195633. lajstromszámú szabadalom • Eljárás élelmiszeripari felhasználásra alkalmas furánsav és/vagy DL-almasav-borostyánkősav elegy előállítására
3 195 633 4 termékelegy előállítására, ahol az utóbbiban a borostyánkősav részaránya 5—50 tömeg%. Találmányunk harmadsorban azon a Felismerésen alapul, azonkívül, hogy a szintézist titán készülékben hajtottuk végre, hogy <50 pS, előnyösen <5 pS vezetőképességű ionmentes víz alkalmazása esetén elkerülhetők a nyers almasavoldat már említett aktívszenes, ill. ioncserés tisztítási lépései. A fenti minőségű ionmentes víz alkalmazása esetén lehetővé válik az, hogy a melléktermékként keletkező lümársuv gyakorlatilag korlátlan számú ciklusban recirkulálható, szennyezőanyag feldúsulás sem az almasav-borostyánkősav elegyben, sem a fumársavban nem tapasztalható. Találmányunk negyedsorban azon a felismerésen alapul, hogy a tartózkodási időnek, valamint a reakció hőmérsékletének a szintézis során kapott savoldat koncentrációjára gyakorolt hatásán kívül az oldat savkoncentrációja jobban befolyásolható azáltal, hogy a szintézis hőmérsékletén levő oldatból megfelelő mennyiségű vízgőzt lefúvatunk, ezáltal az oldat bctöméuyílését érjük cl. Ez azzal a további előnnyel is jár, hogy az oldatban levő organikus szennyezők így eltávolíthatók és a további tisztítási lépések elkerüíhetők. Találmányunk végül azon a felismerésen alapul, hogy a hidratáció után kapott nyers alinasavoldatban, az eddig ismertnél nagyobb mennyiségű (az összes sav 5-50 töincg%-a) maleinsavat és fumársavat igen enyhe körülmények között nagy sebességgel lehetett borostyánkősawá hidrogénezni, ha intenzív gáz-folyadék érintkeztetést alkalmazunk. Ezt olyan keverős készülékben valósítjuk meg, melyben egy 100 ford./ /min-nél nagyobb fordulatszámú keverőt helyeztünk el. Ez a keverő, szára mentén a készülék légteréből a folyadék alá vezeti a hidrogént, majd a keverőfejben a centrifugális erő hatására szétdiszpergálja a folyadékba. Szemben a 3.523.024 sz. USA-beli és a 67.10.132 sz. holland szabadalomban megadott módszerrel, melynél az atmoszférikus megoldásnál (11. példa) az almasav-maleinsav oldaton keresztül 9 órán át kell nagy feleslegben hidrogént buborékoltatni és így csak 0,03 tömeg%-ra tudják (az összes savra vonatkoztatva) csökkenteni a telítetlen sav mennyiségét, a találmány szerinti eljárásban egy nagyságrenddel kevesebb pnlládiumkatalizálor jelenlétében mindössze 0,5 I óra alatt teljesen maleinsav- és fumársav mentes terméket tudtunk előállítani és így közvetlenül, minden további tisztítás nélkül kitűnő oldhatósági tulajdonságokkal rendelkező, élelmiszeripari célokra alkalmas savelegyet nyertünk. A találmány szerinti eljárással élelmiszeripari felhasználásra, citromsav helyettesítőként alkalmazható DL-almasav-borostyánkősav elegy, valamint maleinsav kiindulási anyag esetén melléktermékként ugyancsak élelmiszeripari célra alkalmazható fumársav nyerhető. Találmányunk lényege egy olyan eljárás, mely ftimársavból, vagy malcinsavanhidridből vagy ezek clegvéből egyidejűleg élelmiszeripari minőségű fumársavat és olyan szerves savelegyet állít elő, melyben az előállítás paramétereitől függően a DL-almasav-borostyánkősav aránya 95-5, ill. 50-50 tömeg% között változtatható. Az előállított két lő termék (fumársav és a DL-almasav-borostyánkősav elegy) aránya 0— 100, illetve 60-40 tömcg% között változtatható. Az eljárás során keverővei, belső hőmérséklet- és nyomásmérővel felszerelt, titánból készült reaktorba bemérjük a maleinsavat és/vagy fumársavat és a kiindulási anyag össztömegére számított 0,4-2,5-szeres mennyiségű <50 pS, előnyösen <5 juő vezetőképességei ioncserélt vizel. A reaktort lezárjuk és folytonos keverés közben 0,5—6 óráig 160—220 °C hőmérsékleten hidratáljuk. Az adott reakcióhőmérséklethez tartozó sebességi állandók segítségével meghatározzuk a kívánt termékösszetétel eléréséhez szükséges reakcióidőtarlamol. A szükséges reakcióidő eltelte után folyamatos 1—10 tömeg%, előnyösen 2-5 tömeg% vízgőzlefúvatás alkalmazása melleit a reaktort előnyösen környezeti hőmérsékletre hűtjük, miközben a fumársav kikristályosodik. A kivált fumársavat eltávolítjuk a rendszerből. Ha a fumársavat külön nem kívánjuk hasznosítani, akkor mosás nélkül visszaadagoljuk a reaktorba. A nyert DL-almasaval, maleinsavat és kevés fumársavat tartalmazó anyalúgot intenzív gáz-folyadék érintkeztetés mellett 0,01-0,1 tömeg% mennyiségű 1- 10 tömeg% Pd-tartalmú Pd-katalizátor alkalmazásával 0,5 — 1 óra időtartam alatt kb. légköri nyomáson (túlnyomás alkalmazása nélkül) megközelítőleg sztöchiomctrikus mennyiségű hidrogéngáz bevezetésével hidrogénezzük. Mivel ezzel az eljárással előállított DL-almasav—borostyánkősav elegyet tartalmazó vizes oldat minőségi jellemzői kielégítik az élelmiszeripari előírásokat, ezért nem szükséges a nyert savelegy kristályosítás útján történő további tisztítása, azaz a savelegy közvetlenül a hidrogénező tisztítás során kapott tömény vizes oldat formájában is forgalomba hozható. Ez a megoldás energiatakarékos, hiszen a nagyon energiaigényes és költséges bepárlási és kristályosítási műveletek elhagyhatók. Ugyanakkor a kívánalmaknak megfelelően az előállított savelegy kristályos alakban is előállítható. Eljárásunkat a továbbiakban példák bemutatásával kívánjuk ismertetni. A 2—9. számú példák laboratóriumi méretekben végzett kísérletekre, az 1., 10—13. számú példák félüzemi méretekben végzettekre vonatkoznak. 1. példa Egy keverővei, belső hőmérővel, nyomásmérővel és elektromos köpenyfűtéssel ellátott 50 literes reaktorba bemértünk 24,0 kg maleinsavanhidridet és 32,8 liter ionmentes vizet. A reaktort mintegy 4 óra időtartam alatt felfűtöttük 200 °C-ra és 50 perc időtartamig az adott hőmérsékleten végeztük a maleinsav hidratálását. A reakcióidő elteltével, állandó vízgőzlefúvatás mellett a reaktor hőmérsékletét kb. 4 óra alatt 30 40 °C-ra hűtütlük. A képződött tcrmckelegyct szűrtük és a következő mennyiségű termékeket kaptuk: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
