DD217824A5

DD217824A5 - Verfahren zur gewinnung von saccharose

Info

Publication number: DD217824A5
Application number: DD83258692A
Authority: DD
Inventors: David E Voit; Thomas C Chadwick
Original assignee: Union Sugar Co
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1985-01-23
Also published as: FI834825A; AU2298683A; DK586883D0; EP0113592A3; TR22066A; HUT38679A; JPS6144478B2; RO88687A; EP0113592A2; ES528520A0; ES8504941A1; DK586883A; YU251483A; JPS59173100A; ZA839641B; PL245307A1; CA1208632A; BR8307262A; FI834825A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Saccharose aus von Pflanzen stammenden waessrigen Loesungen. Das Verfahren besteht im Zusammenbringen einer waessrigen saccharosehaltigen Loesung pflanzlichen Ursprungs, wie z. B. Zuckerrohr- oder Zuckerruebensaft, mit aliphatischer Carbonsaeure, die eine durchschnittliche Kohlenstoffkettenlaenge von etwa 2 bis 6 hat, in einer Konzentration, die fuer die selektive Praezipitation einer erheblichen Menge Saccharose aus der Loesung ausreichend ist. Das Praezipitat wird anschliessend abgetrennt und gewonnen, und die erschoepfte Loesung kann wieder in den Kreislauf zurueckgefuehrt werden. Vorzugsweise wird die saccharosehaltige Loesung auf etwa 1,159 bis 1,316 kg/dm3 (55 bis 96 Brix) vor dem Zusammenbringen konzentriert, und das Zusammenbringen wird durch die rasche Zugabe der saccharosehaltigen Loesung zu der Saeure vorgenommen, um ein rasches Wachsen grosser Saccharosekristalle fuer eine maximale Saccharose-Gewinnung zu gewaehrleisten. Die saccharosehaltige Loesung kann vor dem Konzentrieren eine beliebige vor der Melasse-Bildung gewonnene Loesung sein, z. B. unbehandelter Diffusionssaft, vorgekalkter und/oder vorgeschiedener Diffusionssaft, gereinigter Diffusionssaft oder sogar eine Loesung, die durch Rekonstituieren aus roh gewonnenem Zucker gebildet wurde.

Description

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Verfahren zur Gewinnung von Saccharose

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Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft im allgemeinen die Zuckerraffination und genauer gesagt ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Saccharose aus einer wäßrigen Lösung·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen; Bei der herkömmlichen Reinigung von Zuckerrübensäften und der Gewinnung von in den Säften enthaltener Saccharose wird Kalkmilch dem von den Rüben stammenden Diffusionssaft zugesetzt und anschließend aus der Lösung mit Kohlendioxid ausgefällt· Die durch die Zugabe der Kalkmilch und des Kohlendioxids herbeigeführten physikalischen und chemischen Veränderungen und die anschließende Absetzung oder Filtration des ausgefällten Calciumcarbonate führen zu einer zwischen 20 und 40 % liegenden Entfernung der in dem Saft vorhandenen Verunreinigungen* Dieser Reinigungsschritt ist als die erste Saturation bekannt. Die Menge des verwendeten Kohlendioxids und Kalkes wird so gewählt, daß eine optimale Entfernung von Farbstoffen oder anderen Verunreinigungen erreicht und eine optimale Filtrierfähigkeit des erzeugten Schlammes erzielt werden. Der normale Bereich der Alkalinität beträgt bei diesem Verfahren 0,065 bis 0,140 %'CaO* Der ersten Saturation folgt die zweite Saturation· Die Aufgabe der zweiten Saturation liegt in der weitgehenden Verringerung der Menge von gelöstem, im Saft verbliebenem Calcium (Kalksalzen)· Dadurch sollen die Zunderbildung in den Ausrüstungen und Leitungen im Verfahren weitgehend ausgeschaltet sowie dieCaI-ciumionen, die sonst zur Bildung von Melasse beitragen würden, entfernt werden·

Es sind zahlreiche Verfahrensmodifikationen bekannt und werden für die Reinigung von Zuckerrübensäften unter Anwendung von Kalk und Kalk plus Magnesiumoxid oder Magnesiumcarbonat eingesetzt« Dazu gehören Abwandlungen, die beim ersten und auch b©ira zweiten Saturationsschritt angewandt werden«,

Einige der Verfahrensvariationen sind:

a) Vorscheidung mit Saturation;

b) Vorscheidung ohne Saturation;

c) Scheidesaturation; . ^ ·

d) Trennung von Vorscheidungsschlamm;

e) Trennung von vorgeschiedenem Schlamm;

f) Zurückleitung verbrauchten Kalkes von der ersten Satura«·

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g) Zwisehenkalkung; h) Hauptkalkung;

i) Hauptsaturation; ₍

j) Obersatüration vor der Hauptkalkung;

k) Zweite Saturation der Übersaturation mit anschließender Realkalisierung mit Magnesiumoxid; und

1) Saturation der zweiten Saturation bis zu ihrer optimalen Alkalinität und anschließende Zugabe von frisch zubereitetem Magnesiumcarbonate

Die Möglichkeit des Raffinationsverfahrens, weißen Zucker < aus Zuckerrüben gewinnen zu können, hängt vom Umfang der Verfahrensverluste ab« Diese urafassen Fruchtmarkverlust bei der Diffusion, Kalkschwemmwasserverlust, Inversion im Verfahren, unkontrollierte Leckverluste und Verlust des Zuckers, der in der durch das Verfahren erzeugten Melasse vorhanden ist«, Den größten Verlust stellt Saccharose in der Melasse darV und die Menge des in der Melasse enthaltenen Zuckers ist sehr stark vom Wirkungsgrad der Entfernung von Verunreinigungen durch Saturation in dem Verfahren abhängig*

Verschiedene Verfahren sind entwickelt und angewandt worden, um die Ausbeute an Saccharose aus Zuckerrüben zu erhöhen· Das bekannteste Verfahren zur selektiven Gewinnung von Saccharose aus Melasse ist der Steffens-Prozeß, bei dem Kalk bei niedrigen Temperaturen zur Ausfällung von Saccharose eingesetzt wird» Bei einem ähnlichen Verfahren wird Bariumhydroxid zum Ausfällen der Saccharose verwendet, Saccharose kann auch chromatographisch auf lonenaustauscherkolonnen getrennt werden* Bei einer anderen bedeutenden Technik wird die Saftzusammensetzung durch Ionenaustausch modifiziert* Eine Möglichkeit ist der Quentin-Prozeß, bei dem Kationen selektiv gegen Magnesium ausgetauscht werden· Ein anderer Weg ist die teilweise oder vollständige Entfernung ionischer Verunreinigungen zur Senkung oder Ausschaltung der Melasseerzeugung·

Eine andere Methode zur Gewinnung von Saccharose aus Zuckerrübenmelasse sieht die Einengung von Melasse bis zu einer sehr trockenen Substanz und ihr anschließendes Vermischen mit Lösungsmitteln, vor. Das Ergebnis ist eine Ausfällung von Saccharose, wobei im wesentlichen alle Verunreinigungen in Lösung bleiben» Die Entwicklungsarbeiten für dieses Verfahren zogen sich durch die 20-er Oahre hin, aber eine kommerzielle Ausnutzung konnte niemals realisiert werden. Das Verfahren wurde niemals für andere Substrate als Melasse angewandt*

Auch Zwei-Phasen-Lösungsmittel-Extraktor-Systeme sind für die Gewinnung von Saccharose vorgeschlagen worden. Zum Beispiel wird bei einem bekannten Verfahren Zuckersaft im Gegenstrom mit einem unvermischbaren Lösungsmittel, das aus zwei gegenseitig unlösbaren Phasen besteht, in Berührung gebracht» Säurezugabe ist zur Regulierung des pH-Wertes auf 1,3 bis 1,5 erforderlich, einen Bereich, der die Inversion von Saccharose sehr stark beschleunigt und daher die Menge

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der gewonnenen Saccharose verringert« Das Verfahren ist niemals großtechnisch angewandt worden.

Aus Zuckerrohr extrahierte Säfte müssen ebenfalls mit Hilfe eines Verfahrens oder in einer Kombination von mehreren Verfahren für die Erzeugung von entweder Weiß- oder Rohzucker behandelt werden« Kalk oder Magnesia ist ein gewöhnliches verwendetes Reinigungsmittel, und der Behandlungsschritt wird Defäkation (Scheidung) genannt« Andere angewandte Schritte können die Behandlung mit schwefliger Säure (SuIfitieren), Phosphorsäure (Phosphatierung) und Kohlendioxid (Saturation), umfassen· Es werden auch Verfahren angewandt, bei denen Aus~ flockungs- oder Schaumerzeugungsmittel zur Entfernung von färbenden Substanzen eingesetzt werden*

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Alle in der Rohrzucker-Industrie für die Reinigung angewandten Verfahren sind chemisch schonend· Das ist aus wirtschaftlichen und Gründen der Qualität notwendig, weil die zur Zuk» kerproduktion aus Zuckerrüben erforderlichen aggressiven chemischen Bedingungen zur Zerstörung des Invertzucker und zur Entstehung großer Mengen gefärbter Verunreinigungen beim Rohrzucker-Raffinationsverfahren führen würden* Invertzucker sind bei diesem Verfahren günstig, weil sie die Löslichkeit der Saccharose in der endgültigen Melasse verringern, und

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farbige Substanzen sind nachteilig, weil sie die Qualität des erzeugten Zuckers vermindern. Die schonenden Bedingungen reichen aber nicht aus, um nennenswerte Mengen von Verunreinigungen zu entfernen, und die Verbesserung liegt im allgemeinen im Bereich von 0,5 bis 2 Reinheitspunkten· Die Gewinnung von Saccharose aus Rohrzuckersäften ist daher begrenzt« Die Entfernung von Verunreinigungen ist bei der Rohrzuckerverarbeitung wesentlich geringer als die Verunreinigungsentfernung bei der Rübenverarbeitung, aber die Möglichkeit, Saccharose auszukristallisieren, unreine Melasse mit geringer Reinheit bei der Rohrzuckerverarbeitung zu erzeugen,

gleicht die geringere Entfernung von Verunreinigungen aus.

Ziel der Erfindung:

Mit der Erfindung sollen die beschriebenen Mängel des Standes der Technik beseitigt werden·

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine konzentrierte (etwa 1,159 bis 1,316 kg/dm³ bzw. 55 bis 96 3rix) wäßrige Lösung von Saccharose mit ausgewählter aliphatischer Carbonsäure, die eine durchschnittliche Kohlenstoff-Kettenlänge von etwa 2 bis 6 hat, vorzugsweise durch rasche Zugabe der Lösung zu der Säure und rasches Dispergieren darin, zusammengebracht, um ein rasches maximales Wachsen großer Saccharose-Kristalle zu gewährleisten, damit deren selektive Gewinnung erleichtert wird» Das Masseverhältnis von Wasser in der Lösung zu Säure beträgt etwa 0,02 bis 0,2:1« Die Lösung enthält gewöhnlich auch Nicht-Zucker-Feststoffe in einem Masseverhältnis von etwa 0,1 bis 1:1 zu Säure« Das Saccharosepräzipitat wird anschließend, beispielsweise durch Filtration, Zentrifugieren oder dergleichen, von der Lösung getrennt und in gereinigter Form gewonnen« Die von Saccharose befreite, Carbonsäure enthaltende Lösung, kann auf Wunsch zurückgeleitet werden oder von ihrer Carbonsäure befreit werden·

Das grundlegende Prinzip der Erfindung ist die Ausfällung der Saccharose durch einen Lösungsmitteltausch. Saccharose und die in zuckerhaltigen Säften vorhandenen Nichtzucker haben in verschiedenen Lösungsmitteln unterschiedliche Löslich· keiten« In dem normalen wäßrigen System sind alle Verunrei-

nigungeri' sowie auch: die Saccharose stark löslich, Wenn ein , Lösungsmitteltausch vorgenommen wird, um die Löslichkeit der Saccharose ausreichend, zu reduzieren, wird sich die Saccharose aus der Lösung absetzen. Aliphatisch^ Carbonsäuren mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffkette von etwa 2 bis 6 besitzen ausgezeichnete Eigenschaften für diesen Zweck, da Saccharose eine sehr geringe Löslichkeit in ihnen besitzt, während alle Verunreinigungen, die normalerweise in saccharose-baltigen Pflanzensäften vorhanden sind, in solchen Säuren- sehr stark löslich sind. Im Gegensatz dazu ist Saccharose sehr gut in Ameisensäure löslich. Die induzierte Mitfällung von Verunreinigungen mit Saccharose ist unerwünscht, weil sie zur verringerten Gewinnung von Saccharose bei anschließenden Schritten in dem Raffinationsprozeß führt. Im Falle der ausgewählten Carbonsäure kann potentiell verkäufliche Saccharose direkt aus dem vorgekalkten konzentrierten Diffusionssaft gewonnen werden.

Der Lösungsmitteltausch, wird in Saft vorgenommen, der zuvor bis aufeinen hohen Feststoffgehalt eingeengt worden ist. Das Lösungsmittelsystem kann aus reiner oder etwas verdünnter ausgewählter Säure, einem zurückgeleiteten Lösungsmittelstrom oder einem Gemisch, der beiden bestehen. Eine derartige Säure ist vorzugsweise Essigsäure, Propansäure, Butansäure, Pentansäure, Hexansäure oder Gemische davon. Man wird auch einsehen, daß die gewählte Säure ein Gemisch sein kann, das aliphatisch^ Carbonsäuren mit einer Kohlenstoff« kettenlänge von über 6 oder weniger als 2 enthalten kann, vorausgesetzt, daß die durchschnittliche Kohlenstoffkettenlänge des Gemische etwa 2 bis 6 beträgt. Daher kann Ameisensäure vorhanden sein, aber nur im Gemisch mit anderer aliphatischer Carbonsäure, so daß die durchschnittliche Saccharose-Löslichkeit des Säuregemischs annehmbar gering

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Die Reinheit der durch das Zusammenbringen der Lösung mit der Säure erzeugten Saccharose kann durch Vorbehandlungsschritte, wie sie normalerweise bei Zuckersäften angewandt, werden, erhöht werden. Die Saccharose-Auskristallisation mit Präzipitation des ausgewählten Säurelösungsmittels wird im Vergleich mit wäßrigen Systemen stark verbessert, und das Gleichgewicht wird bei Raumtemperatur in weniger als zwei Stunden unter den meisten Laboratoriumsbedingungen nahezu erreicht.

Im Falle eines mit Hilfe herkömmlicher Techniken nach obiger. Beschreibung gereinigten Zuckersaftes wird der Saft zu einem hohen Prozentanteil von Peststoffen im Bereich von 55 bis 96 Brix eingeengt. Die konzentrierte wäßrige Lösung wird dann beispielsweise in Essigsäure oder rezirkulierte Essigsäure enthaltende Lösung eingeleitet, in der die Saccharose in hoher Ausbeute und mit hoher Reinheit ausfällt. Die Aufschlämmung von Kristallen und Lösung hat eine sehr geringe Viskosität, und die Kristalle können durch herkömmliche Filtrationstechniken wie ein Drehvakuumfilter gewonnen werden. Die aus der Trennung resultierende Mutterlauge enthält gelöste Saccharose in geringen Mengen, wobei die Saccharose-Konzentration eine Funktion des Wassergehaltes, des ,Gehaltes an Verunreinigungen und der Essigsäurekonzentration ist.

Das Masseverhältnis von Wasser zur gewählten Carbonsäure in der Kontaktzone liegt normalerweise im Bereich von 0,02 bis 0,2:1, und das Masseverhältnis von Nichtzucker zu gewählter Säure liegt gewöhnlich im Bereich von 0,1 bis 1,0:1.

Die gewählte Säure muß für die wirtschaftlichste Durchführung des Zuckerraffinationsprozesses wiedergewonnen werden» Bei Essigsäure muß mit Vorsicht vorgegangen werden, weil die Dehydratisierung der Essigsäurelösung durch Sieden mög» licherweise zu einem erheblichen Verlust an Essigsäure durch Zersetzung führen kann, so daß das Verfahren unter Bedingungen betrieben werden muß, die ausreichend Wasser zur weitgehenden Ausschaltung eines derartigen Verlustes aufweisen» Es können alternative Techniken angewandt werden, so die Gewinnung mit Hilfe der Lösungsmittelextraktion, wobei flüssiges Kohlendioxid oder irgendein anderes Lösungsmittel, in dem die Carbonsäure eine hohe Löslichkeit besitzt, verwendet wird«

Bezeichnend ist, daß ein schnelleres Wachsen und das Wachstum größerer Saccharose-Kristalle gesteuert werden kann, wenn die,wäßrige saccharosehaltige Lösung der ausgewählten Säure zugesetzt wird und eine rasche Dispersion in die Säure erfolgt« Eine langsame Dispersion der saccharosehaltigen Lösung in der Säure oder Zugabe der Säure zur wäßrigen Lö~ sung wird zu örtlicher Obersättigung führen und in der Bildung kleiner Saccharose-Kristalle resultieren, die die Saccharose-Gewinnung schwieriger gestalten·

In dem Fall, in dem keine herkömmliche Lösungsreinigung vor dem Zusammenbringen durchgeführt wird, wird aus mehreren Gründen ein erheblicher wirtschaftlicher Gewinn erzielt* Erstens werden die Kosten für die herkömmliche Reinigung aus den Ausgaben der Zuckerproduktion ausgeschaltet; zweitens steigt die Erzeugung von Nichtzuckern für Verkaufszwecke bis auf 50 %', und drittens wird die Extraktion wesentlich verbessert, weil nur geringe Mengen Saccharose in der resultierenden Melasse zurückbleiben»

Erhebliche Einsparungen hinsichtlich des Energiebedarfs sind in dem Fall möglich, in dem Saccharose im Herstellungszustand verkauft wird oder wenn sie gelöst und als Flüssigkeit ver-

kauft wird. Wenn herkömmliche körnige Saccharose verlangt wird, ist der Energiebedarf ebenfalls geringer, weil die Zwischen- und Rohnebenprodukte des Zuckerraffinationspro-, zesses in ihrer gegenwärtigen Form wegen der hohen Reinheit des Zuckers und der Möglichkeit, Sirupe geringer Reinheit, die möglicherweise beim Lösungsmittelausfällungsschritt erzeugt werden, wieder in die Verarbeitungsanlage zurückzuleiten, nicht gebraucht werden.

Das Verfahren kann an zahlreichen alternativen Punkten in einer Rübenzuckerfabrik je nach der Sorte des verlangten Zuckers und der verlangten Beimischungsproduktion angewandt werden« Beispiele für derartige Möglichkeiten werden im folgenden aufgeführt:

Alternative 1:

Herkömmlicher unbehandelter Rübenzucker-Diffusionssaft wird unter Regulierung des pH-Wertes auf zwischen 1,159 und 1,316 kg/dm (55 und 96 Brix) konzentriert. Der Saft wird anschließend in die Kontaktzone mit der gewählten Carbonsäure geleitet, in der die Saccharose aus der Lösung ausfällt. Die Saccharose wird abgetrennt und mit Hilfe von FiI-trations- oder anderen Feststoff-Trennungstechniken gewonnen· Der abgetrennte Zucker enthält suspendierte Feststoffe und etwas in dem Diffusionssaft vorhandenes kolloidales Material.

Alternative 2:

Herkömmlicher Rübenzuckersaft wird mit Hilfe einer Vorkalkungstechnik oder Vorscheidungstechnik behandelt, um suspendierte Feststoffe und eiweißhaltige Stoffezu entfernen und den Saft zu klären und zu stabilisieren. Der Saft wird anschließend unter regulierten pH-Bedingungen auf 1,159 bis 1,316 kg/dm³ (55 bis 96 Brix) konzentriert und in die Kon-

taktzone mit der gewählten Carbonsäure geleitet, in der die Saccharose von der Mutterlauge abgetrennt wird« In diesem Fall kann bei sorgfältiger Regulierung der bei der Lösungs«= mittelpräzipitation herrschenden Bedingungen eine Saccharose hoher Reinheit für den direkten Verkauf erzeugt werden« Die Saccharose kann durch Filtration oder andere Techniken von der Mutterlauge getrennt werden, und die['Zurückgebliebene Essigsäure kann durch Lufttrocknung, Lösungsmittelextraktion oder eine andere Technik entfernt werden*

Alternative 3:

Zuckerrüben-Diffusionssaft wird zuerst mit Hilfe herkömmlicher Maßnahmen gereinigt und anschließend auf 1,159 bis 1,316 kg/dm (55 bis 96 3rix) Feststoffe konzentriert« Der resultierende Saft wird der Kontaktzone mit der gewählten Carbonsäure zugeführt, in der die Saccharose von der Mutterlauge getrennt wird· In diesem Fall kann bei sorgfältiger Überwachung der bei der Lösungsmittelpräzipitation harrsehenden Bedingungen eine Saccharose hoher Reinheit für den Verkauf erzeugt werden« Die Saccharose kann durch Filtration oder eine andere Feststoff-Flüssigkeit-Trenntechnik von der Mutterlauge abgetrennt werden, und die zurückgebliebene Essigsäure kann durch Lufttrocknung, Lösungsmittelextraktion oder eine andere Technik entfernt werden«

Alternative 4:

Die Zuckerfabrik kann, in einer herkömmlichen Weise bis zura Rohproduktbetrieb gefahren werden« In diesem Fall wird die Rohpfannenfüllmasse auf einen so hohen Brix-Wert konzentriert, wie für die Verarbeitung möglich ist, und das Material wird anschließend der Kontaktzone mit der gewählten Carbonsäure zugeleitet, in der die Saccharose aus der Mutterlauge ausgefällt wird« Die ausgefällte Saccharose wird in herkömmlicher Weise wieder in die Hochschmelzvorrichtung

geleitet, in der sie in herkömmlicher Form zur Erzeugung von Weißzucker verwendet wird.

Alternative 5:

Bei der Produktion von Rohrzucker wird der Saft in allen Verarbeitungsstufen, die denen der Alternativen 1, 2, 3 und 4 analog sind, auf 1,159 bis 1,316 kg/dm³ (55 bis 96 Brix) konzentriert und der Kontaktzone mit der gewählten Carbonsäure zugeleitet, in der die Saccharose aus der Lösung ausfällt und entweder für den Verkauf oder für eine anschliessende Weiterverarbeitung gewonnen wird.

Alternative 6:

Roher Rohrzucker wird in Wasser gelöst, um eine Lösung von

zwischen 1,159 bis 1,316 kg/dm (55 bis 96 Brix) zu erzeugen, die anschließend der Kontaktzone mit der gewählten Carbonsäure zugeleitet wird, in der Saccharose nach obiger Beschreibung aus der Mutterlauge abgetrennt wird,

Alternative 7: · ' · ' . .

Verschiedene Saccharose enthaltende Ablaufströme, wie sie' bei Konservierungsarbeiten anfallen, werden unter pH-Wertregulierung auf zwischen 1,159 bis 1,316 kg/dnr (55 bis 96 Brix) konzentriert und der Kontaktzone'mit der gewählten Carbonsäure nach obiger Beschreibung zugeleitet, um die Saccharose daraus auszufällen.

Die folgenden spezifischen Beispiele sollen bestimmte Merkmale der Erfindung deutlicher machen:

Beispiel 1 - Gewinnung von,, Saccharose aus Diffusions"(Roh») SaJt^

Eine 1700-ml-Probe von Diffusionssaft (13,87 Masse% Feststoffe, 86,7 Masse% Reinheit) wurde mit 35 ml Kalkmilch von annähernd 1,081 kg/dm (30° Brix) behandelt, so daß der pH-Wert bei 50 ⁰C auf 10,3 gebracht wurde. Der sich absetzende Schlamm wurde durch Filtration entfernt, und das Filtrat wurde auf herkömmliche Weise auf einen pH~VVert von 7,6 bei 35 °C saturiert* Das Filtrat wurde anschließend auf 90 ⁰C erhitzt und zur Entfernung von Cäkiumcarbonat filtriert«

Eine nach obiger Beschreibung gewonnene 745_#O-g-Probe von behandeltem Saft wurde in einen tarierten, mit einem Luft« zuleitungsrohr ausgestatteten 2-Liter-Kolben gegeben, und das in der Saftprobe befindliche Wasser wurde unter einem Luftstrom verdampft* Wärme wurde durch ein Wasserbad zur Verfugung gestellt» Nachdem der zurückgebliebene Sirup einen Feststoffgehalt von 89,0 Masse% erreicht hatte, wurde der Kolben aus dem Wasserbad entnommen, von der Luftzufuhr abgetrennt, und 127 ml Eisessig wurden zu dem heißen Sirup gegeben* Die Ausfällung der Saccharose erfolgte»sofort» Die Lösung ließ man auf Raumtemperatur abkühlen, und das Produkt wurde durch Saugfiltration gesammelt* Der Filterkuchen wurde mit drei 30»ml~Portionen Eisessig und vier 25-ml-Portionen Aceton gewaschen und anschließend eine Stunde lang bei 80 ⁰C getrocknet«, Die Ausbeute betrug 81,7 g Saccharose mit einem Pol von 97,9 ⁰S* Die Ausbeute betrug auf der Basis der eingesetzten Saccharose und hinsichtlich der Produktreinheit

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korrigiert 89,3 %« Somit konnte gezeigt werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren rasch, wirksam und praktisch anwendbar ist und eine bedeutende und rasche Saccharosegewinnung aus einem Zuckerraffinationsstrom ermöglicht*

Beispiel 2 - Gewinnung yon Saccharose aus Dünnsaft

Die bei diesem Versuch verwendete Anlage war der in Beispiel 1 eingesetzten identisch. Eine 677,2-g-Portion Dünnsaft (13,08 Masse% Feststoffe, 88,8 Masse% Reinheit) wurde in einen tarierten 2-Liter-Filterkolben gegeben, und das Wasser wurde entfernt, bis der Feststoffgehalt des Sirups 89,9 Masse^ erreicht hatte» Eine 110-ral-Portion Eisessig wurde zu dem heißen Sirup gegeben und die Ausfällung der Saccharose erfolgte sofort. Waschen und Trocknen wurden wie in Beispiel 1 vorgenommen· Es wurden insgesamt 71,39 g Saccharose mit 97,7 ⁰S pol gewonnen. Die Ausbeute betrug auf der Basis der eingesetzten Saccharose und hinsichtlich der Produktreinheit korrigiert 88,6 Masse%, . . ^

Beispiel 3 - Gewinnung von Saccharose aus Dicksaft

Eine 205,0-g-Portion Dicksaft (67,72 Massel Feststoffe, 87,4 Masse% Reinheit) wurde in den in Beispiel 1 beschriebenen Verdampfungsapparat gegeben, und das Wasser wurde in der üblichen Weise entfernt· Nachdem der Feststoffgehalt 91,0 Masse% erreicht hatte, wurde Essigsäure (170 ml) zu dem heißen Sirup gegeben, und die Ausfällung der Saccharose erfolgte sofort. Durch die Isolierung des Produktes in einer dem Verfahren von Beispiel 1 analogen Weise wurden 112,61 g Saccharose mit 93,0 ⁰S pol gewonnen« Die Ausbeute betrug auf der Basis der eingesetzten Saccharose und hinsichtlich der .Produktreinheit korrigiert 90,9

Beispiel 4- Reinigimg von Rohrrohzucker

Eine 100,0-g-Probe von Rohrrohzucker (96,3 ⁰S pol) wurde mit einer 25,0-g-Portion Wasser vermischt, und das Wasser wurde verdampft, bis der Feststoffgehalt 88,5 Masse% er~ reicht hatte« Eine 125-ml-Portion Eisessig wurde der heißen Aufschlämmung von Kristallen und Sirup zugesetzt, und die Ausfällung der Saccharose erfolgte in der üblichen Weise. Es wurde eine Gesamtmenge von 88,63 g Zucker mit 97,2 S pol gewonnen» Die Ausbeute betrug auf der Basis der eingesetzten Saccharose und hinsichtlich der Produktreinheit korrigiert 89,4 Massel*

Beispiel 5 - Gewinnung von Saccharose aus saturiertem 1,159 kg/dm⁵ (55 Brix) Rübensaft

Eine 250,OO-g-Probe von saturiertem Rübensaft (55,0 Masse% Feststoffe, 87,0 Masse% Reinheit) wurde bei 25 ⁰C mit einer 1750~g-Portion Eisessig vermischt, und die Kristallisation ließ man bei 25 ⁰C ablaufen. Nach einer anfänglichen Induk> tionsperiode von /2 Stunde erfolgte die Ausfällung der Saccharose in Form kleiner Kristalle» Die Kristalle wurden in der üblichen Weise isoliert, gewaschen und getrocknet und ergaben 83,22 g Zucker mit 97,6 ⁰S pol (Gewinnung 67,9 % mit Korrektur hinsichtlich pol),

Beispl^el 6 - Gewinnung von Saccharose aus 1,316 kg/dm (96Brix) Massecuite (Gemisch von Mutterlauge und l

Eine 100,20-g-Portion Massecuite (96,0 Masse% Feststoffe, 89,6 Massel Reinheit) wurde auf einem Wasserbad erhitzt und mit 129,00 g heißem (annähernd 100 ⁰C) Eisessig vermischt. Die Ausfällung von Saccharose erfolgte sofort. Nach dem Kühlen wurde das Produkt in der üblichen Weise gesammelt und gewaschen und ergab 77,53 g Zucker mit 99,4 ⁰S pol (Gewin·»* nung 88,2 % mit Korrektur hinsichtlich pol)·

Beispiel 7 - Gewinnung von Saccharose aus Dicksaft mit Propansäure

Eine 200,13-g-PortionRübensaft (65,4% Feststoffe, Reinheit 90,8 %) wurde in einen I-Liter-Kolben gegeben, und das Wasser wurde unter einem Luftstrom verdampft, bis der Feststoffgehalt 88,4 % erreicht hatte» Eine 253,44-g-Portion n-Propansäure wurde auf etwa 100 ⁰C erhitzt und dann auf einmal unter Ruhren zu dem heißen konzentrierten Saft gegeben« Innerhalb von 45 Sekunden begann die Saccharose zu kristallisieren. Nach Kühlung, Filtration und Waschen mit vier 150-ml-Portionen Methanol wurde das Produkt in einem Ofen getrocknet, Oie Ausbeute betrug 109,0 g (99,0 ⁰S pol) Saccharose (Gewinnung 91,7 % mit Korrektur hinsichtlich pol).

Beispiel 8 - Gewinnung von Saccharose aus Dicksaft mit n-Butansäure

Eine 141,84-g-Probe von Dicksaft (67,4 % Feststoffe, Reinheit 90,5 %) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 behandelt· Eine 193,OO-g-Portion n-Butansäure von 100 ⁰C wurde auf einmal dem heißen konzentrierten Saft zugesetzt (90,0 % Feststoffe). Nach Kühlung, Filtration, Waschen und Trocknen betrug die Saccharose-Ausbeute 79,56 % bei einem pol von 95,6 ⁰S (Gewinnung 91,9 % mit Korrektur hinsichtlich pol).

Bei einem Parallelversuch wurde Ameisensaure anstelle der n-Butansäure verwendet» Es erfolgte aber keine Ausfällung . von Saccharose« Durch die Ameisensäure wurde die Saccharose in Lösung gehalten.

Beispiel 9 _"_τ G_rgw^njnj^£_j/on Saccharose aus Dicksa ft \wigchte'r Säure _Λ .

Eine 200,00~g-Probe von Dicksaft (68,06 % Feststoffe, Reinheit 90,G %) wurde auf einem Wasserbad erhitzt, wobei das Wasser unter einem Luftstrom verdampft wurde, um eine Reduzierung auf 150,41 g (136,12 g Feststoffe) zu erreichen* Die Probe wurde anschließend mit einem Gemisch von 100 C aus 120,10 g Essigsäure und 144,16 g n-Propansäure (minus einer 15,00-g-Portion des Säuregemischs, die vor dem Zusammenbringen weggegossen worden war) in Berührung gebracht, wobei die Säure auf einmal unter Rühren zu der Zuckerlösung gegeben wurde* Das resultierende Gemisch wurde anschließend auf Räumtemperatur gekühlt» Das ausgefällte Saccharose-Produkt wurde durch Filtration gesammelt und wurde mit 75 ml n-Propansäure und danach mit Methanol gewaschen und anschließend getrocknet. Das getrocknete Produkt ergab eine Masse von 105,40 g, was einer Ausbeute von 86,0 % entspricht (99^0 ⁰S pol)*

Aus den Beispielen 1 bis 9 geht ganz deutlich hervor, daß bei einer Konzentrierung eines Roh(Diffusions)saftes., Dünnsaftes oder Dicksaftes von Zuckerrüben oder einer Lösung von rohem Rohrzucker auf etwa 1,159 bis 1,316 kg/dm (55 bis 96 Brix) und dem anschließenden Zusammenbringen mit einer ausgewählten aliphatischen Carbonsäure mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 2 bis 6, wie Essigsäure, Propansäure, Butänsäure oder einem Gemisch derselben. Saccharose sofort in sehr hoher Ausbeute daraus ausfällt und leicht aus dem Saft durch Filtration, Zentrifugieren oder dergleichen gewonnen wird. Ähnliche Ergebnisse wurden mit Rohrzuckersaft erzielt, Ira Gegensatz dazu solubilisiert Ameisensäure die Saccharose»

Parallelversuche haben gezeigt, daß bei Säften und anderen saccharosehaltigen Lösungen nach der Beschreibung in den obigen Alternativen 1 bis 7, wobei die Lösungen auf etwa 1,154 bis·1,316 kg/dm (55 bis 96 Brix) eingeengt wurden, ohne weiteres eine Ausfällung beim Zusammenbringen mit Essigsäure, Propansäure, Butansäure, Pentansäure, Hexansäure oder einem Gemisch von aliphatischer Carbonsäure mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffkettenlänge von etwa 2 bis 6 in einer Konzentration, die ein Masseverhältnis von Wasser zur ausgewählten Carbonsäure von etwa 0,02 bis 0,2:1 ergab, erfolgte» Nach der Präzipitation und der Gewinnung der Saccharose kann die Lösung der gewählten Carbonsäure als solche zurückgeleitet werden oder die darin enthaltene ausgewählte Carbonsäure kann durch verschiedene Maßnahmen zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden·

Claims

Erfinaungsanspruch;

1. Verfahren zur. Gewinnung von Saccharose aus von Pflanzen stammenden wäßrigen Lösungen, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Melassebildung eine wäßrige saccha-

• rosebaltige Lösung pflanzlichen Ursprungs mit aliphatischer Carbonsäure, die eine durchschnittliche Kohlenstoffkettenlänge von etwa 2 bis 6 aufweist, zusammengebracht wird, wobei die Säure in einer solchen Menge vorhanden ist, daß die Saccharose selektiv ausgefällt wird; und daß die ausgefällte Saccharose abgetrennt und gewonnen wird* . ' "

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lösung aus einem Saft besteht, der aus der Zucker-^ rübensaft, Zuckerrohrsaft und Gemische davon umfassenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Verfahren nach. Punkt 1, gekennzeichnet dadurch^ daß es sich bei der Säure um Eisessig handelt.

4» Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Saft bis auf eine Feststoffkonzentration von etwa 55 bis 96 BrIx vor dem Zusammenbringen der Lösung mit der Säure eingeengt wird.

5* Verfahren nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, daß das Masseverhältnis von Wasser zu der Säure während des Zusammenbringens der Lösung mit der Säure etwa 0,02 bis 0,2:1 beträgt.

6» Verfahren nach Punkt 5> gekennzeichnet dadurch, daß das Masseverhältnis von Nichtzuckerfeststoffen zu der Säure in der Lösung beim Zusammenbringen der Lösung mit der Säure etwa 0,1 bis 1:1 beträgt.

7. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß

die Lösung aus einem ansonsten unbehandelten Diffusionssaft besteht, der auf etwa 1,159 bis 1,316 kg/dnr (55 bis 96 Brix) konzentriert worden ist.

8. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß jdie Lösung aus Diffusionssaft besteht, der zur Ent-^ fernung suspendierter Peststoffe und eiweißhaltigen Materials und zur Klärung des Saftes vorgekalkt _v und/oder vorgeschieden worden ist und der anschliessend auf zwischen etwa 1,159 und 1,316 kg/dnr (55 und 96 Brix) konzentriert worden ist.

9. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Lösung aus Diffusionssaft besteht, der in herkömmlicher Weise gereinigt und anschließend auf etwa 1,159 bis 1,316 kg/dm (55 bis 96 Brix) konzentriert worden ' 1st.

10. Verfahren nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Lösung bis auf etwa 1,316 kg/dnr (96 Brix) vor dem Zusammenbringen mit der Säure eingeengt worden ist.

11. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lösung zuerst dadurch gebildet wird, daß aus der Rohrzucker, Rübenzucker und Gemische davon umfassenden Gruppe ausgewählter Rohzucker in einer ausreichenden Wassermenge gelöst wird, damit die Lösung eine Zuckerkonzentration von etwa 1,159 bis T,316 kg/dnr (55 bis 96 Brix) hat.

12. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei der Lösung um eine saccharosehaltige wäßrige Lösung aus einem Konservierungsvorgang handelt, und daß

die Lösung vor dem Zusammenbringen mit der Säure auf etwa 1,159 "
engt wurde.

etwa 1,159 bis 1,316 kg/dnr (55 bis 96 Brix) einge-

13. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die resultierende an Saccharose arme Lösung nach der

• Ausfällung, Abtrennung und Gewinnung der Saccharose daraus zur Wiedergewinnung der Säure behandelt wird.

14. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Zusammenbringen durch rasche Zugabe der saccharosehaltigen Lösung zu der Säure und durch schnelles Dispergieren der Lösung in der Säure zur Förderung des schnelleren Wachstums von größeren Saccharosekristallen erfolgt.