KR20240105496A

KR20240105496A - 알룰로오스 결정의 제조방법

Info

Publication number: KR20240105496A
Application number: KR1020247020944A
Authority: KR
Inventors: 크리슈난 비스와나탄 아이어; 제임스 가디; 제리 린 터너; 브라이언 티모시 포르테
Original assignee: 테이트 앤드 라일 솔루션스 유에스에이 엘엘씨
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2024-07-05
Also published as: AU2021221889B2; PL3532481T3; EP3532481B1; US12264176B2; JP2025105607A; EP4233562A3; MY199944A; IL289910B1; US20210009619A1; US11548907B2; JP7591868B2; AU2021221889A1; US20200040023A1; AU2017348344B2; AU2017348344A1; AR124481A2; AU2021221893B2; AR110640A1; MX2024010997A; MX2019004164A

Abstract

알룰로오스 결정을 제조하는 방법으로서, 본 방법은 알룰로오스 시럽의 제1 부분 및 알룰로오스 시드 결정으로 이루어진 제1 혼화물을 냉각 및 교반하는 단계 및 상기 알룰로오스 시럽 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화가 개시되어, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제1 백하와 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제1 모액을 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 냉각 및 교반이 알룰로오스 결정이 사전선택된 제1 목표 수율을 달성할 때까지 계속된다.

Description

알룰로오스 결정의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING ALLULOSE CRYSTALS}

관련 출원에 대한 상호참조

본 출원은 2016년 10월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/414,280호에 대한 우선권을 주장하며, 이의 전체 개시내용은 모든 목적을 위해 참고로 본 명세서에서 포함된다.

기술분야

본 발명은 알룰로오스 함유 시럽으로부터 알룰로오스 결정을 제조하는 것에 관한 것이다.

선행 기술의 고찰

많은 식품 및 음료 제품에는 슈크로오스(일반적으로 '설탕' 또는 '테이블 슈가'(table sugar)로 지칭함), 글루코오스, 프룩토오스, 옥수수 시럽, 고과당 옥수수 시럽 등과 같은 영양 감미료가 함유되어 있다. 맛 및 기능적 특성 면에서 바람직하다 할지라도, 슈크로오스와 같은 영양 감미료의 과다 섭취는 오랫동안 비만, 심장병, 대사 장애 및 치아문제와 같은 식이-관련 건강 문제의 증가와 관련되어 왔다. 이러한 우려스러운 경향으로 인해 소비자는 더욱 건강한 생활 스타일을 채용하고, 그들의 식단에서 영양 감미료의 레벨을 낮추는 것의 중요성에 대한 인식이 높아지게 되었다.

최근, 특히 저 칼로리 또는 제로 칼로리 감미료의 개발에 초점을 두고, 영양 감미료 대체품의 개발이 진행되고 있다. 영양 감미료의 한 가지 제안된 대체품에는 알룰로오스(D-프시코오스로도 알려짐)가 있다. 알룰로오스는 자연에서 매우 적은 양으로 존재하기 때문에, "희소 당"으로 알려져 있다. 알룰로오스는 슈크로오스 단맛의 약 70%이나, 슈크로오스 칼로리의 약 5%(약 0.2 kcal/g)만을 제공한다. 따라서, 알룰로오스는 본질적으로 '제로 칼로리' 감미료로 간주될 수 있다.

자연계에서 그의 희소성을 고려하여, 알룰로오스의 제조는 용이하게 입수 가능한 프룩토오스의 에피머화에 의존하고 있다. 케토오스-3-에피머라아제는 프룩토오스 및 알룰로오스를 상호 전환시킬 수 있으며, 이러한 전환을 진행하기 위한 다양한 케토오스-3-에피머라아제가 알려져 있다. 이러한 에피머화 반응은 전형적으로 처음에 프룩토오스를 용해시킨 수성 매체를 사용하여 수행되고 있으며, 에피머화의 결과로 수득된 알룰로오스-함유 생성물은 알룰로오스 수용액 형태이다. 반응 생성물에 대한 추가 가공처리 및 정제는 공지의 절차에 따라 수행할 수 있고, 그로 인해 농도와 순도가 상당히 높은 알룰로오스 함유 알룰로오스 시럽이 제조된다. 이러한 알룰로오스 시럽은, 글루코오스 시럽, 고과당 옥수수 시럽 등과 같은 통상의 "당" 시럽의 대체품으로서, 식품과 음료를 포함하는, 다수의 소비재 제품에 사용될 수 있다.

그러나 다른 용도에서는, "건조", 자유 유동성, 결정 형태, 즉 일반적으로 테이블 슈가의 형태를 닮은 형태인 알룰로오스를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 결정성 알룰로오스를 제조하는 방법을 개발하고자 하는 일부 시도가 보고된 적이 있으나(예를 들어, 미국 특허 제8,524,888호 및 WO 2016/064087호 참조), 일반적으로 알룰로오스는 적당한 형상과 크기의 결정이 높은 수율로 확실하게 수득되도록 제어되고 효율적인 방법으로 결정화하기가 어려운 당인 것으로 인식되어 있다. 따라서, 알룰로오스의 결정화 방법을 개선하는 것은 여전히 지대한 관심사이다.

본 발명의 다양한 양태는 다음과 같이 요약될 수 있다:

양태 1:

알룰로오스 결정을 제조하는 방법으로서, 본 방법은 하기 단계를 포함한다:

a) 알룰로오스 시럽의 제1 부분과 알룰로오스 시드 결정으로 이루어진 제1 혼화물을 냉각 및 교반하고, 상기 알룰로오스 시럽 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 개시하며, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제1 백하(massecuite)와 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제1 모액(mother liquor)을 형성하는 단계로서, 상기 냉각 및 교반은 알룰로오스 결정이 사전선택된 제1 목표 수율을 달성할 때까지 계속하는 단계;

b) 임의적으로, 상기 제1 백하를 제1 부분(상기 모액 부분으로부터 상기 알룰로오스 결정을 분리하는 단계 및 상기 분리된 알룰로오스 결정을 세척 및/또는 건조하는 단계와 같은, 추가 가공 단계들을 행할 수 있음)과 제2 부분으로 분리하는 단계;

c) 임의적으로, 알룰로오스 시럽의 제2 부분과 상기 제1 백하의 상기 제2 부분을 배합하여 제2 혼화물을 형성하는 단계; 및

d) 임의적으로, 상기 제2 혼화물을 냉각 및 교반하고, 알룰로오스 시럽의 상기 제2 부분에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 개시하며, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제2 백하와 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제2 모액을 형성시키는 단계로서, 상기 냉각 및 교반은 알룰로오스 결정이 사전선택된 제2 목표 수율을 달성할 때까지 계속하는 단계.

양태 1의 다양한 실시형태에서, 적어도 a) 및 b) 단계가 수행되고, 적어도a) 내지 c) 단계가 수행되거나, 또는 적어도 a) 내지 d) 단계가 수행된다.

양태 2:

상기 제1 혼화물이 상기 알룰로오스 시럽의 제1 부분과 건조 알룰로오스 결정을 배합하여 수득되는, 양태 1에 기재된 방법.

양태 3:

상기 제1 혼화물이 상기 알룰로오스 시럽의 제1 부분과 알룰로오스 결정 및 모액으로 이루어진 힐(heel)을 배합하여 수득되는, 양태 1에 기재된 방법.

양태 4:

상기 제1 혼화물 및 제2 혼화물이, d) 단계를 수행하는 경우, a) 및 d) 단계에서, 각각 0.02 내지 2 m/sec의 선단속도(tip speed)를 갖는 교반기를 사용하여 교반되는, 양태 1 내지 3중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 5:

a) 단계가, 상기 알룰로오스 시럽 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화 개시 후, 알룰로오스 시럽의 적어도 하나의 추가 부분과 상기 제1 혼화물을 배합하는 단계를 추가로 포함하는, 양태 1 내지 4중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 6:

상기 a) 단계에서의 상기 냉각은 상기 제1 혼화물의 온도를 초기의 온도 범위 이내로부터 제2 온도 범위 이내까지 저하시키는 단계 및 일정 시간 동안 상기 제2 온도 이내에서 상기 제1 혼화물의 온도를 유지하는 단계를 포함하는, 양태 1 내지 5중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 7:

d) 단계가 수행되고, d) 단계에서의 상기 냉각은 초기 온도 범위 이내로부터 제2 온도 범위 이내까지 상기 제2 혼화물의 온도를 저하시키는 단계 및 일정 시간 동안 상기 제2 온도 범위 이내로 상기 제2 혼화물의 온도를 유지하는 단계를 포함하는, 양태 1 내지 6중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 8:

상기 알룰로오스 시럽이 70 중량% 내지 95 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 또는 80 중량% 내지 85 중량%의 건조 고체 함량을 갖는, 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 9:

상기 알룰로오스 시럽이 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 또는 적어도 90%의 알룰로오스 순도를 갖는, 양태 2 내지 8중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 10:

상기 제1 백하의 상기 제1 부분에서 상기 제1 모액으로부터 알룰로오스 결정을 분리하는 추가 단계를 포함하는, 양태 1 내지 9중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 11:

상기 분리가 원심분리, 여과, 경사분리(decantation), 막분리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물리적 분리 방법에 의해 적어도 부분적으로 진행되는, 양태 10에 기재된 방법.

양태 12:

상기 제1 모액으로부터 분리된 알룰로오스 결정이 i) 물, 유기용매, 유기용매의 블렌드, 물과 유기용매(들)의 블렌드 또는 적어도 하나의 탄수화물(예를 들어, 알룰로오스)로 이루어진 수용액 중 적어도 하나로 세척하는 단계; ii) 건조하는 단계; 또는 이의 조합을 수행하는, 양태 10 또는 11에 기재된 방법.

양태 13:

b) 내지 d) 단계가 적어도 1회 실행 및 반복되는, 양태 1 내지 12중 어느 한 항에 기재된 방법.

양태 14:

a). i) 물 및 용해된 알룰로오스를 포함하는, 피드(feed) 시럽과, ii) 알룰로오스 결정을 포함하는 리사이클된(recycled) 백하 및 용해된 알룰로오스를 함유하는 리사이클된 백하 모액으로 이루어진, 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물(여기서 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 제1 결정화 온도 범위 이내로 냉각된 것임)을, 제1 단계 결정화 영역으로 통과시키는 단계로서, 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 교반되고, 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 상기 제1 결정화 온도 범위 이내로 유지되며, 상기 피드 시럽 및 리사이클된 백하 모액 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 개시하며, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제1 백하와 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제1 모액을 형성시키는 단계, 및 사전선택된 제1 목표 수율에 도달한 상기 제1 백하를 상기 제1 단계 결정화 영역에서 배출시키는 단계;

b). 임의적으로, 상기 제1 단계 결정화 영역에서 배출된 상기 제1 백하를 제2 결정화 온도 범위 이내로 냉각시키고, 상기 제1 백하를 제2 단계 결정화 영역으로 이송시키는 단계;

c). 임의적으로, 상기 제1 백하를 상기 제2 단계 결정화 영역으로 통과시키는 단계로서, 상기 제1 백하는 교반되고, 상기 제1 백하는 상기 제2 결정화 온도 범위 이내로 유지되며, 상기 제1 모액 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 개시하며, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제2 백하와 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제2 모액을 형성시키는 단계, 및 사전선택된 제2 목표 수율을 달성한 상기 제2 백하를 상기 제2 단계 결정화 영역에서 배출시키는 단계; 및

d). 임의적으로, b 및 c 단계를 적어도 1회 반복하여 알룰로오스 결정을 포함하는 최종 백하 및 최종 모액을 수득하는 단계.

양태 14의 다양한 실시형태에서, 적어도 a) 및 b) 단계가 수행되고, 적어도 a) 내지 c) 단계가 수행되거나, 또는 적어도 a) 내지 d) 단계가 수행된다.

양태 15:

a) 내지 d) 단계가 수행되고, 상기 최종 백하의 적어도 일부분 내의 상기 알룰로오스 결정과 상기 최종 모액을 분리하는 추가 단계를 포함하는, 양태 14에 기재된 방법.

양태 16:

a) 내지 d) 단계가 수행되고, 상기 최종 백하의 일부분은 상기 리사이클된 백하로서 사용되는, 양태 14 또는 15에 기재된 방법.

양태 17:

상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물이, 혼합 용기 내에서 상기 피드 시럽과, 알룰로오스 결정으로 이루어진 상기 리사이클된 백하 및 용해된 알룰로오스를 함유하는 리사이클된 백하 모액을 혼합하여 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물을 제공하는 단계 및 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물을 상기 혼합 용기로부터 상기 제1 단계 결정화 영역으로 이송하는 단계에 의해 수득되는, 양태 14 내지 16 중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 18:

상기 제1 혼화물과 제2 혼화물이, c) 단계가 실행되면, a) 및 c) 단계에서, 각각 0.02 내지 2 m/sec의 선단속도를 갖는 교반기를 사용하여 교반되는, 양태 14 내지 17중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 19:

상기 알룰로오스 시럽이 70 중량% 내지 95 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 또는 80 중량% 내지 85 중량%의 건조 고체 함량을 갖는, 양태 14 내지 18중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 20:

상기 알룰로오스 시럽이 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 또는 적어도 90%의 알룰로오스 순도를 갖는, 양태 14 내지 19 중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 21:

상기 분리가 원심분리, 여과, 경사분리, 막분리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물리적 분리 방법에 의해 적어도 부분적으로 진행되는, 양태 15에 기재된 방법.

양태 22:

상기 최종 모액으로부터 분리된 알룰로오스 결정이 i) 물, 유기용매, 유기용매의 블렌드, 물과 유기용매(들)의 블렌드 또는 적어도 하나의 탄수화물(예를 들어, 알룰로오스)로 이루어진 수용액 중 적어도 하나로 세척하는 단계; ii) 건조하는 단계; 또는 이의 조합을 수행하는, 양태 15 또는 21에 기재된 방법.

양태 23:

상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물이 플러그 플로우(plug flow) 방식으로 상기 제1 단계 결정화 영역을 통과하고 및/또는, b)와 c) 단계를 수행하는 경우, 상기 제1 백하는 플러그 플로우 방식으로 상기 제2 단계 결정화 영역을 통과하는, 양태 14 내지 22 중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 24:

본 방법이 연속적으로 수행되는, 양태 1 내지 23중 어느 하나에 기재된 방법.

양태 25:

양태 1 내지 24 중 어느 하나의 방법에 따라 수득된, 알룰로오스 결정.

양태 26:

양태 25에 따른 알룰로오스 결정 및 알룰로오스 결정 이외의 적어도 하나의 추가 성분으로 이루어지거나 또는 이를 사용하여 제조된, 소비재 제품.

양태 27:

양태 25에 따른 알룰로오스 결정을 사용하는 단계를 포함하는, 소비재 제품을 제조하는 방법.

양태 28:

양태 1 내지 24중 어느 하나의 방법에 따라 수득된, 모액.

양태 29:

상기 모액이 인간 또는 동물에 의해 소비가능한 제품으로서 또는 인간 또는 동물에 의해 소비가능한 제형화된 제품에서의 일 성분으로서 사용하기에 적합한 것인, 양태 28에 기재된 모액.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 결정화 시스템 및 공정을 도식화한 형태로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 알룰로오스 결정을 함유하는 백하의 현미경 사진이다.

본 발명의 특정 실시형태에 대한 상세한 설명

알룰로오스 시럽

본 발명은 결정화 공정을 위한 출발 물질로서 적어도 하나의 알룰로오스 시럽을 이용하며, 여기서 상기 시럽 내에 용해 형태로 존재하는 알룰로오스는 결정성 형태로 전환된다. 알룰로오스 시럽을 수득하는 방법은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있고, 예를 들어, 하기 특허문헌에 기재되어 있으며, 각각의 개시 내용은 모든 목적을 위한 참조로 그 전체로서 본 명세서에 포함된다: WO 2016/135458; US 2015/0210996; US 5,411,880; US 8,735,106; 및 US 8,030,035.

예를 들어, 알룰로오스 시럽은 프룩토오스의 적어도 일부를 알룰로오스로 전환시키기에 유효한 조건 하에서 프룩토오스 수용액과 알룰로오스 (D-프시코스) 에피머라제(epimerase) 효소를 접촉시키는 단계, 수득된 반응 생성물을 정제한 다음, 상기 정제된 반응 생성물을 원하는 건조 고체 함량으로 농축시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다. 정제 단계는 탈단백처리(deproteination), 탈색(탈색제(들) 처리), 제염, 이온 교환 크로마토그래피(음이온 교환 수지, 양이온 교환 수지 등과 같은 하나 이상의 이온 교환 수지를 사용함), 컬럼 크로마토그래피, 분획(fractionation) 등과 같은 하나 이상의 기법을 사용하여 상기 반응 생성물로부터 불순물을 제거하는 것을 포함할 수 있다.

알룰로오스 시럽은, 아래에 더 상세히 기재되어 있듯이, 이 시럽이 시드 결정의 존재 하에 냉각될 때, 알룰로오스를 결정화시키는 데 충분히 효과적인 건조 고체 함량을 가져야 한다. 예를 들어, 다양한 실시형태에서, 상기 알룰로오스 시럽의 건조 고체 함량은 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량% 또는 적어도 80 중량%일 수 있다. 그러나, 상기 알룰로오스의 건조 고체 함량은, 시드 결정의 도입에 의해 결정화가 개시되기 이전에 시럽이 유지되는 온도에서 상기 시럽이 시드 결정 없이 자유-유동성 용액으로 존재하도록, 충분히 낮은 것이 일반적으로 바람직할 것이다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 상기 알룰로오스 시럽은 90%를 초과하지 않거나 85%를 초과하지 않는 건조 고체 함량을 갖는다. 요망되는 건조 고체 함량은 알룰로오스 희석 용액이 증발 또는 농축 과정을 거치게 하여 달성될 수 있는데, 이 과정에서 휘발성분(예를들어, 물)은 상기 용액에서 제거되고, 더 농축된 시럽만 남게 된다. 상기 증발/농축 조건은 알룰로오스가 변성되는 정도를 최소화 또는 감소하도록 선택하는 것이 유리할 수 있고; 예를 들어, 비교적 낮은 증발 온도가 채용될 수 있다.

알룰로오스 시럽의 순도는 다양할 수 있으나, 통상적으로 알룰로오스가 알룰로오스 시럽내에 존재하는 비휘발성 물질의 대부분(중량으로)을 차지하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 시럽의 알룰로오스 순도는, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량% 또는 적어도 90 중량%일 수 있다. 알룰로오스 시럽에 대해 본 명세서에서 사용된 용어 "알룰로오스 순도"는 상기 시럽 중의 건조 고체의 총중량을 기준으로, 상기 시럽 중의 알룰로오스의 중량 퍼센트를 의미한다.

알룰로오스의 시드 결정

본 발명은 용액으로부터 추가의 알룰로오스의 결정화의 개시를 촉진하는 것을 보조하기 위해 알룰로오스의 시드 결정을 채용한다(예들들어, 알룰로오스 시럽, 모액, 또는 이와 유사한 것 중에서 이전에 용액으로 존재했었던 알룰로오스 함유 고체 결정의 형태). 특정 실시형태에서, 알룰로오스 시드 결정은 건조 형태(예를 들어, 이전에 실행된 결정화에서 회수된 알룰로오스의 건조 결정) 및/또는 알룰로오스 결정 및 모액으로 이루어진 백하의 일부분과 같은, 힐의 형태로 존재한다. 알룰로오스 시드 결정의 정확한 양은 특별히 중요한 것으로 여겨지지는 않지만, 예를 들어, 결정화 용기 또는 결정화 영역에 존재하는 알룰로오스 총량의 약 0.1 내지 약 5%를 차지하는 양으로 사용될 수 있는데, 이에 대해서는 아래에서 더 상세하게 기술될 것이다. 일반적으로 말해서, 비교적 높은 순도의 알룰로오스 시드 결정을 사용하는 것이 바람직하고; 예를 들어, 알룰로오스 시드 결정은, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 적어도 90%, 적어도 95% 또는 적어도 99 중량%의 알룰로오스 순도를 가질 수 있다. 알룰로오스 결정에 대해 본 명세서에 사용된 용어 "알룰로오스 순도"는 결정 내 건조 고체의 총중량을 기준으로, 결정 내 알룰로오스의 중량 퍼센트를 의미한다.

결정화 공정의 다양한 예시적 실시형태에 대한 설명

본 발명의 일 실시형태에서, 알룰로오스의 회분(batch) 결정화는 교반기를 장착한 자켓식(jacketed) 용기 내에서, 백하 온도를 낮추고 그로 인해 결정화를 유도하기 위해 상기 자켓 내의 냉각 매체(예를 들어, 물 또는 기타 열전달 액체)의 온도를 저하시킴으로써 실행될 수 있다. 하기 일련의 단계가 실행될 수 있다:

1. 용기를 적당한 알룰로오스 시럽으로 부분적으로 충진한다.

2. 냉각 매체의 온도를 원하는 초기 온도로 설정한다.

3. 교반기를 작동시키고 요망되는 선단속도를 제공하기에 유효한 RPM으로 설정한다.

4. 용기 내 알룰로오스 시럽의 온도를 냉각 매체의 온도를 적절히 변화시켜, 원하는 온도로 낮춘다.

5. 원하는 량의 시드 결정 (예를들어, 건조 시드 결정)을 용기에 첨가한다 (이 첨가는 알룰로오스 시럽이 단계 2에서 설정한 온도에 도달하는 시간 전에 실행될 수 있다).

6. 적절한 교반기 선단속도를 사용하여, 시드 결정과 알룰로오스 시럽을 혼합한다. 교반기 선단속도는 시드 결정뿐 아니라 결정화 도중에 뒤이어 형성되는 알룰로오스 결정의 파손을 최소화하거나 이를 회피하도록 선택될 수 있다. 특정 실시형태에서, 교반기 선단속도는 뒤이은 결정화 단계(들)을 진행할 때 보다 시드 결정과 알룰로오스 시럽과의 초기 혼합을 진행할 때에 더 빠르다.

7. 이어서 알룰로오스 시럽/시드 결정 혼화물의 온도를 알룰로오스 시럽 내 용해된 알룰로오스의 일부분의 결정화를 달성하기에 효과적인 원하는 온도로 저하시킨다. 이 온도는, 예를들어, 시럽 내 알룰로오스의 농도에 따라 달라질 수 있으나, 통상적으로 약 40℃를 초과하지 않고 약 0℃ 보다 더 낮지 않을 것이다.

8. 결정화는, 적당한 교반도로, 알룰로오스 결정의 원하는 수율이 달성될 때까지(이것은 용기에서 샘플을 주기적으로 채취하고 모액의 건조 고체 함량을 측정하여 확인할 수 있음) 계속하는 것이 가능하다.

9. 알룰로오스 결정의 원하는 수율을 달성하기 위해, 백하의 온도는, 연속적으로 또는 하나 이상의 단계에서, 계속적으로 저하될 수 있다.

10. 일단 알룰로오스 결정의 원하는 수율이 충족되면, 백하를 추가의 알룰로오스 시럽(예를 들어, 용기를 채우는) 부분과 배합한다. 이어서 7 내지 9 단계를 반복한다.

11. 용기 내로 상기 추가의 알룰로오스 시럽 부분을 도입한 후 일단 알룰로오스 결정의 원하는 수율이 달성되면, 백하의 잔여 부분은 후속 배치의 백하를 위한 시드 결정의 공급원으로서 역할을 하도록 하기 위해 용기 내에 유지하면서, 백하의 일부분(예를 들어, 대략 1/4 내지 3/4)을 용기에서 덜어 낸다. 이런 방식으로, 다수 배치의 백하를 제조할 수 있다.

12. 용기에서 덜어 낸 백하의 일부분(들)은, 원심분리, 여과, 경사분리, 막분리 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물리적 분리 방법에 의해 모액으로부터 알룰로오스 결정을 분리한 다음, 상기 분리된 알룰로오스 결정을 세척 및/또는 건조하는 단계와 같은, 하나 이상의 요망되는 가공 단계들을 행할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시형태에서, 결정화는 복수의 단계(예를 들어, 3 또는 4 단계)를 포함하는 연속 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 공정은 도 1에 도식적 형태로 나타나 있고 또 아래에 더 상세히 설명한 시스템을 사용하여 진행될 수 있다.

적당한 순도의 알룰로오스 시럽이 관(1)을 통해 증발기(2)로 도입되고, 이 증발기에서 시럽의 건조 고체 함량은 원하는 수준으로 증가된다. 그 후 알룰로오스 시럽은 관(4)을 통해 (펌프(3)를 이용하여) 알룰로오스 시럽 피드 수용 탱크(5)로 펌핑된다. 탱크(5)로부터, 알룰로오스 시럽은 관(7)을 통해 (펌프(6)을 이용하여) 펌핑되고 열교환기(8) 내로 도입되며, 이 열교환기에서 알룰로오스 시럽의 온도는 관(9)을 통해 믹스 탱크(10)에 공급되기 전에 원하는 값으로 조정된다. 믹스 탱크(10)에서, 알룰로오스 시럽은, 관(25)을 이용하여 믹스 탱크(10)에 공급되는, 결정화 영역(22)으로부터의 백하와 함께 격렬히 혼합하면서 배합한다. 알룰로오스 시럽과 백하의 혼화물(시드 결정의 공급원으로서 역할함)은 믹스 탱크(10)로부터 배출되고 결정화 영역(12) 내로 도입된다. 결정화 영역(12)은 교반기가 장착된 적당한 탱크 또는 다른 용기 내부에 있을 수 있다. 당해 기술분야에 공지된 유형의 임의의 교반기가 사용될 수 있고; 특히, 교반기는 결정화 공정에서 사용될 수 있는 용액/시드 결정 혼합물을 교반하는 데 유용한 것으로 인식되어 있는 임의의 유형의 기계 장치일 수 있다. 일 실시형태에서, 결정화 영역 내의 교반기는 그것의 교반 효과를 수평적으로 야기할 수 있지만 수직적으로는 야기할 수 없다. 결정화 도중에 형성되는 난류 및 결정의 파괴/파손을 방지 또는 감소시키기 위해, 교반은 저속으로 진행되는 것이 바람직할 수 있다. 교반기는 결정화 영역(12)을 구성하는 용기의 벽(들) 및/또는 바닥에 알룰로오스 결정이 들러붙는 것을 방지하도록 배열 및 작동될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 알룰로오스 시럽 및 백하의 혼화물은 결정화 영역(12) 내에서 농축을 수행하지 않는다. 알룰로오스 시럽/백하 혼화물은, 플러그 플로우 방식으로 결정화 영역(12)을 통해 이동할 수 있고, 이때 교반기의 선단속도는 액체상 혼화물 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 촉진하고, 또 원하는 크기와 형상의 알룰로오스 결정을 생성하기 위해 적절하게 조정된다. 일 실시형태에서, 공정 파라미터는 알룰로오스 시럽/백하 혼화물이, 강하식 연속 흐름으로, 결정화 영역(12)을 포함하는 용기를 통과하도록 제어된다. 결정화 영역(12)을 통과하는 혼화물의 유속 및 그에 따른 결정화 영역(12)에서 혼화물의 체류시간은 관(14)을 통해 결정화 영역(12)으로부터 이탈하는 혼화물이 알룰로오스 결정의 원하는 함량을 갖도록 제어된다 (즉, 알룰로오스 결정의 원하는 수율은 혼화물이 결정화 영역(12)에서 배출되는 시간에 의해 달성된다). 일 실시형태에서, 알룰로오스 시럽/백하 혼화물의 온도는 혼화물이 결정화 영역(12)을 통과할 때 일정하게 또는 본질적으로 일정하게 유지된다. 예를 들어, 결정화 영역(12) 내로 도입되는 시점에서의 혼화물 온도가 결정화 영역(12)으로부터 이탈하거나 또는 이로부터 배출되는 시점에서의 혼화물 온도와 5℃ 미만, 4℃ 미만, 3℃ 미만, 2℃ 미만 또는 1℃ 미만으로 차이 나도록 혼화물의 온도가 제어될 수 있다.

결정화 영역(12)으로부터 수득된 백하는 열교환기(15)를 사용하여 원하는 온도로 추가로 냉각되고 (예를 들어, 백하가 결정화 영역(12)으로부터 이탈할 때의 온도 보다 약 1℃ 내지 약 10℃ 더 낮을 수 있음), 관(16)을 통해 결정화 영역(17)으로 도입된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 결정화 영역(12)으로부터 수득된 백하는 결정화 영역(17) 내로 도입되기 전 또는 후에 농축을 수행하지 않는다. 결정화 영역(17)은 교반기가 장착된 적당한 탱크 또는 다른 용기 내부에 있을 수 있다. 백하는 플러그 플로우 방식으로 결정화 영역(17)을 통해 이동할 수 있고, 이때 교반기의 선단속도는 백하의 액체상(모액)에 여전히 용해되어 있는 알룰로오스의 결정화를 촉진하도록 적절히 조정된다. 결정화 영역(17)을 통과하는 혼화물의 유속 및 그에 따른 결정화 영역(17) 내 혼화물의 체류시간은 관(18)을 통해 결정화 영역(17)으로부터 이탈하는 혼화물이 알룰로오스 결정의 원하는 함량(즉, 알룰로오스 결정의 원하는 수율은 혼화물이 결정화 영역(17)으로부터 배출되는 시간에 의해 달성됨)을 갖도록 제어되는데, 알룰로오스 결정의 원하는 함량은 결정화 영역(12)으로부터 배출되는 백하의 함량 보다 더 높다. 결정화 영역(17)에서의 백하는, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 농축을 수행하지 않는다.

결정화 영역(17)으로부터 수득된 백하는 열교환기(20)를 사용하여 원하는 온도로 추가로 냉각되고(예를 들어, 백하가 결정화 영역(17)으로부터 이탈할 때의 온도 보다 약 1℃ 내지 약 10℃ 더 낮을 수 있음), 관(21)을 통해 결정화 영역(22)으로 도입된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 결정화 영역(17)으로부터 수득된 백하는 결정화 영역(22) 내로 도입되기 전 또는 후에 농축을 수행하지 않는다. 결정화 영역(22)은 교반기가 장착된 적당한 탱크 또는 다른 용기 내부에 있을 수 있다. 백하는 플러그 플로우 방식으로 결정화 영역(22)을 통해 이동할 수 있고, 이때 교반기의 선단속도는 백하의 액체상(모액)에 여전히 용해되어 있는 알룰로오스의 결정화를 촉진하도록 적절히 조정된다. 결정화 영역(22)을 통과하는 혼화물의 유속 및 그에 따른 결정화 영역(22) 내 혼화물의 체류시간은 관(23)을 통해 결정화 영역(22)으로부터 이탈하는 혼화물이 알룰로오스 결정의 원하는 함량(즉, 알룰로오스 결정의 원하는 수율은 혼화물이 결정화 영역(22)으로부터 배출되는 시간에 의해 달성됨)을 갖도록 제어되는데, 알룰로오스 결정의 원하는 함량은 결정화 영역(17)으로부터 배출되는 백하의 함량 보다 더 높다. 결정화 영역(22) 내의 백하는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 농축을 수행하지 않는다.

그와 같이 원하는 경우, 결정화 영역(12, 17 및 22)의 방식과 유사한 방식으로 작동하는, 하나 이상의 추가의 결정화 영역(미도시)이 도입될 수 있고, 이 영역에서 결정화 영역(22)을 이탈하는 백하는 냉각 및 결정화를 추가로 행하게 된다. 본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 그러한 추가 공정은 백하의 임의의 농축 없이 진행된다.

일단 알룰로오스 결정의 원하는 최종 목표 수율을 갖는 백하가 제조되고 나면, 이것의 일부는 재순환되고 상술한 시드 결정의 공급원으로서 이용될 수 있으며(관(25)을 통해 믹스 탱크(10)로 운반됨), 잔여 부분은 열교환기(27)를 통과하여 관(28)을 통해 백하 수용탱크(29)로 공급될 수 있다. 백하 수용탱크(29)로부터의 백하는 원심분리(30)를 이용하여 모액으로부터 알룰로오스 결정의 분리를 행할 수 있고, 그 후 얻어진 알룰로오스 결정의 케이크는 로터리 건조기(31)에서 건조되기 전에 세척된다.

일반적으로 말하면, 높은 알룰로오스 결정 농도는 높은 점도를 갖고, 또 결과적으로 추가 공정을 곤란하게 하는 백하를 초래하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 최종 백하(즉, 백하의 모액 성분으로부터의 분리를 포함하는, 알룰로오스 결정이 회수되게 될 백하)가 과도하게 높은 알룰로오스 결정 함량을 갖지 않도록 결정화 조건을 제어하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 최종 백하 내 알룰로오스 결정의 수율은 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하 또는45% 이하이다. 이와 동시에, 제조원가를 감소시키기 위해 최종 백하에서 달성되는 알룰로오스 결정 수율은 충분히 높은 것이 바람직하다. 따라서, 다양한 실시형태에서, 최종 백하 내 알룰로오스 결정의 수율은 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35% 또는 적어도 40%이다.

본 발명의 다양한 실시형태에 따라 알룰로오스 결정으로부터 분리된 모액(들)은 다른 방식으로 추가로 가공되고 및/또는 사용될 수 있다. 예를 들어, 분리 단계에서 회수된 모액은 소비재 제품을 제조하거나 제형화하는 데 있어 알룰로오스 공급원으로서 있는 그대로 (예를 들어, 용액 또는 시럽 형태로) 간단히 사용될 수 있다. 그와 같이 원하는 경우, 모액은 농축(증발) 및/또는 (흡착제 또는 이와 유사한 것을 사용하여) 불순물을 제거하기 위한 처리와 같은 하나 이상의 가공 단계를 수행할 수 있다. 추가로 다른 실시형태에서, 회수된 모액은 본 명세서 기재된 유형의 결정화 공정으로 복귀되어 재순환되고, 그리하여 알룰로오스 시럽 출발 물질의 (전체 또는 일부) 공급원으로서 작용할 수 있다. 이러한 재순환 전에, 모액은 농축 및/또는 정제와 같은 하나 이상의 가공 단계를 수행할 수 있다.

알룰로오스 결정의 추가 가공

본 발명의 다양한 실시형태에서, 본 방법은 하나 이상의 추가 단계를 포함할 수 있는데, 상기 단계에서, 원심분리, 여과, 경사분리, 막분리 또는 기타 그러한 물리적 분리 방법에 의해 백하의 모액 부분으로부터의 분리 후에, 백하 내에 존재하는 알룰로오스 결정이 추가 가공을 거치게 된다. 예를 들어, 모액에서 분리된 알룰로오스 결정은 일반적으로 결정의 외부 표면 상에 약간량의 모액을 갖는다. 모액은 일반적으로 약간의 불순물(알룰로오스 이외의 물질)을 함유하기 때문에, 회수된 결정의 순도는, 분리된 알룰로오스 결정이, 이 결정을 세척하기 위해 1 부피 이상의 적당한 액체가 사용되는, 하나 이상의 세척 단계를 수행함으로써 개선될 수 있다. 세척 단계(들)은, 세척액을 알룰로오스 결정의 층(bed)을 통해 통과시키거나, 또는 분리된 알룰로오스 결정을 소정 부피의 세척액에서 슬러리화한 후, 이 슬러리를 세척액으로부터 세척된 알룰로오스 결정을 회수하기 위해 원심분리, 경사분리, 막분리 및/또는 여과와 같은 물리적 분리 단계를 수행하는 것과 같은, 당해 기술분야에 공지된 기법을 사용하여 임의의 적당한 방식으로 수행될 수 있다. 물, 유기용매(예를들어, 에탄올과 같은, 알코올), 물과 하나 이상의 유기 용매의 블렌드, 둘 이상의 유기 용매의 블렌드, 및/또는 적어도 하나의 탄수화물(예컨대, 알룰로오스)로 이루어진 수용액과 같은, 임의의 적당한 세척액이 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 알룰로오스 결정은 알룰로오스 시럽 또는 심지어 세척되는 결정 내에 초기에 존재하는 잔여 모액의 순도 보다 (알룰로오스에 대해) 더 높은 순도를 갖는 회수된 모액으로 세척된다.

백하의 모액으로부터 분리된 알룰로오스 결정은 결정의 수분 함량을 낮추기 위해 건조 단계를 행할 수 있다. 건조 단계는, 예를 들어, 세척 단계 또는 일련의 세척 단계 이후에 진행될 수 있다. 결정의 건조는 유동층 건조기, 로터리 건조기, 진공 건조기 또는 기타 그러한 장치에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 건조 단계에서, 알룰로오스 결정은 약 20분 내지 약 24시간, 더 바람직하게는 약 20분 내지 약 6시간에 걸쳐, 대략 최고 100℃, 바람직하게는 80℃를 초과하지 않는 공기 온도를 사용하여 건조될 수 있다.

본 발명은 종래 공지된 알룰로오스 결정화 공정과 비교하여, (더 양호한 장비 활용으로 인해) 더 낮은 제조 원가로, 비교적 큰, 건조된, 자유-유동 알룰로오스 결정을 제조할 수 있다. 이러한 더 큰 결정은 흔히 가루 또는 솜털처럼 보이는 작은 알룰로오스 결정 보다 더 양호한 외관을 가진다. 더 큰 결정은 더 적은 미립체(fines)을 갖고, 이는 결국 더스팅(dusting)을 낮추게 된다. 미립체(즉, 작은 결정)는 거대 결정들 사이의 공간을 채울 수 있는데, 아마도 빈약한 유동 특성뿐만 아니라 고결화(caking) 문제를 야기시키게 된다. 또한, 작은 알룰로오스 결정은 큰 결정과 비교해 훨씬 더 큰 표면적을 가지고; 이는 고결화에도 기여할 수 있는, 더 빠른 수분 흡수를 초래한다. 본 발명을 사용하여 경제적으로 제조될 수 있는 유형의 건조된, 자유-유동성 알룰로오스 결정은 특별한 취급 장비의 필요 없이 고객(예를 들어, 식품 제조업체)에 의한 취급이 가능하다.

본 발명에 따른 공정은, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 예를 들어, 적어도 100 마이크론, 적어도 150 마이크론, 적어도 200 마이크론, 또는 적어도 250 마이크론 또는 훨씬 더 큰(예를 들어, 250 내지 350 마이크론)의 평균 입자 크기를 갖는 알룰로오스 결정 제품을 제조할 수 있다. 평균 입자 크기는 베크만 쿨터(Beckman Coulter)사에 의해 제조된 LS 13 320 모델과 같은, 레이저회절입도분석기를 사용하여 결정될 수 있다. 본 발명의 특정 양태에 따라, 수득된 알룰로오스 결정 생성물의 25% 이하는 그 크기가 75 마이크론 보다 더 적다.

본 발명은 상기 알룰로오스 결정이 바늘 또는 플랫 시트의 형상보다는, 명확히 정의된 3차원 형상을 가지는 바람직한 형태을 갖는 알룰로오스 결정을 수득하기 위해 실시될 수 있다. 도 2는 그러한 바람직한 형태를 갖는 백하 내 알룰로오스 결정의 현미경사진 이미지이다.

본 발명의 적어도 특정 실시형태에 따라 제조된 알룰로오스 결정은, 예를 들어, 30 lb/ft³ 초과, 더 바람직하게는 35 lb/ft³초과의 벌크(bulk) 밀도를 갖는 것이 유리할 수 있다.

알룰로오스 결정의 용도

본 발명의 방법에 의해 제조된 알룰로오스 결정은 인간 및/또는 동물 소비용 제품에 사용될 수 있다. 이러한 용도는 낮은 수분 함량을 갖는 제품에 특히 유익하다. 일부 실시형태에서, 제품은 식품, 음료 제품, 의약품, 영양 제품, 스포츠 제품, 또는 화장품일 수 있다. 예를 들어, 제품이 식품인 경우, 이 식품은 과자 제품(초콜릿 제품 포함), 디저트 제품, 시리얼 제품, 구이 제품, 냉동 유제품(예를들어, 아이스크림), 육류, 유제품(예를들어, 요구르트), 조미료, 스낵바, 에너지바, 영양바, 스프, 드레싱, 믹스, 조리된 식품, 베이비 푸드, 다이어트 제조물, 시럽, 식품 코팅, 건조 과일, 소스, 그레이비(gravies), 및 잼/젤리로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 식품은 제품의 표면에 형성된 코팅 또는 프로스팅(frosting)의 형태로 본 발명의 방법에 의해 제조된 알룰로오스 결정을 포함할 수 있다. 또는, 제품이 음료 제품인 경우, 이 음료 제품은 탄산음료, 무탄산 음료, 과일향 음료, 과일 주스, 차, 우유, 커피 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 알룰로오스 결정을 함유하는 식품은 또한 식탁용 감미료일 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 알룰로오스 결정은, 당해 기술분야에 공지된 임의의 식품 및 음료 성분들을 포함하는, 하나 이상의 다른 식품 또는 음료 성분과 조합하여 사용될 수 있다. 그러한 추가의 식품 및 음료 성분은, 이로만 한정되는 것은 아니지만, 알룰로오스 이외의 향료, 착색제, 감미료 (수크로스, 프룩토오스, 알로스, 타가토스 및 기타 희귀 탄수화물과 같은 기타 탄수화물, 수크랄로스, 아세설팜K, 사카린, 아스파탐 등과 같은 고효능 합성 감미료, 스테비아 및 나한과 추출물 감미료 및 그 안에 존재하는 테르펜 배당체(예컨대, 레바우디오사이드 A, 레바우디오사이드 B, 레바우디오사이드 C, 레바우디오사이드 D, 레바우디오사이드 E, 레바우디오사이드 F, 레바우디오사이드 G, 레바우디오사이드 H, 레바우디오사이드 I, 레바우디오사이드 J, 레바우디오사이드 K, 레바우디오사이드 L, 레바우디오사이드 M (레바우디오사이드 X로도 알려져 있음), 레바우디오사이드 N, 레바우디오사이드 O, 스테비오사이드, 스테비올모노사이드, 스테비올바이오사이드, 둘코사이드 A, 둘코사이드 B, 루부소사이드, 글리코실화(glycosylated) 스테비올 배당체, 효소-개질된 스테비올 배당체, 모그로사이드 II A, 모그로사이드 II B, 7-옥소모그로사이드 II E, 11-옥소모그로사이드 A, 모그로사이드 III A₂, 11-데옥시모그로사이드 III, 11-옥시모그로사이드 IV A, 7-옥소모그로사이드 V, 11-옥소모그로사이드 V, 모그로사이드 V, 모그로사이드 VI 및 이와 유사한 것 및 이의 조합을 포함하나, 이로만 한정되지 않는, 스테비올 배당체 및 모그로사이드)와 같은 고효능 천연 감미료, 식이 섬유(가용성 옥수수 섬유 및 폴리덱스트로스와 같은 가용성 식이 섬유 포함), 산미료, 물 등을 포함한다. 알룰로오스 결정은 건조된 형태의 그러한 기타 성분과 혼합되거나 블렌딩될 수 있다. 다른 실시형태에서, 알룰로오스 결정은 하나 이상의 다른 성분으로 코팅될 수 있고; 예를 들어, (고효능 감미료, 고효능 감미료, 및/또는 하나 이상의 다른 탄수화물의 조합 등) 하나 이상의 다른 성분을 함유하는 용액이, 분무 또는 기타 그러한 절차에 의해 알룰로오스 결정에 도포한 후 건조될 수 있다.

Claims

하기 단계를 포함하는, 알룰로오스 결정의 제조 방법:
a) 알룰로오스 시럽의 제1 부분과 알룰로오스 시드 결정으로 이루어진 제1 혼화물을 냉각 및 교반하는 단계 및 상기 알룰로오스 시럽 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화가 개시되고, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제1 백하와 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제1 모액을 형성시키는 단계로서, 상기 냉각 및 교반은 알룰로오스 결정이 사전선택된 제1 목표 수율을 달성할 때까지 계속하는 단계;
b) 임의선택적으로, 상기 제1 백하를 제1 부분 및 제2 부분으로 분리하는 단계;
c) 임의선택적으로, 알룰로오스 시럽의 제2 부분과 상기 제1 백하의 상기 제2 부분을 배합하여 제2 혼화물을 형성하는 단계; 및
d) 임의선택적으로, 상기 제2 혼화물을 냉각 및 교반하는 단계 및 알룰로오스 시럽의 상기 제2 부분 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화을 개시하고, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제2 백하 및 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제2 모액을 형성시키는 단계로서, 상기 냉각 및 교반은 알룰로오스 결정이 사전선택된 제2 목표 수율을 달성할 때까지 계속하는 단계.
제1항에 있어서, 적어도 a) 및 b) 단계가 수행되는, 방법.
제1항에 있어서, 적어도 a), b) 및 c) 단계가 수행되는, 방법.
제1항에 있어서, 적어도 a), b), c) 및 d) 단계가 수행되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 혼화물은 상기 알룰로오스 시럽의 제1 부분 및 건조 알룰로오스 결정을 배합하여 수득되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 혼화물은 상기 알룰로오스 시럽의 제1 부분 및 알룰로오스 결정과 모액으로 이루어진 힐을 배합하여 수득되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 혼화물 및 제2 혼화물은, d) 단계가 실행되면, a) 및 d) 단계에서, 각각 0.02 내지 2 m/sec의 선단속도를 갖는 교반기를 사용하여, 교반되는, 방법.
제1항에 있어서, a) 단계는, 상기 알룰로오스 시럽 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화의 개시 이후에, 알룰로오스 시럽의 적어도 하나의 추가 부분과 상기 제1 혼화물을 배합하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 상기 냉각은 상기 제1 혼화물의 온도를 초기 온도 범위 이내로부터 제2 온도 범위 이내까지 저하시키는 단계 및 상기 제1 혼화물의 온도를 일정 시간 동안 상기 제2 온도 범위 이내로 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, a) 내지 d) 단계가 수행되고, d) 단계에서의 냉각은 상기 제2 혼화물의 온도를 초기 온도 범위 이내로부터 제2 온도 범위 이내까지 저하시키는 단계 및 상기 제2 혼화물의 온도를 일정 시간 동안 상기 제2 온도 범위로 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 알룰로오스 시럽은 70% 내지 95 중량%, 75% 내지 90 중량%, 또는 80% 내지 85 중량%의 건조 고체 함량을 갖는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 알룰로오스 시럽은 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 또는 적어도 90%의 알룰로오스 순도를 갖는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 백하의 상기 제1 부분에서 상기 제1 모액으로부터 알룰로오스 결정을 분리하는 추가의 단계를 포함하는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 분리는 원심분리, 여과, 경사분리, 막분리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물리적 분리 방법에 의해 적어도 부분적으로 수행되는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 모액으로부터 분리된 알룰로오스 결정은 i) 물, 유기용매, 유기용매의 블렌드, 물과 유기용매(들)의 블렌드 또는 적어도 하나의 탄수화물로 이루어진 수용액 중 적어도 하나로 세척하는 단계; ii) 건조하는 단계; 또는 이의 조합을 수행하는, 방법.
제1항에 있어서, b) 내지 d) 단계가 수행되고, 적어도 1회 반복되는, 방법.
하기 단계를 포함하는, 알룰로오스 결정의 제조 방법:
a). i) 물 및 용해된 알룰로오스를 포함하는, 피드 시럽, 및 ii) 알룰로오스 결정을 포함하는 리사이클된 백하 및 용해된 알룰로오스를 함유하는 리사이클된 백하 모액으로 이루어진, 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물(여기서 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 제1 결정화 온도 범위 이내로 냉각된 것임)을, 제1 단계 결정화 영역으로 통과시키는 단계로서, 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 교반되고, 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 상기 제1 결정화 온도 범위 이내로 유지되며, 상기 피드 시럽 및 리사이클된 백하 모액 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 개시하며, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제1 백하 및 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제1 모액을 형성시키는 단계, 및 사전선택된 제1 목표 수율에 도달한 상기 제1 백하를 상기 제1 단계 결정화 영역에서 배출시키는 단계;
b). 임의선택적으로, 상기 제1 단계 결정화 영역에서 배출된 상기 제1 백하를 제2 결정화 온도 범위 이내로 냉각시키고, 상기 제1 백하를 제2 단계 결정화 영역으로 이송시키는 단계;
c). 임의선택적으로, 상기 제1 백하를 상기 제2 단계 결정화 영역으로 통과시키는 단계로서, 상기 제1 백하는 교반되고, 상기 제1 백하는 상기 제2 결정화 온도 범위 이내로 유지되며, 상기 제1 모액 내에서 용해된 알룰로오스의 결정화를 개시하며, 그로 인해 알룰로오스 결정을 포함하는 제2 백하 및 용해된 잔여 알룰로오스를 함유하는 제2 모액을 형성시키는 단계, 및 사전선택된 제2 목표 수율을 달성한 상기 제2 백하를 상기 제2 단계 결정화 영역에서 배출시키는 단계; 및
d). 임의선택적으로, b 및 c 단계를 적어도 1회 반복하여 알룰로오스 결정을 포함하는 최종 백하 및 최종 모액을 수득하는 단계.
제17항에 있어서, 적어도 a) 및 b) 단계가 수행되는, 방법.
제17항에 있어서, 적어도 a), b) 및 c) 단계가 수행되는, 방법.
제17항에 있어서, 적어도 a), b), c) 및 d) 단계가 수행되는, 방법.
제17항에 있어서, a) 내지 d) 단계가 수행되고, 상기 최종 백하의 적어도 일부분 중의 상기 알룰로오스 결정과 상기 모액을 분리하는 추가의 단계를 포함하는, 방법.
제17항에 있어서, a) 내지 d) 단계가 수행되고, 상기 최종 백하의 일부분이 상기 리사이클된 백하로서 사용되는, 방법.
제17항에 있어서, 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물이, 혼합 용기 내에서 상기 피드 시럽과, 알룰로오스 결정으로 이루어진 상기 리사이클된 백하 및 용해된 알룰로오스를 함유하는 리사이클된 백하 모액을 혼합하여 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물을 제공하는 단계 및 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물을 상기 혼합 용기로부터 상기 제1 단계 결정화 영역으로 이송하는 단계에 의해 수득되는, 방법.
제17항에 있어서, 적어도 a) 내지 c) 단계가 수행되고, 상기 제1 혼화물 및 제2 혼화물은 0.02 내지 2 m/sec의 선단속도를 갖는 교반기를 사용하여 각각 a) 및 c) 단계에서 교반되는, 방법.
제17항에 있어서, 상기 알룰로오스 시럽은 70% 내지 95 중량%, 75% 내지 90 중량%, 또는 80% 내지 85 중량%의 건조 고체 함량을 갖는, 방법.
제17항에 있어서, 상기 알룰로오스 시럽은 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 또는 적어도 90%의 알룰로오스 순도를 갖는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 분리는 원심분리, 여과, 경사분리, 막분리 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물리적 분리 방법에 의해 적어도 부분적으로 수행되는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 최종 모액으로부터 분리된 알룰로오스 결정은 i) 물, 유기용매, 유기용매의 블렌드, 물과 유기용매(들)의 블렌드 또는 적어도 하나의 탄수화물로 이루어진 수용액 중 적어도 하나로 세척하는 단계; ii) 건조하는 단계; 또는 이의 조합을 수행하는, 방법.
제17항에 있어서, 상기 피드 시럽/리사이클된 백하 혼화물은 플러그 플로우 방식으로 상기 제1 단계 결정화 영역을 통과하고/거나, b) 및 c) 단계가 실행되면, 상기 제1 백하는 플러그 플로우 방식으로 상기 제2 단계 결정화 영역을 통과하는, 방법.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 연속적으로 수행되는, 방법.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 방법에 따라 수득된, 알룰로오스 결정.
제31항에 따른 알룰로오스 결정 및 알룰로오스 결정 이외의 적어도 하나의 추가 성분으로 이루어지거나, 또는 이를 사용하여 제조된, 소비재 제품.
제31항에 따른 알룰로오스 결정을 사용하는 단계를 포함하는, 소비재 제품을 제조하는 방법.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 방법에 따라 수득된, 모액.
제34항에 있어서, 상기 모액은 인간 또는 동물에 의해 소비가능한 제품으로서, 또는 인간 또는 동물에 의해 소비가능한 제형화된 제품에서의 일 성분(ingredient)으로서 사용하기에 적합한 것인, 모액.