【技术实现步骤摘要】
一种双水相萃取提纯乳酸的方法
[0001]本专利技术属于生物
,主要涉及一种采用双水相萃取制备高纯乳酸的方法。
技术介绍
[0002]乳酸,又称α
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羟基丙酸,是自然界中的三大有机酸之一,作为一种重要原料被广泛地应用于食品、药品、化工和材料等领域,其中最重要的应用是用作制备生物可降解材料聚乳酸的单体。目前
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乳酸的主流制备方法为发酵法,利用微生物的代谢作用将葡萄糖或淀粉原料转化为乳酸,与化学法相比具有原料成本低,环保、低污染等优势。但是,微生物的发酵需要加入酵母粉、无机盐等营养物质,且过程中的代谢产物比较复杂,除了乳酸之外还有大量蛋白、色素、杂酸、杂醇等,影响乳酸的化学纯度,进而影响聚乳酸的品质和应用性能。在当前的乳酸产业中,需要采用脱色、板框过滤、离子交换、纳滤、分子蒸馏等复杂的分离操作流程才能得到化学纯度在99%以上的乳酸,不仅流程长、收率低,期间还产生了大量废水、废渣等,对于环境造成了极大污染,不利于经济的可持续发展。因此有学者在传统工艺的基础上,尝试采用精馏、萃取、双击膜电渗析、模拟移动床等新兴的化工单元操作进行乳酸分离,取得了良好的进展。
[0003]专利CN200910116323.6采用阳离子树脂柱为催化剂,将预处理、浓缩后的粗品乳酸与甲醇或乙醇反应生成乳酸甲酯或乙酯,经过精馏后塔顶得到纯净的乳酸酯产品,再水解得到高纯乳酸。该方法能将乳酸与其他有机酸有效分离,产品达到药典级标准。该方法仍然需要采用离子交换、浓缩等后处理步骤,增大了处理成本和三废排放量,仍 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双水相萃取提纯乳酸的方法,其特征在于,该双水相萃取体系是通过向乳酸发酵液中加入低级醇或乳酸酯与水溶性高分子材料形成的;采用所述双水相萃取体系对乳酸发酵液进行萃取,在静置分层之后,上层得到包含乳酸、低级醇或乳酸酯和水的萃取相,下层得到包含杂质、水溶性高分子材料和水的萃余相,从而实现乳酸与杂质的分离。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述乳酸发酵液,其中乳酸的质量浓度为12
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20%,优选14
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16%;所述乳酸发酵液,以其总质量为100%计,还含有包括下述组成的杂质:葡萄糖0.1
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3%,阳离子1000
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2000ppm,阴离子1000
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3000ppm,蛋白1
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3%,杂酸1000
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5000ppm,乳酸发酵液色度>1000Hazen;优选地,所述乳酸发酵液为经过酸化前处理的发酵上清液;所述酸化前处理采用的方法为:乳酸发酵过程结束之后,发酵液过滤去除菌体,然后加入浓硫酸进行酸化,过滤除去酸化生成的硫酸钙沉淀,得到发酵上清液;优选地,所述浓硫酸浓度不低于98wt%;优选地,所述酸化温度为60
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100℃,优选75
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90℃;优选地,所述酸化终点为pH 1.5
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2.5;优选地,所述过滤采用板框过滤方式。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述低级醇为C1
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C4的低碳醇,优选甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述低级醇与乳酸发酵液的质量比为(2
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10):1,优选(3
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6):1;所述乳酸酯为乳酸与C1
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C4的低级醇脱水缩合生成的酯类,优选乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸异丙酯中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述乳酸酯与乳酸发酵液的质量比为(2
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10):1,优选(3
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6):1。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法,其特征在于,所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺中至少两种的组合;更优选地,所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙烯醇与季铵盐化聚丙烯酰胺的混合物;最优选地,所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺的混合物;所述水溶性高分子材料,以乳酸发酵液质量为基准,任意一种水溶性高分子材料的加入量不高于30%且任意一种水溶性高分子材料的加入量不同时为0;优选地,所述聚乙烯吡咯烷酮加入量为酸发酵液质量的0
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30%,优选5
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30%,更优选20
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30%;所述聚乙烯醇加入量为酸发酵液质量的0
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30%,优选5
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30%,更优选15
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20%;所述季铵盐化聚丙烯酰胺加入量为酸发酵液质量的0
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30%,优选5
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15%,更优选5
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10%。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法,其特征在于,所述双水相萃取过程,萃取时间
为2
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20min,优选8
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15min;萃取温度为10
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35℃,优选15
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30℃;所述双水相萃取在搅拌条件下进行,所述的搅拌转速为50
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200r/min,优选100<...
【专利技术属性】
技术研发人员:单雨瑶,王竞辉,刘英俊,朱小瑞,贾子樊,吴计划,孙烨,沈元伟,
申请(专利权)人:万华化学集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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