒸 煮液或其一部分或由其获得的浓缩物,例如由亚硫酸盐蒸煮液经色谱分离 产生的浓缩物或蒸煮液的预水解产物部分或其后水解产物或超滤渗透 物。

在要处理的溶液为木糖水溶液(木糖纯度为约30-50%)的情况下, 根据本发明优选的实施方案,使用的晶种量高,至少为完全生成晶种的10 倍。因此在结晶过程中过饱和度大于1.3,优选为1.4-3.0,更优选1.5 至2.5。获得的晶体尺寸(晶体长度)通常为10至100μm。

根据本发明对木糖进行结晶的优选方式是将加入晶种的结晶物料以 较高的冷却速度在少于100小时,优选约10-50小时或更少时间内冷却至 晶核形成所需的过饱和值。这里结晶物料温度通常为20-50℃,取决于结 晶物料的干物质含量,结晶物料的粘度大于100Pas,优选为100-600Pas。

将该悬浮液搅拌至达到足够的结晶度(收率,母液中的木糖纯度降 低)。例如,装有1.3-1.7m长(从轴至顶部)混合器桨叶的具有高剪切 区的结晶容器通常在初始转速3-6rpm和高粘度阶段0.5-3rpm下使用。 控制与混合效率相关的剪切速率以避免结晶物料凝固,同时保持形成晶 核。通常施于混合器的功率为约100W/m3至约800W/m3。此范围提供有 效混合,由此将成核物质输入结晶物料内部。1-4天或甚至更少的沉淀期 可将母液中的木糖量降低(转化为结晶产品)至约20%或更少。

然后,结晶物料的过饱和度可通过升高温度和/或用水或无明显溶解 晶体的含木糖溶液稀释而降低,直至结晶物料的粘度降至可有效分离结晶 物质的足够程度。降低粘度后,结晶物料的通常粘度低于100Pas,优选 为5-100Pas。晶体可通过过滤、滗析、离心等分离,优选通过过滤分离。 如此分离后的母液(即废糖液)中的木糖含量已降至很低(按干物质计, 低至16%)。获得的结晶部分的木糖纯度通常为60-90%(按干物质计), 纯度取决于结晶物料的木糖纯度和实施的方法,且若必要所述部分可容易 通过(例如)通常的结晶工艺纯化。由本发明方法获得的结晶部分的纯度 可通过用溶剂或空气置换一定量的母液改进。优选到晶体分离开始的总时 间少于300小时。

通过现有技术方法在不对溶液进行烦琐的纯化处理的条件下,不可能 从纯度低于约70%的溶液中结晶木糖。现在开发的本发明方法能够在木糖 纯度低至约30%(按干物质计)下实现结晶。

根据本发明的另一优选实施方案,蔗糖可从其水溶液中,如从制糖工 业获得的糖蜜中结晶。在这种情况下,可将少量甘油(或某些可存在于最 后的糖蜜中的其它有机溶剂)在原料糖蜜投入结晶过程之前加入原料糖蜜 中。

将如此制得的溶液在减压下蒸发至干物质含量(DS)约90-95g/100g, 并将在约80-90℃下获得的结晶物料投入结晶器中。

在70-90℃下将研磨的蔗糖(平均晶体尺寸5至10μm)加入结晶物 料中作为晶种。使用的晶种量是其中结晶主要基于晶体生长时的至多100 倍。晶种量并不十分重要,因为很多新晶体在有效混合过程中通过成核作 用形成。

结晶在结晶器中进行约10天。将结晶物料在2-3天内冷却至约50 ℃并在物料过滤前在此温度下搅拌约7天。结晶物料的粘度最大时低于800 Pas,同时粘度随结晶进行而降低。

过滤前,通过升温5-15℃和/或非必要地加入至多约10wt%的甘油 和/或水降低结晶物料的粘度。获得的晶体尺寸通常为约10-50μm。

晶体部分优选通过加压过滤回收。在如此进行的实验中过滤后获得的 实际蔗糖收率为蔗糖纯度40-60%(基于干物质(DS)含量)的起始糖蜜中 所含蔗糖的约30%。该收率可通过进一步优化工艺条件改进。

可方便地用压滤器,例如具有10-20块板的Larox过滤器,使用中等 孔隙率的纤维布,在2-16巴和0.5至1.0小时挤压时间下分离,进行回收 结晶产品的过滤。

将通过下列实施例更详细地说明本发明方法的具体实施方案,这些实 施例不是用于限制本发明范围的。

在某些实施例中,通过加入纯化合物增加可结晶化合物的浓度以说明 在不同纯度下本发明的实用性。

干物质含量通过Karl Fischer滴定法(DS)或通过折射分析法(RDs) 测定。

碳水化合物通过使用其中离子交换树脂为Na+或Pb2+形式的柱子的液相 色谱(HPLC)分析,或用PEDLC(即使用脉冲电化学检测器的HPLC)分 析。色度通过修改的ICUMSA方法[参见,糖分析,由The International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis(ICUMAS)推荐的正 式和试用方法,Schneider,F.编著,ICUMSA,Peterborough, England,1979,pp.125-128]在pH5(木糖结晶实施例)和pH7(其 它实施例)时测定,并由过滤后的溶液(0.45μm)在420nm下进行测量。

实施例1

结晶木糖

将150l通过色谱分离(基本上根据US 4 631 129中描述的方法的第 一步)由山毛榉的镁基亚硫酸盐蒸煮液获得的木糖级分(含约105kg干物 质,其木糖纯度为39.3%)在约60℃下在低于一大气压下蒸发至体积约 80l。在58℃、过饱和值2.24下将25g磨细的木糖加入此木糖级分中作 为晶种,并将该结晶物料投入100l结晶器中。

将该结晶物料在同时搅拌下在约25小时内从58℃线性冷却至约20℃ (用Brookfield RVDV-I+粘度计测量,粘度为190Pas),在此期间过饱 和度开始在3.7小时内降至1.66,然后升至1.93(从加入晶种开始,时 间为20.9h,温度30.7℃),随后再逐渐降低(在20℃时过饱和度为约 1.70)。将结晶物料在约20℃下进一步搅拌。用Larox PF 0.1H2型压滤 器从结晶物料中分离晶体部分。在不同时间从结晶物料中取样(约20-200 g)以分离母液,并继续搅拌剩余的结晶物料。结晶物料过滤前,将其温度 升至约30℃以降低粘度。

从加入晶种开始74.3小时后,结晶物料样品的粘度在约30℃时为66 Pas。将结晶物料样品用上述Larox压滤器过滤,开始时使用13巴的过滤 压15分钟,随后使用14.5巴的过滤压力5分钟。获得的晶体滤饼具有 的厚度为约2.5cm。过滤前结晶物料的干物质收率为20.2%,木糖收率 为50.4%。分析结果在下表1中给出,其中术语和简写如下:

Begin=开始冷却前的结晶物料样品

pH5%=用水稀释至RDs 5%的样品pH测定值

Cond.=稀释至RDs 5%的样品导电率测定值

Ash=通过用蔗糖系数由导电率计算的硫酸盐灰分含量

Filtr.=加入过滤器中的结晶物料。

进行的试验证明木糖收率和纯度受晶核形成区中的结晶物料的搅拌时 间影响(在此情况下,在温度范围约20-30℃内)。过滤后的晶体部分的 木糖纯度最好时为约83.8%(自加入晶种开始时间为76.2h;结晶物料 的粘度在29.8℃时为66Pas;在14.5巴下过滤5分钟),滤液(即废糖 液)的木糖纯度最低时为18.1%(从加入晶种开始时间为220h;结晶物 料在29.2℃时的粘度为59Pas;在13-14巴下过滤15分钟)。结晶物料 中木糖的结晶收率最高时为63.2%(自加入晶种开始时间为49.3小时)。

实施例2

结晶木糖

除非另有说明,此步骤与实施例1相似,要处理的含木糖的溶液(20.5 kg)通过将由色谱分离山毛榉的镁基亚硫酸盐蒸煮液获得的木糖级分与由 前面成核结晶试验获得的晶体滤饼的水溶液混合制备。该溶液的干物质含 量(DS)为62.7%,木糖纯度为53.0%。

将该溶液蒸发至干物质含量(DS)89.7%。将制得的13.4kg结晶物料 投入10l结晶器中。在65℃、过饱和值1.96下加入5g磨细的木糖(晶 体尺寸50μm)作为晶种,并将该物料在约17小时内从65℃线性冷却至 约20℃。在此期间,过饱和度降至1.71,并且当结晶物料在晶核形成区 (在温度20-22℃下)搅拌时其保持在1.70-1.76范围内。从加入晶种开 始21.5小时后(在22℃时粘度为183Pas),将结晶物料加热至32℃并 用压滤器过滤(15分钟,过滤压力13.5巴)。

过滤前结晶物料的晶体中的干物质收率为38.1%,木糖收率为72.1 %。分析结果在下表2中给出,其中术语和简写具有与实施例1中相同的 含义。

实施例3

结晶甜菜碱

要处理的溶液为通过由色谱分离糖蜜的甜菜碱部分结晶甜菜碱获得的 废糖液(参见上述芬兰专利77 845;国际专利申请WO 81/02420)。该溶 液的干物质含量(DS)为63.4g/100g,其分析结果在下表3中给出。

将12.3kg此溶液在低于一大气压下在旋转蒸发器中在温度80℃以上 蒸发至干物质含量(DS)90.2g/100g(分析结果在表3中给出)。将如此 获得的浓溶液在6l结晶器中从95℃开始线性冷却程序,该溶液的过饱和 度为1.74。在整个结晶过程中,将结晶物料剧烈搅拌。6.2小时后,温度 为76.5℃,过饱和度为3.18,并且无结晶发生。此时,加入0.6g磨细 的一水合甜菜碱,此时开始形成晶核。在不同时间从结晶物料中取样(约 20-200g)以分离母液,并继续搅拌结晶物料。继续线性冷却至30℃(从 加入一水合甜菜碱晶种开始时间为31.1h),此时过饱和度变为2.43。 将结晶物料在此温度下搅拌3.8小时,然后将温度在0.8小时内升至35℃ (粘度变为113Pas)并进一步在0.9小时内升至37℃。此时,粘度为84 Pas,并通过实施例1的Larox压滤器采用14-15巴的过滤压力压滤30分 钟,从结晶物料中分离出结晶部分。获得厚度8mm的干晶体滤饼。

分析结果在下表3中给出,其中术语和简写具有与前面实施例中相同 的含义,不同的是在pH7时测量色度。此外,在第一栏中使用的术语“溶 液”是指蒸发之前的原料溶液。

晶体级分中的甜菜碱收率为原溶液中所含甜菜碱的37.7%,晶体级分 中的肌醇收率为溶液中所含肌醇的55.5%。

进行的试验证明甜菜碱和肌醇的收率和纯度受结晶物料在晶核形成区 的搅拌时间影响。过滤后的晶体级分的甜菜碱和肌醇的总纯度最好时(自 加入晶种开始时间为37h)为87.1%。从晶体物料中分离出的滤液(即 废糖液)的甜菜碱纯度最低时为33.3%,肌醇纯度为7.0(自加入晶种开 始时间为31h)。

实施例4

结晶甜菜碱

要处理的溶液为实施例3的溶液。将13.6kg此溶液在低于一大气压 下在旋转蒸发器中在温度略低于80℃下蒸发至干物质含量(DS)97.6 g/100g。此时,自发生成晶种,过饱和度为3.69。将7kg结晶物料在95 ℃下投入6l结晶器中,并在约90℃下向其中加入150ml水。将如此制 备的结晶物料通过剧烈搅拌在10小时内从95℃线性冷却至70℃。将该结 晶物料在此温度下搅拌约9小时(过夜),然后将其冷却约5小时至恒温 36℃,在此温度下搅拌约62小时。结晶物料的粘度在70℃时为15.6Pas, 在45℃时为55Pas,搅拌90小时后(从加入晶种开始)在36℃时为347 Pas。经上述搅拌时间后,先将结晶物料的温度升至48℃(粘度75Pas), 然后通过实施例1的Larox压滤器,采用14.5巴的过滤压力压滤30分钟, 在45℃下(粘度116Pas,过饱和度17.87)从结晶物料中分离出晶体级 分。获得充分干燥的厚度8mm的晶体滤饼。

分析结果在下表4中给出,其中术语和简写与实施例3中的相同。

晶体级分中的甜菜碱收率为原溶液中所含甜菜碱的47.0%,肌醇收率 为溶液中所含肌醇的60.5%。

过滤出的晶体级分中甜菜碱和肌醇总纯度最好时为77.3%,废糖液的 甜菜碱纯度最低时为30.9%,肌醇纯度最低时为6.5%。

实施例5

结晶木糖醇

要处理的溶液为从结晶木糖醇中获得的废糖液。将其在压力40毫巴、 温度70℃下用旋转蒸发器蒸发至93.8g/100g的干物质含量(RDs通过 木糖醇读取表测定)。

将12.3kg获得的结晶物料在温度50℃下投入10l结晶器中(s= 1.5),加入10g磨细的木糖醇作为晶种,并在10小时内冷却至25℃, 温度达到25℃后约3小时,该结晶物料的粘度为61.5Pas(s=3.9)。 将该结晶物料在此温度下总共搅拌8小时,然后将温度进一步降低(冷却 水的温度为15℃)。约3小时后,结晶物料的温度为16℃(s=4.9)。 将结晶物料在此浴温下搅拌18小时,此后当结晶物料的温度为18℃时粘 度为250Pas(s=3.0)。

然后,将结晶物料的温度在约3小时内升至25℃(此时粘度为81.5Pas (s=2.1)),并进一步在约两小时内升至28℃。

此时,结晶物料的粘度为59.5Pas(s=2.0),通过前面的实施例 的Larox压滤器,采用12巴的过滤压力压滤15分钟,从结晶物料中分离 出晶体级分,在已形成适当的晶体滤饼之前卸出压力。

分析结果在下表5中给出,其中术语和简写与实施例3中的含义相同。

晶体级分中木糖醇的收率为初始溶液中所含木糖醇的67%。

实施例6

结晶蔗糖

要处理的溶液为从甜菜糖厂获得的糖蜜。将该溶液在旋转蒸发器中蒸 发至干物质含量90.3g/100g(RDs通过蔗糖读取表测定)。

将14.5kg获得的结晶物料在温度62℃下投入10l结晶器中,加入 10g磨细的蔗糖作为晶种,并在同时剧烈搅拌下在40小时内冷却至40℃。 温度达到40℃后约25小时,结晶物料的粘度为550Pas。将结晶物料的温 度在约5小时内升至53℃,粘度为111Pas。通过Larox压滤器,采用12 巴的过滤压力压滤15分钟,分离出晶体级分。在已形成足够干燥的晶体级 分之前卸出压力。

分析结果在下表6中给出,其中术语和简写与实施例3中的含义相同。

实施例7

结晶木糖醇

起始物质为从以前结晶木糖醇中获得的废糖液。将其通过实验室真空 过滤器过滤。通过加入纯结晶木糖醇使获得的溶液中的木糖醇的纯度(按 干物质(RDs)计)升至约46%。用实验室真空蒸发器在浴温60-70℃下将 该溶液在6小时内蒸发至干物质含量(Rds)94.1g/100g。

将如此制得的13.58kg(体积10l)结晶物料在浴温50℃下投入10 l结晶器中并搅拌20分钟。此时结晶物料的温度为51℃,过饱和度为1.7。 然后加入10g磨细的木糖醇作为结晶物料的晶种,并将该结晶物料在15 小时内从50℃线性冷却至23℃(冷却水的温度)。此冷却阶段结束后, 结晶物料的温度为24℃,粘度为110Pas,过饱和度为3.2。

将该结晶物料在此温度下进一步搅拌约2小时,然后在约3小时内将 其温度降至20℃(此时粘度为200Pas;过饱和度为3.5),并进一步在 约3小时内降至16℃。此时结晶物料的粘度为345Pas。在约此温度下(冷 却水为恒温15℃)继续搅拌结晶物料42小时。在此温度下搅拌17小时后 取出的样品的粘度为400Pas,过饱和度为4.0。此搅拌阶段结束时,结 晶物料的粘度为407Pas。

然后将结晶物料的温度在半小时内升至20℃(此时粘度为256Pas), 并进一步在3小时内升至23℃。此时结晶物料的粘度为198Pas。此时对 该结晶物料取样,并用实验室离心机从结晶物料中分离废糖液样品。

然后从结晶器中取出结晶物料,并加入按结晶物料计5wt%的水以降 低粘度,并通过前面实施例的Larox压滤器,采用15巴的过滤压力压滤30 分钟,分离出晶体级分。

分析结果在下表7中给出,其中术语和简写与实施例5中的含义相同。

在Larox过滤期间结晶滤饼中的木糖醇收率为初始溶液中所含木糖醇 的57%。

实施例8

结晶木糖醇

使用与实施例7中相同的起始物质。通过加入纯结晶木糖醇使过滤溶 液中的木糖醇纯度升至约47%。用旋转蒸发器在浴温70℃下将该溶液蒸 发至干物质含量(RDs)94.4g/100g。

将如此制得的13.52kg结晶物料投入10l结晶器中。与实施例7相 同,在整个过程中将该结晶物料充分搅拌。在温度56℃(s=1.4)下加 入10g磨细的木糖醇作为结晶物料的晶种,并将该结晶物料进行线性冷 却。在约26小时后,结晶物料的温度达到20.5℃。将该结晶物料在此温 度下搅拌42小时,经此时间后过饱和度为3.6。结晶物料的粘度在此搅拌 阶段结束时为280Pas。

然后,将结晶物料的温度在约2小时内升至25℃(此时粘度为176 Pas;s=3.1),并在此温度下继续搅拌1小时。此时对该结晶物料取样, 并用实验室离心机从结晶物料中分离废糖液样品。

然后从结晶器中取出部分结晶物料,并在其中加入5wt%的水以降低 粘度,加入水后粘度为28Pas。通过前面实施例的Larox压滤器,采用16 巴的过滤压力压滤1小时15分钟,从该部分结晶物料中分离出晶体级分。

乙醇加入结晶器中余下的结晶物料中,加入量为结晶物料的5wt %,并将此物料在25℃下搅拌约半小时。然后从结晶器中取出结晶物料并 按与上述过滤第一部分结晶物料相同的方式进行过滤。    

分析结果在下表8中给出,其中术语和简写与实施例5中的相同,过 滤Ⅰ是指通过加入水进行Larox过滤,过滤Ⅱ是指通过加入乙醇进行Larox 过滤。

经第一次过滤(通过加入水)后晶体滤饼中木糖醇收率为68%,经第 二次过滤(通过加入乙醇)后晶体滤饼中木糖醇收率为初始溶液中所含木 糖醇的74%。

实施例9

结晶蔗糖

要处理的原料为从甜菜糖厂获得的糖蜜。将此糖蜜过滤,并在减压下 将滤液蒸发至干物质含量Bx 93.0。

将制得的100l结晶物料投入100l结晶器中,在78.5℃下加入100g 磨细的蔗糖作为晶种,并将此物料在同时充分搅拌下在约60小时内冷却至 50℃。此时结晶物料的粘度约为800Pas,并在保持温度基本不变下继续 搅拌。温度达到50℃后约170小时,结晶物料的粘度为约670Pas。在约 50℃下172小时后,将结晶物料的温度在约5小时内升至约60℃,在此温 度下约24小时后,结晶物料的粘度为约280Pas。温度达到60℃后约60 小时,结晶物料的粘度为241pas。

通过加入水(2wt%)将粘度进一步降低,并通过Larox压滤器,采 用16巴的过滤压力压滤60分钟,分离出晶体级分。将Larox物料 (filtr.)温度在刚要过滤前快速升至69℃。

分析结果在下表9中给出,除非另有说明,其中术语和简写与前面实 施例中的含义相同。

实施例10

结晶蔗糖

要处理的原料是与实施例9中相同的糖蜜,并将其按实施例9所述进 行初始处理,不同的是,蒸发前将一些甘油组分加入过滤的溶液中,将从 酒槽的色谱分级获得的甘油组分用作甘油添加物,加入的甘油量为过滤溶 液中所含干物质的10%。

将如此获得的结晶物料(Bx92.0)加入100l结晶器中,并在76℃ 下加入100g磨细的蔗糖作为该结晶物料的晶种。将此结晶物料在同时充 分搅拌下在约60小时内冷却至约50℃。此时结晶物料的粘度为约210 Pas,并在此温度下继续搅拌11小时。然后,将温度降至46.5℃,由此粘 度先升至约280Pas,接着在该温度下在145小时内逐渐降至约220Pas。

然后将温度逐渐升至53℃(粘度120Pas),在此温度下约30小时 后,通过Larox压滤器,采用16.2巴的过滤压力压滤65分钟,分离出晶 体级分。

分析结果在下表10中给出,其中术语和简写与前面实施例中的含义相 同。

在Larox过滤期间结晶滤饼中的蔗糖收率为原料糖浆中蔗糖的35%

实施例11

结晶蔗糖

要处理的原料为从蔗糖厂获得的糖蜜。将糖蜜在减压下蒸发至干物质 含量DS 88.1(通过Karl-Fisher法测定)。

将获得的12.3kg结晶物料加入10l结晶器中,并在约75℃下加入 10g磨细的蔗糖作为该结晶物料的晶种。将此结晶物料在同时充分搅拌下 在约60小时内冷却至50℃。此时结晶物料的粘度为约860Pas,并在保 持此温度基本不变下继续搅拌。温度达到50℃后11天,结晶物料的粘度 为约800Pas,用实验室离心机从结晶物料中分离第一个废糖液样品,并 将50ml水混入物料中以降低粘度。

加入水后4天,结晶物料的粘度为约510Pas,温度为约50℃,用实 验室离心机从结晶物料中分离出第二个废糖液样品,并将200ml水混入物 料中以降低粘度。

加入200ml水后4天,通过在约5小时内将结晶物料的温度升至约60 ℃使粘度进一步降低。在此温度下约1小时后,结晶物料的粘度为约75 Pas,并通过Larox压滤器,采用16巴的过滤压力压滤60分钟,分离出晶 体级分。过滤速率慢。滤布是孔径约17微米的Tamfelt 71-2209-L1。

分析结果在下表11中给出,除非另有说明,其中术语和简写与前面施 例中的含义相同。

实施例12

结晶蔗糖

要处理的原料与实施例11中的相同,不同的是蒸发前加入一些蔗糖以 使原料糖浆的纯度为约58%/DS。将糖浆在减压下蒸发至干物质含量DS 89.7。

将获得的8.4kg结晶物料投入61结晶器中,在约75℃下加入8g 磨细的蔗糖作为晶种,并将该物料在同时充分搅拌下在约60小时内冷却至 50℃。此时结晶物料的粘度为约900Pas,并将60ml水混入物料中以降 低粘度,在保持此温度基本不变下继续搅拌。温度达到50℃后8天,结晶 物料的粘度为约720Pas,用实验室离心机从结晶物料中分离第一个废糖 液样品,并将20ml水混入物料中。

加入水后4天,结晶物料的粘度为约610Pas,温度为50℃,并将1kg 63%甘油/水溶液混入物料中以降低粘度。

加入甘油后5天,结晶物料的粘度为约17Pas,温度为50℃。在此 温度下混合1天后,通过Larox压滤器,采用16巴的过滤压力压滤60分 钟,分离出晶体级分。滤布与实施例11中的相同。

分析结果在下表12中给出,除非另有说明,其中术语和简写与前面施 例中的含义相同。

在Larox过滤期间晶体滤饼中蔗糖收率为原料糖浆中的蔗糖的约45 %。

在上述实施例中所给干物质的收率(以w/w%表示)用如下公式计算: 干物质的收率=(可结晶化合物的收率)×(Q物料/Q晶体) 其中Q物料为结晶物料的纯度,Q晶体为晶体滤饼的纯度。

在实施例1-12中的收率以及每一情况中的原料纯度,即原料中要回收 的化合物的浓度(按干物质计)概列于下表13中。

在表13中,过滤的总收率(即实际收率)由结晶物料、过滤废糖液和 晶体滤饼纯度用如下公式计算: 过滤的总收率=((Q物料-Q废糖液)/(Q晶体-Q废糖液))×(Q晶体/Q物料)×100% 其中Q物料和Q晶体为上面定义的,Q废糖液为过滤废糖液的纯度。

例如,实施例1中木糖的收率用表1的数据计算如下: 木糖收率=((40.1-22.4)/(74.5-22.4))×(74.5/40.1)×100%

    =63.1%

用100%晶体滤饼纯度计算过滤的有效收率。这些收率说明可从低纯 度晶体滤饼精制多纯的化合物。

                       表1                          木糖结晶分析 干物质含量         Begin    Filtr.    晶体滤饼    废糖液 (DS),g/100g        89.2      88.0        93.3      79.2 pH(溶液30-50%)    2.5       2.6         2.6       2.6 pH5%              2.9       2.9         3.0       3.0 Cond.(由5%干物质的 溶液),mS/cm       2.22      2.20        1.16      2.64 Ash,%             3.99      3.96        2.08      4.39 色度,ICUMSA       14000     15000       6800      19600 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 葡萄糖             2.7       2.6         1.8       3.2 木糖               40.1      40.5        74.5      22.4 半乳糖+鼠李糖      3.7       3.8         1.8       4.6 阿拉伯糖           0         0           0          0 甘露糖             3.6       0.7         0.3        4.5

                            表2                               木糖结晶分析 干物质含量            Begin    Filtr.  晶体滤饼  废糖液 (DS),g/100g           89.7     89.9    94.8      83.7 pH5%                 3.1      3.1     3.2       3.0 Cond.(由5%干物质的 溶液),mS/cm          2.22     2.22    1.23      3.02 Ash,%                4.00     4.00    2.22      5.44 色度,ICUMSA          13000    13400   700       20000 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 葡萄糖                2.2      2.3     1.2       3.1 木糖                  52.5     52.8    78.0      29.2 半乳糖+鼠李糖         3.2      3.2     1.5       4.3 阿拉伯糖              0        0       0         0 甘露糖                2.6      2.6     1.23      3.8

                         表3                            甜菜碱结晶分析 干物质含量           溶液  Begin   Filtr. 晶体滤饼  废糖液 (DS),g/100g          63.4   90.2   91.9    91.1     89.8 pH(溶液30-50%)      9.9    10.0   10.0    10.0     10.0 pH5%                9.8    9.8    9.8     9.6      9.7 Cond.(由5%干物质的 溶液),mS/cm         2.50   2.49   2.49    1.00     3.00 Ash,%               4.50   4.48   4.48    1.81     5.40 色度,ICUMSA         127500 139400 132500  42400    165000 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 子糖               0.1    0.0    0.0     0.0      0.0 蔗糖                 1.8    1.8    1.8     0.7      2.2 其它双糖             0.5    0.7    0.7     0.0      0.4 葡萄糖               5.4    5.5    5.6     1.7      6.6 果糖                 7.9    7.9    8.3     2.7      9.7 肌醇                 11.1   11.2   11.2    21.6     7.0 甘油       8.1     8.3    8.8     3.5    9.7 甜菜碱     46.8    47.4   47.3    65.5   40.5

                       表4                          甜菜碱结晶分析 干物质含量          Begin  Filtr.  晶体滤饼  废糖液 (DS),g/100g         97.6    95.5     96.9     93.6 pH5%               9.9     9.9      9.7      9.9 Cond.(由5%干物质的 溶液),mS/cm        2.50    2.54     1.32     3.34 Ash,%              4.50    4.57     2.38     6.01 色度,ICUMSA        130000  135000   30900    183000 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 棉子糖              0.0     0.0      0.0      0.0 蔗糖                1.6     1.7      0.7      2.3 其它双糖            0.4     0.0      0.0      0.6 葡萄糖              5.8     6.2      2.3      8.2 果糖                7.6     9.3      3.6      11.6 肌醇         10.4    11.6    17.1    6.5 甘油         7.0     7.7     3.3     9.7 甜菜碱       43.6    48.9    60.2    35.1

                     表5                        木糖醇结晶分析 干物质含量        Begin   Filtr.  晶体滤饼  废糖液1) (RDs),g/100g      93.8    92.9    92.5      17.22) 碳水化合物含量,% 按干物质(RDs)计 单糖              4.4     4.5     3.5       5.8 甘油              4.0     4.1     3.4       4.8 甘露糖醇          12.0    12.0    10.7      14.3 鼠李糖醇          0.9     0.9     0.9       1.1 木糖醇            38.0    38.1    44.12     29.7 山梨糖醇          8.5     7.6     7.8       9.8 其它(未检测的物质)32.2   32.9    29.6      34.5 1)用实验室离心机(4500rpm)从加入过滤器中的结晶物料中分离出废糖液样品。 2)用水稀释样品,且未测定初始干物质含量。

                    表6                       蔗糖结晶分析 干物质含量         Begin   Filtr. 废糖液  废糖液2) (RDs),g/100g       90.3    91.0    81.9    - 碳水化合物含量,% 按干物质(RDs)计 棉子糖             2.2     2.2     2.3     2.3 蔗糖               60.0    57.8    55.1    54.0 甜菜碱             5.6     5.9     6.2     6.4 2)废糖液样品用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中通过过滤分离出来。

                          表7                             木糖醇结晶分析 干物质含量            End   Filtr. 晶体滤饼 废糖液1)废糖液2) (DS),g/100g           93.9   89.4    94.3    77.7       - 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 甘油                  5.1    4.2     2.3     5.3        6.3 甘露糖醇              10.8   10.2    5.5     14.4       16.8 鼠李糖醇              0.9    0.9     0.4     1.3        1.4 木糖醇                45.4   46.3    71.8    30.4       23.1 山梨糖醇              7.0    7.8     4.6     10.2       11.6 其它(单糖和未检测的   30.8   30.6    15.1    38.4       42.2 物质) End=在结晶结束时的结晶物料 1)来自Larox压滤器的废糖液 2)用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中分离出的废糖液样品

                          表8                             木糖醇结晶分析                         Bgin  Filtr.  晶体滤饼 废糖液1) 废糖液2) 碳水化合物含量,% 按干物质(RDs)计 过滤Ⅰ 干物质含量(RDs),g/100g  94.0   89.9    94.2     82.4      - 甘油                    2.1    3.7     3.0      3.4       2.3 甘露糖醇                8.7    9.4     4.3      13.4      15.1 鼠李糖醇                0.7    0.5     1.1      0.7       0.9 木糖醇                  49.5   46.7    75.2     28.4      22.9 山梨糖醇                5.2    7.4     10.1     10.4      10.6 其它(单糖和未检测的物   33.8   32.3    6.3      43.7      48.2 质) 过滤Ⅱ 干物质含量(RDs),g/100g  94.0   89.0    94.7     79.5      - 甘油                    2.1    3.3     -        -         - 甘露糖醇                9.7    9.1     4.1      12.6      - 鼠李糖醇                0.7    0.5     0.0      0.8       - 木糖醇                   49.5   45.2   74.5   24.9   - 山梨糖醇                 5.2    7.2    3.5    9.5    - 其它(单糖和未检测的物    32.8   34.7   17.9   52.2   - 质) 1)来自Larox压滤器的废糖液样品 2)用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中分离出的废糖液样品

                             表9                                蔗糖结晶分析                    原料糖浆   Begin  Filtr.  晶体滤饼  废糖液1) 干物质含量 Brix                 77.0      92.7   90.8    93.6      - 碳水化合物含量,% 按干物质(RDs)计 棉子糖               2.5       2.6    3.5     1.8       3.7 蔗糖                 60.9      61.5   61.0    70.8      52.9 甜菜碱               5.2       5.3    5.4     3.2       5.8 2)用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中分离出的废糖液样品

                           表10                              蔗糖结晶分析                       Begin  Filtr. 晶体滤饼 废糖液1)废糖液2) 干物质含量 Brix                  92.0    92.2    95.2    90.0      - 碳水化合物含量,% 按干物质(RDs)计 棉子糖                2.6     2.6     1.1     3.2       3.1 蔗糖                  54.8    52.2    80.5    46.7      44.1 葡萄糖                2.8     2.8     1.9     3.2       3.2 果糖                  0.6     0.5     0.9     0.5       0.6 肌醇                  0.4     0.3     0.1     0.3       0.4 甘油                  8.3     8.2     2.9     9.8       9.5 甜菜碱                5.1     5.0     1.8     6.1       5.8 1)来自Larox压滤器的废糖液 2)用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中分离出的废糖液样品

                       表11                          蔗糖结晶分析                  Begin   第一次     第二次    废糖液2) 干物质含量                废糖液1) 废糖液1) (DS),g/100g      88.1     39.63)    45.73)    25.73) 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 棉子糖           1.2      1.4       1.3       1.4 蔗糖             43.0     36.0      38.8      41.4 葡萄糖           3.6      2.2       2.2       2.1 果糖 1)用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中分离出的废糖液样品 2)来自Larox压滤器的废糖液 3)样品稀释后测量DS

                        表12                           蔗糖结晶分析                    Begin  Filtr. 晶体滤饼  废糖液1)第一次                                                      废糖液2) 干物质含量 (DS),g/100g        89.7    86.3   45.53)   34.53)  47.93) 碳水化合物含量,% 按干物质(DS)计 棉子糖             1.0     1.1    0.6       1.1      1.4 蔗糖               57.3    50.2   66.3      41.8     37.5 葡萄糖             2.7     1.5    1.0       1.9      2.3 果糖               6.3     5.3    3.2       0.3      7.1 甘油               0       11.7   7.2       13.4     0 1)来自Larox压滤器的废糖液 2)用实验室离心机(4500rpm)从结晶物料中分离出的废糖液样品 3)样品稀释后测量DS

表13 实施例 原料纯度     过滤     总收率     过滤    有效收率     1     40%     木糖     63-76%     57-67%     2     52.5%     木糖     71%     63%     3     11.2%     47.3%     肌醇     甜菜碱     55%     38%     40%     24%     4     10.4%     43.6%     肌醇     甜菜碱     60.5%     47%     40%     30%     5     38%     木糖醇     67%     31%     6     60%     蔗糖     -     18%     7     45.4%     木糖醇     57%     47%     8     49.5%     木糖醇     68%     60%     9     61%     蔗糖     52%     28%     10     55%     蔗糖     35%     28%     11     43%     蔗糖     -     25%     12     57.3%     蔗糖     45%     29%

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