SU1407401A3

SU1407401A3 - Способ получени раствора,содержащего глюкозу и фруктозу

Info

Publication number: SU1407401A3
Application number: SU853853841A
Authority: SU
Inventors: Вайденбах Гюнтер; Бонзе Дирк; Мейер Борис
Original assignee: Кали-Хеми Аг (Фирма)
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1988-06-30
Also published as: FI80474C; CA1241286A; DK162238B; DK162238C; FI850601L; KR850005848A; CS271310B2; DK63485D0; HU196240B; DE3405035C1; FI850601A0; AU568910B2; US4665025A; JPS60188090A; DD232311A5; AU3868885A; YU44252B; EP0152036A2; RO91651A; ES539153A0

Abstract

Изобретение относитс к производству сиропов, содержащих глюкозу и фруктозу, и может быть использовано в пищевой промышленности. Цель изобретени - предотвращение уменьшени активности фермента при прерывании процесса. Согласно предложенному способу получени раствора, содержащего глюкозу и фруктозу, в глюко- зосодержащий раствор с СВ 40-50 мае. % добавл ют раствор жидкого стекла в количестве 30-80 ч. на 1 млн. ч раствора глюкозы. Затем раствор нагреват- ют до нужной температуры и пропускают через реактор, который заполнен катализатором, представл ющим собой глюкозоизомеразу, адсорбированную на двуокиси кремни . Введение раствора жидкого стекла в исходный раствор позвол ет сохранить активность катализатора после установки процесса на необходимом уровне. 1 табл. § (У с

Description

45ь

О

4:

Изобретение относитс к производству сиропов, содержгицих глюкозу и фруктозу, и может быть использовано k пищевой промышленности.

Цель изобретени - предотвраще- Йие уменьшени активности фермента рри прерывании, процесса.

Предложенный способ заключаетс следующем.

В водный раствор глюкозы с содержанием сухого вещества 40-50 мас.% добавл ют раствор жидкого стекла в 1соличестве 30-80 ч. на 1 млн. ч. раствора глюкозь. Устанавливают в раст- поре величину рН, необходимую дл глюкозоизомеразы, и нагревают до нужной температуры.

; Прдготовленный таким образом раст- нор глюкозы подают насосом через реа- ьтор, который заполнен катализатор см гредставл ющим собой глюкозоизомера- эу, адсорбированную на двуокиси кремни . Отводимый из реактора р.аствор с глюкозой и фруктозой непрерывно или через определенные интервалы времени исследуют на содержание в нем фруктозы, например, при помощи пол - р(нметра. Скорость (об-ьем раствора г(дюкозы на объем реактора, заполнен- нЬго катализатором, за 1 ч), с кото- рЬй работает катализатор, регулируют т аким образом, что отводимьм раст- вЬр в пересчете на сухое вещество посто нное внутри небольших диапазонов колебаний (например, + 1%) содержание фруктозы 42 мас.%. Так ка в зависимости от срока службы и осо- б(;нно от рабочей температуры фермент посто нно тер ет активность, то объе мйа скорость должна непрерывно уменьшатьс , чтобы достигнуть посто- йной степени изомеризации. Степень изомеризации, выраженна в процентах указывает число молекул фруктозы, кфторые содержатс в отводимом раст- B(t)pe с глюкозой и фруктозой- на 100 содержащихс в исходном растворе мо- лйкул глюкозы после пропускани через реактор и превращени на катали- SctTOpe. В зависимости от чистоты или качества глюкозы, использованной дл приготовлени исходного раствора, катализатор должен работать со ско- рЬст ми, которые даджш, обеспечить ст1;епень изомеризации 44 - 47%.

При использовании глюкозоизомеразы , полученной Streptomyces albus.

0

5

0

5

0

5

0

5

исходный раствор глюкозы должен иметь рН 7,0 - 8,5 и температуру 55-65 С.

Целесообразна также добавка ионов кобальта и магни в исходньй раствор глюкозы в форме водорастворимых солей в количестве около 0,1-2 ррт кобальта и 10 - 20 ррт магни дл ускорени изомеризации. Раствор глюкозы и фруктозы после изомеризации следует подвергать ионообменной очистке от нежелательных компонентов. В случае необходимости .раствор можно сгущать до сиропа. В случае перерыва процесса происходит охлаждение катализатора ПО различным причинам, в результате чего его активность необратимо снижаетс .

Введение же в раствор глюкозы раствора жидкого стекла повьшает стойкость катализатора при остановке производства.

Пример 1. В качестве полученного на основе носител SiOj катализатора с активностью глюкозоизомеразы используют известный катализатор. В качестве носител используют SiO в форме пористого силикагел . Поглощение активности при получении катализатора составл ет 9000 ед/г, крупность зерен катализатора 0,1 - 0,2 мм и насыпной вес (в сухом состо нии) 0,43 кг/л. 5 г этого катализатора помещают в реактор.

Одновременно готов т раствор глюкозы (субстрат).

Моногидрат глюкозы раствор ют в воде д о концентрации 45 вес.% глюкозы . В этот раствор добавл ют в качестве софакторов 120 ч. на 1 млн.ч. Mg (II) (в форме MgSO, X ), 1 ч. на 1 млн.ч. Со (II) (в форме CoCl х X ) и 200 ч. на 1 млн.ч. 50 (в форме ,,). Раствор субстрата имеет величину рН 7,5 и плотность 1,2 кг/л. Кроме того, в этот раствор глюкозы добавл ют 50 ч. на 1 млн.ч. Si02 в виде раствора силиката натри (жидкого стекла).

Приготовленный таким образом раствор глюкозы нагревают до 60°С и пропускают через наход щийс в реакторе катализатор с начальной скоростью 13,0 (в пересчете на объем реактора , в котором находитс катализатор ).

Это испытание продолжают до тех пор, пока активность катализатора не снизилась до 20% своей начальной

активности (20% остаточной активности в пересчете на начальную активность , равной 100%, оказались нижним пределом активности катализато- ра, экономически пригодной дл использовани ). В соответствии с понижением активности катализатора скорость (относительно объема реактора, в котором находитс катализатор) ус- танавливают так, чтобы степень изомеризации в течение всего рабочего времени составл ла 46,5 %. Степень изомеризации вытекающего раствора субстрата измер ют методом пол ри- зации.

После того, как остаточна активность катализатора уменьшитс до 20% своей начальной активности, получают следующий результат:

Врем полуобмена,ч 1300 Рабочее врем до получени остаточной активности 20%, ч 3800 Производительность . через 3800 ч26000 кг

TS с

46,5 вес. фруктозы/ /1 кг катализатора

Решающими критери ми качества катализатора и способа, по которому используетс катализатор, нар ду со временем полураспада дл понижени активности, рабочим временем до получени остаточной активности 20% от начальной активности (20% остаточной активности относительно исходной активности, равной 100%, оказались нижним пределом активности катализатора , экономически пригодного дл использовани ), вл етс прежде всего производительность. При этом производительность определ ют как количество субстрата, рассчитанного на 1 кг сухого вещества, которое при заданной степени изомеризации 1 кг катализатора может быть обработано до получени остаточной активности, равной 20% от.исходной.

П р и м е р 2 (прототип). Осущесвл ют процесс как в примере 1, только без добавлени в раствор глюкозы раствора жидкого стекла.

Раствор глюкозы перед заливкой в реактор пропускают черев предварительную колонну перед реактором.

5

0

5

0

5

0

Предварительна колонна заполнена 5 г распространенного шарообразного водостойкого пористого алюмосиликата (состав: около 97 вес.% SiOj и 3 вес.% AljiOj; крупность 1 - 2 мм, насыпной вес в сухом состо нии 0,7 кг/л; тип KCT-WS фирмы Kali-Chemie AG).

Это испытание провод т до тех пор, пока активность катализатора не уменьшаетс до 20% своей начальной активности . Получены следуюшие результаты: Врем полуобмена, ч 1300 Рабочее врем до по- лучени остаточной активности 3800 Производительность 26000 кг TS р

46,5 вес.% фруктозы/1 кг катализатора

Результаты (врем полуобмена, рабочее врем , производительность), полученные в данном примере идентичны результатам примера 1.

Приме р 3. Повтор ют пример 1 с той разницей, что раствор глюкозы не содержит добавки SiO в виде силиката натри по изобретению и его не пропускают через предварительную колонну , наполненную брикетами из SiOj или алюмосиликата. Пб достижении остаточной активности катализатора, равной 20% его начальной активности, получают следующие результаты: Врем полуобмена 670 Рабочее врем до получени остаточной активности 20%,ч 1700 Производительность 12500 кг TS

с 46,5 мае.% фруктозы/1 кг катализатора

П р и м е р 4. Повтор ют пример 1 с той разнидей, что с целью имитации нерабочего состо ни через 300 ч ра- боты прекращают пропускать раствор глюкозы в течение 3 ч, не измен температуру в реакторе. По окончании испытани , т.е. после того, как катализатор имеет остаточную активность , равную 20% начальной активности , получают следующие результаты;

Врем полуобмена, ч 1300 Рабочее врем до получени остаточной активности 20%,ч 3800

Производительность после 3800 ч

26000 кг с 46,5 мас.% фруктозы/ /1 кг катализатора

В полученных результатах по срав- нению с примером 1 нет никаких изме- I нений.

; П р и м а р 5. Повтор ют пример 2 ;С той разницей, что с целью имитации нерабочего состо ни через 300 ч ра- |боты прекращают пропускать раствор ГЛЮКОЗЫ в течение 3ч, не измен те пературу в реакторе. После возоб- |новлени пропускани активность катализатора уменьшилась с 81 |до -64% начальной активности, что соответствует относительному умень- р1ению активности на 21%, По окончани Опыта, т.е., после того, как катали- затор достигает остаточной активнос- ги, равной 20% своей начальной актив рост и, получают следующие результа- гы:

Врем полуобмена, ч 800 Рабочее врем до получени остаточной активности 20%,ч 2900 Производительность через 2900 ч

19200 кг TS с 46,5мас. фруктозы/ /1 кг катализатора

П р и м е р 6. Повтор ют пример 3 той разницей, что с целью имитации kepa6o4ero состо ни через 300 ч ра- роты, прекращают пропускать раствор глюкозы в течение 3 ч:, не измен температуру в реакторе.

В этом примере после возобновлени пропускани активность катализатора уменьшаетс с 75 до 59% от на

0

5

0

5

0

5

чальной активности, что соответствует относительному уменьшению активности также на 21%.

По окончании опыта, т.е., после того, как катализатор достигает остаточной активности, равной 20% своей начальной активности, получают следующие результаты:

Врем полуЬбмена, ч 480

Рабочее врем до

получени остаточ- ,ной активности, ч 1300

Производительность

через 1300 ч 9600 кг TS

с 46,5 мае,% фруктозы/ /1 кг катализатора

Примеры показывают, что изобретением можно достичь одинакового увеличени производительности с прототипом , но при осуществлении процесса согласно изобретению простои в работе не нарушают активности катализатора даже при сохранении температуры в реакторе посто нной.

Полученные результаты по призерам 1-3 (без прерывани работы) и по примерам 4-6 (с прерыванием работы) приведены в таблице.

Claims

Формула изобретени

Способ получени раствора, содержащего глюкозу и фруктозу, предусматривающий контактирование глюкозосодер- жащегр раствора с глюкозоизомеразой, адсорбированной на двуокиси кремни , отличающийс тем, что, с целью предотвращени уменьшени активности фермента при прерывании процесса , к исходному раствору глюкозы добавл ют раствор жидкого стекла в количестве 30 - 80 ч на 1 млн. ч. раствора глюкозы.

Врем полуобмена,ч 1300 1300 670 1300 800 480

Рабочее врем до получени остаточной активности 20%,ч 3800 3800- 1700 3800 . 2900 1300

ХАрактеристика

1

lij...ELI.I

Выход продукции в конце рабочего времени , кг TS/1 кг катализатора при степени изомеризации 46,5% 26000 26000 12500 26000 19200 9600

Содержание по примеру