196240. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás izoklükoz előállítására
találmányuk tárgya javított eljárás izoglükóz előállítására gkükóztartalmú oldatoknak szilícium-dioxid-alapú hordozón előállított, glükóz-izomeráz-aktivitással rendelkező katalizátoron glükózt és fruktózt tartalmazó oldattá történő átalakítása útján. Hasonló típusú eljárást a 3 148603, sz. német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali iratban ismertettek. Az említett irodalmi helyen foglaltak szerint a szilícium-dioxid-alapú hordozón előállított ismert katalizátor gliikóz-izomeráz-aktivitását jelentős mértékben növelik oly módon, hogy a glükóztartalmú oldatot reagáltatás előtt hordozó katalizátoron szilícium-dioxid vagy alumínium-szilikát formatestekkel hozzák érintkezésbe. Az eljárás hátránya, hogy bár a katalizátor élettartama ezzel a módszerrel növelhető, a katalizátornak az üzemeltetés megszakításával szemben mutatott érzékenysége nem csökkenthető és üzemszünet hatására a katalizátor aktivitása és élettartama erősen csökken. Találmányunk célkitűzése az ismert glükóz-izomeráz aktivitással rendelkező szilícium-dioxid hordozó katalizátorok termelékenységének más módon történő javítása. A „szilícium-dioxid-alapú hordozón előállított, glükóz-izomeráz-aktivitással rendelkező katalizátor”, illetve „szilícium-dioxid hordozóra felvitt, glükóz-izomeráz-aktivitással rendelkező ismert katalizátor” kifejezésen szilícium-dioxid alapú hordozóba (pl. porózus kovasavgél) bedolgozott (pl. együttes kicsapással) vagy arra felvitt (pl. az enzim abszorptív vagy kovalens megkötése vagy térhálósítása útján) glükóz-izomérázt tartalmazó katalizátorokat értünk. A fenti kifejezéseken előnyösen olyan katalizátorokat értünk, amelyek a glükóz-izomerázt porózus kovasavgélen adszorptív vagy kovalens kötéssel megkötve, vagy térhálósítással felvíve tartalmazzák; adott esetben az enzimet a fenti megkötési eljárások kombinálásával is rögzíthetjük a hordozón. Előnyös katalizátorok pl. a 2726 188 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratból ismertek. A találmány tárgyát cépező eljárás értelmében a termelékenységet oly módon fokozzuk, hogy a glükóztartalmú oldathoz legalább 30 ppm szilícium-dioxidnak megfelelő mennyiségben vízoldható alkálifém-szilikátot adunk. A glükóz-tartalmú oldathoz bármely vízoldható alkálifém-szilikátot hozzáadhatunk. Ennek az adaléknak azt a követelményt kell kielégíteni, hogy megfelelő vízoldhatósággal rendelkezzék és a szilícium-dioxiddal a glükóz-oldatba bevitt idegen ionok az enzim-aktivitást ne befolyásolják. Amennyiben a kapott giükóz-fruktóz oldatot további felhasználása előtt különösképpen nem tisztítjuk (pl. ioncserével), úgy ügyelni kell arra, hogy a szilícium-dioxiddal bevitt idegen ionok a gliikózfruktóz oldat későbbi felhasználását ne befolyásolják. Különösen előnyösnek bizonyultak az alkálifém-szilikátok. A vízoldható alkálifém-szilikát hozzáadott mennyisége nem döntő jelentőségű tényező. A 3148603 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi közrebocsátási iratban leírt eljárás termelékenység-növekedésének elérése céljából a hozzáadott szilícium-dioxid mennyiség legalább 30 ppm. Előnyösen kb. 30—80 ppm sziiícium-dioxidot adunk a glükóz-oldathoz. Különösen egyszerűen és gazdaságosan járhaJ tunk el oly módon, hogy vízüveg-oldatot— előnyösen nátronvízüveg-oldatot — alkalmazunk. A találmányunk szerinti eljárás segítségével á termelékenységet legalább olyan mértékben növeljük, mint a 3148603 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban ismertetett; módszerrel. Meglepő módon azt találtuk, hogy amennyiben a szilícium-dioxid vagy alumíniumszilikát formatestekkel való előzetes érintkeztetés; helyett vízoldható alkálifém-szilikátot adunk a! rendszerhez, a katalizátor üzemszünet esetében mulatott stabilitását kedvezően befolyásoljuk. Azt találtuk ugyanis, hogy az ismert eljárások esetében (akár a 3148603 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban leírt eljárás vagy más módszerek szerint) a katalizátor aktivitása üzemszünetkor (áramkiesés vagy más üzemzavar esetében) irreverzíbilis módon károsodik, hacsak külön nem gondoskodunk arról, hogy a katalizátort a lehető leggyorsabban szobahőmérsékletre lehűtsük. Bár áramkiesés esetében nem csupán a szivattyúk állnak le, hanem a szubsztrátum melegítésére, szolgáló fűtés is, a katalizátor és azt körülvevő szubsztrátum-oldat hókapacitása megakadályozza! a gyors lehűlést és ezért a katalizátor károsodik.j Az ilyen katalizátor-károsodások kiküszöbölése céljából például szükségáram aggregátorok segítségével üzemszünetkor hideg szubsztrátum-oldatot szivattyúznak a reaktoron keresztül az érzékeny katalizátor gyors lehűtése végett. A találmányunk szerinti eljárással a fenti biztonsági intézkedéseket kiküszöböljük. A találmányunk szerinti eljárást — különösen folyamatos üzemben — célszerűen oly módon végezhetjük el, hogy kb. 40—50 tömeg% szárazanyag-tartalmú vizes glükóz-oldathoz sziliéium-di-j oxidot adunk, az oldatot a hordozóhoz kötött glükóz-izomeráznak megfelelő, pl. 7és8,5 közötti. pH értékre állítjuk be és a hordozóhoz kötött glükóz-izomeráznak megfelelő, előnyösen kb. 55—65°C-os izomerációs hőmérsékletre melegít-' jük. Az ily módon előkészített glükóz-oldatot glükóz-izomeráz-aktivitással rendelkező, szilícium-dioxid-hordozóra felvitt katalizátorral töltött reaktorba szívatjuk. A reaktorból távozó glükóztfruktóz-oldat fruktóz-tartalmát folyamatosan vagy1 szabályos időközökben meghatározzuk (pl. polarimetriás analízissel vagy nagynyomású folyadékkromatográfiával). A térsebességet [térfogat/térfogatóra=glükóz-oldat térfogata katalizátor által igénybe vett reaktortérfogat/óra] oly módon állítjuk be, hogy az áthaladó oldat (szárazanyagra vonatkoztatva) pl. 42 tömeg% fruktóz-tartalom esetében pl. ±1 tömeg% ingadozási határokon belül állandó fruktóz-tartalommal rendelkezzék. Minthogy a katalizátor aktivitása az üzemelési időtől és különösen az üzemelési hőmérséklettől függően állandóan károsodik, állandó izomerizá-1 lási fok elérése céljából a térsebességet állandóan csökkenteni kell. Az izomerációs fok — százalék- > ban kifejezve — a kiindulási oldatban levő 100 glükóz-molekulából a reaktoron való átáramlás és ‘ a katalizátorral való reagálás után a nyert glükóz-; fruktóz-oldatban jelenlevő fruktóz-molekulák szá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
