155586. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cukorelegyek technikai szétválasztására
155586 Meglepő módon ugyanis azt találtuk, hogy különböző cukorelegyek eddig el nem ért egyszerűséggel és hatásossággal választhatók szét, ha bizonyos cukorszármazékoknak, különösen az egyes cukrok hidrazonjainak a különböző kép- 5 ződési sebességét ill. a hidrolízissel szembeni különböző állandóságát hasznosítjuk a szétválasztás céljaira, mimellett a reakcióban részt vevő anyagokat és a képződött reakciótermékeket nem oldódó hordozóanyagokhoz kötött állapot- 10 ban alkalmazzuk. A cukorelegyek technikai szétválasztására szolgáló új eljárást a találmány értelmében az jellemzi, hogy a cukrok vizes vagy vizes-alkoholos oldatát valamely nem oldódó, előnyösen pó- 15 rusos hordozóanyaggal hozzuk érintkezésbe, amely hordozóanyag egy oly reagáló anyaggal van feltöltve, melyben a hordozóhoz homöopoláris vagy heteropoláris módon kötődő csoporton kívül még legalább egy oly szabad csoport 20 is van jelen, amely egy cukormolekulával cukorhidrazon-képző vagy más hasonló típusú kémiai reakcióba léphet; e kötődés jellege olyan, hogy a cukor azután az így képezett, a hordozóanyaghoz kötődő vegyületből frakcionáltan le- 25 hasítható. Ez az eljárásmód különösen a glükózt és fruktózt (invertcukrot) tartalmazó elegyek szétválasztására alkalmazható jó eredménnyel. A találmány szerinti eljárás során nyilván különböző stabilitású cukorszármazékok jönnek 30 létre, amelyekben a reagáló anyagban jelenlevő szabad csoport és a cukor aldehid- vagy ketocsoportja ill. glükozidos hidroxilcsoportja között lép fel kémiai reakció, a jól ismert cukorhidrazon-képződés módjára. A cukorhidrazonoktól 35 eltérően azonban a képződött vegyület a nem oldódó hordozóanyaghoz rögzített állapotban van. Az így képződött termékek a cukorhidrazonokhoz hasonlóan, az egyes cukorfajtáknál eltérő hidrolitos állandóságnak megfelelően egyen- 40 súlyban vannak hidrolízis-termékeikkel, a cukorral és a hidrazinnal. Az aktív anyaggal töltött oszlopok használata esetében, a különböző cukrokkal képezett reak- 45 ciótermékek stabilitásbeli különbségeinek kihasználásával lehetségessé válik még a csupán csekély stabilitás-különbségeket mutató cukrokat is kielégítő eredménnyel szétválasztani és tiszta vagy legalábbis feldúsult alakban kinyer- 50 ni a szétválasztott eluátum-frakciókban. A cukrokat ilymódon a kísérőanyagoktól gyakorlatilag mentes oldatok alakjában kapjuk, minthogy a reagáló anyagok és a közbenső vegyületek nem oldódó alakban vannak jelen. A kapott 55 frakciók az egyes cukrokat általában viszonylag tömény oldat alakjában tartalmazzák, amelyből betöményítés után, további tisztítási műveletek nélkül, a szokásos módszerekkel kristályosíthatok ki a szétválasztott cukrok. 60 Kitűnt, hogy az oszlop elválasztó hatásfokát lényegesen megjavíthatjuk és az eluátum térfogatát csökkenthetjük, ha a gyantát a hidrazinionok mellett még kb. ekvimolekuláris mennyiségi arányban H + -ionokkal is feltöltjük. 65 , Hordozóanyagként a találmány szerinti eljárásban oly ioncserélők és abszorbens-anyagok jöhetnek tekintetbe, amelyek a reagáló anyaggal eléggé erős kötésbe hozhatók és amelyek eléggé pórusosak ahhoz, hogy a szétválasztandó cukoroldatnak a szemcsék belsejébe való diffúzióját megengedjék. Előnyösen a hidrazinnal feltöltött erősen savas kationcserélők kerülhetnek alkalmazásra Az alkalmazott reagáló anyagtól és a cukor fajtájától függően a kromatográfiás elválasztás szobahőfokon, csökkentett vagy felemelt hőmérsékleten, vagy pedig fokozatosan emelkedő vagy csökkenő hőmérsékletek alkalmazásával folytatható le. A hőmérsékletnek döntő jelentősége van a találmány szerinti eljárásban, minthogy a reakciósebesség és a hidrolitos egyensúly helyzete a hőmérséklettől függ. Az egyes cukrokat tartalmazó frakciók betöményítés, ill. a víz ledesztillálása után, egy erre alkalmas oldószerből kristályosíthatok. Az anyalúgok vissza vihetők az eljárásba, ami által gyakorlatilag 100%-os termelési hányadokat érhetünk el. A találmány szerinti eljárás közelebbi megvilágítására az alábbi példák szolgálnak; megjegyzendő azonban, hogy a találmány köre egyáltalán nincsen ezekre a példákra korlátozva. 1. példa Glükóz és fruktóz elválasztása invertcukorból, hidrazinnal telített kationcserélőn. Egy 30 mm belső átmérőjű és 2 m hosszú üvegcsövet 1,6 liter DUOLITE C 27 kationcserélő gyantával (SO3H aktív csoportot tartalmazó pórusos polisztirol-gyanta) töltünk meg és először sósavoldat segítségével H+ -alakba hozzuk, majd 2 mólos hidrazinoldattal kezeljük mindaddig, míg a távozó folyadék alkalikus kémhatást nem mutat, majd vízzel semlegesre mossuk az oszlopot. Az oszlop hőmérsékletét termosztátból keringtetett vízzel fűtött fűtőköpeny segítségével 65 C°-on tartjuk. Ugyanilyen módon hevítjük az oszlopba belépő folyadékot is. Adagolószivattyú segítségével az oszlop felső részébe 460 ml 50 súly/tf°/o-os invertcukor oldatot (megfelel 115—115 g glükóznak és fruktóznak) táplálunk be 15,5 ml/perc sebességgel. Ezután az oszlopot ugyanilyen sebességgel desztillált vízzel eluáljuk. Elő-eluátumként 720 ml cukormentes folyadékot kapunk, ezt kiontjuk. A következő, egyenkint 160 ml térfogatú — 1/10 oszlop-térfogat — frakciókat külön-külön fogjuk fel és cukortartalmukat a forgatóképesség és a refrakció alapján meghatározzuk. A kapott eredményeket az alábbi táblázat mutatja: Az egyes frakciók összetétele: Frakció Összes cukor % Fruktóz % Glükóz % 1. 2. 7,9 24,1 7,0 23,5 0,9 0,6 2
