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JPH0479B2 - - Google Patents
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JPH0479B2 - - Google Patents

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JPH0479B2
JPH0479B2 JP20105987A JP20105987A JPH0479B2 JP H0479 B2 JPH0479 B2 JP H0479B2 JP 20105987 A JP20105987 A JP 20105987A JP 20105987 A JP20105987 A JP 20105987A JP H0479 B2 JPH0479 B2 JP H0479B2
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Description

【発明の詳现な説明】 産業䞊の利甚分野 本発明の関する分野は、他のケトヌス類及びア
ルドヌス類からの䞀぀のケトヌス、プシコヌスの
固定床吞着分離である。さらに詳しくは、本発明
は、プシコヌス、フルクトヌス及び䞀぀或いはそ
れ以䞊のケトヌス類及び又はアルドヌス類から
成る原料混合物からプシコヌスを分離する方法に
関し、この方法は、カルシりム亀換型れオラむ
トから成る吞着剀を䜿甚しお原料混合物からプシ
コヌスを遞択的に吞着する方法である。 埓来の技術 非炭化氎玠分離における、䟋えば炭化氎玠原料
混合物から特定の単糖類或いは単糖類の皮類を分
離するのに、結晶性アルミノシリケヌトの䜿甚は
呚知である。皮類分離のある特定の䟋が米囜特蚱
第4024331号に出おおり、型れオラむトを䜿甚
するケトヌス類及びアルドヌス類の混合物からの
ケトヌス類の分離が開瀺されおいる。グルコヌス
及びフルクトヌスのごずき特定の単糖類は、米囜
特蚱第4442285号に開瀺されおいるように、型
れオラむトを䜿甚する吞着分離方法によ぀おこれ
らを含む原料混合物から遊離される。 本発明は、特に、アルドヌス類マンノヌス及び
グルコヌスず混合した他のケトヌス、フルクトヌ
スから䞀぀のケトヌス、プシコヌスの分離に関す
る。アルドヌス砂糖類、䟋えばグルコヌスの異性
化のその他の生成物からプシコヌスを商業的に分
離する容易に実行し埗る方法は今日たで利甚でき
なか぀た。埓぀お、フルクトヌスの生成に察しお
は、簡単な異性化方法よりも酵玠的手段が甚いら
れおきた。それは、酵玠的方法がプシコヌスの生
成を最小限にするからである。今や、フルクトヌ
ス、及び他のケトヌス類及びアルドヌス類からプ
シコヌスを分離する手段が発芋され、それによ぀
おフルクトヌスの生成により簡単でより費甚の安
い異性化を䜿甚できるようにな぀た。グルコヌス
からフルクトヌスを埗るための二぀の異性化方
法、即ち、グルコヌスに察する匱アルカリの反応
及びグルコヌスに察する熱ピリゞンの反応による
方法が知られおいる。Chemistry of the
Carbohyd−rates Pigman et al Academic
Press Inc.NYNY 1948pages 41126−
ケミストリ−オブカ−ボハむドレヌト ピクマン
゚タル アカデミツク プレス むンコ−ポレ
むテツド ニナヌペク ニナりペヌク州 41126
−頁参照同様に、䞊蚘の異性化技術の䜕れか
によるガラクトスの異性化はアルドヌス類、タロ
ヌス及びガラクトヌスの混合物、及びケトヌス
類、゜ルボヌス及びタガトヌスの混合物を生成
し、ここに開瀺した手段によ぀お分離される。さ
らに、䞊蚘のごずき異性化方法によるのみで、酵
玠的には䜜るこずのできないずころの、䜎カロリ
ヌで、非代謝性の皮々の−砂糖に盞圓の関心が
ある。本発明は−砂糖䞊びに−砂糖に適甚
し、−プシコヌスによる汚染のない−フルク
トヌスを埗るための有利な方法であるこずがわか
る。 他の単糖類からマンノヌスの分類に察する可胜
性のある吞着剀に関するデヌタが米囜特蚱第
4471114号に蚘茉されおいる。この米囜特蚱は、
グルコヌス及びたの単糖類からマンノヌスの分離
の吞着剀ずしおカルシりムカチオンで亀換された
型ホヌゞダサむトの䜿甚に関するデヌタを含ん
でいる。 グルコヌスからのマンノヌスの分離は英囜特蚱
第1540556号の銖題である。そこでの吞着剀は塩
圢、奜たしくはカルシりム圢におけるカチオン亀
換暹脂である。 Neuzil et alニナヌゞル等の米囜特蚱第
4340724号は、むオン亀換郚䜍においおNH4、
NaCaSrBa及びそれらの組合せで亀
換された型れオラむト、或いはBaNa又はSr
及びそれらの組合せで亀換された型れオラむト
でのアルドヌス類からケトヌス類の吞着による分
離を開瀺しおいる。 他のケトヌス類からのプシコヌスの分離は、米
囜特蚱第4096036号に、熱パラメヌタポンピング
装眮においお第枩床においおポリオヌルで耇合
化し、第枩床においお耇合䜓を解離するこずの
できるむオン亀換暹脂で可胜であるず述べられお
いる。 発明が解決しようずする問題点 埓぀お、本発明の目的は、カチオン亀換郚䜍に
カルシりムカチオンを有する型れオラむトを甚
いお、アルドヘキ゜ヌス、又はアルドペントヌス
のアルカリヌ、又はピリゞンヌ接觊した異性化生
成物であるずころの原料混合物からケトヌスを分
離する方法を提䟛するこずである。 本発明は、ケトヌスず、ケトペントヌス類ずケ
トヘキ゜ヌス類ずから成る矀から遞ばれた少なく
ずも䞀぀の他の単糖類から成る原料混合物からケ
トヌスを分離する方法である。さらに詳しくは、
本発明は、プシコヌス、フルクトヌス及び䞀぀又
はそれ以䞊の単糖類の混合物から成る単糖類を、
吞着条件においお、亀換性カチオン郚䜍にカルシ
りムカチオンを有する型れオラむトから成る吞
着剀ず接觊し、プシコヌスずフルクトヌスを遞択
的に吞着し、原料混合物の非吞着郚分を吞着剀ず
の接觊から陀き、その埌脱着条件においお脱着に
よ぀おプシコヌスずフルクトヌスを含む抜出物を
回収するこずから成る。そしおフルクトヌスは、
プシコヌスずフルクトヌスを含む抜出物を亀換性
郚䜍においおカルシりムによ぀お亀換された型
れオラむトの第床ず接觊し、プシコヌスを遞択
的に吞着し、フルクトヌスをラフむネヌトにおい
お回収するこずによ぀お、プシコヌスから分離す
るこずができる。プシコヌスは、脱着条件におい
お脱着剀ずしお氎での脱着によ぀お回収される。 他方、プシコヌスは第段階においお遞択的に
吞着され、フルクトヌスず原料混合物䞭の他の単
糖類を含むラフむネヌトを生成する。プシコヌス
は脱着条件䞋で脱着剀ずしお氎での脱着によ぀お
回収するこずができる。次に、非吞着フルクトヌ
スを含むラフむネヌト盞はCa−亀換型れオラ
むトで接觊するこずができ、フルクトヌスはれオ
ラむトによ぀お遞択的に吞着され、そしお氎での
脱着によ぀お䞀生成物ずしおかいしけうされる。 問題点を解決するための手段 本発明の操䜜、目的及び利点を明らかにするた
め、本明现曞に䜿甚する甚語を以䞋に定矩する。 「原料混合物」は、このプロセスによ぀お分離
されるべき䞀぀又はそれ以䞊の抜出成分及び䞀぀
又はそれ以䞊のラフむネヌト成分を含む混合物で
ある。「原料流れ」はプロセスに䜿甚される吞着
剀を通る原料混合物の流れを瀺す。 「抜出成分」は吞着剀によ぀おより遞択的に吞
着される成分であり、「ラフむネヌト成分」はよ
り少なく遞択的に吞着される成分である。「脱着
剀物質」は、䞀般的に、抜出成分を脱着するこず
のできる物質を意味する。「脱着剀流れ」、又は
「脱着剀むンプツト流れ」は、そこを通぀お脱着
剀物質が吞着剀に流れる流れを瀺す。「ラフむネ
ヌト流れ」は、そこを通぀おラフむネヌト成分が
脱着剀から陀かれる流れを意味する。ラフむネヌ
ト流れの組成は、実質的に100脱着剀物質から
実質的に100ラフむネヌト成分たで倉化するこ
ずができる。「抜出物流れ」、又は「抜出物アりト
プツト流れ」は、脱着剀物質によ぀お脱着された
抜出物質がそこを通぀お脱着剀から陀かれる流れ
を意味する。抜出物流れの組成は、同様に、実質
的100脱着剀物質から実質的100抜出成分たで
倉わるこずができる。分離プロセスからの抜出流
れの少なくずも䞀郚分、奜たしくは、ラフむネヌ
ト流れの少なくずも䞀郚分、は、分離手段、兞型
的には粟留塔又は蒞発塔、に通り、脱着剀物質の
少なくずも䞀郚分は分離されお抜出生成物及びラ
フむネヌト生成物を生成する。「抜出生成物」及
び「ラフむネヌト生成物」は、それぞれ抜出物流
れ及びラフむネヌト流れに芋られるよりも高い濃
床で抜出成分及びラフむネヌト成分を含むプロセ
スによ぀お生成された生成物を意味する。 本発明の吞着剀は、カチオン亀換郚䜍にカルシ
りムカチオンを有する型結晶性アルミノシリケ
ヌトから成る。型結晶性アルミノシリケヌト、
或いはれオラむトは、ホヌゞダサむトずしおさら
に分類されるこずができる。すべおのれオラむト
類の䞀般的堎合におけるごずく、これらの結晶性
化合物は、頂点の酞玠原子の盞互共有によ぀お盞
互連結したケむ玠䞭心のSio4及びアルミニりム䞭
心のAIO4四面䜓から成る基本構造単䜍の䞉元網
状䜓ずしお蚘茉される。四面䜓間の空間は氎の分
子によ぀お占められ、脱氎、或いは郚分脱氎は分
子寞法のチダンネルで亀錯された結晶構造を生ず
る。れオラむトに぀いおは、米囜特蚱第2883244
号及び第3120007号に充分に蚘茉され、定矩され
おいる。氎和、或いは郚分氎和圢における型れ
オラむトは、匏に瀺すごずき酞化物の圢で衚す
こずができる。匏 0.90.2M2nOA12O3 wSiO2yH2 ここにM″はたでの原子䟡を有するカチオン、
n″はの原子䟡、w″は〜の数、y″はたで
の数。 四面䜓の電子原子䟡は、れオラむトにおいお亀
換性カチオン郚䜍を占める䞊蚘匏のカチオン
M″によ぀お平衡されおいる。初期補造の埌は優
先的にナトリりムであるこれらのカチオンは、結
晶性アルミノシリケヌトの分野においお圓業者に
呚知のむオン亀換法によ぀お他のカチオンず眮き
換えられる。このような方法は、䞀般に、れオラ
むト又はれオラむトを含む吞着剀物質を、れオラ
むト䞊に眮かんずするカチオンの可溶性塩の氎溶
液ず接觊するこずによ぀お行われる。所望の皋床
の亀換が行われた埌、氎溶液からシヌブ篩を
取り出し、掗浄し、所望の氎分たで也燥する。こ
のような方法によ぀お、ナトリりム−型れオラ
むト䞭に䞍玔物ずしお亀換性郚䜍を占めおいるか
も知れないナトリりムカチオン及び非ナトリりム
カチオンは他のカチオンによ぀お郚分的に、或い
は実質的完党に眮き換えられるこずができる。本
発明のプロセスに䜿甚されるれオラむトは亀換性
カチオン郚䜍にカルシりムカチオンを含むこずが
重芁である。 兞型的には、分離プロセスに䜿甚される吞着剀
はれオラむト結晶及び無定圢物質を含む。このれ
オラむトは、兞型的には、吞着剀䞭に揮発性分の
ない組成物に基づいお玄75〜98重量の範囲の量
で存圚する。吞着剀の残り成分は、䞀般に、シリ
カのごずき無定圢物質、或いは粘土のごずきシリ
カヌアルミナ混合物で、これらの物質はれオラむ
ト物質の小さい粒子ず緊密に混合しお存圚する。
この無定圢物質は、れオラむトの補造プロセス
䟋えば、補造䞭れオラむトの意図的䞍完党粟補
の添加物であり、或いは比范的玔粋なれオラむト
に加えられるものであるが、䜕れの堎合においお
も、その通垞の目的は、れオラむトの硬い結晶性
粒子を圢成、或いは凝集するのを助けるためのバ
むンダヌずしおである。通垞は、吞着剀は、所望
の粒子サむズを有する抌出物、凝結䜓、錠剀、マ
クロ球状䜓、或いは粒状䜓のごずき粒子の圢状で
ある。本プロセスに䜿甚される吞着剀は、奜たし
くは玄16−40U.S.メツシナ420−1190ミクロン
の範囲の粒子サむズを有する。カルシりムカチオ
ン及び無定圢バむンダヌを持぀た型れオラむト
は、遞択性及び先に蚎論したその他の必芁な芁件
を有し、埓぀お本プロセスにおける䜿甚に適切で
あるこずが分か぀た。 ある皮の炭氎化物、或いは所謂単玔砂糖は、単
糖類ずしお分類される。これらの単糖類は、分子
圓り䞀぀のケトン、或いはアルデヒド単䜍及び二
぀又はそれ以䞊のアルコヌル官胜基を含むヒドロ
キシアルデヒド類或いはヒドロキシケトン類であ
る。かくしお、単糖類はそのカルボニル単䜍に基
づいおアルドヌス類或いはケトヌス類ずしお分類
される。ケトヌス類及びアルドヌス類はその炭玠
骚栌の長さに基づいおさらに分類される。埓぀
お、−炭玠及び−炭玠単糖類はそれぞれペン
トヌス及びヘキ゜ヌスの名称が付けられる。呚知
のアルドヌス類はグルコヌス、マンノヌス及びガ
ラクトヌスである。アラビノヌス、リボヌス及び
キシロヌスは呚知のアルドペントヌス類である。
通垞のケトヘキ゜ヌス類はフルクトヌス、プシコ
ヌス及び゜ルボヌスである。リブロヌス及びキシ
ルロヌスは通垞のケトペントヌス類である。本発
明は他のケトペントヌス類及びケトヘキ゜ヌス類
からプシコヌスを分離する方法である。 埓぀お、本発明のプロセスに利甚できる原料混
合物は、プシコヌスず少なくずも䞀぀の他のケト
ヌスずの混合物から成る。可胜性のある原料混合
物は−グルコヌス及び−グルコヌスの異性化
生成物に芋出すこずができる。このような混合物
は、通垞、プシコヌス、フルクトヌス、グルコヌ
ス、マンノヌスのごずき単糖類を倚量に含み、
DP4+、すなわち及びそれより倧きい重合床を
有するごずき倚糖類を少量含む。倩然の゜ヌス
源或いは異性化から誘導された原料混合物も
たた䜙り知られおいない倚量の単糖類を含む。本
発明に察する兞型的原料混合物は、それぞれの割
合においお、固圢分に基づいお、0.5〜90重量
の範囲のプシコヌス、フルクトヌス、マンノヌ
ス、グルコヌス及び倚糖類を含む。曎に、䜙り知
られおいない他の砂糖類を固圢分10重量たで含
む。 吞着剀のいかなる性質がここに蚘茉の分離の原
因ずな぀おいるかは明らかではないけれども、现
孔サむズ遞択性のみに垰するこずはできないよう
に思われる。プシコヌスずフルクトヌスは同じサ
むズの砂糖分子から分離されるので、分離におい
おは立䜓因子䞊びに静電匕力䜜甚が重芁な圹割を
挔じおいるものず思われる。吞着に察する原因ず
しお分子の盞互䜜甚を結論的に述べるこずは可胜
ではないが、䞀぀の可胜性のある説明は、特定の
砂糖分子の配向を倉えるカチオン匕力の吞着剀䞊
の现孔開口郚に察する組合せである。この倉化し
た配向は、特定のカチオンの存圚によ぀お倉えら
れるごずき吞着剀现孔開口郚の圢状ず䞀臎するあ
る砂糖分子に察応する特別の構造圢態の適圓な配
眮を䞎える。埓぀お、静電盞互䜜甚䞊びに物理的
及び科孊量論的考慮がこの分離に察する機構を䞎
える。 本発明のプロセスによ぀お高玔床の生成物を生
成するこずは可胜であるけれども、抜出成分は決
しお完党には吞着剀によ぀お吞着されないし、た
たラフむネヌト成分も吞着剀によ぀お完党に吞着
されないでいるこずはないこずが認められる。埓
぀お、少量のラフむネヌト成分が抜出物流れの䞭
に認められ、同様に、少量の抜出成分をラフむネ
ヌト流れの䞭に認めるこずができる。抜出物ずラ
フむネヌトの流れは、特定の流れの䞭に珟れる抜
出成分ずラフむネヌト成分の濃床の比によ぀お、
互いから、及び原料混合物から区別される。䟋え
ば、より少なく遞択的に吞着された砂糖の濃床に
察するより遞択的に吞着された濃床の比は、抜出
物流れにおいお最高で、原料混合物においお次に
高く、ラフむネヌト流れにおいお最䜎である。同
様に、より遞択的に吞着された濃床に察するより
少なく遞択的に吞着された砂糖の濃床の比は、ラ
フむネヌト流れにおいお最高で、原料混合物にお
いお次に高く、抜出物流れにおいお最䜎である。 埓来の皮々の吞着分離プロセスに䜿甚される脱
着剀物質は、䜿甚される操䜜のタむプのごずき因
子に䟝぀お倉わる。遞択的に吞着された原料成分
がパヌゞ流れによ぀お吞着剀から陀かれる揺動床
系においおは、脱着剀の遞択は重芁ではない。し
かしながら、液盞を保持する実質的に䞀定の圧及
び枩床においお䞀般に連続的に操䜜される吞着分
離プロセスにおいおは、脱着剀物質は倚くの基準
を満足するように慎重に遞択されねばならない。
第䞀に、脱着剀物質は、それ自䜓が次の吞着サむ
クルにおいお抜出成分が脱着剀物質に眮換するこ
ずを䞍圓に劚げる皋匷く吞着されるこずなしに、
適床な流量で抜出成分を吞着剀から眮換すべきで
ある。遞択性の点から蚀えば、吞着剀は、ラフむ
ネヌト成分に関しお脱着剀物質に察するよりも、
ラフむネヌト成分に関しお抜出成分のすべおに察
しおより遞択的であるこずが奜たしい。第二に、
脱着剀物質は特定の吞着剀及び特定の原料混合物
ず䞡立しなければならない。さらに詳しくは、こ
れらは、ラフむネヌト成分に関しお抜出成分に察
する吞着剀の臚界遞択性を枛少し、或いは砎壊し
おはならない。さらに、脱着剀物質は、抜出成分
或いはラフむネヌト成分の䜕れずも科孊的に反応
したり、或いは化孊反応を起こしおはならない。
抜出成分及びラフむネヌト成分の䞡者は、兞型的
には、脱着剀物質ず混合しお吞着剀から陀かれ、
そしお脱着剀物質及び抜出成分、或いはラフむネ
ヌト成分を含むいかなる化孊反応も抜出生成物、
或いはラフむネヌト生成物、或いはこれら䞡者の
玔床を枛少する。ラフむネヌト流れ及び抜出物流
れの䞡者は、兞型的に、脱着剀物質を含むので、
脱着剀物質は原料混合物から容易に分離できる物
質でなければならない。抜出物流れ及びラフむネ
ヌト流れ䞭に存圚する脱着剀物質の少なくずも䞀
郚分を分離する方法を甚いなければ、抜出生成物
䞭の抜出成分の濃床及びラフむネヌト生成物䞭の
ラフむネヌト成分の濃床は高くないし、たた脱着
剀物質はプロセスにおける再䜿甚に利甚するこず
ができない。脱着剀物質の少なくずも䞀郚分は蒞
留又は蒞発によ぀お抜出及びラフむネヌト流れか
ら分離するこずを意図されるが、逆浞透のごずき
他の分離方法もたた単独に、或いは蒞留又は蒞発
ず組合せお䜿甚される。ラフむネヌト及び抜出生
成物は人の消費のために意図された食品であるの
で、脱着剀物質のたた無毒でなければならない。
最埌に、脱着剀物質もたた容易に入手でき、埓぀
おコストの安い物質でなければならない。この分
離のための適圓な脱着剀は氎及び゚タノヌル又は
その混合物から成る。 埓来技術は、遞択吞着プロセスの成功的操䜜に
は、絶察必芁ではないにしおも、吞着剀及び脱着
剀物質のある特性が極めお望たしいこずを認めお
いる。このような特性はこのプロセスにも同様に
重芁である。このような特性ず蚀うのは、吞着剀
の容積圓りの抜出成分のある容積に察する吞着容
量、ラフむネヌト成分及び脱着剀物質に関する抜
出成分の遞択吞着、及び吞着剀に察する抜出成分
の充分に速い速床の吞着及び脱着である。 特定容量の抜出成分を吞着するための吞着剀の
容量は、勿論必芁である。このような容量なしで
は、その吞着剀は吞着分離には圹に立たない。さ
らに、抜出成分に察する吞着剀の容量が高ければ
高い皋、その吞着剀は良奜である。特定の吞着剀
の増倧した容量は、特定の装入速床の原料混合物
に含たれた既知の濃床の抜出成分を分離するに必
芁な吞着剀のの量を枛少するこずを可胜にする。
ある特定の吞着分離に芁求される吞着剀の量の枛
少は分離プロセスのコストを䞋げる。吞着剀の良
奜な最初の容量が経枈的に望たしい寿呜にわた぀
お分離プロセスにおける実際の䜿甚の間維持され
るこずが重芁である。吞着剀の第の必芁な特性
は、原料を分離する吞着剀の胜力、蚀い換えれ
ば、その吞着剀が䞀぀のある成分に察しおは他の
成分に比范しお吞着遞択性を有するこずであ
る。盞察遞択性は、他に比范しおの䞀぀の原料成
分に察しお衚珟されるばかりではなく、原料混合
物成分ず脱着剀物質ずの間でも衚珟される。遞択
性は、平衡条件においお未吞着盞における同じ
二぀の成分の比で埐した吞着盞の二぀の成分の比
ずしお定矩される。盞察遞択性は次の匏で瀺さ
れる。匏  遞択性〔Wt.Wt.〕A 〔Wt.Wt.〕U ここに、及びは重量で衚した原料の二぀
の成分であり、及びはそれぞれ吞着盞及び未
吞着盞を衚す。平衡条件は吞着剀の床を通る原料
が吞着剀の床に接觊の埌組成を倉化しなか぀た時
点で決定される。蚀い換えれば、未吞着盞ず吞着
盞の間に起こる物質の転移のない時点である。二
぀の成分の遞択性が1.0に接近する堎合、吞着剀
による䞀぀の成分の他の成分に関しおの優先吞着
性はない。これらは䞡者ずも盞互に関しお同皋床
に吞着され或いは吞着されない。遞択性が
1.0より小さく、或いは倧きくなるず、䞀぀の成
分の他の成分に関しおの吞着剀による優先吞着性
がある。吞着剀による䞀぀の成分の遞択性を他
の成分に察しお比范する時、1.0より倧きい
は吞着剀内における成分の優先吞着を瀺す。
1.0より小さいは、成分が優先的に吞着され
お成分に富んだ未吞着盞ず成分に富んだ吞着
盞を残す。理想的には、脱着剀物質は、党おの抜
出成分が適床な流れ速床の脱着剀物質で䞀皮類ず
しお吞着されるように、そしお抜出成分が次の吞
着段階においお脱着剀物質を眮き換えるこずがで
きるように、党おの抜出成分に関しお玄に等し
いか、或いはより僅かに小さい遞択性を有すべ
きである。ラフむネヌト成分からの抜出成分の分
離は、理論的には、ラフむネヌト成分に関しお抜
出成分に察する吞着剀の遞択性が1.0より僅かに
倧きい時に、可胜であるが、このような遞択性は
1.0より盞圓倧きいこずが奜たしい。盞察揮発性
ず同じように、遞択性が高ければ高い皋分離は容
易に行われる。遞択性が高い皋䜿甚される吞着剀
は少量で枈む。第䞉の重芁な特性は、原料混合物
物質の抜出成分の亀換速床である。蚀い換えれ
ば、抜出成分の脱着の盞察速床である。この特性
は、吞着剀から抜出成分を回収するためプロセス
においお䜿甚されねばならない脱着剀物質の量に
盎接に関係する。速い亀換速床は抜出成分を陀く
のに必芁な脱着剀物質の量を枛少し、したが぀お
プロセスの操䜜コストを䞋げる。より速い亀換速
床では、プロセスにポンプで送入され、プロセス
においお再䜿甚のため抜出流れから分離されねば
ならない脱着剀物質がより少ない。 吞着−脱着操䜜は原料混合物及び脱着剀物質ず
亀互に接觊される皠密固定床で行われるが、この
堎合プロセスは半連続的である。䞀般に揺動床シ
ステムず蚀われおいる他の具䜓䟋においおは、二
぀又はそれ以䞊の静止床吞着剀のセツトが、原料
混合物はセツトの䞀぀又はそれ以䞊の吞着剀床を
通るこずができるが、脱着剀物質はセツトの䞀぀
又はそれ以䞊の他の床を通るこずができるように
適圓なパルブを具えお䜿甚される。原料混合物及
び脱着剀物質の流れは、このような床においお吞
着剀䞭を䞊方に、或いは䞋方に流れる。静止床流
䜓−固定接觊に甚いられた埓来の装眮が䜿甚され
る。 しかしながら、向流移動床又は擬態移動床流れ
システムは、固定床システムよりも著しく倧きい
分離効率を有し、埓぀お奜たしい。移動床又は擬
䌌移動床プロセスにおいおは、滞留及び眮換の操
䜜が連続的に行われ、抜出及びラフむネヌト流れ
の連続生成、及び原料及び眮換流䜓流れの連続䜿
甚ができる。このプロセスの䞀぀の奜たしい具䜓
䟋では、擬䌌移動床向流流れシステムずしお呚知
のものが利甚される。このようなシステムにおい
おは、モレキナラヌシヌブ宀の䞋方に向か぀お耇
数の液䜓アクセスポむントの前進運動が、モレキ
ナラヌシヌブ宀の䞭に含たれる吞着剀の䞊向移動
を擬態する。 僅か四぀のアクセスラむンがアクチブである。
すなわち原料入口の流れ、脱着剀入口の流れ、ラ
フむネヌト出口の流れ、及び抜出物出口の流れの
アクセスラむンである。吞着剀の充填床の空隙容
積を占める液䜓の移動は、固䜓吞着剀のこの擬態
䞊向移動ず䞀臎する。埓぀お、向流接觊が維持さ
れるように、吞着剀宀を䞋向する液䜓の流れがポ
ンプによ぀お䞎えられる。アクチブな液䜓アクセ
スポむントがサむクルを通぀お、すなわち宀のト
ツプから底郚に移動するので、宀の埪環ポンプは
異な぀た流速を芁する異な぀た域を移動する。こ
れらの流速を調敎するため蚈画された流れコント
ロヌラヌが具えられる。 アクチブな液䜓アクセスポむントは、吞着剀宀
をその各々が異な぀た機胜を有する別個の域に有
効に分割する。このプロセスのこの具䜓䟋におい
おは、䞀般に、ある堎合には任意に四぀の域が䜿
甚されるけれども、プロセスを行うためには䞉぀
の別個の操䜜域が存圚するこずが必芁である。 吞着域、域、は原料入口の流れずラフむネヌ
ト出口の流れずの間に眮かれた吞着剀ずしお定矩
される。この域においおは、原料は吞着剀ず接觊
し、抜出成分は吞着され、そしおラフむネヌト流
れは取り出される。域を通る䞀般の流れは、域
に入る原料の流れから域から出るラフむネヌト流
れであるので、この域における流れは、原料入口
からラフむネヌト出口の流れに進む時、䞋向方向
にあるず考えられる。 域の流䜓流れに関しお盎ぐ䞊流に粟補域、域
がある。粟補域は、抜出出口の流れず原料入口
の流れずの間の吞着剀ずしお定矩される。域に
おいお行われる基本操䜜は、吞着剀の移動によ぀
お域䞭に運ばれたラフむネヌト物質の非遞択性
空隙容積の吞着剀からの眮換ず吞着剀の遞択性现
孔容積内に吞着された、或いは吞着剀粒子の衚面
に吞着されたラフむネヌト物質の脱着である。粟
補は、域を出る抜出流れ物質の䞀郚分を域の
䞊流境界、抜出物出口の流れにおいお域䞭に通
しおラフむネヌト物質の眮換を行うこずによ぀お
達成される。域における物質の流れは抜出物出
口の流れから原料入口の流れぞの䞋向方向であ
る。 域を流れる流䜓に関しお域の盎ぐ䞊流に、
脱着域、域がある。脱着域は、脱着剀入口ず抜
出物出口の流れの間の吞着剀ずしお定矩される。
脱着域の䜜甚は、この域に入る脱着剀物質を、操
䜜の先のサむクルにおいお域における原料ずの
接觊によ぀お生成した吞着された物質ず眮き換え
させるこずである。域における流䜓の流れは、
域及びの流れず実質的に同じ方向である。 ある堎合においおは、任意の緩衝域、域を利
甚するこずができる。この域は、ラフむネヌト出
口の流れず脱着剀入口の流れずの間の吞着剀ずし
お定矩されるが、䜿甚する堎合は、域ぞの流䜓
の流れに関しお盎ぐ䞊流に眮かれる。域から取
り出されたラフむネヌト流れの䞀郚分は、域に
通されその域に存圚する脱着剀物質をその域から
脱着域䞭に眮換するこずができるので、域は、
脱着段階においお利甚される脱着剀の量を保存す
るのに利甚される。域は充分な吞着剀を含んで
いお、域から及び域䞭に通るラフむネヌト流
れ䞭に存圚するラフむネヌト物質が域に入り、
それによ぀お域から取り出された抜出物の流れ
が汚染されるのを防止するこずができる。この第
の操䜜域が利甚されない堎合は、域から域
に通るラフむネヌト流れは、域から域䞭に流
れるラフむネヌト流れ䞭に認め埗る量のラフむネ
ヌト物質が存圚する時は、抜出物出口の流れが汚
染されないように、域から域ぞの盎接の流れ
を停止するために、泚意深くモニタヌしなければ
ならない。 吞着剀の固定床を通るむンプツト及びアりトプ
ツトの流れのサむクルの進行は、マニホルド倚
岐管におけるバルブが連続的態様で操䜜されお
むンプツト及びアりトプツトの流れの移動を行う
マニホルドシステムを利甚し、それによ぀お固䜓
吞着剀に関しお流䜓の流れを向流態様にするこず
によ぀お達成される。流䜓に関しお固䜓吞着剀の
向流の流れを行うこずのできる今䞀぀の操䜜態様
は回転円板バルブの䜿甚である。この回転円板バ
ルブにおいおは、むンプツト及びアりトプツトの
流れが、そこを通぀お原料むンプツト、抜出物ア
りトプツト、脱着剀むンプツト及びラフむネヌト
アりトプツトの流れのパスが吞着剀床䞭を同じ方
向に進められるバルブ及びラむンに結合されおい
る。マニホルド装眮及び回転円板バルブの䞡方ず
も圓業界では呚知である。特に、この操䜜に利甚
できる回転円板バルブは米囜特蚱第3040777号及
び第3422848号に開瀺されおいる。䞊蚘の䞡特蚱
には回転型コネクシペンバルブが開瀺されおいる
が、このバルブでは、固定゜ヌスからの皮々のむ
ンプツト及びアりトプツトの流れの進行が困難な
く達成できる。 倚くの堎合、䞀぀の操䜜域が、他の操䜜域より
も盞圓倧量の吞着剀を含む。䟋えば、ある操䜜に
おいおは、緩衝域は吞着及び粟補域に芁求される
吞着剀の量に比范しお少量の吞着剀を含むこずが
できる。脱着剀が䜿甚される堎合には抜出物質が
吞着剀から容易に脱着されるこずができるこず、
緩衝域、或いは吞着域、或いは粟補域に必芁な吞
着剀の量に比范しお、脱着域においおは比范的少
量の吞着剀が必芁であるこずを認めるこずができ
る。吞着剀は単䞀の塔に眮かなければならないこ
ずはないので、倚宀或いは䞀連の塔の䜿甚も本発
明の範囲内に属する。 党おのむンプツト及びアりトプツトの流れが同
時に䜿甚されるこずは必ずしも必芁ではなく、倚
くの堎合、流れあるものは止められながら、他の
流れは物質のむンプツト及びアりトプツトを行う
本発明のプロセスを行うのに利甚できる装眮は、
皮々のむンプツト及びアりトプツトの流れが結合
し、そしお亀互に䞔぀定期的に移動されお連続操
䜜を行うこずのできるむンプツト及びアりトプツ
トタツプが眮かれた接続導管によ぀お結合された
䞀連の個々の床を含む。ある堎合には、接続導管
は、通垞の操䜜䞭はそこを通぀お物質がプロセス
に出入りする導管ずしお䜜甚しない移送タツプに
結合されるこずができる。 抜出アりトプツト流れの少なくずも䞀郚分は分
離手段に流入し、そこで脱着剀物質の少なくずも
䞀郚分は分離されお濃床の枛少した脱着剀物質を
含む抜出生成物を生成するこずが意図される。こ
のプロセスの操䜜に必ずしも必芁ではないが、奜
たしくは、ラフむネヌトアりトプツト流れの少な
くずも䞀郚分も分離手段に流入し、そこで脱着剀
物質の少なくずも䞀郚分は分離条件䞋で分離され
お、プロセスにおいお再䜿甚できる脱着剀の流れ
ず、濃床の枛少した脱着剀物質を含むラフむネヌ
ト生成物を生成する。分離手段は、兞型的には、
粟留塔、或いは蒞発塔で、その蚭蚈及び操䜜は分
離技術においお呚知である。 さらに、擬態移動床向流プロセス流れ方匏関し
おは米囜特蚱第2985589号D.B.Broughton デ
ヌ ビヌ ブラヌトン及び1969幎月日東京
で行われた Society of Chemical Engineering
゜サむ゚チ− オブ ケミカル ゚ンゞニアリ
ングの第34回幎次ミヌチングに提出されたデヌ
ビヌ ブラヌトンの 連続吞着プロセス−−新
しい分離技術”ず蚀う論文が参考になる。 液盞及び気盞の操䜜は䞡方ずも倚くの吞着分離
プロセスにおいお䜿甚できるけれども、䜎枩床芁
求のため、及び気盞操䜜で埗られるものに察しお
液盞で埗られる抜出生成物の高収率のため、この
プロセスに察しおは、液盞操䜜が芁求される。吞
着条件は玄20〜200℃、奜たしくは玄20〜100℃の
範囲の枩床及び倧気圧〜玄500psig、奜たしくは
倧気圧から液盞を維持するに必芁な圧の範囲の圧
を包含する。脱着条件は吞着状件に䜿甚したず同
じ範囲の枩床及び圧を包含する。 本発明のプロセスに利甚できる装眮のサむズは
バむロツトプラントの芏暡䟋えば、ロれツト等
の米囜特蚱第3706812号参照から商業的芏暡た
で倉わるこずができ、流れ速床の範囲は時間圓り
数c.c.から数千ガロンたでにわたるこずができる。 本発明のプロセスにおける䜿甚に適圓な擬態移
動床流れシステムの他の具䜓䟋は、米囜特蚱第
4402832号に開瀺された同向流高効率疑䌌移動床
プロセスである。 動的詊隓装眮を䜿甚しお、特定の原料混合物及
び脱着剀物質で皮々の吞着剀を詊隓し、吞着容量
遞択性及び亀換速床の吞着剀特性を枬定するこず
ができる。この装眮は、宀の䞡端に入口及び出口
郚分を有する玄70cmの吞着剀宀から成る。この宀
は枩床制埡手段内に含たれおおり、さらに、予め
定められた䞀定の圧でこの宀を操䜜するために圧
制埡装眮が䜿甚される。宀の出口ラむンに、クロ
マトグラフむヌ分析装眮が取り぀けられ、吞着剀
宀を出る流出液の流れにおける䞀぀又はそれ以䞊
の成分を定性的に怜出し、或いは定量的に枬定す
るこずができる。この装眮及び次の䞀般的方法を
甚いお行われるパルステストが、皮々の吞着剀シ
ステムに察する遞択性及びその他のデヌタヌを枬
定するために、䜿甚される。吞着剀は、吞着剀宀
䞭に脱着剀物質を通すこずによ぀お特定の脱着剀
物質ず平衡するように充填されらる。郜合のよい
時に、党お脱着剀においお垌釈された呚知の濃床
の非吞着倚糖類トレヌサヌマルトリン−DP4、
アルトヌス類、その他のトレヌスの砂糖類を含む
原料のパルスを数分間入射する。脱着剀の流れを
再開し、トレヌサヌ及びアルドヌス類を液−固ク
ロマトグラフむ操䜜におけるごずく溶出する。溶
出液は留分に集め、クロマトグラフむ装眮及びデ
ベロツプした察応する成分ピヌクの゚ンベロプの
トレヌスを甚いお分析する。 このテストから誘導された情報から、吞着剀の
性胜は、抜出成分又はラフむネヌト成分に察する
保持容量、䞀぀の成分の他の成分に関する遞択性
及び脱着剀による抜出成分の脱着の速床によ぀お
評䟡するこずができる。抜出成分又はラフむネヌ
ト成分の保持容量は、抜出又はラフむネヌト成分
のピヌク゚ンベロプの䞭心ずトレヌサヌ成分のピ
ヌク゚ンベロプ又は他の呚知の参考点ずの間の距
離を特城ずする。それはピヌク゚ンベロプ間の距
離によ぀お衚されるこの時間間隔䞭ポンプで送入
される脱着剀の立方センチメヌタでの容量によ぀
お衚される。ラフむネヌト成分に関しお抜出成分
に察する遞択性は、抜出成分ピヌク゚ンベロプ
の䞭心ずトレヌサヌピヌク゚ンベロプずの間の距
離ずラフむネヌト成分ピヌク゚ンベロプの䞭心ず
トレヌサヌピヌク゚ンベプずの間の察応する距離
の比を特城ずする。抜出成分の脱着剀ずの亀換速
床は、䞀般に、半匷床におけるピヌク゚ンベロプ
の巟を特城ずする。ピヌクの巟が狭ければ狭い皋
脱着の速床は速い。 実斜䟋 本発明のプロセスを実斜䟋によ぀お具䜓的に説
明する。しかし、本発明は実斜䟋によ぀お限定さ
れるものではない。実斜䟋は䞊蚘の動的詊隓装眮
を䜿甚した時の皮々の吞着剀及び脱着剀物質に察
する詊隓結果を提䟛する。 実斜䟋  この実斜䟋では、カチオン亀換郚䜍にCa++ã‚€
オンを有する型れオラむトを甚いおテストを行
぀お、炭氎化物混合物からのプシコヌスの分離を
枬定した。この䟋のカルシりム亀換型れオラむ
トは有機バむンダヌ䞭に結合され、0.71gmml
の平均嵩密床を有した。吞着剀は党容量70c.c.を有
する盎埄8.4mmの塔に充填した。原料混合物は固
圢分20を含む溶液䞭炭氎化物混合物10mlを含ん
だ。混合物の組成は第衚に瀺した。 第衚 也燥固䜓の重量 −フルクトヌス 28.11 −マンノヌス 6.62 −グルコヌス 56.06 −プシコヌス 4.42 DP4+ 1.59 実隓は、流速1.32c.c.分及び枩床65℃におい
お、氎脱着剀を塔に通すこずによ぀お開始され
た。適圓な時期に、原料10mlを塔に泚入し、その
埌脱着剀の流れを盎ちに再開した。第図はプシ
コヌス及びその他の砂糖の吞着剀保持を衚すグラ
フである。 各濃床曲線に察する平均䞭点の考察は、他の原
料混合物成分からのプシコヌスの良奜な分離を瀺
す。プシコヌスは明らかに最も遞択的に保持され
た成分である。さらに、フルクトヌスもたた残り
の成分間から遞択的に保持され、同じ、又は異な
぀た床においおCa−吞着剀によ぀お分離され
る。この実隓から埗られたデヌタから、第衚の
遞択性が蚈算された。 第衚−遞択性  プシコヌスフルクトヌス 3.76 プシコヌスマンノヌス 6.33 プシコヌスグルコヌス 18.25 フルクトヌスマンノヌス 1.68 フルクトヌスグルコヌス 4.84 これらの遞択性は、プシコヌスに察する高床の
分離、そしおたた原料の残存成分からのフルクト
ヌスの満足すべき皋床の分離の達成を明らかに瀺
す。 実斜䟋  この実斜䟋では、第衚に瀺すごずき氎性原料
を、前蚘の向流流れの擬態移動床システムにおい
お分離した。このシステムにおいお、吞着剀はカ
ルシりム亀換した型れオラむトで、脱着剀は氎
であ぀た。バブルサむクルは時間、枩床は65
℃、吞着剀の原料に察する割合は0.9であ
぀た。原料は、−グルコヌスを37℃、PH10.6で
10時間異性化するこずによ぀お埗られた。 第衚−原料分析物 也燥固䜓の重量 −グルコヌス 62.5 −フルクトヌス 28.3 −マンノヌス 4.7 −プシコヌス 3.6 䞍明 0.6 第段階においお、フルクトヌス及びプシコヌ
スの倧郚分は、第衚の生成物分析から分かるよ
うに、抜出物流れにおいお残留成分から分離され
た。次に、高床に玔粋の−フルクトヌス及び
−プシコヌスから成る第段階からの抜出物は、
カルシりム−亀換型ホヌゞダサむトを含む塔に
おいお凊理した。−プシコヌスは、れオラむト
によ぀おより匷力に吞着され、抜出物流れに認め
られたが、−フルクトヌスは、−プシコヌス
を含たず、玔床94.6においお、少量の他の成分
ず共にラフむネヌト流れに埗られた。 【衚】
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明のプロセスにおける保持容量
に察する糖類の盞察濃床の関係を瀺すグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  プシコヌスず少なくずも䞀぀の他のケトヌス
    を含有する氎性原料混合物を亀換性カチオン郚䜍
    にカルシりムカチオンを有する型れオラむトか
    ら成る吞着剀ず吞着条件においお接觊し、該プシ
    コヌスを遞択的に吞着し、原料混合物の非吞着郚
    分を吞着剀ずの接觊から陀き、その埌プシコヌス
    含有吞着剀を脱着剀ず脱着条件においお接觊する
    こずによ぀おプシコヌスを回収するこずから成
    る、プシコヌスず少なくずも䞀぀の他のケトヌス
    を含有する氎性原料混合物からプシコヌスを分離
    する方法。  該原料混合物は、プシコヌスず、フルクトヌ
    ス、゜ルボヌス、タガトヌス及びリブロヌスから
    成る矀から遞ばれた少なくずも䞀぀の他のケトヌ
    スずを含む第項の方法。  該脱着剀は氎から成る第項の方法。  該分離は擬態移動床流れ方匏によ぀お行われ
    る第項の方法。  該擬態移動床流れ方匏は向流流れを䜿甚する
    第項の方法。  該擬態移動床流れ方匏は同向流れを䜿甚する
    第項の方法。  フルクトヌス及びプシコヌス及びグルコヌス
    ずマンノヌスずから成る矀から遞ばれた少なくず
    も䞀぀の他の単糖類から成る原料混合物を、亀換
    性郚䜍にカルシりムカチオンを有する型れオラ
    むトから成る第吞着剀ず吞着条件においお接觊
    し、該プシコヌスず該フルクトヌスを遞択的に吞
    着し、原料混合物の非吞着郚分を吞着剀ずの接觊
    から陀き、該プシコヌスず該フルクトヌスから成
    る抜出混合物を該第吞着剀から回収し、次に、
    該抜出混合物を亀換性郚䜍にカルシりムカチオン
    を有する型れオラむトから成る第吞着剀ず接
    觊し、該プシコヌスを遞択的に吞着し、該抜出混
    合物の非吞着郚分を第吞着剀ずの接觊から陀い
    おフルクトヌスを含む実質的にプシコヌスを含た
    ないラフむネヌトを生成し、その埌第吞着剀の
    脱着によ぀お該プシコヌスを回収するこずから成
    るフルクトヌス及びプシコヌス及びグルコヌスず
    マンノヌスずから成る矀から遞ばれた少なくずも
    䞀぀の他の単糖類から成る原料混合物から実質的
    にプシコヌスを含たないフルクトヌスを回収する
    方法。  該原料混合物は−プシコヌス、−フルク
    トヌス、−グルコヌス及び−マンノヌスから
    成る第項の方法。
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