PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE CENIZA DE UN JARABE POR ELECTRODIÁLISIS.
Un procedimiento de extracción de ceniza de un jarabe, que comprende:
reemplazar cationes polivalentes en el jarabe con cationes monovalentes usando una resina de intercambio de cationes; reemplazar aniones polivalentes en el jarabe con aniones monovalentes usando una resina de intercambio de aniones; electrodializar el jarabe para retirar cationes y aniones, para proporcionar un jarabe sin ceniza y una salmuera que contiene cationes monovalentes y aniones monovalentes; regenerar la resina de intercambio de aniones poniendo en contacto la resina de intercambio de aniones con una salmuera que contiene aniones, para proporcionar una resina de intercambio de aniones regenerada y una salmuera mermada de aniones monovalentes; y regenerar la resina de intercambio de cationes poniendo en contacto la resina de intercambio de cationes con una salmuera que contiene cationes, para proporcionar una resina de intercambio de cationes regenerada y una salmuera mermada de cationes monovalentes
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/008152.
Solicitante: European Sugar Holdings S.Á.R.L.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 75 Parc d'Activitiés Capellen 8308 Capellen LUXEMBURGO.
Inventor/es: JANSEN,Robert, BAIADA,Anthony.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 2 de Abril de 2007.
Clasificación PCT:
- C13B20/14 QUIMICA; METALURGIA. › C13 INDUSTRIA DEL AZUCAR. › C13B PRODUCCION DE SACAROSA; SUS EQUIPOS ESPECIALMENTE ADAPTADOS (azúcares de síntesis química o derivados del azúcar C07H; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de compuestos que contienen radicales sacárido C12P 19/00). › C13B 20/00 Purificación de jugos azucarados. › usando materiales de intercambio iónico.
- C13B20/16 C13B 20/00 […] › por medios físicos, p. ej. ósmosis o filtración.
- C13B20/18 C13B 20/00 […] › por medios eléctricos.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
PDF original: ES-2365163_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere, en general, al campo de procesamiento de azúcar. Más en particular, se refiere a procedimientos para la retirada de iones (ceniza) del jarabe por electrodiálisis.
Los azúcares, tales como dextrosa, fructosa o sacarosa, se aíslan normalmente por un procedimiento que comprende poner en contacto materia vegetal que contiene azúcar con agua, para proporcionar un jarabe. Las plantas que contienen azúcares comunes incluyen caña de azúcar y remolacha azucarera, entre otras, y otras fuentes de azúcares incluyen plantas que contienen almidones que se pueden convertir fácilmente en azúcares, tales como trigo o maíz. En general, el jarabe también contiene iones extraídos de la materia vegetal. Tales iones se denominan comúnmente "ceniza". Es deseable retirar la ceniza de, o extraer la ceniza de, un jarabe para hacerlo más agradable para su consumo como alimento.
Una técnica de extracción de ceniza comprende el uso de resinas de intercambio de iones. Se pone en contacto el jarabe con una resina catiónica de ácido fuerte (CAF) para retirar cationes, y después se pone en contacto con una resina aniónica de base fuerte (ABF) para retirar aniones. Normalmente, estas etapas se deben repetir varias veces para extraer la ceniza de un jarabe hasta un nivel bajo deseable. Durante este procedimiento, las capacidades para la retirada de iones de la resina CAF y la resina ABF son reducidas, y se requiere la regeneración periódica de las resinas con un exceso de ácido y base, respectivamente. El procedimiento de regeneración proporciona grandes cantidades del material residual que comprende cationes eluídos de la resina CAF, aniones eluidos de la resina ABF, y contraiones proporcionados por el ácido o la base, respectivamente, en exceso sobre el contenido en ceniza de un jarabe original.
Sería deseable tener una técnica de extracción de ceniza que genere menores cantidades de material iónico residual además del contenido en ceniza de un jarabe original.
Otra técnica de extracción de ceniza implica la electrodiálisis. El jarabe se dializa en presencia de un campo eléctrico que fuerza los iones del jarabe a través de una membrana dentro de una zona de concentración de iones. Aunque la electrodiálisis genera menos material residual que el intercambio de iones, durante el curso de la electrodiálisis, la membrana se contamina y necesita un reemplazo relativamente rápido. El coste del reemplazo de la membrana de electrodiálisis puede ser muy alto. La electrodiálisis convencional también puede tener una eficiencia de retirada de iones menor que las técnicas de extracción de ceniza por intercambio de iones mencionadas anteriormente.
Sería deseable tener una técnica de extracción de ceniza que tenga un mantenimiento y unos costes de reemplazo menores que la electrodiálisis convencional y una retirada mayor de iones con relación a la electrodiálisis convencional.
El documento US-A-3 383 245 (Scallet et al.) da a conocer un procedimiento para la purificación de un jarabe de conversión de tipo de maíz isomerizado de más de 70 D.E. en el que se retira la ceniza por electrodiálisis, se retira el color por una resina de intercambio de aniones en forma de cloruro y se trata el jarabe con carbono.
Sumario de la invención
En una realización, la presente invención se refiere a un procedimiento de extracción de ceniza de un jarabe, que comprende reemplazar cationes polivalentes en el jarabe con cationes monovalentes usando una resina de intercambio de cationes; reemplazar aniones polivalentes en el jarabe con aniones monovalentes usando una resina de intercambio de aniones; electrodializar el jarabe para retirar cationes y aniones, para proporcionar un jarabe sin ceniza y una salmuera que contiene cationes monovalentes y aniones monovalentes; regenerar la resina de intercambio de aniones poniendo en contacto la resina de intercambio de aniones con una salmuera que contiene aniones, para proporcionar una resina de intercambio de aniones regenerada y una salmuera mermada de aniones monovalentes; y regenerar la resina de intercambio de cationes poniendo en contacto la resina de intercambio de cationes con una salmuera que contiene cationes, para proporcionar una resina de intercambio de cationes regenerada y una salmuera mermada de cationes monovalentes.
Breve descripción de los dibujos
Los siguientes dibujos forman parte de la presente memoria y están incluidos para demostrar adicionalmente determinados aspectos de la presente invención. La invención se puede comprender mejor por referencia a uno o más de estos dibujos en combinación con la descripción detallada de realizaciones específicas presentadas en el presente documento.
La figura 1 presenta un diagrama de flujo de un procedimiento de la presente invención.
La figura 2 muestra un apilamiento de electrodiálisis adecuado para su uso en la presente invención.
Descripción de realizaciones ilustrativas
En una realización, la presente invención se refiere a un procedimiento de extracción de ceniza de un jarabe, que comprende reemplazar cationes polivalentes en el jarabe con cationes monovalentes usando una resina de intercambio de cationes; reemplazar aniones polivalentes en el jarabe con aniones monovalentes usando una resina de intercambio de aniones; electrodializar el jarabe para retirar cationes y aniones, para proporcionar un jarabe sin ceniza y una salmuera que contiene cationes monovalentes y aniones monovalentes; regenerar la resina de intercambio de aniones poniendo en contacto la resina de intercambio de aniones con una salmuera que contiene aniones, para proporcionar una resina de intercambio de aniones regenerada y una salmuera mermada de aniones monovalentes; y regenerar la resina de intercambio de cationes poniendo en contacto la resina de intercambio de cationes con una salmuera que contiene cationes, para proporcionar una resina de intercambio de cationes regenerada y una salmuera mermada de cationes monovalentes.
Un jarabe, como se utiliza en el presente documento, es una composición que comprende agua y un azúcar. En una realización, el jarabe comprende al menos el 3 % p/v de azúcar. En una realización, el azúcar puede ser dextrosa, fructosa o sacarosa. (La palabra "o", siempre que se usa en el presente documento, tiene el significado inclusivo a menos que se establezca explícitamente lo contrario). La dextrosa y la fructosa se pueden preparar por hidrólisis y sacarificación de almidón extraído de plantas de cereal, y la sacarosa y otros azúcares se pueden extraer de varias plantas, aunque el experto en la técnica reconocerá que ciertas especies y ciertas estructuras de plantas pueden tener concentraciones más altas de almidón o de azúcares y pueden ser fuentes más económicas de las mismas. Fuentes comunes de almidón para preparar dextrosa y fructosa incluyen trigo o maíz, y fuentes frecuentes de azúcares incluyen caña de azúcar o remolacha azucarera. Estas fuentes comunes se nombran sólo como ejemplo.
Cuando se fabrican azúcares, dextrosa o fructosa, también se extraen otros materiales de la planta y están presentes en el jarabe sin refinar y se consideran impurezas. Entre las impurezas, están generalmente cationes mono- o polivalentes y aniones mono- o polivalentes (generalmente, "ceniza"). Los cationes mono o polivalentes que pueden estar presentes pueden incluir sodio, potasio, calcio o magnesio. En una realización, los cationes monovalentes pueden ser de sodio o potasio. En una realización, los cationes polivalentes pueden ser de calcio o magnesio.
Los aniones mono- o polivalentes que pueden estar presentes como ceniza pueden incluir cloruro, fosfato, sulfato u oxalato. En una realización, los aniones monovalentes pueden ser cloruro. En una realización, los aniones polivalentes pueden ser fosfato, sulfato u oxalato.
En una realización, el procedimiento puede comprender adicionalmente retirar cationes del jarabe sin ceniza y retirar aniones del jarabe sin ceniza.
En una realización, el procedimiento puede comprender adicionalmente concentrar la salmuera que contiene cationes monovalentes y aniones monovalentes.
Las resinas de intercambio de cationes se pueden definir adicionalmente como resinas catiónicas de ácido fuerte (CAF) o resinas catiónicas de ácido débil (CAD). Una resina CAF es una resina de intercambio de cationes con un pKa menor de 2. Una resina CAD es una resina de intercambio de... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de extracción de ceniza de un jarabe, que comprende:
reemplazar cationes polivalentes en el jarabe con cationes monovalentes usando una resina de intercambio de cationes;
reemplazar aniones polivalentes en el jarabe con aniones monovalentes usando una resina de intercambio de aniones;
electrodializar el jarabe para retirar cationes y aniones, para proporcionar un jarabe sin ceniza y una salmuera que contiene cationes monovalentes y aniones monovalentes;
regenerar la resina de intercambio de aniones poniendo en contacto la resina de intercambio de aniones con una salmuera que contiene aniones, para proporcionar una resina de intercambio de aniones regenerada y una salmuera mermada de aniones monovalentes; y
regenerar la resina de intercambio de cationes poniendo en contacto la resina de intercambio de cationes con una salmuera que contiene cationes, para proporcionar una resina de intercambio de cationes regenerada y una salmuera mermada de cationes monovalentes.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el jarabe comprende dextrosa, fructosa o sacarosa.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los cationes monovalentes son sodio o potasio.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los aniones monovalentes son cloruro.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente retirar cationes del jarabe sin ceniza y retirar aniones del jarabe sin ceniza.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente concentrar la salmuera que contiene cationes monovalentes y aniones monovalentes.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la salmuera concentrada se usa en cualquiera o en ambas etapas de regeneración.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los cationes polivalentes son calcio o magnesio.
9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los aniones polivalentes son fosfato, sulfato u oxalato.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la resina de intercambio de cationes es una resina catiónica de ácido débil (CAD) y la regeneración de la resina de intercambio de cationes comprende adicionalmente poner en contacto la resina de intercambio catiónico con un ácido fuerte.
11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la resina de intercambio aniónico es una resina aniónica de base fuerte (ABF).
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