DE1693030B1

DE1693030B1 - Verfahren zur Herstellung von Sorbit

Info

Publication number: DE1693030B1
Application number: DE19671693030
Authority: DE
Inventors: Bolsakowa Lidija Osipowna; Kulbach Walter Oswaldowitsch
Original assignee: LE NII ANTIBIOTIKOW
Current assignee: LE NII ANTIBIOTIKOW
Priority date: 1967-10-19
Filing date: 1967-10-19
Publication date: 1971-02-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sorbit durch Hydrierung von Glukose mit Hilfe von Raney-Nickel als Katalysator unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur. Sorbit wird bekanntlich als erstes Zwischenprodukt zur großtechnischen Herstellung von Ascorbinsäure sowie als wichtiges Emulgierungsmittel in der pharmazeutischen, chemischen und Lebensmittelindustrie verwendet.
Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Sorbit durch katalytische Hydrierung der Glukose in Gegenwart von Raney-Nickel unter einem Druck von 80 bis 100 atü bei einer Temperatur von 130 bis 135ob in einem Rührautoklav in laminarer Strömung. Bekannt ist auch eine kontinuierliche Hydrierung der Glukose in Kolonnen bei einer Volumengeschwindigkeit von 2 bis 4 kg/l/h, einem Druck von 250 atü und einer Temperatur von 198 bis 199"C.
Nach anderen Verfahren erfolgt die Hydrierung von Glukose zu Sorbit unter Zirkulation eines großen Wasserstoffüberschusses von 6,26 nm3/mVh bei einem Druck von 68 atü und einer Temperatur von 160"C oder im alkoholisch-wäßrigen Medium bei einem Druck von 80atü und Temperaturen von 145 bis 1500C oder unter Anwendung einer unbeweglichen kieselsäurehaltigen Katalysatorschicht, einer weniger konzentrierten 5- bis 250/0eigen Glukoselösung und eines Wasserstoffdruckes von mindestens 30, vorzugsweise 50, 100 und sogar 150 atü, oder unter Benutzung einer unwirtschaftlichen Katalysatormenge von 67 bis 12501o bei einem Druck von 35 bis 25 atü sowie von feuergefährlichen, teueren niederen Alkanolen, wie Methanol oder Äthanol oder deren wäßrigen Gemischen als Reaktionsmedium statt Wasser. Nach einem weiteren Verfahren erfolgt eine zweistufenartige Hydrierung von Glukose: zuerst bei 70 bis 140 atü und Temperaturen von 140 bis 160"C, nachher bei 70 bis 176 atü und Temperaturen von 200 bis 220"C.
Bisweilen wird mit einem 1001o Magnesium enthaltenden Raney-Nickel bei 20 atü, in einem anderen Fall mit einer teueren Palladiumlegierung, die von 10 bis 50 °/0 Ruthenium enthielt, bei einem Druck von 70,3 atü und einer Reaktionsdauer von 6 Stunden gearbeitet.
Der wesentliche Nachteil aller genannten Verfahren besteht in der Notwendigkeit, die Hydrierung bei sehr hohen Drücken und Temperaturen durchzuführen. Hierdurch werden der Rauminhalt und die Leistung von Autoklaven begrenzt, komplizierte und kostspielige Anlagen benötigt; es steigen der Wasserstoffverbrauch und die Explosionsgefahr; außerdem führt die hohe Temperatur zur Karamellisierung der Glukose. Schließlich beanspruchen einige der bekannten Verfahren die Durchführung der Hydrierung in einem unwirtschaftlichen, feuer- und explosionsgefährlichen bzw. toxischen alkoholisch-wäßrigen Medium, wodurch bei Anwendung eines pyrophoren Nickelkatalysators die Gefährlichkeit des ohnehin nicht ungefährlichen Verfahrens noch unnütz vergrößert wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- steht in der Beseitigung der genannten Nachteile durch Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Sorbit durch Hydrierung wäßriger Glukoselösungen in Gegenwart von Raney-Nickel als Katalysator unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hydrierung in turbulenter Strömung erfolgt, wobei der Wasserstoffdruck 8 bis 9 atü, die Temperatur 120 bis 128"C und die Katalysatorkonzentration 14 bis 150/,, bezogen auf das Glukosegewicht, beträgt.
Bevorzugt wird die Hydrierung in turbulenter Strömung, die durch die Reynolds-Zahlen ReM von 2300 bis 10 000 gekennzeichnet ist.
Die als Ausgangsstoff dienende Glukoselösung wird mit destilliertem Wasser unter Erwärmen auf 70 bis 75"C mit einem Gehalt an Hydratglukose von 55 bis 60°/o zubereitet und hierauf mit Kalkwasser bis zum pH 8,3 bis 8,5 alkalisiert. Das mit der erhaltenen Glukoselösung und dem Katalysator versetzte gasdichte Reaktionsgefäß bläst man zunächst mit Stickstoff und danach mit Wasserstoff durch. Die eigentliche Hydrierung dauert etwa 1,5 Stunden.
Beispiel 1 In einem mit einem Schnellrührer versehenen l/4-l-Reaktionsgefäß werden 100 ml einer 56,31 g Glukose enthaltenden wäßrigen Lösung mit Kalkwasser auf den pH-Wert von 8,3 gebracht. Diesem Gemisch wird eine Raney-Nickel-Suspension, die 8,44 g Nickel bzw.
150/o Nickel vom Glukosegewicht enthält, zugegeben, dann der mit 2940 U/min laufende Rührer eingeschaltet und das Reaktionsgefäß mit in dessen Mantel eingeleitetem Dampf auf 120"C erhitzt. Die Hydrierung wird mit elektrolytisch hergestelltem Wasserstoff unter einem Druck von 8 bis 9 atü bei einer Temperatur von 128"C durchgeführt und ist innerhalb von 90 Minuten beendet. Die Sorbit-Ausbeute beträgt 97,6 0/o.
Beispiel 2 In dem Reaktionsgefäß gemäß Beispiel 1 wird eine wäßrige Lösung mit 62,75 g Glukose mit Kalkwasser auf den pH-Wert 8,5 gebracht und dem Gemisch regeneriertes Raney-Nickel in Pastenform mit 9,4 g Nickel bzw. 15 O/o Nickel vom Glukosegewicht zugegeben. Man hydriert nach Beispiel 1. Die Sorbit-Ausbeute beträgt 99,50/,.

Claims

Patentanspruch : Verfahren zur Herstellung von Sorbit durch Hydrierung wäßriger Glukoselösung in Gegenwart von Raney-Nickel als Katalysator unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Hydrierung in turbulenter Strömung erfolgt, wobei der Wasserstoffdruck 8 bis 9 atü, die Temperatur 120 bis 128"C und die Katalysatorkonzentration 14 bis 15von bezogen auf das Glukosegewicht, beträgt.