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Hydrierung von Isomaltulose und Fructose an Ruthenium-Träger-Katalysatoren im Batch- und Trickle-Bed-Reaktor

Schichtel, Björn Jürgen :
Hydrierung von Isomaltulose und Fructose an Ruthenium-Träger-Katalysatoren im Batch- und Trickle-Bed-Reaktor.
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2009)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Hydrierung von Isomaltulose und Fructose an Ruthenium-Träger-Katalysatoren im Batch- und Trickle-Bed-Reaktor
Language: German
Abstract:

Zuckeralkohole wie z.B. Mannit, Sorbit und Isomalt, werden hauptsächlich als Zuckeraustauschstoffe in der pharmazeutischen und der Lebensmittel-Industrie zur Herstellung von zuckerfreien und kalorienarmen Produkten verwendet. Industriell werden die Zuckeralkohole im Suspensionsverfahren durch Hydrierung von Zuckern wie z.B. Glucose, Fructose oder Isomaltulose an Nickel/Träger- bzw. Raney-Nickel-Katalysatoren gewonnen. Diese Prozesse zeichnen sich zwar durch hohe Aktivitäten und Selektivitäten der Katalysatoren für die Produktion von Zuckeralkoholen aus, verlieren jedoch in Folge des Leachings von Aktivmetall durch die chelatisierenden Eigenschaften der Zuckeralkohole an Katalysatoraktivität. Als Alternative bieten sich Ruthenium/Träger-Katalysatoren an, welche sich gegenüber Nickel-Katalysatoren durch mildere Reaktionsbedingungen sowie höhere Aktivitäten auszeichnen. Ferner wird Ruthenium nicht von den Zuckeralkoholen chelatisiert und damit nicht aus dem Katalysator ausgetragen. Hierdurch werden hohe Betriebszeiten bei gleich bleibender Aktivität gewährleistet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Hydrierung von Fructose und Isomaltulose an Ruthenium/Träger-Katalysatoren im Batch- und Trickle-Bed-Reaktor untersucht. Dabei stand der Einfluss unterschiedlicher Trägermaterialien sowie der Reaktionstemperatur auf die Katalysator-Performance im Focus der Untersuchungen. Ferner wurde der Einfluss der Reaktionsbedingungen auf die Hydrierung von Isomaltulose im Trickle-Bed-Reaktor untersucht und aus den gewonnen experimentellen Daten ein kinetisches Modell vorgeschlagen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Sugar alcohols are mostly used as sugar substitutes in the pharmaceutical and food industry for the production of sugar free or reduced caloric products. Industrially sugar alcohols are produced in the slurry phase by hydrogenation of sugars e.g. glucose, fructose or isomaltulose over supported-Nickel or Raney-Nickel catalysts. These hydrogenation processes are carried out with high activities and selectivities towards sugar alcohols. However, the catalyst activity decreases with reaction time due to leaching of active metal because of the chelating properties of sugar alcohols. An alternative to nickel catalysts are supported ruthenium catalysts which are characterised by lower reaction temperatures and pressures and higher activities. Furthermore, ruthenium is not chelated by sugar alcohols, so that no leaching is occurring in this system. Consequently the time on stream by ruthenium catalysed hydrogenation of sugar is higher than with nickel systems at the same conversion. In this work the hydrogenation of fructose and isomaltulose over supported ruthenium catalysts has been investigated in a batch and a trickle bed reactor. Hereby the experiments were focused on the influence of the support and the reaction temperature on the conversion and selectivity. Moreover, the influence of the reaction conditions on the hydrogenation of isomaltulose in the trickle bed reactor was studied and a kinetic model was proposed from the obtained experimental data for this reaction.English
Uncontrolled Keywords: Ruthenium-Katalysator; Trickel-Bed-Reaktor; Batch-Reaktor; Zucker-Hydrierung; Zuckeralkohole; Isomaltulose; Fructose; Kinetik-Modellierung;
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Ruthenium-Katalysator; Trickel-Bed-Reaktor; Batch-Reaktor; Zucker-Hydrierung; Zuckeralkohole; Isomaltulose; Fructose; Kinetik-Modellierung;German
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: Fachbereich Chemie > Technische Chemie
Date Deposited: 04 Nov 2009 07:37
Last Modified: 07 Dec 2012 11:55
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-14277
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Claus, Prof. Dr. Peter and Vogel, Prof. Dr.- Herbert
Refereed: 29 June 2009
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/1427
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