PATENTSCOPE sera indisponible quelques heures pour des raisons de maintenance le mardi 19.11.2019 à 16:00 CET
Recherche dans les collections de brevets nationales et internationales
Certains contenus de cette application ne sont pas disponibles pour le moment.
Si cette situation persiste, veuillez nous contacter àObservations et contact
1. (WO2005065655) PROCEDE DE PRODUCTION DE GRANULES D'ACIDE CETO-L-GULONIQUE OBTENUS PAR PULVERISATION
Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

Verfahren zur Herstellung von Keto-L-gulonsäuresprühgranulaten

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keto-L-gulon- säuresprühgranulaten.

Keto-L-gulonsäure ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der- Hersteilung von Ascorbin-säure (Vitamin C).

Nach den im Stand der Technik bekannten Verfahren wird kristalline Keto-L-gulonsäure über die Prozessschritte der fermentativen Herstellung von Natriumketogulonat, Zellabtrennung, lonenaustauschchromatographie, Eindampfen und Kristallisation hergestellt.

Diese Verfahren sind jedoch nicht voll zufriedenstellend, da die so hergestellte Keto-L-gulonsäure staubt, schwer fließt und zum Verbacken neigt.

Es stellt sich somit die Aufgabe, ein wirtschaftliches Trocknungsverfahren für Keto-L-gulonsäure bereitzustellen, bei dem die Keto-L-gulonsäure hinsichtlich Handhabung nicht die oben genannten Nachteile besitzt.

Gefunden wurde ein Verfahren zur Herstellung von gut rieselfähigen, nichtstaubenden Keto-L-gulonsäuresprühgranulaten aus feinteiliger reiner Keto-L-gulonsäure indem man eine wässrige oder wasserenthaltende Lösung von Keto-L-gulonsäure
a) einer Sprühwirbelschichttrocknung,
b) einer Einstoffdüsenzerstäubungstrocknung oder
c) einer Scheibenzerstäubungstrocknung zuführt.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren , wenn man die wässrige oder Wasser enthaltende Lösung der reinen Keto-L-gulonsäure einer Wirbelschichttrocknung zuführt.

Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren wird reine Keto-L-gulon säure verwendet, wie sie nach dem Stand der Technik erhältlich ist. Besonders vorteilhaft wird Keto-L-gulonsäure eingesetzt, die in einem fermentativen Verfahren hergestellt worden ist.

Die wässrige oder Wasser enthaltende Lösung der reinen Keto-L-gulonsäure enthält üblicherweise 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 70 Gew.-% Keto-L-gulonsäure. Als Lösungsmittel kommen neben Wasser mit Wasser mischbare Lösungsmittel beispielsweise Alkanole mit einer Kettenlänge von 1 bis 4 C-Atomen in Betracht.

Reine Keto-L-gulonsäure wird im folgenden eine Keto-L-gulonsäure mit einem Reinheitsgrad von höher 95 %, bevorzugt 98 oder 99 % genannt.

Im Gegensatz zu den bekannten Sprühtrocknung von Keto-L-gulonsäure-Lösungen , bei der diese üblicherweise mit einer Zweistoffdüse in einen Trockenturm eingesprüht wird, wird bei der erfindungsgemäß angewendeten Sprühwirbelschichttrocknung die Lösung kontinuierlich oder diskontinuierlich in eine Wirbelschicht aus trockenem Reaktionsprodukt eingesprüht. Die Trockeneinrichtung ist mit geeigneten Vorrich-tungen versehen, die es gestatten, eine bestimmte Partikelgrößenfraktion zu gewinnen und den Granulationsprozess aufrechtzuerhalten (vgl. K. Kröll, Trocknungstechnik Bd. 2 „Trockner und Trocknungsverfahren", 2 Auflage, Springer Verlag, Berlin 1978, S. 221-223). Mit Vorteil arbeitet man in einem Sprühtrockner mit integriertem Fliessbett (FSD = Fluidized Spray Dryer) wie er in Chem.-Ing.-Tech. 59, (1987) Nr.2, S. 112-117, insbesondere Seite 115 beschrieben ist.

Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Sprühwirbelschichttrocknung von Keto-L-gulonsäure-Lösungen geht man im allgemeinen so vor, dass manKeto-L-gulonsäure in Form eines Keto-L-gulonsäuretrockenpulvers in einem Wirbelschichttrockner in einem auf 50 bis 150°C gehaltenen Wirbelbett vorlegt, hierzu die wässrige oder Wasser enthaltende Lösung von Keto-L-gulonsäure nach Maßgabe der Trocknungsgeschwindigkeit in versprühter Form zugibt, die Keto-L-gulonsäurepartikel nach geeigneter Verweilzeit aus dem Wirbelbett abzieht und durch eine geeignete Vorrichtung in Partikelfraktionen auftrennt, die Partikelfraktion im Partikelgrößenbereich von etwa ausschleust und die feinerteiligen Partikel und/oder die gröberen Partikel ggf. nach Zerkleinerung in den Granulationsprozess zurückführt.

Die Sprühwirbelschichttrocknung kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, bevorzugt ist jedoch die kontinuierliche Fahrweise.

Zur Durchführung des Verfahrens muss zunächst erst einmal aus Keto-L-gulon-säuretrockenpulver ein solches Keto-L-gulonsäureprodukt hergestellt werden, mit dessen Hilfe man ein Wirbelbett erzeugen kann. Bei diskontinuierlicher Fahrweise kann man ein relativ feinteiliges Produkt im Wirbelbett vorlegen. Je nach der Verweilzeit der Partikel im Wirbelbett erhält man dann ein Trockenprodukt mit einem kleineren oder größeren Partikelgrößenbereich. Partikel im Größenbereich von 50 bis 1000 μm, bevorzugt 100 bis 500 μm weisen die gewünschten Handhabungseigenschaften auf und werden daher als Wertprodukt gewonnen. Kleinere Partikel sowie durch geeignetes Zerkleinern, beispielsweise Zermahlen von größeren Partikeln erhaltenes Keto-L-gulonsäureprodukt wird als Wirbelbettmaterial für weitere Chargen verwendet.

Zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens wird die wässrige oder Wasser enthaltende Lösung von Keto-L-gulonsäure kontinuierlich in ein Wirbelbett eingesprüht. Die Geschwindigkeit des Einsprühens wird so eingestellt, dass die Wirbelschicht eine dem gewünschten Trocknungsgrad entsprechende Temperatur aufweist. Sie wird dementsprechend letztlich bestimmt durch die Differenz der Eintritts- und Austrittstemperatur des Wirbelgases.
Bei kontinuierlicher Verfahrensführung geht man nur beim erstmaligen Anfahren des Wirbelschichttrockners von feinteiliger Keto-L-gulonsäure in der Wirbelschicht aus. Danach erhält man ein Trockenprodukt von nahezu konstantem Partikelgrößenverhältnis. Hiervon wird kontinuierlich ein bestimmter Teil entnommen und in Partikelgrößenfraktionen aufgetrennt.

Die genaue Einstellung der Bedingungen Wirbelgastemperatur, Trocknungstemperatur, Wirbelgasgeschwindigkeit wird im experimentellen Teil beschrieben und kann anhand dieser Daten auch in üblichen Optimierungsversuchen modifiziert werden.

Mann kann der Keto-L-gulonsäure auch übliche Bindemittel für das erfindungsgemäße Sprühwirbelschichttrocknungsverfahren zusetzten, bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform ohne Zusatz von Bindemitteln.

Weitere Ausführungsformen sind im experimentellen Teil und in den Ansprüchen ausgeführt.

Die nachfolgenden Beispiele beschreiben das erfindungsgemäße Sprühgranulations- verfahren in einer Miniplant und in einer Technikumsanlage.

Tabelle 1
Technische Daten und Randbedingungen der Versuchsanlagen

Beispiel 1

Eine wässrige Lösung mit 50 Gew.-% Keto-L-gulonsäure wurde in einem Laborrührbehälter vorgelegt, auf ca. 45°C beheizt und mit einer Schlauchpumpe über einen Zeit-räum von 4,3 Stunden kontinuierlich in den Miniplant-Sprühwirbeltrockner unter den in Tabelle 1 aufgeführten Randbedingungen eingedüst.

Der produzierte Feststoff wurde kontinuierlich ausgetragen. Hierbei entstanden 8,5 kg rieselfähiges, staubfreies Keto-L-gulonsäure-Granulat mit einer Restfeuchte < 0,5 Gew.-% und folgender Partikelgrößenverteilung:
91 % < 900 μm, 9 % > 900 μm
Die anwendungstechnischen Eigenschaften (Rieselfähigkeit, Staubfreiheit, Stabilität, Dosierverhalten, Löseverhalten) beim weiteren Einsatz waren sehr gut. Die Reinheit war ebenso hoch wie beim Edukt, es gab keine zusätzliche Farbbildung.

Beispiel 2

Eine wässrige Lösung mit 35 Gew.-% Keto-L-gulonsäure wurde in einem Rührbehälter vorgelegt, auf ca. 35 bis 40°C temperiert. Mit Hilfe einer Schlauchpumpe wurde die Lösung über einen Zeitraum von 18 Stunden kontinuierlich in den Technikum-Sprühwirbeltrockner unter den in Tabelle 1 aufgeführten Randbedingungen eingedüst.

Der produzierte Feststoff wurde kontinuierlich ausgetragen. Hierbei entstanden
320 kg rieselfähiges, staubfreies Keto-L-gulonsäure-Granulat mit einer Restfeuchte < 0,5 Gew.-% und folgender Partikelgrößenverteilung:
9 % < 100 μm, 7 % > 1000 μm, 84 % zwischen 100 μm und 1000 μm.
Die anwendungstechnischen Eigenschaften (Rieselfähigkeit, Staubfreiheit, Stabilität, Dosierverhalten, Löseverhalten) beim weiteren Einsatz waren sehr gut. Die Reinheit war ebenso hoch wie beim Edukt, es gab keine zusätzliche Farbbildung.