Способ получения пектата натрия или калия Советский патент 1985 года по МПК C08B37/06 

СП) СП О5 СХ 4;: i . 1 Изобретение относится к получени ионообменных материалов на основе природных соединений, обладающих се лективными свойствами по отношению к катионам поливалентных, тяжелых и радиоактивных металлов, и может быт использовано в технике для выделения этих веществ из сложных смесей, медицине при Ме-интоксикациях и для профилактики при работе с указанным металлами, Известен способ получения сорбен тов Для сорбции тяжелых и радиоактивных металлов, заключающийся в окислении целлюлозы (в виде марли) специфическими окислителями ei -гликольной группировки, например периодат-ионом, или окислителями типа окислов азота, действующих, более или .менее избирательно на первичную спирт овую группу глюкозного звена молекул целлюлозы с образованием моно-5 ди- и трикарбоксицеллюлоз tj. Однако использование способа огра ничено из-за дорогостоящих, агрессив ных и токсичных соединений, таких, как перирдат, окислы азота. Наиболее близким к изобретению является способ получения пектата натрия или калия, заключающийся-в вы делении пектина из пектинсодержащего сырья - яблок, суспендирования полученного пектина в полярном органическом растворителе и обработку гидроокисью натрия и калия . Недостатки известного способа заключаются в использовании дефицитного строго фондируемого яблочного пектина, использовании в процессе деэтерификации большого количества токсичных и огнеопасных органических растворителей и. низкой сорбционной способностью целевого продукта (2-3 мг экв/г). Целью изобретения является упрощение-и ускорение процесса И получения продукта с повышенной обменной емкостью. Поставленная цель достигается тем, что при Ъпособе получения пекта та натрия или калия выделением пекти на из пектинсодержащего сырья, включающем обработку гидроокисью натрия или калия, пектин выделяют обработкой 058-151%-ным водным раствором соляной кислоты при 70-75 С и модуле 1:15-20, и ддлученньй экстракт обрабатывают 0,5- 1,0%-ным водным раство 4 ром гидроокиси натрия или калия при комнатной температуре и рН 12-14. В процессе гидролиза в растительном сырье под действием минеральной кислоты происходит расщепление связей, соединяющих пектиновые вещества с клетчаткой, гемицеллюлозами и другими высокомолекулярными соединениями клеточной стенки. Высвобождающиеся пектиновые вещества экстрагируют гидролизующими агентами в виде частично этерифицированной пектовой. кислоты или собственно пектиновой кислоты. Для вьщеления из раствора (переведение в нерастворимое состояние) и придания продукту большей обменной емкости гидрблизат подвергают воздействию гидроокисью натрия или калия. При этом происходит омыление метильно-эфирных групп и коагуляция пектата натрия или калия при рН 1214.. Для получения целевого продукта коагулят отмывают от избытка ОН ионов спиртом или ацетоном. Вьщеленньш пектат Na, К обладает значительной обменной емкостью и селективностью по отношению к ионам поливалентных металлов. Получение сорбента в виде натрийили. калийпектата имеет преимущество, так как воздействие пектовой кислоты оказывает отрицательное влияние на желудочно-кишечньш тракт вследствие кислого характера препарата, раздражающего стенки кишечника или желудка. Использование нейтрализованного препарата предотвращает эти нежелательные явления. Вследствие того, что пектиновые вещества избирательны по отношению к щелочноземельным металлам, нейтрализация пектовой кислоты не уменьшает ее обменной емкости к радиоактивным соединениямt Она даже должна увеличиться, так как группы COONa в нейтрализованном пектине более диссоциированы, чем СООН-1 руппы. Пример 1,100 г сухого свекловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,8%-ной НСЕ при модуле 1:20 и температуре 70°С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатьтают 0,5%-ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 30 мин для омыления сложноэфирных групп. Образующийся осадок пектата

натрия отфильтровывают, промывают , ацетоном и высушивают.

При выбранном значении рН 12-14 происходит.не только омыление сложноэфирных . групп пектиновых веществ, но 5 также коагуляция пектиновых веществ под действием одновалентного катиона Na (К). Обнаруженное явлениепрэволяет вьщелить омьшенный продукт из раствора действием омыляющего О агента, тогда как обь1чно вьщеление пектатов производят органическими растворителями. Полученный пектат промывают ацетоном и высушивают на .воздухе.t5

Характеристика препарата: уронид- ная составляющая 70,2%, влажность 10%, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 70%. Обменная емкость по 0,1н СаСе2 20

7.6мг-экв/г, по С,1н ,0 мг-экв/г..

Пример 2. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизуэкстрагированию 0,8%-ной НС при . 25 модуле 1:15, температуре 75°С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 0,5%-ным раствором гидроокиси натрия (рН 14) в течение 30 мин. Образутош;Ийся осадок пектата 30 натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: урониднаясоставляющая 69,3%, влажность 9,6%, этерифицированные группы отсут-д ствуют, выход целевого продукта 67,2%. Обменная емкость по 0,1н CaCHj 7,1 мг-экв/г, по 0,1 н SrClj -

6.7мг-экв/г.

Пример 3.100г. сухого све- до кловичиого жома подвергают гидролизу-экстрагированию 1,1%-ной соляной кислотой при модуле 1:15 и температу- ре 70°С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатьшают 1%-ным раст- 45 вором гидроокиси калия (рН 14) в течение 13 мин для омыления сложноэфирных групп, образугопщйс осадок пектат.а калия отфильтровьгоают, промывают ацетоном и высушивают. . 50

Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,8%, влажность . 10,5%, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 55 66,3%. Обменная емкость по О, Гн CaCEj 7,8 мг-экв/г, по О,1 н. SrCl 6,9 мг-экв/г.

Пример 4. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизуэкстрагированию 1,1%-ной соляной кислотой при модуле 1:20, температуре 75с в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 1%-ным раствором гидроокиси калия (рН 14) в теч.ение 15 мин. Образующийся осадок пектата калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 72,2%, влажность 11,1%, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 69,8%. Обменная емкость по 0,1н CaCP,j 8,0 мг-экв/г, по 0,1н SrCl,,, 7,2 мг-экв/г.

П р и м е. р 5. 100 г сухого свекловичного жома подвергают гид-г ролизу-экстрагированию 1,0%-ной соляной кислотой при модуле 1:20, температуре 72°С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 1%ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 15 мин. Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промьшают ацетоном и высушивают . :

Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,7%, влажность 10,7%, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 66,1%. Обменная емкость по О,1н СаСе 7,5 мг-экв/г, по 0,1н SrCl,j 6,5 мг-экв/г.

Пример 6. 100 г сухого свекловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,9%-ной НСР при модуле 1:17 и температуре в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатьшают 0,6%-ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 30 мин, Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.

Характеристика препарата: уронидная составляющая 71,3%, влажность 9,1%, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 68,4%. Обменная емкость по 0,1н CaC мг-экв/г, по 0,1н SrCl ,6,6 мг-экв/г.

Пример 7. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизу-экстрагированию 1%-ной ней при мдуле 1:18, температуре в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 0,8%-ным jJacTBOpOM гидроокиСИ калия (рН 13) в течение 15 мин. Образующийся осадок пектата калия /отфильтровывают, промьюают ацетоном и высушивают . Характеристика препарата: уровидная составляющая 70,8%, влажность 11,0%, .этерифицированные груп пы отсутствуют, выход целевого продукта 72,7%. Обменная емкость по 0,.1н CaCf 7,9 мг-экБ/г, по 0,1н Sn 6,8 мг-экв/г. Пример Ь. 100 г сухого све кловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,8%-ной НС при модуле 1:15 и температуре в те чение 2 ч. Пектиновый экстракт -зате омыляют 0,7%-ным раствором гидрооки си натрия СрН 13) в течение 30 мин. Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают. Характеристика препарата: уронид ная составляющая 68,5%, влажность 9,9%, этерифицированные группы отсу ствуют, выход целевого продукта 69, Обменная емкость по 0,1н 7,3 мг-экв/г, по 0,1н CrCl 7,1 мг-экв/г. Пример 9. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизу-экстрагированию 0,9%-ной НСЕ при модуле 1:16 и температуре в течение 2ч. Пектиновый экстракт обрабатывают 0,9%-ным раствором гидроокиси калия (рН 14) в течение 15 мин для омьшения сложноэ|фирных групп. Образующийся осадок пектата 846 калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают. Характеристика препарата: уронидная составляющая 69,9%, влажность 10,2%, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 70,7%. Обменная емкость по 0,1н CaClj. 7,6 мг-экв/г, по 0,1н SrClj 6,5 мг-экв/г. Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность получения сорбента из доступного и дешевого сырья с содержанием пектина до 20% на сухое вещество, сокращение времени получения целевого продукта в 1,5-2 раза при известном способе основной процесс с подготовительными операциями составляет 7ч, при пред- . лагаемом - 3,5 ч, а также увеличение обменной емкости в 2-3 раза (по известному способу - 2-3 мг-экв/г, по предлагаемому - 7-8 мг-экв/г). Упрощается технологический процесс за. счет того, что в качестве исходного сьфья берут не коммерческий пектин, а непосредственно растительное пектинсодержащее сырье. Вследствие этого полностью исключаются технологические, стадии получения и выделения пектиновых веществ и повторная длительная обработка сухих пектиновых веществ щелочами, осаждение и выделение целевого вещества (пектата Na, К) с использованием больших объемов органических растворителей (растворимость пектата На и К значительно выше, чем пектовой кислоты).

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТАТА НАТРИЯ ИЛИ КАЛИЯ выделением пектина из пектинсодержащего сырья, включающий обработку гидроокисью натрия или калия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса и получения продукта с повышенной обменной емкостью, пектин вьщеляют обработкой 0,8-1,1%-ным водньм раствором соляной кислоты при 70-75°С и модуле 1:15-20, и полученный экстракт обрабатьшают 0,5-1,0%ным водным раствором гидроокиси натрия или калия при комнатной температуре и рН 12-14. V