使用阳离子交换树脂的掺合物的糖类色谱分离的制作方法_2

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raphy),CRC出版公司(CRC Press,Inc·),佛 罗里达州波卡拉顿市(Boca Raton,Fla.) (1986)以及美国专利第5176832号、第5221478号、 第4182633号和第2985589号描述,其教示以引入的方式并入本文中。
[0016] 分离的条件在很大程度上取决于所分离的特定液体混合物。一般来说,进行分离 的温度以及糖类组分、非糖组分或树脂自身开始分解的温度由所分离的液体混合物的凝固 点、沸点和粘度限制。20°C到100°C的温度一般为优选的。
[0017] 液体混合物中所有糖类和非糖组分的浓度以混合物的总重量计宜在约1重量百分 比到约95重量百分比范围内。使用尽可能高的糖类和非糖组分的浓度以避免从产物流去除 大量溶剂为优选的。在某种程度上,进料浓度还取决于温度,因为高浓度的糖类溶液在较低 温度下倾向于高度粘稠。当非糖组分存在于液体混合物中时,其以按混合物中所有糖类和 非糖组分的重量计,优选小于约60重量百分比、并且更优选小于约30重量百分比的量存在。
[0018] 液体混合物的流动速率可以大幅变化,并且部分地取决于所分离的特定混合物。 大多数分离可以使用每小时约0.1到约20、优选约0.25到约5、更优选约0.4到约2床体积(术 语"床体积"是指与树脂床体积相等的流体体积)的流动速率。
[0019] 所使用的解吸附溶剂,也就是洗脱剂的体积可以大幅变化,并且不特别关键。一般 来说,使解吸附溶剂的使用降到最少为优选的,这使得必须从产物流去除的解吸附溶剂的 量较小。举例来说,在连续方法中,可以进料混合物体积的约〇. 1到约20、优选约1到约8、更 优选约1到约4倍使用解吸附溶剂。在分批或脉冲模式方法中,宜使用高达约50床体积。
[0020] 在优选的果糖/葡萄糖分离中,使如获自异构化方法的含有果糖和葡萄糖混合物 的水溶液穿过树脂床并且用水将其洗脱,因此获得含有较高的果糖相对纯度的产物混合 物。产物混合物宜含有至少约50重量%果糖,优选至少约55重量%果糖,更优选约55到约99 重量%果糖。分离优选地在约20°C到约80°C、更优选约40°C到约70°C、最优选约50°C到约60 °C的温度下进行,以便在实质上不降低糖类的情况下将粘度和微生物生长降到最低,。进料 内的糖类组分的浓度宜是液体混合物的约30到约75、更优选约45到约65、最优选约50到约 60重量%。流动速率宜是每小时约0.1到约20、优选约0.25到约2.5并且更优选约0.4到约 1.5床体积。洗脱剂体积宜是进料体积的约0.1到约20、优选约1到约8、更优选约2到约4倍。
[0021] 虽然可以使用直式洗脱方法,但使用再循环或逆流、模拟逆流或拟移动床(模拟移 动床)方法可以在商业上获得更高效率和更好分离。所述方法描述于例如万卡特,前述,《食 品加工》(Food Processing),1979年7月,第74-75页、《化学工程》(Chemical Engineering),1983年 1 月24日,第50-52页,和比伯(Bieser)和德罗赛特(de Rosset),"用 无机吸附剂连续逆流分离醋类"("Continuous Countercurrent Separation of Saccharides with Inorganic Adsorbents"),Die Staarke,Jahrg.1977,第11期,第392-397页中,全部以引入的方式并入本文中。
[0022] 实例
[0023] 使用内径是2.5cm并且高度是lm的玻璃柱制备并且测试钙离子和钠离子形式的 D0WEX M0N0SPHERE 99Ca310*的若干不同掺合物。所述柱负载有高度大致是95cm的树脂层。 每个测试中所使用的液体进料混合物包含15白利糖度(Brix)(15%固体含量,果糖纯度是 42%并且葡萄糖纯度是58%)。脉冲(进料)体积是10ml,并且在60°C下使用纯水以20ml/min 的流动速率进行洗脱。l〇ml脉冲进料注射后,洗脱剂水保持在20ml/min下。分馏并且连续收 集样品。通过HPLC测量样品的葡萄糖/果糖纯度。通过条带宽度和峰位置将分离分辨率评估 为
[0024] R = 2*(Vf-Vg)/(fff+ffg)
[0025] 其中Vf和Vg分别是果糖和葡萄糖的峰值洗脱时间(柱中葡萄糖比果糖洗脱更快); Wf和Wg分别是果糖峰和葡萄糖峰的宽度。峰宽是通过画到峰的任一侧上的拐点的切线截断 的峰底区段的宽度(遵循国际纯粹与应用化学联合会(the International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC).《化学术语汇编》(Compendium of Chemical Terminology),第2版("金皮书"(the〃Gold Book〃)),由A.D.麦克诺特(A.D .McNaught)和A. 威尔金森(A.Wilkinson)编译.布莱克威尔科学出版社(Blackwell Scientific Publications),牛津(Oxford) (1997)的方法)。计算分辨率值并且将其标绘于图1中。包含 大致90重量%Ca形式和10重量%Na形式的阳离子交换树脂的掺合物提供最高分辨率,也就 是比仅包含钙离子形式树脂的树脂床的分辨率高大致10%。
[0026] *D0WEX M0N0SPHERE 99Ca310是平均粒度是310um的苯乙烯-二乙烯基苯交联凝胶 型树脂,其可以购自陶氏化学公司(The Dow Chemical 〇311^^117)。|丐离子形式的树脂通过 使20床体积的1M NaCl流过树脂转化成钠离子形式的树脂。
【主权项】
1. 一种用于从含糖液体进料混合物分离第一糖类的色谱方法,其通过: 使所述液体进料混合物与包含用磺酸基官能化的交联共聚物基质的阳离子交换树脂 层接触,和 从所述层回收第一产物流,与所述液体进料混合物中所存在的糖类相比,所述第一产 物流的第一糖类纯度更高,其中所述方法的特征在于所述阳离子交换树脂层包含: i) 至少75重量%包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂,和 ii) 至少5重量%包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂。2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述碱土金属反离子选自以下中的至少一个:钙离 子、锶离子和钡离子。3. 根据权利要求1所述的方法,其中所述碱土金属反离子选自以下中的至少一个:锂离 子、钠尚子和钾尚子。4. 根据权利要求1所述的方法,其中所述交联共聚物基质衍生自包含苯乙烯和二乙烯 基苯的单体混合物。5. 根据权利要求1所述的方法,其中所述阳离子交换树脂以粒度是100到1000um的珠粒 形式提供。6. 根据权利要求1所述的方法,其中所述阳离子交换树脂层包含: i) 80到95重量%包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂,和 ii) 5到20重量%包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂。7. 根据权利要求1所述的方法,其中所述含糖液体进料混合物包括至少两种不同类型 的糖类并且其中所述第一糖类回收于所述第一产物流中,并且所述方法进一步包括回收第 二产物流的步骤,其中: i) 所述第一产物流的所述第一糖类的纯度比所述第二产物流更高,并且 ii) 所述第二产物流的第二糖类的纯度比所述第一产物流更高。8. 根据权利要求7所述的方法,其中所述第一和第二糖类选自葡萄糖、果糖、乳糖、蔗 糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、山梨糖、木糖、甘露糖、异麦芽糖、水苏糖、阿拉伯 糖、塔格糖和棉籽糖。
【专利摘要】一种用于从含糖液体进料混合物分离糖类的色谱方法,其通过:使所述液体进料混合物与包含用磺酸基官能化的交联共聚物基质的阳离子交换树脂层接触,并且从所述层回收第一产物流,与所述液体进料混合物中所存在的糖类相比,所述第一产物流的糖类纯度更高。所述方法的特征在于所述阳离子交换树脂层包括:i)至少80重量%包括碱土金属反离子的阳离子交换树脂,和ii)至少5重量%包括碱土金属反离子的阳离子交换树脂。
【IPC分类】C13K13/00, C13K3/00, B01J20/26, B01D15/36
【公开号】CN105452490
【申请号】CN201480045629
【发明人】S·皮斯, G·普
【申请人】陶氏环球技术有限责任公司, 罗门哈斯公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月15日
【公告号】EP3041961A1, US20160194727, WO2015034643A1
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