DE69713099T9

DE69713099T9 - Verfahren zur herstellung von xylitol

Info

Publication number: DE69713099T9
Application number: DE69713099T
Authority: DE
Inventors: Heikki Heikkilä; Outi Puuppo; Matti Tylli; Hannele Nikander; Johanna Nygren; Mirja Lindroos; Olli-Pekka Eroma
Original assignee: Danisco Sweeteners Oy
Current assignee: Danisco Sweeteners Oy
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 2005-10-27
Also published as: DE69713099D1; ATE218526T1; FI962610L; EP0914312A1; CZ409098A3; EP0914312B1; ZA975573B; DE69713099T2; FI962610A0; SK175998A3; SK282652B6; JP2000511199A; RU2176996C2; ES2177982T3; AU3178997A; FI102962B; US5998607A; CA2258866A1; WO1997049659A1; FI102962B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Xylitol aus einer Sulfitkochlauge, die Xylose und Xylonsäure enthält. Xylose und Xylonsäure finden sich z. B. in der Kochlauge einer Sulfitkochung.
Eine Sulfitkochlauge kann erhalten werden, wenn eine Masse nach der Sulfitmethode hergestellt wird. Eine Sulfitkochlauge enthält unlösliches Holzmaterial, Lignin, Hexose- und Pentosezucker, organische Säuren und Kochchemikalien. Diese Kochlaugen wurden früher gewöhnlich in Wassersysteme abgelassen. Dies ist jedoch seit kurzem von der die Umwelt betreffenden Gesetzgebung verboten worden, und deshalb sind Verfahren zum Verwerten der Sulfitkochlauge entwickelt worden. Nach dem Kochen ist es möglich, die Sulfitkochlauge zu verdampfen und verbrennen, um Wärmeenergie zu erzeugen, und der Schwefel und die Base der Lauge können in den Kochprozeß zurückgeführt werden. Aufgrund des hohen Schwefelgehalts der Sulfitkochlauge schafft diese Vorgehensweise jedoch neue Gefahren für die Umwelt. Eine effektive Verwertung macht es jedoch erforderlich, daß die Sulfitkochlauge in ihre Bestandteile fraktioniert wird.
Außer Xylose enthält die Sulfitkochlauge auch Xylonsäure, was die Abtrennung der Xylose von der Lauge schwieriger macht. Es wäre jedoch vorzuziehen, die Xylonsäure als einen Rohstoff bei der Herstellung von Xylitol verwenden zu können.
Xylitol ist ein natürlich vorkommender Zuckeralkohol, der durch Reduktion von Xylose erhalten wird und der eine Süße, die der des „normalen Zuckers" entspricht, aber einen Energieinhalt (2,4 kcal/kg), der geringer ist als der normalen Zuckers, aufweist. Xylitol findet sich in kleinen Mengen in einer Vielzahl von Früchten und Gemüsen und wird auch im menschlichen Körper als ein normales Stoffwechselprodukt gebildet. Aufgrund bestimmter metabolischer, dentaler und technischer Eigenschaften ist Xylitol ein sehr guter Spezialsüßstoff für verschiedene Zwecke, wie z. B. Kaugummi, Süßwaren, Konditoreiwaren usw. Als Beispiel kann genannt werden, daß der Xylitolstoffwechsel von Insulinstoffwechsel unabhängig ist, und deshalb können auch Diabetiker Xylitol verwenden. Xylitol verlangsamt auch die Darmbewegung und kann deshalb bei Diäten nützlich sein. Es ist auch festgestellt worden, daß Xylitol keine Zahnkaries hervorruft, sondern daß es sogar einen Antikarieseffekt aufweisen könnte.
Trotz der zahlreichen Vorteile von Xylitol ist seine Verwendung eher begrenzt gewesen; dies aufgrund des verhältnismäßig hohen Preises von Xylitol, der sich wiederum aus Schwierigkeiten bei der Herstellung von Xylitol in einem größeren Maßstab ergibt.
Xylitol ist früher aus xylanhaltigem Material durch Hydrolyse hergestellt worden. Dies führt zu einer Monosaccharidmischung, die z. B. Xylose enthält. Xylose wird dann durch katalytische Reduktion (Hydrierung) üblicherweise in Gegenwart eines Nickelkatalysators, wie z. B. Raney-Nickel, zu Xylitol reduziert. In der Fachliteratur werden mehrere Verfahren zum Herstellen von Xylose und/oder Xylitol aus xylanhaltigem Material beschrieben. Beispiele umfassen die US-Patentschrift 3,784,408 (Jaffe et al.), die US-Patentschrift 4,066,711 (Melaja et al.), die US-Patentschrift 4,075,406 (Melaja et al.), die US-Patentschrift 4,008,285 (Melaja et al.) und die US-Patentschrift 3,586,537 (Steiner et al.).
In mehreren Pflanzen ist der Hauptanteil der Hemizellulose Xylan, das zu Xylose hydrolisiert werden kann. Das Hauptausgangsmaterial für Xylan ist die Hemizellulose von Laubbäumen, die hauptsächlich aus Xylan besteht. Die Verwendung von Xylan und Xylose, die in der Zelluloseindustrie als Nebenprodukte erhalten werden, ist in jüngster Zeit auch Gegenstand wachsender Aufmerksamkeit gewesen. Xylose wird z. B. in sauren Sulfitkochungen gebildet, wobei die typischen Basen Mg²⁺, Ca²⁺, NH₄ ⁺ und Na⁺ umfassen. Das Ausgangsmaterial kann auch eine Kochlauge von neutralen Sulfitkochungen sein, nachdem die Xylo-Oligomeren des Xylans hydrolisiert worden sind. In den Kochlaugen saurer Sulfitkochungen liegen die Hemizellulosen bereits in einer Monosaccharidform vor. Der Begriff „Kochlauge" bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Lösung oder einen Teil dieser, die beim Kochen verwendet oder nach dem Kochen erhalten wird. Die bekannten katalytischen Verfahren zum Reduzieren von Xylose, die zur Herstellung von Xylitol gewöhnlich angewandt werden, erfordern, daß die zu reduzierende Xylose keine schädlichen Verunreinigungen enthält. Die Reinigung ist sehr anspruchsvoll und erfordert z. B. einen Mehrschrittprozeß (siehe US-Patentschrift 4,631,129, Heikkilä, und PCT/FI95/00224, Heikkilä et al.), da die bei der Xylose-Reduktionsreaktion verwendeten Katalysatoren gegen Verunreinigungen sehr empfindlich sind (siehe Härkönen, M. und Nuojua, P., Kemia-Kemi, Nr. 3 (1980) Seiten 98–100).
Wenn eine Sulfitkochlauge als Ausgangsmaterial für Xylose verwendet wird, besteht das Problem in den Unterschieden der Kochbedingungen. In Abhängigkeit von den Bedingungen löst sich die Hemizellulose von Holz auf verschiedene Weise und erzeugt größere oder kleinere Mengen an Xylose. Unter den Kochbedingungen, bei denen nur eine kleine Menge an Xylose erzeugt wird, können sich auch beträchtliche Mengen an Xylonsäure bilden. Es ist schwierig, die sich in einem derartigen Produkt findende Xylose von einer Lauge, die Xylonsäure enthält, z. B. mittels Chromatographie abzutrennen, wenn die Xylose rein sein soll. Die in der Lösung anwesende Xylonsäure gestaltet die Abtrennung von Xylose schwieriger und verursacht daher eine Verminderung der Kristallisationsausbeute an Xylose. Es wäre jedoch vorzuziehen, in der Lage zu sein, Xylonsäure als einen Rohstoff für Xylitol zu verwenden (siehe WO 93/19030, Vuorinen). Die Abtrennung von Xylose aus einer Sulfitkochlauge ist an sich bekannt, z. B. durch WO 94/26380, Heikkilä et al., und WO 95/29002, Heikkilä et al.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Xylitol aus einem Material, das Xylose und Xylonsäure enthält. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Xylonsäure von dem Material, das Xylose und Xylonsäure enthält, abgetrennt wird, wobei das Material, das Xylose und Xylonsäure enthält, eine Kochlauge aus einer Sulfitkochung ist, wonach die abgetrennte Xylonsäure reduziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auch Xylose abgetrennt. Xylose und Xylonsäure werden vorzugsweise auf chromatographischem Wege, durch Extraktion, Ionenaustausch oder Kristallisation abgetrennt.
Das Material, das Xylose und Xylonsäure enthält, ist die Kochlauge einer Sulfitkochung, wie z. B. die Kochlauge einer Magnesiumsulfitkochung. Die Herstellung von Xylose in der optimalen Weise auf chromatographischem Wege aus einer Magnesiumkochlauge ist aufgrund der Tatsache eingeschränkt, daß kaum ein anderes Kation, mit Ausnahme von Magnesium, in den chemischen Kreislauf bei der Zelluloseherstellung zurückgeführt werden kann. Die bei dem Prozeß verwendeten chromatographischen Harze sollten vorzugsweise in Magnesiumionenform (Abtrennung von Mg-Ionen) vorliegen, wobei die von den Trennprozessen zurückgeführten Anionen in diesem Falle Magnesiumsalze sind. Ein Trennharz, das in einer zweiwertigen Form verwendet wird, trennt jedoch Xylose weniger effektiv ab als ein Trennharz in einer einwertigen Form; siehe z. B. die finnische Patentschrift 78,734 (Heikkilä). Wenn die Erfindung angewandt wird, ist es möglich, anstatt zwei aufeinanderfolgende Magnesiumion-Trennungen eine Magnesiumion-Trennung und eine Natriumion-Trennung zu verwenden, zwischen denen ein Enthärtungsprozeß erfolgt, bei dem die Magnesiumionen gegen Natriumionen ausgetauscht werden. Das vorherrschende Kation in der Fraktion der ersten Trennung ist Magnesium, und es kann als solches in den Kreislauf der Chemikalien bei der Zelluloseherstellung zurückgeführt werden. Die Restfraktion der zweiten Trennung kann nicht in den Kreislauf der Zelluloseherstellung (in die Wiedergewinnung von Chemikalien, Energieerzeugung) zurückgeführt werden, da sie Fremd kationen (= Natrium) enthält. Gemäß der Erfindung wird die gesamte Restfraktion der zweiten Trennung durch einen Kationenaustauscher in Wasserstofform geleitet. Die Ionenstärke der Fraktion, die aus der zweiten Trennung erhalten wird und die dem Kationenaustausch unterworfen wurde, entspricht nach dem Ionenaustausch der einer relativ starken Säure (niedriger pH-Wert) und kann deshalb verwendet werden, um das Kationenaustauschharz, das zum Enthärten des Zulaufs der zweiten Trennung verwendet wird, zur Wasserstofform zu regenieren. Gleichzeitig können die Magnesiumionen, die während des Enthärtens in dem Kationenaustauschharz verblieben sind, in den Kreislauf der Zelluloseherstellung zurückgeführt werden.
Das Harz, das für den Kationenaustausch der Restfraktion verwendet wird, liegt nach dem Ionenaustausch hauptsächlich in Natriumform vor. Dieses Harz wird mit einer Säure zur Wasserstofform regeneriert, und das Natrium, das zu Beginn der Regeneration von der Säule entladen wird, wird in die Enthärtungssäule zurückgeführt, um es in die entsprechende (= Natrium) Form zu bringen (aus der Wasserstofform, zu der es vorher regeneriert worden ist). Die Säure, die zu Anfang von der Wasserstofform-Enthärtungssäule entladen wird (Natrium wird gegen Wasserstoff ausgetauscht), kann wiederum verwendet werden, um das Harz, das zum Kationenaustausch der Restfraktion verwendet wurde, zur Wasserstofform zu regenieren.
Andererseits wurde festgestellt, daß auch eine Mg-Mg-Trennung in zwei Schritten in vorteilhafter Weise zur Trennung von Xylose und Xylonsäure gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Bei der chromatographischen, zweiten Abtrennung von Xylose mittels Mg²⁺, die mit einer Lösung durchgeführt wurde, deren pH-Wert nicht eingestellt (pH 1,5 bis 2,5) wurde, wird Xylonsäure fast gleichzeitig mit Xylose eluiert, was wiederum die Reinheit der Xylosefraktion verringert. Wenn der pH-Wert der Zulauflösung mit MgO auf einen pH-Wert von etwa 3 oder größer erhöht wird, wird Xylonsäure später eluiert, was die Reinheit der Xylosefraktion und die Breite der Xylosefraktion vergrößert. Der pH-Wert kann auch in dem ersten Trennschritt eingestellt werden; es ist aber vorzuziehen, ihn hinsichtlich des Verbrauchs an Chemikalien erst im zweiten Trennschritt einzustellen.
Die obige Offenbarung bezüglich der Mg-Trennung trifft auch auf die Behandlung einer Ca-sulfitkochlauge zu.
Gemäß der Erfindung wird die Trennung zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß

a) eine Kochlauge einer Magnesiumsulfitkochung einer chromatographischen Trennung unter Verwendung eines Magnesiumtrennharzes unterworfen wird, um eine Fraktion, die reich an Xylose ist, eine gemischte Fraktion und eine Restfraktion in Magnesiumform zu erhalten und
b) die erhaltene Fraktion, die reich an Xylose ist, unter Verwendung eines Trennharzes chromatographiert wird, das in Form von Magnesium oder eines einwertigen Metalls vorliegt, und eine hinsichtlich Xylose konzentrierte Fraktion zurückgewonnen wird, und eine Fraktion, die hinsichtlich Xylonsäure konzentriert ist und die in Form eines Salzes vorliegt, zurückgewonnen wird.

Wenn in Schritt b) ein Trennharz verwendet wird, das in der Form eines einwertigen Metalls, vorzugsweise Natrium, vorliegt, wird die in Schritt a) erhaltene xylosehaltige Fraktion vor Schritt b) enthärtet. Wenn das Harz in Schritt b) in Magnesiumform vorliegt, wird der pH-Wert der in Schritt a) erhaltenen Fraktion vorzugsweise auf einen Wert von 3,0 bis 6,5, insbesondere 5,5 eingestellt.
Die Trennung kann auch durch Extraktion, vorzugsweise mit Ethanol, oder durch Ionenaustausch oder Kristallisation von Mg-xylonat ausgeführt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß abgetrennte Xylose und Xylonsäure katalytisch oder durch Verwenden von Metallhydridreagenzien, wie z. B. Natriumborhydrid, reduziert werden können. Die Reduktion wird zweckmäßigerweise katalytisch durchgeführt, in welchem Fall bevorzugte Katalysatoren solche vom Raney-Typ und Edelmetallkatalysatoren, wie z. B. Ru, Pd, Rh und Pt, vor allem Ru, umfassen.
Eine geeignete Reduktionstemperatur bei der katalytischen Reduktion ist 70 bis 150°C, vorzugsweise 100 bis 130°C, und die Reduktion wird zweckmäßigerweise bei einem Druck von 5.000 bis 20.000 kPa, vorzugsweise 10.000 bis 13.000 kPa, durchgeführt. Der pH-Wert der zu reduzierenden Xylose liegt vorzugsweise zwischen 5 und 7, und der pH-Wert der Xylonsäure liegt vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,5.
Die Xylose- und Xylonsäurefraktionen, die vor der Reduktion abgetrennt wurden, müssen möglicherweise gereinigt werden, z. B. durch Ionenaustausch. Die Xylose- und Xylonsäurefraktionen können eine weitere Reinigung durch Neutralisation/Ausfällung/Filtration und/oder Behandlung mit Kohle oder einem Adsorbens benötigen. Es ist auch möglich, eine zweistufige Hydrierung anzuwenden, was bedeutet, daß in der ersten Stufe die Hydrierung z. B. mit einem Raney-Nickel-Katalysator und in der zweiten Stufe z. B. mit einem Edelmetallkatalysator durchgeführt wird. Eine Weise zur Durchführung der Erfindung besteht darin, Voroxidation durchzuführen, in welchem Fall die Abtrennung des Xylonsäurekonzentrats aus der Lösung effektiver wird. Xylitol, das gemäß der Erfindung hergestellt wird, kann chromatographisch oder vorzugsweise durch Kristallisation aus der Produktlösung der Reduktion vorzugsweise isoliert werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung macht es möglich, die Kosten zum Herstellen von Xylitol beträchtlich zu senken. Das Verfahren ermöglicht z. B. die bessere Nutzung des Rohmaterials (Das Rohmaterial ist ausreichend für etwa die doppelte Menge an Xylitol.).
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Beispiel 1
g-Na-Trennung
Eine Probe, die aus einer Kochlauge einer Magnesiumsulfitkochung erhalten wurde, wurde durch Verwenden eines stark sauren Kationenaustauschharzes (Polystyrolgerüst, durch Sulfonierung aktiviert) in Magnesiumform auf eine an sich bekannte Weise (WO 94/26380) chromatographiert, um eine Fraktion, die reich an Xylose ist, eine gemischte Fraktion und eine Magnesium enthaltende Restfraktion, die zu der Herstellung der Kochsäure der Magnesiumsulfitkochung zurückgeführt wurde, zu erhalten. Die an Xylose reiche Fraktion wurde unter Verwendung eines starken Kationharzes (DOW 88), das in H⁺-Form vorlag und das mit Schwefelsäure regeneriert worden war, enthärtet oder dekationisiert. Die Temperatur betrug 50°C, und die Durchflußgeschwindigkeit betrug 2 Schüttungsvolumina pro Stunde. Der refraktometrisch bestimmmte Trockensubstanzgehalt (RTS) des Zulaufs betrug 20 Gew.-%, und die Zykluslänge betrug etwa 0,6 kg Trockensubstanz/0,5 l Harz.
Der pH-Wert des erhaltenen enthärteten (dekationisierten) Sirups wurde mit NaOH auf 5,5 eingestellt, und die darin enthaltenen Kationen waren hauptsächlich Natriumionen, und der Sirup enthielt kaum zweiwertige Kationen. Der Sirup wurde unter Verwendung eines stark sauren Kationenaustauschharzes (Finex VO 9 CT^TM) in Natriumform chromatographiert, um eine Fraktion, die hinsichtlich Xylose konzentriert war und die zurückgewonnen wurde, und eine Restfraktion in Salzform (Salzfraktion), die eine große Menge an Natrium enthielt, zu erhalten. Die Menge an Xylose in der Zulauffraktion betrug 37,2% der Trockensubstanz. Die Menge an Xylose in der Produktfraktion, die nach der Trennung erhalten wurde, betrug 55% der Trockensubstanz und in der Restfraktion 2% der Trockensubstanz.
Die Salzfraktion wurde unter Verwendung eines stark sauren Kationenaustauschharzes in H⁺-Form (DOW 88^TM) dekationisiert. Die Durchflußgeschwindigkeit betrug 2 Schüttungsvolumina pro Stunde, die Temperatur betrug 50°C, und der Trockensubstanzgehalt (RTS) des Zulaufs betrug 5,6 Gew.-%. Die gesamte Zykluslänge betrug 7,2 1/1 Harz. Der pH-Wert der dekationisierten Salzfraktion betrug etwa 1, und sie enthielt 0,252 H⁺-Äquivalente/1. Die gesamte dekationisierte Salzfraktion (7,2 l) wurde verwendet, um das Enthärtungsharz (500 ml), das hauptsächlich Magnesiumionen enthielt, zu regenerieren. Die Regeneration wurde derart ausgeführt, daß die zu Beginn des Zyklus erhaltene Säurefraktion und eine zusätzliche Säure verwendet wurden, um das Enthärtungsharz in Magnesiumform in H⁺-Form umzuwandeln. Die Na enthaltende Fraktion des Dekationisierungsharzes, die zu Beginn des Regenerationsyklus erhalten wurde, wurde verwendet, um das Enthärtungsharz in die Na-Form umzuwandeln. Die Kapazitäten und Kationgehalte der Harze in verschiedenen Stufen der Enthärtung und Dekationisierung werden in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 2
Mg-Mg-Trennung
Die zweite Trennung der Mg-Kochlauge (Schritt b) wurde in einer chromatographischen Säule mit einem Mg²⁺-Trennharz unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Trennharz: Finex V 11 C^TM, DVB 6,5%

Temperatur: 65°C

Durchflußgeschwindigkeit: 0,9 m/h
Die Xylosereinheit des Zulaufs betrug 29,1% der Trockensubstanz, und die Xylonsäurereinheit betrug 21,6% der Trockensubstanz. Drei Fraktionen wurden zurückgewonnen. Die Xylosereinheit der Xylosefraktion betrug etwa 44% der Trockensubstanz, und der Xylonsäuregehalt der Xylonsäurefraktion betrug etwa 41% der Trockensubstanz. Die Reihenfolge der Elution der zurückgewonnenen Fraktionen war: Salz, Xylose, Xylonsäure.
Wenn die Trennung mit einer Lösung durchgeführt wurde, deren pH-Wert nicht eingestellt worden war (pH-Wert 2,1), betrug die Xylosefraktion-Kapazität 5,2 kg Trockensubstanz/h/m³. Wenn der pH-Wert der Lauge vor der Trennung mit MgO auf einen Wert von 3,5, 4,5, 5,3 und 6,5 eingestellt wurde, betrug die Xylosekapazität 11,8, 10,7, 11,6 bzw. 10,7 kg Trockensubstanz/h/m³. Wenn der pH-Wert der Trennung erhöht wurde, wurde aufgrund der stärkeren Anhaftung der Xylonsäure an dem Harz ein besseres Trennergebnis erhalten.
Beispiel 3
Mg-Mg-Trennung
Die zweite Trennung der Mg-Kochlauge gemäß Beispiel 2 wurde in einer chromatographischen Säule mit einem Trennharz in Mg²⁺-Form unter den in Beispiel 2 beschriebenen Bedingungen durchgeführt. Die Xylose- und Xylonsäurefraktionen wiesen dann die in Tabelle 2 offenbarten Fraktionsreinheiten auf.
Beispiel 4
Abtrennung von Xylose und Xylonsäure aus einer Ca-sulfitkochlauge durch Extraktion mit Ethanol
Im Handel erhältliche, trockene und pulverförmige Ca-sulfitkochlauge eines Laubbaums, deren Zusammensetzung in Tabelle 3 (1) dargestellt ist, wurde mit Ethanol extrahiert. Die Menge an Pulver betrug bei der Extraktion 1.500 g, und die Menge an 95%igem Ethanol betrug 15 l. Die Mischung wurde bei 50°C 4 Stunden lang gemischt, wonach sie filtriert und der erhaltene Kuchen getrocknet wurde. Die Menge an gelösten Feststoffen betrug 32%. Das Filtrat wurde in einem Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck eingedampft. Der Eindampfrückstand wurde in etwa 8 Liter Wasser gelöst. Die Zusammensetzung der Lösung wird in Tabelle 3 (2) dargestellt. Die Ausbeute an Xylose betrug etwa 78%, und die Ausbeute an Xylonsäure betrug etwa 43%. Die Ausbeuten erhöhten sich auf 95% bzw. 56%, wenn die Extraktion mit Ethanol wiederholt wurde.
Tabelle 3 Trennung von Xylose und Xylonsäure durch Extraktion mit Ethanol
Beispiel 5
Oxidation von Xylose zu Xylonsäure
3,6 g MgO, 6 g Xylose und 200 g SO₂-Lösung (Konzentration 70 bis 71 g SO₂/l) wurden in Autoklaven gegeben. Die Autoklaven wurden verschlossen und in ein Glycerinbad von 150°C eingebracht. Die Autoklaven wurden 1 h, 2 h, 4 h und 6 hin dem Bad belassen, wonach sie abgekühlt wurden. Die Lösung wurde filtriert und analysiert. 67% der Xylose wurden in zwei Stunden zu Xylonsäure oxidiert.
Tabelle 4 Oxidation von Xylose zu Xylonsäure
Beispiel 6
Kristallisation von Mg-xylonat aus Wasser
Die Ausgangslösung war eine von der Mg-sulfitkochlauge abgetrennte Xylonsäurefraktion. Die Xylonsäurefraktion wurde bei 10°C kristallisiert, und die Mutterlauge wurde durch Dekantation abgetrennt. Die Mg-xylonatkristallmasse (Trockensubstanz 56,2%, Reinheit 58,5%, berechnet für die Trockensubstanz von Xylonsäure) wurde aus einer Ethanol-Wasser-Lösung in einem Verhältnis von 120 g Kristallmasse/1 l Ethanol auskristallisiert. Die Kristalle wurden bei Raumtemperatur getrocknet. Die Reinheit der Mg-xylonatkristalle betrug 80,9%, berechnet für die Trockensubstanz von Xylonsäure. Die Kristalle wurden in Wasser zu einer Lösung von etwa 50% aufgelöst. Die Lösung wurde unter Verwendung von Kohle und einem Filterhilfsmittel entfärbt.
Die Magnesiumxylonatlösung (2.040 g, Trockensubstanzgehalt 45,8% (Karl Fischer), Xylonsäurereinheit 79,3% der Trockensubstanz) wurde in ein 2-Liter-Gefäß (Zulauflösung) überführt, wo das Mg-xylonat in der folgenden Weise auskristallisiert wurde.
Die Masse (T_Masse 57°C) wurde mit 1 ml Mg-xylonatlösung geimpft. Eine Stunde nach dem Impfen wurde ein lineares 70-Stunden-Abkühlprogramm (60°C bis 20°C) ausgelöst. Nach dem linearen Abkühlprogramm wurde das Mg-xylonat 72 Stunden lang bei einer konstanten Temperatur (20°C) gehalten. Die Kristalle wurden abfiltriert und mit Ethanol gewaschen. Die Kristalle wurden bei 45°C getrocknet. Die Ausbeute betrug 337 g. Die Xylonsäurereinheit der Kristalle betrug 94,3% auf Basis der Trockensubstanz.
Beispiel 7
Kristallisation von Mg-xylonat aus Wasser
Die Ausgangslösung war eine von der Mg-sulfitkochlauge abgetrennte Xylonsäurefraktion. Die Xylonsäurefraktion wurde bei 10°C auskristallisiert, und die Mutterlauge wurde durch Dekantation abgetrennt. Die Mg-xylonatkristallmasse wurde aus der Ethanol-Wasser-Lösung in einem Verhältnis von 120 bis 150 g Kristallmasse/1 l Ethanol auskristallisiert. Die Kristalle wurden bei Raumtemperatur getrocknet. Die Reinheit der Mg-xylonatkristalle betrug 80 bis 94%, berechnet für die Trockensubstanz von Xylonsäure. Die Kristalle wurden in Wasser zu einer Lösung von etwa 35%, die eine Xylonsäurereinheit von 71% aufwies, aufgelöst.
18,4 kg Magnesiumxylonatlösung (RTS 34,3%) wurden als eine Zulauflösung verwendet. Wasser wurde von der Lösung abgedampft (T_Masse 40 bis 55°C). Als der RTS der Masse 52,8% erreichte, wurde die Masse in einen 6-Liter-Kühlkristallisierapparat (7,1 kg) überführt. 30 Minuten später wurde die Masse mit 0,7 g Mg-xylonatkristallen bei 63°C geimpft. Eine Stunde nach dem Impfen wurde ein lineares 70-Stunden-Abkühlprogramm (60°C bis 20°C) ausgelöst. Die Masse, die eine Xylonsäurereinheit von 72,8% auf Basis der Trockensubstanz und einen Trockensubstanzgehalt von 47,9% (Karl Fischer) aufwies, wurde bei 4.500 U/min 5 Minuten lang zentrifugiert und bei 45°C getrocknet. Die Ausbeute betrug 1.285 g Kristalle. Die Xylonsäurereinheit der Mg-xylonatkristalle betrug 90,2% auf Basis der Trockensubstanz.
Beispiel 8
Kristallisation von Mg-xylonat aus Wasser
Die Ausgangslösung war eine von der Mg-sulfitkochlauge abgetrennte Xylonsäurefraktion.
20,6 kg einer Magnesiumxylonatlösung (RTS 40,8%) wurden als eine Zulauflösung verwendet. Wasser wurde von der Lösung abgedampft (T_Masse 40 bis 55°C). Als der RTS der Masse 59,5% erreichte, trat spontane Kristallisation ein. Die Masse wurde in einen 10-Liter-Kühlkristallisierapparat überführt. Nach 15 Minuten wurde ein lineares 18-Stunden-Abkühlprogramm (60°C bis 20°C) ausgelöst. Die Masse mit einer Xylonsäurereinheit von 74,2% auf Basis der Trockensubstanz und einem Trockensubstanzgehalt von 51,5% (Karl Fischer) wurde bei 4.500 U/min 5 Minuten lang zentrifugiert, gewaschen und bei 45°C getrocknet. Die Ausbeute betrug 3,4 g Kristalle. Die Xylonsäurereinheit der Mg-xylonatkristalle betrug 82,5% auf Basis der Trockensubstanz.
Beispiel 9
Adsorption von Xylonsäure an einem leicht basischen Anionenaustauschharz
Die Zulauflösung war eine Xylosefraktion der ersten Trennung gemäß Beispiel 1 aus dem chromatographischen Trennprozeß von Mg-sulfitkochlauge. Die Fraktion wurde einer Reihe von Ionenaustauschern zugeführt, die ein stark saures Kationenaustauschharz (DOW 88^TM) und zwei leicht basische Anionenaustauschharze (DOW 66^TM) enthielten. Kationen haften an dem Kationenaustauschharz, und Xylonsäure wird aus ihren Salzen freigesetzt, d. h. sie wird in eine freie Säure überführt, wonach die Anionen sich an das Anionenaustauschharz haften.
Der Trockensubstanzgehalt der Zulauflösung betrug 32%, die Temperatur betrug 40°C und die Durchflußgeschwindigkeit betrug 2 SV/h/Säule (SV = Schüttungsvolumen). In diesem Experiment wurde die Lösung in einer Menge behandelt, die annähernd dem gesamten Harzvolumen entsprach.
In einem derartigen Durchlauf haftete Xylonsäure sich an beide Anionenaustauschharze: 22 g/l Harz an das erste und 63 g/l Harz an das zweite. Die Analysen des Zulaufs und des Produktes sind in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5 Adsorption von Xylonsäure
Beispiel 10
Trennung von Xylose unter Verwendung eines leicht sauren Kationenaustauschharzes
Chromatographische Trennung von Mg-sulfitkochlösung wurde unter Verwendung eines leicht sauren Kationenaustauschharzes, Finex CA 24 GC^TM, durchgeführt. Die Temperatur betrug 65°C, und die Durchflußgeschwindigkeit betrug 0,19 m/h. Der pH-Wert der Zulauflösung betrug 1,2, und der Xylosegehalt betrug 9,8%. Die Xylosefraktionkapazität bei der Fraktionsreinheit von 25% betrug 9,6 kg Trockensubstanz/m³/h, und die höchste Xylosereinheit bei der Trennung betrug 31,4%. Der Xylonsäuregehalt in der Zulauflösung betrug 5,5%/Trockensubstanz (RTS) und in der Xylosefraktion 16,7%/Trockensubstanz. Die Reihenfolge bei der Elution war: Hauptanteil des Salzes gefolgt von Xylose und Xylonsäure, fast gleichzeitig (Xylonsäure etwas später).
Beispiel 11
Trennung von Xylose unter Verwendung eines leicht sauren Kationenaustauschharzes
Chromatographische Trennung von Mg-sulfitkochlösung wurde unter Verwendung eines leicht sauren Kationenaustauschharzes, Purolite C 105^TM, durchgeführt. Die Temperatur betrug 65°C, und die Durchflußgeschwindigkeit betrug 0,7 m/h. Der pH-Wert der Zulauflösung betrug 4,5, und der Xylosegehalt betrug 10,9%. Die Xylosefraktionkapazität bei der Fraktionsreinheit von 25% betrug 19,0 kg Trockensubstanz/m³/h und betrug 7,8 kg Trockensubstanz/m³/h bei einer Fraktionsreinheit von 40%, und die höchste Xylosereinheit bei der Trennung betrug 42,7%. Der Xylonsäuregehalt der Zulauflösung betrug 5,6%/Trockensubstanz (RTS). Die Xylonsäurereinheit der Xylosefraktion mit einer Fraktionsreinheit von 25%/Trockensubstanz der Xylose betrug 11,7%/Trockensubstanz, und in der Xylosefraktion mit einer Fraktionsreinheit von 40%/Trockensubstanz der Xylose betrug die Xylonsäurereinheit 18,5%/Trockensubstanz. Die Salze, Xylose und Xylonsäure wurden fast gleichzeitig eluiert (Xylonsäure etwas später).
Beispiel 12
Trennung von Xylose unter Verwendung eines faserartigen Kationenaustauschharzes
Chromatographische Trennung von Mg-sulfitkochlauge wurde unter Verwendung eines faserartigen (Stapelfaser) Kationenaustauschharzes, Smoptec 101,3^TM, Polystyrolgerüst, das mit Sulfonsäure aktiviert ist, durchgeführt. Die Temperatur betrug 65°C, und die Durchflußgeschwindigkeit betrug 1,8 m/h. Der pH-Wert der Zulauflösung betrug 2,2, und der Xylosegehalt betrug 8,9%. Die höchste Xylosereinheit bei der Trennung betrug 23,4%. Der Xylonsäuregehalt der Zulauflösung betrug 5,1%/Trockensubstanz (RTS), und die höchste Reinheit in der Xylosefraktion betrug 15,0%/Trockensubstanz. Die Reihenfolge bei der Elution war: Hauptanteil des Salzes, und Xylose und Xylonsäure zusammen.
Beispiel 13
Trennung von Xylose unter Verwendung eines stark sauren Kationenaustauschharzes
Chromatographische Trennung von Mg-sulfitkochlösung wurde unter Verwendung eines stark sauren Kationenaustauschharzes, Finex CS 11 GC^TM, durchgeführt. Die Temperatur betrug 65°C, und die Durchflußgeschwindigkeit betrug 0,7 m/h. Der pH-Wert der Zulauflösung betrug 1,0, und der Xylosegehalt betrug 11,9%. Die Xylosefraktionkapazität bei der Fraktionsreinheit von 40% betrug 11,2 kg Trockensubstanz/m³/h, und die höchste Xylosereinheit bei der Trennung betrug 44,8%. Der Xylonsäuregehalt der Zulauflösung betrug 5,5%/Trockensubstanz (RTS) und in der Xylosefraktion 25%/Trockensubstanz. Die Reihenfolge bei der Elution war: Salz, Xylose und Xylonsäure. Die beiden letzten Fraktionen überlappten sich teilweise.
Beispiel 14
Oxidation von Xylose
2 g MgO, 62 g Mg-sulfitkochlösung und 140 g SO₂-Lösung (Konzentration 70 bis 72 g SO₂/l) wurden in Autoklaven eingegeben. Die Autoklaven wurden verschlossen und in ein Glycerinbad von 150°C eingebracht. Die Autoklaven wurden 30 Minuten, 1 h, 2 h und 4 h in dem Bad belassen, wonach sie abgekühlt wurden. Die Lösung wurde filtriert und analysiert. 28% der Xylose wurden in vier Stunden zu Xylonsäure oxidiert.
Tabelle 6 Oxidation von Xylose zu Xylonsäure
Beispiel 15
Hydrierung von Xylonsäure
Das Rohmaterial war eine Xylonsäurefraktion, die wie in Beispiel 6, 7 und 8 beschrieben hergestellt wurde und aus der Magnesium mittels Kationenaustausch entfernt worden war.
Die Hydrierung wurde bei 110°C und einem Druck von 13.000 kPa in einem 5-Liter-Medimex-Autoklaven (Chargenreaktor) unter Verwendung von Ru/Kohle (5% Ru auf Kohle, Engelhard CP 56 × L/R/WW) als Katalysator, dessen Dosierung 18% der Trockensubstanz betrug, durchgeführt. Die Hydrierzeit betrug 3 Stunden. Tabelle 7 zeigt die Zusammensetzungen des Ausgangsmaterials und des erhaltenen Produkts.
Tabelle 7 Hydrierung von Xylonsäure
Beispiel 16
Reduktion mit Natriumborhydrid einer oxidierten Xylose-Xylonsäure-Fraktion, hergestellt durch chromatographische Trennung
Die Reaktion wurde bei normalem Druck und bei Raumtemperatur unter Mischen durchgeführt. Die Reaktionszeit nach der Zugabe des Reagens (allmähliche Zugabe) betrug 2 Stunden. Die Fraktion wurde als solche und nach Kationenaustausch bei einem Trockensubstanzgehalt von etwa 10% reduziert. Natriumborhydrid wurde im Verhältnis von 3 g/100 g des natürlichen Gewichts der Lösung (= 10 g der Trockensubstanz) zugegeben. Das Natriumborhydrid wurde in Form von 4%iger wäßriger Lösung zugegeben. Die Reaktion wurde durch Ansäuern der Lösung (pH 2) mit 6 N Salzsäure beendet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt.
Tabelle 8 Reduktion einer oxidierten Xylose-Xylonsäure-Fraktion mit Natriumborhydrid
Beispiel 17
Hydrierung mit Raney-Nickel einer hinsichtlich Xylonsäure konzentrierten Mischung
166 g/l Xylonsäure in 70%igem Methanol wurden in einem Autoklaven mit Raney-Nickel (2 g) bei 122°C und einem Druck von 6.500 kPa 18 Stunden lang hydriert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 dargestellt.
Tabelle 9 Hydrierung einer hinsichtlich Xylonsäure konzentrierten Mischung
Beispiel 18
Hydrierung mit Rhodium einer hinsichtlich Xylonsäure konzentrierten Mischung
166 g/l Xylonsäure in Wasser wurden in einem Autoklaven unter Verwendung von 0,17 g 5%igem Rh/2%igem Mo/Al₂O₃ als Katalysator bei 140°C und einem Druck von 6.500 kPa 18 Stunden lang hydriert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 dargestellt.
Tabelle 10 Hydrierung einer hinsichtlich Xylonsäure konzentrierten Mischung
Beispiel 19
Kristallisation von Xylitol
Das Rohmaterial war Xylitol, das wie in den Beispielen 15 bis 18 beschrieben hergestellt wurde.
97 g Xylitol (RTS 11,4%, Zulauflösung) wurden bei 60°C zu einem RTS-Gehalt von 91,4% eingedampft. Die Masse wurde in ein 1-Liter-Reaktionsgefäß überführt, wo sie bei 60°C mit 0,06 g Xylitolkristallen geimpft wurde. Ein lineares 49-Stunden-Abkühlprogramm (60,5°C bis 30°C) wurde ausgelöst. Nach dem Abkühlen wurde die Temperatur der Masse um etwa 3°C erhöht, und die Masse wurde zentrifugiert. Die Xylitolreinheit der Masse betrug 77% bezogen auf die Trockensubstanz. Die Kristalle wurden bei 4.500 U/min 5 Minuten lang mittels einer Zentrifuge (Siebmanteldurchmesser 22 cm, Maschenweite 0,15 mm) abgetrennt, und die Kristalle wurden gewaschen. Die Ausbeute betrug 30 g getrocknete Kristalle. Die Xylitolreinheit der Kristalle betrug 81,2% auf Basis der Trockensubstanz.
Beispiel 20
Kristallisation von Xylitol
Das Rohmaterial war Xylitol, das wie in den Beispielen 15 bis 18 beschrieben hergestellt wurde.
Die Xylitollösung wurde durch eine Membran von 12 μm filtriert. 170 g (Trockensubstanz) Xylitol (RTS 19,7%, Zulauflösung) wurden bei 60°C zu einem RTS-Gehalt von 91,3% eingedampft. Die Masse wurde in ein 1-Liter-Reaktionsgefäß überführt, wo sie bei 60°C mit 0,05 g Xylitolkristallen geimpft wurde. Ein lineares 41-Stunden-Abkühlprogramm (60,5°C bis 30°C) wurde ausgelöst. Nach dem Abkühlen wurde die Temperatur der Masse um etwa 3°C erhöht, und die Masse wurde zentrifugiert. Die Xylitolreinheit der Masse betrug 64,3% der Trockensubstanz. Die Kristalle wurden bei 4.500 U/min 5 Minuten lang mit einer Zentrifuge (Siebmanteldurchmesser 22 cm, Maschenweite 0,15 mm) abgetrennt und gewaschen. Die Ausbeute betrug 54 g getrocknete Kristalle. Die Xylitolreinheit der Kristalle betrug 93,3% auf Basis der Trockensubstanz.
Beispiel 21
Kristallisation von Xylitol
Das Rohmaterial war Xylitol, das wie in den Beispielen 15 bis 18 beschrieben hergestellt wurde.
Die Xylitollösung wurde durch eine Membran von 12 μm filtriert. 185 g (Trockensubstanz) Xylitol (RTS 20,9%, Zulauflösung) wurden bei 60°C zu einem RTS-Gehalt von 92,2% eingedampft. Die Masse wurde in ein 1-Liter-Reaktionsgefäß überführt, wo sie bei 56,5°C mit 0,05 g Xylitolkristallen geimpft wurde. Ein lineares 69-Stunden-Abkühlprogramm (57°C bis 30°C) wurde ausgelöst. Nach dem Abkühlen wurde die Temperatur der Masse um etwa 3°C erhöht, und die Masse wurde zentrifugiert. Die Xylitolreinheit der Masse betrug 56,5% der Trockensubstanz. Die Kristalle wurden bei 4.500 U/min 5 Minuten lang mit einer Zentrifuge (Siebmanteldurchmesser 22 cm, Maschenweite 0,15 mm) abgetrennt und gewaschen. Die Ausbeute betrug 55 g getrocknete Kristalle. Die Xylitolreinheit der Kristalle betrug 68,0% auf Basis der Trockensubstanz.
Beispiel 22
Hydrierung von Xylose
Das Rohmaterial war eine Xylosefraktion, die wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten wurde und die herkömmlichem Ionaustausch unterworfen worden war.
Die Hydrierung wurde unter Bedingungen, bei welchen der Druck 4.000 kPa, die Temperatur 100°C und der Trockensubstanzgehalt des Sirups 47,8 Gew.-% betrug, in einem Chargenautoklaven (Medimex) durchgeführt. Die Menge an Katalysator (Raney-Nickel, Chemcat J 10 GS^TM) betrug 10%, berechnet für die Trockensubstanz des Sirups an feuchter Katalysatoraufschlämmung. Die Reaktionszeit betrug 90 Minuten. Die Xylose- und Xylitolgehalte der Zulauf- und Produktlösungen sind in Tabelle 11 dargestellt.
Tabelle 11 Hydrierung von Xylose

Claims

Verfahren zur Herstellung von Xylitol aus einem Material, das Xylose und Xylonsäure enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Xylonsäure von dem Material, das Xylose und Xylonsäure enthält abgetrennt wird, wobei das Xylose und Xylonsäure enthaltende Material eine Kochlauge von einer Sulfitkochung oder ein Teil davon ist, wonach die abgetrennte Xylonsäure zu Xylitol reduziert und Xylitol gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen weiteren Schritt beinhaltet, in welchem Xylose auch von dem Xylose und Xylonsäure enthaltenden Material abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte Xylose zu Xylitol reduziert und das Xylitol gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte Xylose kristallisiert und gewonnen wird und Xylonsäure gegebenenfalls zu Xylitol reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Xylose und Xylonsäure enthaltende Material eine Kochlauge von einer Magnesiumsulfitkochung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Xylose und Xylonsäure enthaltende Material eine Kochlauge von einer Kalziumsulfitkochung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung chromatographisch, durch Extraktion, Kristallisation oder Ionenaustausch ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung chromatographisch ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung als chargenweiser oder als kontinuierlicher Prozeß ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist: a) eine Kochlauge von einer Magnesiumsulfitkochung wird unter Verwendung eines magnesiumförmigen Trennharzes chromatographiert, um eine xylosereiche Fraktion, eine gemischte Fraktion und eine Restfraktion in Magnesiumform zu erhalten, und b) die erhaltene xylosereiche Fraktion wird unter Verwendung eines Trennharzes, das in Magnesiumform oder in der Form eines monovalenten Metalls ist, chromatographiert, und eine hinsichtlich Xylose konzentrierte Fraktion und eine salzförmige Fraktion, die hinsichtlich Xylonsäure konzentriert ist, werden gewonnen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schritt a) erhaltene Restfraktion in Magnesiumform zu dem Ansatz der kochenden Säure der Magnesiumsulfitkochung rückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in Schritt a) und b) ein starkes Säure-Kationen-Austauscher-Harz ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in Schritt b) in der Form eines monovalenten Metalls vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das monovalente Metall Natrium ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß es einen weiteren Schritt aufweist, in welchem die in Schritt a) erhaltene xylosehältige Fraktion vor Schritt b) weichgemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekationisierung unter Verwendung eines Kationen-Austauscher-Harzes in Natriumform ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichmachung unter Verwendung eines Kationen-Austauscher-Harzes in Wasserstofform ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der pH der xylosehältigen Fraktion, die bei der Weichmachung erhalten wird, auf etwa 5,5 eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der pH mit Natriumhydroxid eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Restfraktion in Salzform, die in Schritt b) erhalten wird, durch einen Kationen-Austauscher in Wasserstofform hindurchgeführt wird und die erhaltene Säure verwendet wird, um das Kationen-Austauscher- Harz, das in der vor Schritt b) ausgeführten Weichmachung produziert wird und das in Magnesiumform vorliegt, zur Wasserstofform zu regenerieren.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Kationen-Austausch erhaltene Harz in Natriumform mit einer Säure regeneriert wird und das erhaltene Natriumsalz verwendet wird, um die zur Wasserstofform regenerierte Weichmacher-Säule in die Natriumform umzuwandeln.
Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Verwendung der Säure, die durch Umwandlung der zur Wasserstofform regenerierten Weichmacher-Säule in die Natriumform erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumfraktion, die bei der Regeneration des bei der Weichmachung verwendeten Kationen-Austauscher-Harzes gebildet wird, zu dem Ansatz der Kochsäure der Magnesiumsulfitkochung rückgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in Schritt b) in Magnesiumform vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der pH der xylosereichen und in Schritt a) erhaltenen Fraktion auf 3,5 bis 6,5 eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der pH auf 5,5 eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der pH mit MgO eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das in Schritt b) erhaltene Magnesiumxylonat kristallisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung durch Extraktion ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion mit Ethanol ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung durch Ionenaustausch ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte Xylose vor der Reduktion zu Xylonsäure oxidiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion katalytisch ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Ru, Pd, Pt, Raney-Ni oder Rh ist.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Ru ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion bei 70° bis 150°C ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion bei einem Druck von 10.000 bis 13.000 kPa ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion von Xylose bei einem pH von 5 bis 7 und die Reduktion von Xylonsäure bei einem pH von 1,5 bis 2,5 ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion unter Verwendung eines Metallhydrid-Reagens ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallhydrid-Reagens Natriumborhydrid ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß Xylitol von der Produktlösung der Reduktion chromatographisch abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß Xylitol von der Produktlösung der Reduktion durch Kristallisation abgetrennt wird.