Mannoseherstellung, Reinigung und chromatographische Trennung
1. Einführung in Mannose:
Mannose ist ein organisches Monosaccharid mit der Summenformel C6H12O6 in Form eines weißen kristallinen Pulvers, das eine entscheidende Rolle im menschlichen Stoffwechsel spielt, insbesondere bei der Glykosylierung spezifischer Proteine.
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Die Herstellung von Mannose erfordert spezielle Trenn- und Reinigungsverfahren, um Verunreinigungen, Farbstoffe und andere unerwünschte Bestandteile effektiv zu entfernen. Dies führt nicht nur zu einem Produkt von höchster Qualität, sondern erweitert auch dessen Anwendungsbereich in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Durch diese Reinigung wird sichergestellt, dass die Mannose die erforderlichen Reinheits- und Qualitätsstandards erfüllt, wodurch die Produktionseffizienz gesteigert und der Energieverbrauch sowie die Kosten gesenkt werden.
2. Reinigungsmethoden für Mannose:
Die Gewinnung und Aufbereitung von Mannose erfolgt mittels verschiedener Isolierungs- und Reinigungsverfahren, deren Auswahl maßgeblich von Parametern wie Qualitätsanforderungen, Produktionsumfang und verfügbarer Ausrüstung abhängt. Dies sind die gängigsten Methoden zur Mannosereinigung:
2.1. Adsorption an Aktivkohle
Aktivkohle, die sich durch ihre große Porenstruktur und Adsorptionsfläche auszeichnet, wird zur Entfernung organischer Verunreinigungen, Farb- und Aromastoffe aus der Mannoselösung eingesetzt. Obwohl die Produktqualität verbessert wird, wird der Salzgehalt dadurch nicht signifikant reduziert.
2.2. Verdampfungskristallisation
Die Verdampfungskristallisation beinhaltet die Konzentration der Mannoselösung durch Verdampfung, gefolgt von der Trennung durch Kristallisation. Dieses Verfahren eignet sich für hochkonzentrierte Mannoselösungen und führt primär zur Bildung von Mannosekristallen. Allerdings entsteht dabei auch eine beträchtliche Menge Mutterlauge, die hochreine Mannose enthält, deren Kristallisation durch Salze und Verunreinigungen behindert wird. Zudem wird diese Mutterlauge nach mehreren Kristallisationszyklen üblicherweise verworfen, was zu erheblichen Verlusten führt.
2.3. Ionenaustausch
Ionenaustauscherharze werden eingesetzt, um Verunreinigungen wie Metallionen, organische Säureionen, anorganische Salzionen usw. selektiv aus der Mannoselösung zu entfernen. Bestimmte Ionenaustauscherharze können Pigmente in der Mannoselösung adsorbieren und so deren Aussehen und Reinheit verbessern. Der Ionenaustausch erfolgt üblicherweise auf zwei Arten: im kontinuierlichen Ionenaustauschsystem oder im Festbettverfahren. Letzteres eignet sich für die Raffination von Zuckerlösungen mit niedrigem Salzgehalt, die Abtrennung von Heteropolysacchariden gestaltet sich jedoch schwierig.
Chromatographische Trennausrüstung für Sunresin SSMB:
Das SSMB-System (Sequential Simulated Moving Bed Chromatography) ist ein intermittierend sequenziell arbeitendes System mit simuliertem beweglichem Bett, das die Monojet-Technologie kombiniert. ®Serienmäßige Jet-Partikelchromatographie-Füllkörper. Durch die ausgeklügelte Kombination von Ausrüstungs- und Steuerungsprogrammen simuliert das System die Bewegung der Füllstoffschicht, nutzt verschiedene Betriebsmodi mit intermittierender Zufuhr und Entladung in unterschiedlichen Sequenzen und Programmen und verfügt über Trennöffnungen für den Ausfluss einzelner Komponenten. So wird die Ladungstrennung von 2–3 Komponenten ermöglicht. Das System wurde erfolgreich zur Trennung und Reinigung von Produkten wie Zuckeralkoholen, Aminosäuren, organischen Säuren und pharmazeutischen Zwischenprodukten eingesetzt.
Merkmale des SSMB-Chromatographiesystems:
Das SSMB-Chromatographiesystem zeichnet sich bei der Trennung von Produkten im großen Maßstab durch hohe Präzision, hohe Ausbeute und geringen Wasserverbrauch aus. Das System ist äußerst vielseitig und ermöglicht die Trennung verschiedenster Produkte. Je nach Kundenwunsch kann die Anzahl der Trennports gezielt erhöht werden, wodurch die Trennung von zwei bis drei verschiedenen Komponenten möglich ist.
Anwendungsgebiete des SSMB-Chromatographiesystems:
-Trennung von Isomeren: Fructose/Glucose, Psicose/Fructose, Mannitol/Sorbitol, Tryptophan/Isoleucin usw.
-Trennung von Oligomeren: Oligofructose, Oligogalactose, Inositol, resistentes Dextrin, Lactulose, Propylenglykol usw.
-Trennung organischer Moleküle und Salze: Glycin, Arginin, 1,3-Propandiol usw.
-Trennung von organischen und anorganischen Säuren/Salzen: Zitronensäure, Trennung von Weinsäuremonoestern und -diestern, Trennung von Bernsteinsäuremono- und -polysäure usw.
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