BR112013019911B1

BR112013019911B1 - aparelho e método para preparação de um ácido polilático

Info

Publication number: BR112013019911B1
Application number: BR112013019911-3A
Authority: BR
Inventors: Manfred Stepanski; François Loviat; Andrzej Kuszlik
Original assignee: Sulzer Chemtech Ag
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2020-10-13
Also published as: CN103442776A; ES2547146T3; CN103442776B; US20130324697A1; BR112013018066B1; EP2675799A1; KR20140018238A; HRP20150986T1; WO2012110118A1; JP2014511150A; BR112013019911A2; EP2675539A1; RU2013142454A; CA2827595C; AU2011359120A1; CA2827593C; PL2675799T3; MX2013009481A; RU2572548C2; US20130331543A1

Abstract

MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM ÁCIDO POLI-HIDRÓXI-CARBOXÍLICO. A presente invenção refere-se a um método para preparar um ácido polilático compreendendo as etapas de realização de uma polimerização por abertura do anel usando um catalisador e um composto assassino de catalisador ou um aditivo de terminação para obter um ácido polilático bruto de PM maior do que 10.000 g/mol, purificando o ácido polilático bruto por remoção e separação dos compostos de baixo ponto de ebulição compreendendo lactídeo e impurezas do ácido polilático bruto pela desvolatilizaçâo dos compostos de baixo ponto de ebulição como uma corrente da fase gasosa, e purificação do lactídeo da desvolatilizaçâo e remoção das impurezas da corrente da fase gasosa de compostos de baixo ponto de ebulição evaporados por meio da cristalização pela dessublimaçâo da fase gasosa, em que o lactídeo é purificado e as impurezas removidas incluem um resíduo de catalisador e um composto contendo, pelo menos, um grupo hidroxila tal que o lactídeo purificado seja então polimerizado alimentando-o atrás na polimerização por abertura do anel. A invenção refere-se ainda a um aparelho para realização do método compreendendo um reator de polimerização para realização de uma polimerização por abertura do anel (...).

Description

[0001] Esta invenção se refere a um método para a produção de um ácido poli-hidróxi-carboxílico, em particular um ácido polilático no qual o rendimento é aumentado com respeito ao produto final pela reciclagem do lactídeo de uma corrente lateral que se origina da purificação de ácido polilático bruto e a reciclagem do lactídeo obtido resultante desta purificação. Além disso, a invenção se refere a um aparelho para realizar o método para produzir um ácido polilático. A invenção também se refere a um método para uma cristalização de camada de fusão de um diéster cíclico biodegradável intermolecular vaporoso de um ácido alfa-hidróxi-carboxílico.

[0002] O ácido polilático, que também será referido como PLA no texto subsequente, é um polímero biodegradável, que é sintetizado a partir do ácido lático. Uma vantagem particular de tais polímeros é sua biocompatibilidade. Pelo termo biocompatibilidade, entende-se que somente tenha uma influência negativa muito limitada em quaisquer criaturas vivas no ambiente. Uma vantagem adicional consiste em que os polímeros de polilactídeo são derivados de uma matéria-prima inteiramente renovável, tal como, por exemplo, amido e outros sacarídeos que vêm, por exemplo, da cana de açúcar, beterrabas e similares.

[0003] Os polímeros de polilactídeo foram cada vez mais comercializados desde os meados do século 20. Entretanto, principalmente devido à disponibilidade de monômero restringida e altos custos de fabricação, seu uso original foi principalmente no setor médico, tal como implantes cirúrgicos ou suturas cirúrgicas, por exemplo, pinos, parafusos, material de costura ou material de reforço de fraturas ósseas. Uma propriedade interessante do PLA é a decomposição dos polímeros de polilactídeo no corpo evitando um segundo tratamento cirúrgico para remover qualquer implante. Além disso, PLA pode ser usado em cápsulas de liberação sustentada para a distribuição controlada de fármacos.

[0004] Nas últimas décadas, devido ao forte aumento dos custos do petróleo cru e consciência ambiental junto com melhorias dos métodos de produção, fazendo com que os polímeros de polilactídeo se tornassem mais interessantes para empacotamento, em particular de alimentos, tanto como embalagem rígida bem como folhas flexíveis, tais como filmes estirados monoaxialmente ou biaxialmente. Outras aplicações são fibras, por exemplo, para tecidos usados em artigos de vestuário, estofamento mobiliário ou carpetes. Além disso, produtos de extrusão como instrumentos cortantes descartáveis ou recipientes, para suprimentos de escritório ou artigos higiênicos. Os polímeros de polilactídeo também podem ser combinados com outros materiais para formar materiais compostos.

[0005] Atualmente, dois métodos de produção são conhecidos para a produção de PLA.

[0006] O primeiro destes métodos de produção inclui policonden- sação direta de ácido lático ao ácido polilático, como descrito em JP733861 ou JP5996123. Um solvente é usado além do ácido lático para realizar a reação de policondensação. Além disso, a água tem que ser descarregada continuamente durante todo o processo de policondensação a fim de permitir a formação de polímeros de polilactídeo de alto peso molecular. Por todas estas razões, este método não foi comercializado.

[0007] O método que foi estabelecido para a produção de PLA comercial usa o produto intermediário do lactídeo para iniciar uma polimerização por abertura de anel subsequente conduzindo do lactídeo ao ácido polilático. Diversas variantes para estes métodos foram descritas, por exemplo, em US5142023, US4057537, US5521278, EP261572 JP564688B, JP2822906, EP0324245, W02009121830.

[0008] Os métodos descritos nestes documentos têm as seguintes etapas principais em comum:

[0009] Em uma primeira etapa, a matéria-prima é processada, por exemplo, amido, ou outros sacarídeos extraídos, por exemplo, da cana de açúcar ou beterrabas, milho, trigo; em uma segunda etapa, uma fermentação usando bactérias adequadas para obter ácido lático é realizada; em uma terceira etapa, o solvente - tipicamente água - é removido da mistura para prevenir efeitos negativos dos solventes nas etapas subsequentes. Em uma quarta etapa, o ácido lático é cataliti- camente dimerizado para formar o lactídeo bruto. Tipicamente, uma etapa intermediária opcional é realizada, que inclui a pré-polimerização do ácido lático ao ácido polilático de baixo peso molecular e subsequente despolimerização para formar o lactídeo bruto. Uma quinta etapa inclui a purificação do lactídeo para remover substâncias estranhas, que podem influenciar na polimerização de uma forma negativa e contribuir para a coloração bem como o odor do produto final. A separação pode ser realizada por destilação ou por cristalização. Em uma sexta etapa, uma polimerização por abertura de anel para obter ácido polilático bruto de alto peso molecular é obtida. A massa molar é de aproximadamente 20000 a 500000 g/mol de acordo com US 6187901.

[00010] Opcionalmente, compostos de copolimerização podem ser adicionados durante a polimerização por abertura do anel. Em uma sétima etapa, ácido polilático bruto é purificado para obter um ácido polilático purificado. Neste estágio, compostos de baixo ponto de ebulição são removidos, que reduziriam a estabilidade do polímero e iriam influenciar de um modo negativo os parâmetros da produção de plásticos subsequente, como viscosidade ou propriedades reológicas do polímero fundido, e que contribuiria para coloração e odores não dese- jados do produto final. De acordo com US 5880254, o ácido polilático bruto pode ser solidificado para formar grânulos, que é contatado com um fluxo de gás inerte temperado, por exemplo, em um leito fluidizado. Os compostos de ponto de ebulição mais baixo do ácido polilático bruto são levados pelo gás inerte. Ainda outro método é descrito em US 6187901. De acordo com este método, o ácido polilático bruto líquido é borrifado por uma pluralidade de bocais para formar uma pluralidade de fios líquidos. O gás inerte passa em volta dos fios líquidos e o lactí- deo evapora-se no fluxo de gás inerte quente. Tipicamente, o fluxo de compostos de baixo ponto de ebulição contém o peso de até 5% de dilactídeo.

[00011] O ácido lático tem dois enantiômetros: ácido L-lático e ácido D-lático. O ácido lático quimicamente sintetizado contém L-lactídeo e D-lactídeo na mistura racêmica de 50% de cada um dos enantiômetros. Entretanto, o processo de fermentação é mais seletivo, pois usa culturas de micróbios apropriadas para obter seletivamente ácido L- ou D-lático.

[00012] As moléculas de lactídeo que são produzidas pela dimeri- zação do ácido lático aparecem em três formas diferentes: L-L- lactídeo, que também é chamado de L-lactídeo, D-D-lactídeo, que também é chamado de D-lactídeo e L, D-lactídeo (ou D,L lactídeo), que é chamado de meso-lactídeo. L e D-lactídeos são oticamente ativos, ao passo que o meso-lactídeo não é. As etapas de purificação para purificar o lactídeo bruto tipicamente incluem uma separação de uma corrente rica em L-lactídeo e uma corrente rica em D-lactídeo e uma corrente adicional rica em meso-lactídeos, cada uma das quais pode ser purificada separadamente. Pela combinação de pelo menos duas das três formas de lactídeo, pode influenciar nas propriedades mecânicas e no ponto de fusão dos polímeros formados pelo ácido polilático. Por exemplo, por combinação das quantidades apropriadas de um enantiômetro ao outro, a taxa de cristalização do polímero é reduzida, o que por sua vez permite espumação da massa plástica manufaturada sem ser obstruída pela solidificação demasiado rápida.

[00013] Tentativas foram feitas para aumentar o rendimento do processo de ácido polilático e reduzir os custos de fabricação do ácido poliláctico.

[00014] US 5142023 ensina que a corrente gasosa dos compostos de baixo ponto de ebulição da etapa de purificação do lactídeo bruto é alimentada pelo menos parcialmente de volta ao reator de lactídeos. Um resíduo pesado forma-se no reator de lactídeos, que pode ser parcialmente desviado de volta no próprio reator ou alimentado de volta no dispositivo de separação para separar o solvente do ácido lático após fermentação.

[00015] US 7488783 ensina que o lactídeo bruto é cristalizado para formar um lactídeo purificado. Uma segunda etapa de cristalização é realizada para o resíduo da primeira etapa de cristalização para separar o lactídeo desta. Este lactídeo é alimentado de volta para primeira etapa de cristalização ou para uma das etapas de processo prévias de acordo com o método.

[00016] US 5521278 ensina que o lactídeo bruto é cristalizado. O fluxo de resíduo é evaporado, condensado seletivamente e reciclado de volta para uma das etapas de processo prévias de acordo com o método.

[00017] JP2822906 descreve a solidificação de uma corrente gaso sa de lactídeo bruto a lactídeo puro. O resíduo, que não é solidificado, é reciclado de volta no reator de lactídeos.

[00018] JP10101777 descreve que a corrente gasosa de lactídeo bruto é solidificada parcialmente por uma corrente de gás inerte de resfriamento para formar o lactídeo puro. O resíduo é alimentado de volta no reator de lactídeos. Esta corrente de lactídeo bruto origina-se de uma reação de policondensação direta. Esta corrente de lactídeo bruto é gasosa. Por resfriamento da corrente de lactídeo bruto gerada pela dita reação de policondensação a uma temperatura na qual o lactídeo cristaliza em um equipamento de fluxo de retorno de cristalização com uma função autolimpante. O equipamento de fluxo de retorno de cristalização tem um meio de condução de rotativa para rotação de dois parafusos dispostos em um cilindro, pelo quais os parafusos rotatórios são dispostos com engrenagens concatenadas. O cilindro é resfriado por um meio de resfriamento circulante em uma jaqueta de resfriamento disposta na parede de cilindro à temperatura na qual uma parte do composto de baixo peso molecular de lactídeo e ácido lático se cristaliza ,e, é transmitida em direção à porta de respiro pelos dois parafusos e escoa de volta desta porta de respiro ao reator de policondensação do processo em batelada. A cristalização é realizada usando um solvente. Tal solvente, por exemplo, água, é usado para reduzir a viscosidade do fundido, que acredita-se melhorar a transferência de massa. Por isso, o composto de baixo ponto de fusão separado mais prontamente dos compostos de alto ponto de fusão, que formam uma fração cristalina na superfície de cristalização do aparelho de cristalização. Dessa forma, acredita-se que uma contaminação dos cristais é reduzida se a viscosidade do fundido for reduzida. O objeto da invenção como descrito em JP10101777 é remover o solvente.

[00019] Alguns dos métodos descritos relacionam-se ao reciclo da corrente parcial da purificação de lactídeo bruto. Alguns destes métodos servem para aumentar o rendimento do método, entretanto não revelam se o lactídeo que pode ser reciclado está presente ainda no ácido polilático bruto em uma porcentagem de até 5%.

[00020] O documento US 6187901 se refere a um método para a remoção do lactídeo do polilactídeo e a recuperação do lactídeo de um gás contendo o lactídeo. O ácido polilático bruto é borrifado em um espaço contendo um gás inerte quente por meio de bocais de pulverização. Por meio disso, fios finos são formados. Estes fios caem por gravidade e sob condições de fluxo laminar. Por meio disso, o polímero fundido escoa mais rapidamente nas partes internas do fio do que na parte superficial. Por meio disso, o polímero fundido escoando na parte interna de um fio suficientemente fino forma uma nova superfície de transferência de material para evaporação de lactídeo durante seu caminho descendente. O lactídeo evapora-se parcialmente e é coletado no gás inerte, do qual se cristaliza em uma câmara de cristalização por resfriamento rápido. Os cristais obtidos são separados em um ciclone ou dispositivo de filtragem e reciclados no reator de polimerização. A quantidade de lactídeos no ácido polilático pode ser reduzida por esta etapa de processo até 1%. Entretanto, a reciclagem de lactídeo requer um fluxo de gás inerte, que tem que ser limpo antes da descarga como uma corrente de resíduos.

[00021] O documento US 5880254 descreve um método para produção de ácido polilático. O ácido polilático bruto é cristalizado na forma de granulados. O granulado é submetido a um fluxo de gás inerte quente que passa através da formação granular de um leito fluidizado. O lactídeo contido no granulado é evaporado e levado com o fluxo de gás inerte e alimentado de volta no reator de polimerização. O ácido polilático purificado contém ainda aproximadamente 1% de dilactídeo.

[00022] Cada um dos métodos de US 6187901 ou US 5880254 requer um gás inerte, que tem que ser tratado para reciclagem que por sua vez requer equipamento adicional, tendo como consequência custos aumentados para a purificação do ácido polilático.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00023] Um objetivo da invenção é fornecer um método melhorado para preparação de um ácido polilático não tendo as desvantagens dos métodos antes discutidos, e um objetivo adicional é reduzir o equipamento necessário para o tratamento do gás inerte e aumentar o rendimento em comparação com os métodos de acordo com US 6187901 ou US 5880254.

[00024] De acordo com a invenção, o primeiro objetivo é alcançado por um método para preparar um ácido polilático compreendendo as etapas de realização de uma polimerização por abertura do anel usando um catalisador e um composto envenenador de catalisador ou um aditivo de terminação para obter um ácido polilático bruto de PM superior a 10.000 g/mol, purificando o ácido polilático bruto por remoção e separação de compostos de baixo ponto de ebulição compreendendo lactídeo e impurezas do ácido polilático bruto pela desvolatilização dos compostos de baixo ponto de ebulição como uma corrente da fase gasosa, e purificação do lactídeo da desvolatilização e remoção das im-purezas da corrente da fase gasosa de compostos de baixo ponto de ebulição evaporados por meio da cristalização pela dessublimação da fase gasosa, em que o lactídeo é purificado e as impurezas removidas incluem um resíduo de catalisador e um composto contendo pelo menos um grupo hidroxila tal que o lactídeo purificado seja então polime- rizado realimentando-o na polimerização por abertura do anel.

[00025] O objetivo adicional é alcançado por um aparelho para realização do método compreendendo: um reator de polimerização para realizar uma polimerização por abertura do anel para obter um ácido polilático bruto, um aparelho de desvolatilização para separação de compostos de baixo ponto de ebulição compreendendo lactídeo e impurezas de um ácido polilático bruto, e um aparelho de cristalização para purificação de um lactídeo e remoção de impurezas por meio de uma dessublimação e de uma cristalização no mesmo aparelho de cristalização.Em uma modalidade preferencial do método, a dessublimação ocorre em uma superfície resfriada. Em outra modalidade preferencial do método, um aparelho para a cristalização e um aparelho para a desvolatilizaçâo operam substancialmente sob a mesma condição de vácuo. Ainda em outra modalidade preferencial, a dessublima- ção e a cristalização ocorrem no mesmo aparelho. Ainda em outra modalidade preferencial, o aparelho para a cristalização não tem corrente de gás inerte. Ainda em outra modalidade preferencial, a corrente da fase gasosa evaporada da desvolatilizaçâo contém pelo menos 30% de lactídeo, preferencialmente pelo menos 60%, mais preferencialmente pelo menos 90%. Ainda em outra modalidade preferencial, o lactídeo é primeiro submetido a uma etapa de exsudação, seguida por uma etapa de fusão, antes da alimentação dele de volta na polimerização por abertura do anel. Ainda em outra modalidade preferencial, a desvolatilizaçâo opera sob uma pressão parcial de lactídeo de menos de 2 kPa (20 mbar), preferencialmente menos de 1 kPa (10 mbar), particularmente preferida menos de 0,5 kPa (5 mbar). Ainda em outra modalidade preferencial, as impurezas removidas incluem um composto organometálico ou um ácido carboxílico. Ainda em outra modalidade preferencial, pelo menos uma porção de uma corrente de purga da cristalização é reciclada a uma etapa de purificação de lactídeo bruto, uma pré-polimerização e etapa de dimerização, ou uma etapa de remoção de solvente na produção de um lactídeo purificado. Ainda em outra modalidade preferencial, um líquido da etapa de exsudação é coletado e recristalizado a fim de recuperar o lactídeo.

[00026] Em uma modalidade preferencial do aparelho da invenção, nenhum meio regulador ou bombas de vácuo são dispostos entre o aparelho de cristalização e o aparelho de desvolatilizaçâo. Em outra modalidade preferencial, um trocador de calor é disposto entre o aparelho de desvolatilizaçâo e o aparelho de cristalização. Ainda em outra modalidade preferencial, o aparelho de cristalização tem superfícies de troca de calor para a solidificação de uma corrente gasosa.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00027] Um objeto da invenção é um método compreendendo a purificação de monômeros ou oligômeros polimerizáveis como lactídeo por cristalização, na qual em uma primeira etapa, uma polimerização por abertura do anel para obter ácido polilático bruto de alto peso molecular superior a 10000 g/mol é realizada; em uma segunda etapa, o ácido polilático bruto é purificado para obter um ácido polilático purificado pelo qual durante a segunda etapa, os compostos de baixo ponto de ebulição são removidos e a separação dos compostos de baixo ponto de ebulição do ácido polilático bruto é alcançada pela desvolatilização e,em uma terceira etapa, o lactídeo é reciclado e as impurezas são removidas da corrente da fase gasosa evaporada da segunda etapa por meio de cristalização ou solidificação da fase gasosa. Durante a terceira etapa, as impurezas são removidas tal que o lactídeo purificado possa ser adicionado novamente à polimerização por abertura do anel da segunda etapa. Tais impurezas podem compreender compostos colorantes e de geração de odor ou qualquer subproduto aditivo, tais como água, resíduos de catalisador, por exemplo, compostos organometálicos, subprodutos de reação, compostos contendo pelo menos um grupo hidroxila (-OH), compostos acídicos, tais como ácidos carboxílicos, compostos assassinos de catalisador ou aditivos de terminação.

[00028] Vantajosamente, o peso molecular do ácido polilático bruto é pelo menos 10000 g/mol, preferencialmente pelo menos 15000 g/mol, particularmente preferido pelo menos 20000 g/mol. Opcionalmente, outros monômeros ou oligômeros polimerizáveis podem estar incluídos, tais como pelo menos um do grupo de um copolímero glico- lactídeo, um ácido poliglicólico ou ácido de poliglicolídeo (PGA), um copolímero de bloco, estireno-butadieno-metacrilato (SBM), um copolímero de poliestireno, 1, 4-polibutadieno, um polimetilmetacrilato sin- diotático (PMMA), um copolímero de tribloco com um bloco central de polibutilacrilato circundado de dois blocos de polimetilmetacrilato, po- limetilmetacrilato (PMMA), poliéter éter cetona (PEEK), óxido de polie- tileno (PEO), polietilenoglicol (PEG), policaprolactama, policaprolacto- na, poli-hidroxibutirato.

[00029] Comonômeros típicos para copolimerização de ácido lático ou lactídeo são: ácido glicólico ou glicolídeo (GA), etilenoglicol (EG), óxido de etileno (EO), óxido de propileno (PO), (R)-β-butirolactona (BL), δ-valerolactona (VL), ε-caprolactona, 1,5-doxepan-2-ona (DXO), carbonato de trimetileno (TMC), N-isopropilacrilamida (NIPAAm).

[00030] O ácido polilático bruto também pode conter impurezas adicionais.

[00031] No fim da polimerização, o equilíbrio dependente de temperatura entre o monômero e o polímero é alcançado, pelo qual o ácido polilático bruto contém aproximadamente 5% em peso do lactídeo não reagido. O teor de monômero tem que ser reduzido a menos de 0,5% em peso a fim de obter as propriedades mecânicas, químicas, reológi- cas e térmicas necessárias do polímero para processamento adicional do mesmo.

[00032] A corrente da fase gasosa evaporada deixando a desvolatilização pode ser condensada, pelo qual uma corrente condensada é obtida. A corrente da fase gasosa evaporada contém pelo menos 30% de lactídeo em peso. As impurezas devem estar presentes somente em pequenas quantidades, dessa forma, água deve estar no máximo 10 ppm, preferencialmente 5 ppm, particularmente preferido menos de 0,5 ppm. Qualquer ácido lático na corrente da fase gasosa evaporada deve estar abaixo de 100 mmol/kg, preferencialmente menos de 50 mmol/kg, particularmente preferido menos de 10 mmol/kg. A corrente condensada é cristalizada do seu estado líquido e a cristalização é vantajosamente realizada sem solvente. Isto tem particular vantagem, que etapas adicionais para remover qualquer solvente não são neces- sárias. Vantajosamente, a etapa de cristalização é realizada em um de um aparelho de cristalização de camada fundida ou um aparelho de dessublimação, tal como pelo menos um de um aparelho de cristalização de filme descendente ou um aparelho de cristalização estática, ou uma cristalização de suspensão, que é realizada em pelo menos um aparelho de cristalização de suspensão. Se um aparelho de cristalização de suspensão for usado, a corrente condensada é resfriada para formar cristais de lactídeo que flutuam livremente na fase líquida do aparelho de cristalização de suspensão, por meio disso formando uma corrente líquida parcialmente cristalizada, que é posteriormente alimentada em um aparelho de lavagem.

[00033] Como uma alternativa, a corrente da fase gasosa evaporada pode ser dessublimizada, dessa forma resfriado da fase gasosa diretamente à fase sólida em uma etapa de dessublimação.

[00034] A fração cristalina obtida pela cristalização de acordo com alguma das alternativas delineadas acima contém o lactídeo purificado. Vantajosamente, a desvolatilizaçâo opera sob uma pressão parcial de lactídeo de menos de 2 kPa (20 mbar), preferencialmente menos de 1 kPa (10 mbar), particularmente preferida menos de 0,5 kPa (5 mbar). A fração solidificada contendo lactídeo purificado pode ser fundida em uma etapa de aquecimento subsequente a ser alimentada de volta na polimerização por abertura do anel. Uma etapa de exsudação pode ser realizada antes da etapa de aquecimento para a fração solidificada presente na forma cristalina nas superfícies de cristalização. O licor-mãe pode permanecer entre o cristal e por meio disso formar inclusões contendo impurezas. Durante a etapa de exsudação, estas impurezas são removidas.

[00035] A corrente da fase gasosa evaporada da desvolatilizaçâo contém pelo menos 30% do lactídeo, vantajosamente pelo menos 60% do lactídeo, mais preferencialmente pelo menos 90% do lactídeo. Para aumentar o rendimento do lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada, o licor-mãe e/ou o líquido do estágio de exsudação podem ser alimentados em um estágio de recristalização.

[00036] De acordo com uma modalidade preferencial da invenção, o aparelho de cristalização é conectado diretamente ao aparelho de desvolatilização por meio de uma linha de gás ou opcionalmente um trocador de calor disposto entre a desvolatilização e a cristalização. O trocador de calor é configurado em particular como um resfriador a gás. Tal trocador de calor é particularmente vantajoso para reduzir a superfície de dessublimação do aparelho de cristalização, uma vez que parte do calor sensível já pode ser removida da corrente de vapor antes de entrar no aparelho de cristalização.

[00037] A conexão direta entre o aparelho de cristalização e o aparelho de desvolatilização tem o efeito que ambos os dispositivos operam substancialmente sob as mesmas condições de vácuo. Isto significa que nenhum meio regulador ou bombas de vácuo são dispostos entre o aparelho de cristalização e o aparelho de desvolatilização.

[00038] Foi constatado pelos inventores, que a viscosidade da fração condensada de lactídeo em uma etapa de cristalização de fundido surpreendentemente permite uma transferência de massa suficiente e por sua vez uma purificação suficiente da fração cristalina. Cristalização do fundido deve ser entendida como uma cristalização, que é sem solvente. A viscosidade do fundido pode ser até 100 mPas, pelo qual a viscosidade é preferencialmente mais baixa do que 10 mPas, particularmente preferida mais baixa do que 5 mPas.

[00039] De acordo com uma modalidade preferencial, o método compreende uma primeira etapa, na qual uma matéria-prima é processada para a extração de polissacarídeos fermentáveis. A matéria- prima pode originar-se de milho, plantas de açúcar, cana, batatas ou outras fontes de polissacarídeos fermentáveis. Em uma segunda eta- pa, uma fermentação usando bactérias adequadas para obter um ácido lático bruto é realizada. Em uma terceira etapa, o solvente é removido da mistura. De acordo com um método preferencial, o solvente pode ser removido por evaporação. Em particular, o solvente pode ser água. Em uma quarta etapa, o ácido lático é cataliticamente dimeriza- do para formar um lactídeo bruto. Uma etapa intermediária opcional pode ser realizada, que inclui uma pré-polimerização do ácido lático para um ácido polilático de baixo peso molecular e subsequente des- polimerização para formar um lactídeo bruto. O ácido lático, que não foi reagido para lactídeo bruto pode ser drenado e reciclado ao aparelho para realizar a terceira etapa. Os resíduos pesados do reator de lactídeos podem ser reciclados no reator de qualquer uma da segunda ou terceira etapas. Uma porção dos resíduos pesados também pode ser adicionada à sexta etapa subsequente, que inclui a polimerização do lactídeo purificado para ácido polilático ou pode ser reciclada no aparelho para realização da terceira etapa.

[00040] Em uma quinta etapa, a purificação do lactídeo é realizada para remover substâncias estranhas, que podem influenciar na polimerização de uma forma negativa e contribuir para a coloração bem como o odor do produto final. A separação pode ser realizada pela destilação ou por um processo de cristalização. Os compostos não desejados, tais como ácido lático não reagido, outros ácidos carboxílicos estão contidos na fase vapor, quando a evaporação é usada. Estes compostos não desejados estão presentes no resíduo não cristalizado. A corrente de compostos não desejados pode ser reciclada a qualquer um dos aparelhos da terceira ou quarta etapa.

[00041] Em uma sexta etapa, uma polimerização por abertura do anel para obter ácido polilático bruto de alto peso molecular é obtida. Durante a polimerização, o equilíbrio dependente de temperatura entre o monômero e o polímero é alcançado. O ácido polilático bruto contém aproximadamente 4 a 6% em peso do lactídeo não reagido. O teor de monômero tem que ser reduzido a menos de 0,5% a fim de obter as propriedades mecânicas necessárias do polímero para processamento adicional do mesmo. Por isso, o ácido polilático bruto tem que ser purificado.

[00042] Em uma sétima etapa, o ácido polilático bruto é purificado para obter um ácido polilático purificado. Neste estágio, os compostos de baixo ponto de ebulição são removidos, que habitualmente contribuem para coloração e odores não desejados do produto final ou podem conter aditivos, que teriam um efeito indesejado sobre o processo de polimerização por abertura do anel se reciclado. A separação dos compostos de baixo ponto de ebulição do ácido polilático bruto é al-cançada pela desvolatilizaçâo, por exemplo, por evaporação instantânea sob condições de vácuo. A corrente evaporada contém pelo menos 30% do lactídeo, que não foi reagido para ácido polilático durante a polimerização por abertura do anel, de acordo com a sexta etapa. Além disso, a corrente da fase gasosa evaporada pode conter outros compostos de baixo ponto de ebulição, que contribuem para coloração ou odor do produto final, ambos os quais são propriedades majoritari- amente não desejadas, subprodutos de reação ou aditivos tendo qualquer efeito indesejado sobre a polimerização por abertura do anel se reciclada.

[00043] A purificação de acordo com a sétima etapa pode ser realizada em um ou mais estágios de desvolatilizaçâo subsequentes. A porção principal do lactídeo contido na corrente de ácido polilático bruto é conservada no primeiro estágio de desvolatilizaçâo, que sobe para uma porção principal do total de 5%.

[00044] Em uma oitava etapa, o lactídeo é purificado e reciclado da corrente da fase gasosa evaporada da sétima etapa por meio de cristalização, que pode compreender uma dessublimação, dessa forma uma solidificação da fase gasosa. Durante esta etapa, os compostos de geração de coloração e de odor ou aditivos indesejados são removidos tal que o lactídeo purificado possa ser adicionado novamente à polimerização por abertura do anel da sexta etapa, por meio disso prevenindo qualquer acúmulo de tais compostos de geração de coloração e de odor ou atuando de modo prejudicial ao processo na sexta etapa do processo.

[00045] O teor de lactídeo do PLA purificado deixando a desvolatilização como uma corrente de produto é menos de 2%. Preferencialmente, o teor de lactídeo do PLA purificado é menos de 0,5% em peso.

[00046] O teor de lactídeo da corrente da fase gasosa evaporado é pelo menos 30% em peso, preferencialmente pelo menos 60%, mais preferencialmente pelo menos 90%.

[00047] De acordo com uma variante do método de acordo com a invenção, a corrente evaporada deixando a desvolatilização é condensada e cristalizada do seu estado líquido. Tal cristalização pode ser realizada sem solvente como uma cristalização em camada em um aparelho de cristalização de filme descendente ou um aparelho de cristalização estática. Alternativamente, a cristalização pode ser realizada em um aparelho de cristalização de suspensão, no qual a mistura condensada é resfriada de maneira a formar cristais de lactídeo que flutuam livremente no líquido que por meio disso formam uma corrente líquida parcialmente cristalizada. Esta corrente líquida parcialmente cristalizada é alimentada em um aparelho de lavagem, no qual a separação do sólido do resíduo líquido é realizada.

[00048] A fração cristalina obtida por qualquer um dos aparelhos de cristalização acima mencionados contém lactídeo purificado, e é fundida no último estágio de cristalização a ser alimentado de volta na polimerização por abertura do anel de acordo com a sexta etapa. O licor- mãe não cristalizado tem que ser retirado do processo como uma corrente de resíduos ou pelo menos pode ser em parte reciclado a qualquer uma das etapas de processo supracitadas, por exemplo, 3, 4, 5 como mostrado na Fig. 2.

[00049] De acordo com uma variante do método de acordo com a invenção, o aparelho de cristalização, no qual os cristais de lactídeo são formados deve ser conectado diretamente ao aparelho de desvo- latilização. A desvolatilizaçâo opera sob uma pressão parcial de lactídeo de menos de 2 kPa (20 mbar), preferencialmente menos de 1 kPa (10 mbar), particularmente preferida menos de 0,5 kPa (5 mbar). O lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada é solidificado nas superfícies de cristalização resfriadas fornecidas pelo equipamento de cristalização formando camadas de cristalização. A fração solidificada contendo lactídeo purificado é fundida em uma etapa de aquecimento subsequente a ser alimentada de volta na polimerização por abertura do anel de acordo com a sexta etapa. A fração líquida, que não tinha sido depositada como cristais nas superfícies de cristalização, tem que ser retirada do processo como uma corrente de resíduos.

[00050] A etapa de aquecimento para fundir os cristais nas superfícies de cristalização pode ser precedida por uma etapa de exsudação. Durante a etapa de exsudação uma fusão parcial dos cristais é realizada. Quaisquer dos remanescentes dos compostos não desejados presentes entre os cristais de camadas policristalinas ou nas superfícies das mesmas podem ser separados e removidos dos cristais de lactídeos. Sob uma camada policristalina, é entendido que uma camada contenha uma pluralidade de cristais. Entre os cristais de tal camada policristalina, impurezas podem acumular-se. Estas impurezas podem ser desfeitas pela etapa de exsudação. A fração líquida gerada durante a etapa de exsudação tem que ser retirada do processo como uma corrente de resíduos.

[00051] Em uma cristalização de camada, as camadas policristali- nas são formadas em superfícies de troca de calor fornecidas pelo aparelho de cristalização. De acordo com uma modalidade preferencial, as superfícies de troca de calor são placas ou tubos pelos quais um meio de resfriamento circula. Um aparelho de cristalização tendo placas como superfície de troca de calor também é conhecido como um aparelho de cristalização estática. Um aparelho de cristalização tendo tubos como superfície de troca de calor também é conhecido como um aparelho de cristalização de filme descendente.

[00052] A fim de aumentar a pureza dos lactídeos gerados da corrente da fase gasosa evaporada da desvolatilização, a cristalização de camada pode ser realizada em uma pluralidade de estágios. Os cristais fundidos que resultam da cristalização da corrente da fase gasosa evaporada liquefeita podem ser cristalizados em um estágio de cristalização adicional, pelo qual a pureza da fração de cristalização resultante desta segunda etapa de cristalização é cristalizada de novo, pela qual a pureza dos cristais do segundo estágio é aumentada. O resíduo líquido do segundo estágio de cristalização pode ser alimentado de volta em conjunto com qualquer fração líquida de uma etapa de exsu- dação à alimentação do primeiro estágio de cristalização.

[00053] É possível prever mais de dois estágios de cristalização, pelo qual o resíduo líquido do último estágio de cristalização pode ser alimentado de volta em conjunto com qualquer fração líquida de uma etapa de exsudação à alimentação de qualquer um dos estágios de cristalização precedentes. O número ótimode estágios de cristalização depende da pureza necessária do lactídeo.

[00054] Além disso, os cristais gerados pela solidificação da fase gasosa podem ser fundidos e em seguida ser recristalizados para aumentar a pureza do lactídeo.

[00055] De acordo com uma variante adicional para aumentar o rendimento do lactídeo da corrente de evaporação de gás, o licor-mãe e/ou líquido do estágio de exsudação pode ser coletado e recristaliza- do a fim de recuperar o lactídeo contido ainda nas duas frações.

[00056] O licor-mãe da primeira etapa de cristalização, dessa forma a corrente de gás evaporado liquefeito é cristalizada para obter o lactídeo como fração cristalizada. O teor do lactídeo no licor-mãe e/ou líquido do estágio de exsudação deste estágio de recristalização é mais baixo do que na fração correspondente da cristalização da corrente de gás evaporado liquefeito. O cristalizado de tal estágio de recristalização também pode ser submetido a uma etapa de exsudação e posteriormente fundido para ser adicionado à fração de desvolatilização liquefeita. É possível empregar estágios de recristalização adicionais, pelo qual o teor do lactídeo no resíduo líquido e/ou o líquido da etapa de exsudação de um estágio de recristalização subsequente é reduzido em comparação com cada estágio de recristalização prévio. Por meio disso, o licor-mãe e/ou o líquido da etapa de exsudação de um estágio de recristalização subsequente são alimentados em um estágio de recristalização prévio e o cristalizado fundido é alimentado em um estágio de recristalização subsequente. O número de estágios de recristalização é determinado por uma otimização de custo sobre o processo inteiro.

[00057] A cristalização de camada na modalidade de uma cristalização de fundido ou uma solidificação da fase gasosa, que é uma dessublimação, são processos em batelada. Vantajosamente, estas etapas são realizadas em um ou mais aparelhos de cristalização, tais como um aparelho de cristalização de fundido ou um aparelho de dessublimação. A sequência de trabalho destes aparelhos é vantajosamente organizada para realizar uma cristalização ou dessublimação em um dos aparelhos ao realizar uma exsudação ou fusão em qualquer um dos outros aparelhos. De tal modo, uma descarga contínua da corrente da fase gasosa evaporada da cristalização é garantida sem a necessidade de tamponamento intermediário.

[00058] Uma vantagem notável do reciclo do lactídeo de uma corrente da fase gasosa evaporada do aparelho de desvolatilizaçâo é o uso do equipamento menos complicado e um processo mais simples quando comparado com a técnica prévia tais como os processos descritos em US 6187901 ou US 5880254. O aparelho de cristalização é de uma construção mecânica simples. Além disso, nenhuma corrente de gás inerte é necessária, dessa forma qualquer etapa de tratamento de tal corrente de gás inerte adicional não é necessária, o que resulta em vantagens de custo substanciais a favor do processo de regeneração do lactídeo de acordo com a invenção.

[00059] Um objetivo adicional da invenção é melhorar a purificação de um diéster cíclico biodegradável intermolecular vaporoso de um ácido alfa-hidróxi-carboxílico e manter os resíduos os menores possíveis e reduzir o equipamento para realizar a purificação.

[00060] Este objetivo é alcançado por um método para a cristalização da camada de fundido de um diéster cíclico biodegradável intermolecular vaporoso de um ácido alfa-hidróxi-carboxílico da fórmula I

em que R é escolhido de hidrogênio ou um de um radical alifático linear ou ramificado tendo de um a seis átomos de carbono de uma corrente de fundido contendo o diéster da fórmula I.

[00061] Especialmente, a temperatura da corrente de fundido ao entrar em um aparelho de cristalização de camada de fundido para realizar a cristalização da camada de fundido é ajustada entre 0°C e 130°C, preferencial mente entre 10°C e 110°C para cristalizar o diéster da fórmula I quando a pressão parcial do diéster na corrente da fase gasosa evaporada não é mais de 2 kPa (20 mbar), preferencialmente não mais de 1 kPa (10 mbar), particularmente preferida não mais de 05 kPa (5 mbar). A concentração do diéster da fórmula I na corrente de fundido é vantajosamente ajustada a um mínimo de 30% do peso, preferencialmente um mínimo de 40% em peso, particularmente preferido um mínimo de 60% em peso, em particular um mínimo de 70% do peso. De acordo com uma modalidade preferencial, a corrente de fundido tem um teor de água de menos de 10%, em particular menos de 5%, mais preferencialmente menos de 1%. O método é particularmente adequado para a purificação do diéster da fórmula I sendo 3,6- dimetil-1, 4-dioxano-2,5-diona (dilactídeo), em particular L, L- dilactídeo.

[00062] De acordo com uma modalidade vantajosa, pelo menos uma parte do diéster da fórmula I origina-se de um dispositivo de purificação a montante, que pode estar, em particular, no ramo de pelo menos um dentre o estágio do processo da preparação do polilactídeo, a policondensação de ácido lático, a despolimerização térmica de oli- gômeros de ácido lático com um peso molecular médio entre 500 g/mol e 5.000 g/mol, a retificação do dilactídeo, a polimerização por abertura do anel de uma mistura de reação contendo dilactídeo, a desmonomerização a vácuo de polilactídeo ou os copolímeros do mesmo. A purificação a montante pode envolver dois ou mais estágios de processo dos processos supracitados e/ou vários dos processos supracitados simultaneamente.

[00063] Especialmente, um ácido alfa-hidróxi-carboxílico da fórmula I de um ácido alfa-hidróxi-carboxílico da fórmula II

pode ser usado para a preparação de um diéster cíclico biodegradável intermolecular, em que R é escolhido de hidrogênio ou um dentre um radical alifático linear ou ramificado tendo um a seis átomos de carbo- no. De acordo com uma modalidade particularmente preferencial, o ácido alfa-hidróxi-carboxílico da fórmula II é o ácido lático.

[00064] A concentração do ácido alfa-hidróxi-carboxílico da fórmula II na corrente de fundido é vantajosamente ajustada a um máximo de 20% em peso, preferencialmente um máximo de 5% em peso, particularmente preferida um máximo de 1% em peso. Se a concentração de ácido alfa-hidróxi-carboxílico na corrente de fundido puder ser limitada a menos de 10% em peso, o lactídeo obtido pelo aparelho de cristalização de fundido pode ser de uma pureza mais alta e este lactídeo pode ser alimentado de volta na etapa de purificação prévia para au-mentar a pureza do produto final, dessa forma, o ácido polilático. Por esta medida, é possível produzir um ácido polilático de uma alta pureza e alto peso molecular.

[00065] Se a concentração do ácido alfa-hidróxi-carboxílico no diés- ter cíclico biodegradável intermolecular puder ser mantida baixa, é também possível controlar a polimerização e ajustar as propriedades físicas e químicas do diéster cíclico biodegradável intermolecular de acordo com a fórmula I.

[00066] Em particular, um ácido polilático (PLA), particularmente ácido L- ou D-polilático (PLLA ou PDLA), tendo um peso molecular de pelo menos 10000 é obtenível. Vantajosamente, o peso molecular do PLA é pelo menos 20000, particularmente vantajoso um peso molecular de pelo menos 50000.

[00067] O lactídeo recuperado e reciclado de acordo com o método da invenção tem uma pureza suficiente para ser reutilizado no processo de polimerização que leva a PLA com os parâmetros desejados supracitados.

[00068] Um aparelho de cristalização de camada de acordo com a invenção compreende um vaso, recebendo uma corrente de fundido que contém um diéster cíclico biodegradável intermolecular de um áci- do alfa-hidróxi-carboxílico de acordo com a fórmula I,

pelo qual R é escolhido de hidrogênio ou um de um radical alifático linear ou ramificado tendo um a seis átomos de carbono. O aparelho de cristalização de camada compreende ainda um trocador de calor tendo uma superfície de troca de calor, um meio de transferência de calor para resfriamento da superfície de troca de calor e uma superfície de cristalização fornecida na superfície de troca de calor para crescimento de cristais do diéster da fórmula I.

[00069] Uma planta de polimerização para a polimerização do diéster de acordo com a fórmula I, compreende um aparelho de cristalização de camada de acordo com a invenção. A planta de polimerização pode ainda compreender pelo menos um aparelho de purificação do diéster cíclico biodegradável intermolecular de acordo com a fórmula I, e pelo menos um reator de despolimerização disposto a montante do aparelho de cristalização de camada.

[00070] Estes e outros objetos e vantagens da invenção ficarão mais evidentes da seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes em que: a Fig. 1 mostra um diagrama de fluxo do método de acordo com a invenção; a Fig. 2 mostra a regeneração do lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada da etapa de desvolatilização por meio de cristalização; a Fig. 3 mostra a regeneração do lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada da etapa de desvolatilização por meio de dessublimação; a Fig. 4 mostra um diagrama de fases do lactídeo; a Fig. 5 mostra a regeneração do lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada pela etapa de cristalização de lactídeo bruto; a Fig. 6 mostra uma modalidade de uma planta de cristalização; a Fig- 7 mostra uma modalidade de uma planta de cristalização de suspensão; a Fig. θ mostra uma modalidade de uma planta de dessublimação; a Fig. 9 mostra uma primeira modalidade de um dispositivo de cristalização de camada; a Fig. 10 mostra uma segunda modalidade de um dispositivo de cristalização de camada.

[00071] A Fig. 1 mostra o método para produção de PLA a partir do lactídeo e a polimerização por abertura do anel. As etapas na Fig. 1 incluem uma etapa de preparação 26 seguida por uma etapa de fermentação 27 realizada em um aparelho de fermentação. Durante a etapa de preparação 26, uma alimentação de biomassa 80 é transformada em uma corrente de matéria-prima 28. Após a etapa de preparação 26, a corrente de matéria-prima 28, contendo polissacarídeos e/ou polissacarídeos são alimentados no aparelho de fermentação para realização da etapa de fermentação 27. O aparelho de fermentação pode ser um vaso de reator contendo a mistura de reação líquida. Se necessário, um elemento de agitação pode ser previsto para homogeneizar a mistura de reação, enquanto a reação de fermentação é realizada. A fermentação pode ser realizada como um processo em batelada ou como um processo contínuo. O produto da etapa de fermentação que deixa o aparelho de fermentação é um ácido lático bruto na solução 29.

[00072] Como uma etapa seguinte, o solvente tem que ser removido do ácido lático bruto em uma etapa de remoção de solvente 30, de forma a obter um ácido lático purificado 35. O solvente pode ser trata- do e reciclado, pelo menos parcialmente, para ser adicionado durante a etapa de fermentação 20. O ácido lático purificado é submetido a uma etapa de pré-polimerização e dimerização 40 para obter um lactídeo bruto 45.

[00073] Como uma etapa seguinte, o lactídeo bruto 45 deve ser purificado em uma etapa de purificação de lactídeo bruto 50. O produto da etapa de purificação de lactídeo bruto é um lactídeo puro 55. A corrente de lactídeo puro contém pelo menos 85% em peso do lactídeo. Qualquer ácido lático presente na corrente de lactídeo puro é menos de 0,2% e qualquer água está presente em menos de 1%, preferencialmente menos de 0,1%. O lactídeo puro 55 é processado para PLA bruto 65 em uma etapa de polimerização por abertura de anel 60. O PLA bruto 65 pode ser purificado ainda em uma etapa de purificação de PLA bruto 70 para obter um PLA puro 75. Qualquer impureza é removida do aparelho de purificação como uma purga 77.

[00074] A Fig. 2 mostra a regeneração do lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada 135 por meio de cristalização. A Fig. 2 em particular se refere ao tratamento da purga 77 da Fig. 1. Na Fig. 2, as etapas, que já foram discutidas com relação à Fig. 1 não são explicadas novamente. Estas etapas levam os mesmos números de referência e não são explicadas em detalhes adicionais. O PLA bruto 65 da etapa de polimerização por abertura do anel 60 é purificado em uma etapa de purificação 170. Esta etapa de purificação 170 é realizada como uma desvolatilizaçâo em um desvolatizador. Por esta etapa de purificação, um PLA purificado 175 é obtido. Em um desvolatizador, as frações de baixo ponto de ebulição do PLA bruto 65 contendo lactídeo são vaporizadas sob condições de vácuo. Por meio disso, a corrente da fase gasosa evaporada 135 é obtida. Esta corrente da fase gasosa evaporada 135 é resfriada e condensada em uma etapa de condensação 140. O condensado 145 é alimentado em uma etapa de cristaliza ção 100. Durante a etapa de cristalização, uma corrente de lactídeo puro 110 é obtida, que pode ser alimentada na etapa de polimerização por abertura do anel 60 em conjunto com a corrente de lactídeo puro 55. A purga 120 da etapa de cristalização 100 é uma corrente de resíduos, entretanto é possível reciclar pelo menos uma porção da mesma à etapa de purificação de lactídeo bruto 50, a etapa de pré- polimerização e dimerização 40 ou a etapa de remoção de solvente 30.

[00075] Como uma alternativa, a etapa de desvolatilização pode ser realizada em mais de um estágio. Durante cada tal estágio adicional, uma corrente da fase gasosa evaporada pode ser gerada.

[00076] Uma tal etapa de condensação adicional 150 é mostrada na Fig. 2 de uma corrente de gás evaporado 155 de tal etapa de desvolatilização adicional. O condensado 156 desta etapa de condensação adicional 150 é alimentado na corrente condensada 145 ou diretamente no aparelho de cristalização para realização da etapa de cristalização 100.

[00077] A Fig. 3 mostra uma variante do método como mostrado na Fig. 2. A etapa de condensação 140, 150 e a etapa de cristalização 100 são substituídas por uma etapa de dessublimação 200. Dessa forma, a condensação e a cristalização ocorrem no mesmo aparelho devido ao fato de que a corrente da fase gasosa evaporada é solidificada diretamente a partir da corrente da fase gasosa.

[00078] Uma pluralidade de etapas de dessublimação pode ser alternativamente prevista, em particular se uma pluralidade de etapas de desvolatilização for prevista. Uma etapa de dessublimação adicional 210 é mostrada na Fig. 3 como alternativa opcional em linhas pontilhadas. A corrente de purga 215 é uma corrente de resíduos, entretanto é possível reciclar pelo menos uma porção da mesma à etapa de purificação de lactídeo bruto 50, a etapa de pré-polimerização e dime- rização 40 ou a etapa de remoção do solvente 30.

[00079] Tal dessublimação é possível em uma região de baixa pressão. No diagrama de fases do lactídeo, uma transição de fase da fase gasosa à fase sólida é possível ao longo da curva 220. A curva 220 estende-se do eixo y, que corresponde a uma temperatura de 60°C, ao ponto triplo 230. Ao resfriar o lactídeo em uma pressão ou pressão parcial de menos de 0,2 kPa (2 mbar), uma transição direta da fase gasosa à fase sólida realiza-se.

[00080] A Fig. 5 mostra uma variante adicional do método de acordo com a Fig. 2. A Fig. 5 mostra a regeneração do lactídeo da corrente da fase gasosa evaporada 135 por meio da cristalização. Na Fig. 5, as etapas que já foram discutidas com relação à Fig. 1 ou Fig. 2 não serão explicadas novamente. As etapas, pelas quais a mesma tarefa que na Fig. 1 ou Fig. 2 é realizada, levam os mesmos números de referência e não são explicadas em detalhes adicionais. O PLA bruto 65 da etapa de polimerização por abertura do anel 60 é purificado em uma etapa de purificação 170. Esta etapa de purificação 170 é realizada como uma desvolatilizaçâo em um desvolatizador. A corrente da fase gasosa evaporada 135 contendo a fração de baixo ponto de ebulição da etapa de desvolatilizaçâo é resfriada e condensada em uma etapa de condensação 140. O condensado 145 é alimentado no equipamen-to para realizar a etapa de purificação do lactídeo 50, que pode incluir uma etapa de cristalização. Uma corrente de purga contendo as impurezas, que não devem estar presentes no PLA, pode ser retirada do aparelho de purificação de lactídeo para realizar a etapa de purificação do lactídeo 50.

[00081] A desvolatilizaçâo pode ser realizada em mais de um desvolatizador. A condensação 150 da corrente da fase gasosa evaporada 155 pode ser realizada separadamente da condensação 140 da primeira etapa de desvolatilizaçâo.

Exemplo 1:

[00082] Uma polimerização por abertura do anel isenta de solvente para obter um ácido polilático bruto foi realizada em dois testes diferentes. As seguintes condições aplicam-se ao primeiro e segundo teste do exemplo 1: o ácido polilático bruto é alimentado em um aparelho de purificação para realizar uma desvolatilização. O produto da desvolatilização é um ácido polilático purificado e uma corrente da fase gasosa evaporada contendo compostos de baixo ponto de ebulição tal como lactídeo. A corrente da fase gasosa evaporada a partir da desvo-latilização tem um teor de lactídeo de aproximadamente 98,5% e é liquefeita em um condensador, e alimentada em um vaso de um aparelho de cristalização de camada a ser solidificada para formar uma massa solidificada. A solidificação é realizada por cristalização do lactídeo nas superfícies de troca de calor do aparelho de cristalização de camada. A seguir, a massa solidificada é fundida após ter sido transportada ao aparelho de cristalização de camada pelo aquecimento do vaso para formar uma massa fundida. Então a massa fundida é alimentada de volta no processo, que está no aparelho de polimerização por abertura do anel.

[00083] A etapa de cristalização deste teste foi realizada duas vezes como mostrado na tabela 1a. Durante a primeira etapa de cristalização, a massa fundida foi cristalizada, o resíduo líquido foi descarregado. Então a massa solidificada foi submetida à exsudação. O processo de exsudação foi realizado em dois estágios. No fim de cada estágio, uma medida do ponto da solidificação foi realizada. O ponto de solidificação de uma mistura está correlacionado com a pureza do componente principal na mistura de acordo com o diagrama de fases do lactídeo, de acordo com a Fig. 4 e consequentemente permite avaliar o progresso da purificação. A pureza do lactídeo alcançada após a primeira etapa de exsudação da primeira etapa de cristalização foi 99,5%. Uma pureza de 99,6% após a segunda etapa de exsudação da segunda etapa de cristalização foi alcançada.

[00084] Para o segundo teste, a análise de impurezas particulares, que são ions Sn e ácidos livres, foi realizada para todas as frações: que é a alimentação, o resíduo, a fração de exsudação e a massa solidificada que forma o cristalizado. Os resultados deste segundo teste são mostrados na tabela 1 b. Neste teste, a etapa de exsudação foi realizada somente uma vez.

[00085] Em um terceiro teste, o cristalizado do segundo teste foi fundido novamente e cristalizado. Neste teste, somente o resíduo foi descarregado e uma etapa de exsudação não foi realizada. Os resultados desta cristalização são resumidos na tabela 2.

[00086] Os íons Sn originam-se do catalisador. Sob ácidos livres, entende-se que qualquer ácido atuaria como um finalizador da cadeia durante a polimerização. Além disso, a coloração e os odores da alimentação e o cristalizado obtido por cada um dos estágios de exsudação são comparados entre si na tabela 1a e na tabela 1b.

Exemplo 2 Dessublimação

[00087] Neste teste, o efeito de separação da dessublimação na pureza do lactídeo foi verificado.

[00088] A corrente da fase gasosa evaporada da polimerização por abertura do anel, que também foi usada para os testes do exemplo 1, foi alimentada em um tubo tendo um diâmetro interno de 50 mm e um comprimento de 3 m, nos quais o lactídeo foi dessublimizado, dessa forma solidificado diretamente da fase gasosa para formar um cristalizado nas superfícies de troca de calor do aparelho de cristalização de camada, que foi empregado para os testes de acordo com o exemplo 1. O resíduo foi alimentado de volta na corrente de processo principal, por conseguinte um estágio de desvolatilizaçâo subsequente.

[00089] Uma camada sólida de uma espessura entre 10 e 15 mm foi produzida e depositada na superfície interna do tubo. Quando a dessublimação foi terminada, uma porção da camada sólida depositada foi descarregada do tubo e fundida para formar uma massa fundida. O ponto de solidificação desta massa fundida foi determinado. O ponto de solidificação foi medido, e foi 96,97°C. A massa fundida solidificada era quase incolor e tinha somente um odor fraco.

[00090] Cada um dos resultados do teste do primeiro e segundo exemplo mostra que a purificação do lactídeo da corrente de gás evaporado está suficientemente perto do ponto de fusão do lactídeo puro. A pureza do lactídeo obtida pela dessublimação de acordo com este exemplo foi aproximadamente 99,5%. Para o L-lactídeo, o ponto de fusão está em 97,7°C.

[00091] Os testes foram conduzidos no cristalizador estático de teste de laboratório com os detalhes de projeto mencionados abaixo. Um cristalizador estático é uma modalidade especial de um aparelho de cristalização de camada no qual o fundido não é submetido à convecção forçada durante a cristalização. O cristalizador estático de teste consiste em um tubo de 80 mm de diâmetro revestido, verticalmente disposto com um comprimento de 1.200 mm e tendo um volume nominal de 6 I. O tubo tem uma tampa hermeticamente fechada no topo permitindo enchimento do fundido de entrada no tubo e fechar o tubo hermeticamente durante a cristalização. No fundo, o diâmetro de tubo é reduzido a 20 mm e há uma válvula de passagem colocada diretamente abaixo da passagem de diâmetro reduzido. A válvula permite que as frações líquidas sejam drenadas do tubo por gravidade. Na jaqueta do tubo, um meio de transferência de calor é circulado que fornece o resfriamento ou aquecimento de energias para a cristalização e etapas subsequentes de exsudação e fusão. O meio de transferência de calor é aquecido ou resfriado em um aparelho de termostato comercial com perfis de temperatura programáveis por tempo.

[00092] Após enchimento da massa do fundido de entrada no tubo do cristalizador, a abertura de enchimento é fechada. A temperatura do meio de transferência de calor então é deixada em um valor para início da cristalização e em seguida é reduzida de acordo com o perfil de temperatura/tempo programado para o valor final da cristalização. Durante este resfriamento, os cristais se nuclearam e começaram a crescer sobre a parede interna do tubo de cristalização. Após a terminação da cristalização, o resíduo não cristalizado é drenado para um recipiente receptor abrindo a válvula de dreno no fundo do tubo. A fração de exsudação é coletada para recipientes diferentes, se necessário, em vários cortes. Após a exsudação ser terminada, a válvula de dreno é fechada, e os cristais restantes são fundidos e drenados do tubo de cristalizador para recipiente correspondente abrindo novamente a válvula de dreno.

[00093] Quando operados, os dois primeiros estágios foram submetidos às seguintes condições operacionais:

[00094] O tubo do cristalizador foi pré-resfriado a 95°C para o início da cristalização. A temperatura do meio de transferência de calor foi gradualmente reduzida ao valor final de 90°C nas seis horas subsequentes. Durante este período, a cristalização do lactídeo nas superfícies de troca de calor foi realizada. O fundido foi mantido no vaso do aparelho de cristalização para permitir o crescimento dos cristais. Quando a cristalização foi completada, a válvula de dreno foi aberta para descarregar o resíduo líquido, dessa forma o licor-mãe.

[00095] Após abrir a válvula de dreno para drenagem de resíduo, a temperatura do meio de transferência de calor foi gradualmente aumentada a 98°C para realizar uma etapa de exsudação. A etapa de exsudação durou durante cinco horas. Após ter completado a etapa de exsudação, o resíduo líquido foi novamente descarregado abrindo a válvula de dreno.

[00096] Posteriormente, o cristalizado tem que ser removido das superfícies de troca de calor do aparelho de cristalização de camada. A fusão foi realizada em uma temperatura de 120°C. Durante a fusão, a válvula de dreno é considerada fechada e aberta somente após realização da etapa de fusão para descarregar o fundido do vaso de cristalização.

[00097] Durante o segundo estágio, o tubo de cristalizador foi pré- resfriado a 96°C para o início da cristalização. A temperatura do meio de transferência de calor então foi gradualmente reduzida ao valor final de 92°C em seis horas. Após a abertura da válvula de dreno para a drenagem de resíduo, a temperatura do meio de transferência de calor foi gradualmente aumentada a 98°C no fim da exsudação. A exsudação durou cinco horas. A fusão foi realizada em uma temperatura de 120°C.

[00098] Cristalização do fundido sem solvente é usada em uma escala comercial. Um aparelho de cristalização compreendendo cristali- zadores de filme descendente como descrito, por exemplo, em US3621664 é comercializado por Sulzer Chemtech Ltd. Suíça.

[00099] Alternativamente, o aparelho de cristalização pode compreender cristalizadores estáticos como descritos, por exemplo, em EP0728508 (A1); EP1092459 (B1); EP0891798 (B1) e é comercializado, por exemplo, por Litwin, França; Sulzer Chemtech Ltd., Suíça. O cristalizador estático essencialmente consiste em um tanque, no qual o fundido cristalizado é enchido e de superfícies de resfriamento que são resfriadas/aquecidas do interior por um meio de transferência de calor. O meio de transferência de calor circula em um feixe de placas verticais como mostrado na Fig. 9 ou um feixe de tubos como mostrado na Fig. 10. Os cristais crescem nas paredes externas destas superfícies de troca de calor.

[000100] Alternativamente, o aparelho de cristalização pode compre- ender um aparelho de cristalização de suspensão como descrito, por exemplo, em US 6.719.954 B2; EP 1245951 A1; US 6.241.954 B1; US 6.467.305 B1; US 7.179.435 B2; US 2010099893 (A1) e são comercializados por GEA Messo PT, Germany e Sulzer Chemtech Ltd. Suíça. Em tal aparelho de cristalização de suspensão, cristais pequenos são criados, que crescem em suspensão em um vaso de crescimento. O vaso de crescimento e o aparelho de cristalização de suspensão podem ser consolidados como uma unidade. A pasta fluida então é transmitida a uma coluna de lavagem onde os cristais são lavados por escoamento em contracorrente, parcialmente retornados à fração cristalina fundida e ao líquido de lavagem, sendo carregados com os componentes não desejados, é rejeitada como resíduo. O resíduo de um primeiro aparelho de cristalização de suspensão pode ser coletado e recristalizado e lavado novamente em um segundo aparelho de cristalização de suspensão da configuração similar para recuperar qualquer lactídeo do resíduo do primeiro conjunto.

[000101] Na Fig. 6, um aparelho de cristalização de camada de fundido compreendendo um cristalizador de feixe de placas estáticas 1 é mostrado. A configuração de tal cristalizador pode ter os mesmos elementos ou correspondentes ao aparelho de cristalização como mostrado na Fig. 9. O cristalizador 1 é carregado com uma batelada da massa fundida a ser cristalizada por uma linha 2 por meio de uma bomba 3 do vaso de alimentação de lactídeo 4. A alimentação está vindo para o vaso de alimentação por uma linha de alimentação 5. Esta alimentação pode ser uma corrente gasosa ou uma corrente de fundido. Especialmente, a alimentação pode ser uma corrente da fase gasosa evaporada de uma unidade de desvolatilizaçâo (70, 170) como mostrado nas Figs. 1,2, 3, 5.

[000102] O resíduo do cristalizador 1 bem como a fração de exsudação e a fração cristalina fundida são drenados para os vasos apropria- dos 6, 4 e 7, respectivamente, pela linha de passagem 8 e válvula de dreno 9. Um tubo coletor 10 com válvulas necessárias permite direcionar as frações particulares que são drenadas para os vasos apropriados. O tubo coletor tem a função de um distribuidor de líquidos. O resíduo é coletado no vaso 6. A fração cristalina fundida, que contém o lactídeo purificado é drenada para o vaso 7. O resíduo e o lactídeo purificado podem ser transferidos para seus destinos pelas bombas de transferência 11 e 12. A fração de exsudação pode ser coletada no vaso 6 e descarregada do mesmo modo que o resíduo ou pode ser coletada no vaso 4 para ser reciclada no cristalizador 1 pela linha 2. O feixe de placas como mostrado na Fig. 9 é resfriado e aquecido pelo meio de transferência de calor vindo da linha 21 e deixando o feixe pela linha 22. A bomba de circulação 23 permite que o meio de transferência de calor seja continuamente circulado no sistema de energia. As energias de resfriamento e aquecimento são fornecidas tanto através do trocador de calor 24 como através do trocador de calor 25. Os trocadores de calor aqui mostrados representam somente uma possibilidade simples de suprimento de energia ao sistema de cristalização. Há outras soluções possíveis, como sistemas com vasos de tampo- namento de energia e outros sistemas de suprimento de energia que são bem conhecidos por um versado na técnica da prática industrial.

[000103] Na modalidade de acordo com a Fig. 7, o lactídeo liquefeito da desvolatilização é alimentado continuamente através da linha 301 na seção de cristalização do aparelho de cristalização de suspensão de fundido. O aparelho de cristalização de suspensão de fundido compreende um cristalizador e/ou unidade raspadora 302 e um vaso 303 para crescimento dos cristais. Uma linha de transferência 305 conduz do cristalizador 302 ao vaso 303, uma linha de transferência 306 do vaso 303 ao cristalizador 302. Uma bomba de circulação 304 pode ser disposta na linha de transferência 306, que permite a pasta fluida ser circulada entre o cristalizador 302 e o vaso 303. A unidade raspadora e/ou cristalizador tem uma jaqueta de resfriamento 321 para resfriar as paredes da unidade cristalizadora. Os núcleos cristalinos na parede interna são formados nas superfícies de parede interiores do cristalizador 302. Os núcleos cristalinos então são raspados continuamente das superfícies de parede internas por um elemento raspador 322. Permite-se que os núcleos cristalinos cresçam enquanto são suspensos no fundido, que é um fundido de lactídeo conforme a aplicação preferencial.

[000104] Em uma versão alternativa, ambos os dispositivos, o cristalizador 302 e o vaso 303 podem ser combinados em uma unidade comum. A alimentação de lactídeo também pode ser direcionada ao cristalizador 302, ou a uma linha de circulação 305 ou linha de transferência 306 em vez do vaso 303. Os detalhes de do projeto dos dispositivos de cristalização de suspensão de fundido comercialmente disponíveis são conhecidos por um versado na técnica.

[000105] Uma corrente partida da pasta fluida é dividida na linha de circulação 306 até a linha 307 alimentando a coluna de lavagem 308. A taxa de fluxo desta corrente partida é controlada por uma válvula 309. A taxa de fluxo é essencialmente a mesma como a taxa de fluxo de alimentação da linha 301. Na coluna de lavagem 308, os cristais contidos na pasta fluida são forçados a avançar um tubo coletor da coluna de lavagem e os fundidos residuais avançam para a extremidade oposta. Os cristais são movidos por um elemento mecânico 310 como transportador de rosca ou por um pistão com uma cabeça em forma de peneira, que repetidamente força os cristais em uma direção que permite o fundido passar no sentido contrário. Em outro tipo de coluna de lavagem comercialmente disponível 308, os modelos requeridos de fluxo de cristal e fundido são estabelecidos pelo desenho apropriado dos atributos internos do vaso de tal modo que nenhuma parte móvel seja necessária.

[000106] A pasta fluida cristalina é direcionada pelo elemento mecânico 310 a uma extremidade da coluna, neste exemplo, a extremidade de fundo ou reservatório e em seguida descarregada para o anel de circulação 311. Uma circulação forçada da pasta fluida cristalina é mantida pela bomba de circulação 312. A pasta fluida cristalina escoa então pelo fusor 313, no qual os cristais são fundidos para formar uma massa fundida. Uma parte daquela massa fundida é continuamente descarregada através da linha de descarga 314 e a válvula de controle 315. Esta parte está na aplicação preferencial em uma planta de poli-merização para a produção de ácido polilático, o lactídeo purificado que então é devolvido ao reator de polimerização ou desvolatilização. A parte restante escoa através da linha de retorno 316 de volta à coluna de lavagem. Esta parte é usada para manter o fluxo contracorrente de cristais e fundido dentro da coluna de lavagem.

[000107] Em outra extremidade da coluna de lavagem, neste pedido, a cabeça da coluna, o fundido residual é retirado da coluna através da linha 317 e válvula 318. Este fundido residual é a corrente de purga.

[000108] Na modalidade de acordo com a Fig. 8, o vapor de lactídeo vem através da linha de suprimento 401 do estágio de desvolatilização através da válvula aberta 402 e a linha ramal 403 para o dispositivo de solidificação 404 onde é solidificada sobre as superfícies resfriadas 405. O dispositivo de solidificação pode ser, por exemplo, pelo menos um de uma unidade de dessublimação ou um cristalizador. O vapor residual não solidificado pode escoar através da linha 406 de volta à corrente de processo principal, por exemplo, para o segundo estágio de desvolatilização ou ser descartado. O sistema de troca de calor é similar àquele descrito na Fig. 6 e não é mais descrito aqui. Referência é feita à descrição da Fig. 6.

[000109] Após uma porção da corrente gasosa solidificar nas super- fícies de troca de calor do dispositivo de solidificação 404, a válvula 402 fecha e a válvula 407 abre para direcionar o vapor ao segundo dispositivo de solidificação 408 no qual a solidificação do vapor é realizada. O segundo dispositivo de solidificação essencialmente trabalha da mesma maneira que o dispositivo de solidificação 404.

[000110] O dispositivo de solidificação 404 é pressurizado permitindo um gás inerte, por exemplo, nitrogênio, escoar através da válvula 409 para aumentar a pressão de trabalho para fundir a massa solidificada. Esta massa solidificada contém, de acordo com a aplicação preferencial para purificação de lactídeos, a fração de lactídeo e é o cristalizado. As superfícies de troca de calor são aquecidas agora por um meio de transferência de calor para fundir a massa solidificada para formar uma massa fundida. A massa fundida, em particular o lactídeo fundido, é depositada através da válvula 410 no vaso coletor 411 de onde pode ser transmitida pela bomba 412 para os estágios de desvolatilizaçâo ou polimerização.

[000111] Após ter fundido a massa solidificada, a válvula de dreno 410 fecha e o dispositivo de solidificação 404 é evacuado pela válvula 413 e linha 406 antes de começar a solidificação subsequente.

[000112] Existe um mínimo de dois dispositivos de solidificação necessários para assegurar a recepção contínua de vapor de lactídeo, entretanto o número de tais dispositivos pode ser mais alto e não é limitado.

[000113] Se nenhum estágio de desvolatilizaçâo subsequente for previsto, o resíduo é uma corrente de resíduos que consequentemente deve ser tratada em um processo de tratamento de resíduos. Opcionalmente, uma etapa de exsudação pode ser prevista. A superfície de troca de calor pode ser vantajosamente formada como um tubo, que é disposto com uma manta de resfriamento. Se o dispositivo de solidificação for configurado como um aparelho de cristalização de filme des cendente, pode ser configurado como mostrado na Fig. 10. Por meio da manta de resfriamento, a temperatura gerada na superfície interna do tubo é mantida abaixo do ponto de purificação da pressão parcial dada do vapor a ser dessublimizado, em particular o lactídeo.

[000114] A Fig. 9 mostra uma modalidade de um aparelho de cristalização de camada. O aparelho de cristalização 250 tem um recipiente 253 para a recepção de fundido contendo o lactídeo e as impurezas a serem removidas do lactídeo, que é o produto da desvolatilização, ou seja, uma corrente da fase gasosa evaporada ou uma corrente de fundido da mesma. Uma pluralidade de elementos de parede 255 é disposta neste recipiente 253 pelo qual os elementos de parede estão afastados entre si. Os elementos de parede 255 contêm canais fechados 257 para a circulação de um meio de troca de calor fluido. Estes elementos de parede também são chamados feixes de placa. Cada elemento de parede 255 é seletivamente aquecível ou resfriável pela circulação do meio fluido de troca de calor de temperatura no interior dos canais fechados 257. Os canais fechados 257 abertos em um tanque de entrada 259 e um tanque de passagem 260, que servem para a distribuição do meio fluido de troca de calor para os canais Individuais 257 ou para a recepção do meio fluido de troca de calor dos canais individuais.

[000115] Os espaços intermediários 256 entre os elementos de parede 255 são enchidos na operação com fundido contendo o lactídeo a ser purificado. O fundido é distribuído sobre a totalidade dos elementos de parede através de influxos 261 que se abrem em elementos de distribuição de influxo 262 para que os elementos de parede 255 sejam circundados por todas as partes por fundido. Após recheio do aparelho de cristalização 250 com o fundido, o meio fluido de troca de calor é conduzido como líquido refrigerante pelos canais 257, por onde os elementos de parede 255 são resfriados. O fundido cristaliza-se nos elementos de parede 255 a uma camada de cristalização cuja espessura aumenta continuamente. Devido aos diferentes pontos de fusão do lactídeo individual e as impurezas no fundido, a camada de cristalizado contém uma porção mais alta do lactídeo de ponto de fusão mais alto. O lactídeo sólido é depositado do início nas superfícies de cristalização dos elementos de parede 255, o que significa que, por isso, está concentrado na camada de cristalizado. Se o fundido for resfriado mais, as impurezas com pontos de fusão um pouco mais baixos também podem começar a cristalizar-se.

[000116] Uma maior porção das impurezas permanece na fase líquida e é deixada sair através de fluxos que são localizados na região de base 264 do dispositivo de cristalização 250. A fase líquida também é chamada de licor-mãe. As impurezas que se fundem em uma temperatura mais baixa do que o lactídeo são concentradas no licor-mãe. O licor-mãe, neste caso, contém um produto residual.

[000117] Os elementos de parede 255 são aquecidos novamente na segunda fase de cristalização. Durante esta segunda fase, também uma fusão parcial da camada de cristalizado, chamada de fase de exsudação, pode ser realizada. Uma fração de lactídeo contendo ainda algumas impurezas que resultam de inclusões do licor-mãe entre as superfícies cristalinas durante o crescimento cristalino pode ser seletivamente separada durante a fase de exsudação. A camada de cristali-zado permanece substancialmente ligada aos elementos de parede na fase de exsudação; somente gotas individuais de fundido são retiradas. As impurezas de baixo ponto de fusão, que foram somente libertadas pela fusão parcial dos cristais, são concentradas nestas primeiras gotas. Dessa forma, uma separação muito seletiva de impurezas é possível na fase de exsudação. A temperatura na superfície dos elementos de parede 255 preferencialmente aumenta continuamente durante a fase de exsudação. Neste caso, uma pluralidade de frações também pode ser retirada durante a fase de exsudação.

[000118] Na terceira fase, a fusão da camada de cristalizado é realizada, que é a remoção do cristalizado dos elementos de parede 255. Com esta finalidade, os canais 257 nos elementos de parede 255 são contatados com o meio fluido de troca de calor, que é usado como um meio fluido de aquecimento.

[000119] A Fig. 10 mostra um aparelho de cristalização de filme descendente 270. O aparelho de cristalização de filme descendente 270 compreende um recipiente 271 contendo pluralidade de tubos que formam um feixe de tubos 272. O recipiente recebe o lactídeo da des- volatilização que é alimentado no recipiente como uma corrente da fase gasosa evaporada ou uma corrente de fundido. A corrente de alimentação entra no aparelho de cristalização através do tubo de entrada 273. Os tubos do feixe de tubos 272 são ocos para formar uma passagem de um fluido de troca de calor. O fluido de troca de calor entra no feixe de tubos através de um canal de entrada 275 e deixa o feixe de tubos através de um canal de passagem 276. O canal de entrada abre-se em um elemento de distribuição de fluido que está em ligação hidráulica com as passagens dos tubos do feixe de tubos. As passagens dos tubos são recebidas em um elemento de coleta de flui-dos que está em ligação hidráulica com o canal de passagem 276.

[000120] O fluido de troca de calor pode ser um fluido de aquecimento ou um fluido de resfriamento, dependendo do modo de operação do aparelho de cristalização. No modo de cristalização, um fluido de resfriamento é feito circular nos tubos, dessa forma reduzindo a temperatura das superfícies externas do tubo com respeito à temperatura de alimentação. A temperatura é reduzida para cristalizar os compostos que têm os pontos de fusão mais altos. A fração líquida, que não é cristalizada, dessa forma licor-mãe, deixa o recipiente no reservatório, quando o aparelho de cristalização está no modo de cristalização. Sob o modo de cristalização entende-se a execução da etapa de cristalização. Ambos os aparelhos de cristalização da Fig. 9 e da Fig. 10 são projetados para uma operação em batelada. Isto significa que após a etapa de cristalização ser realizada, uma etapa de fusão é realizada para fundir a fração cristalina e drená-la ao reservatório do qual é descarregada pelo tubo de descarga 274. A fração cristalina é depositada durante o modo de cristalização nas superfícies externas dos tubos do feixe de tubos.

[000121] A cristalização de filme descendente permite uma cristalização mais rápida do que o aparelho de cristalização de fusão usando elementos de parede na forma de feixes de placa.

Claims

1. Método para preparação de um ácido polilático, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (i) condução de uma polimerização por abertura do anel usando um catalisador e um composto envenenador de catalisador ou um aditivo de terminação para obter um ácido polilático bruto de PM superior a 10.000 g/mol, (ii) purificação do ácido polilático bruto por remoção e separação dos compostos de baixo ponto de ebulição compreendendo lactídeo e impurezas do ácido polilático bruto pela desvolatilizaçâo dos compostos de baixo ponto de ebulição como uma corrente da fase gasosa, sendo que a desvolatilizaçâo opera sob uma pressão parcial de lactídeo inferior a 2 kPa (20 mbar), preferencialmente inferior a 1 kPa (10 mbar), particularmente preferida, inferior a 0,5 kPa (5 mbar); (iii) purificação do lactídeo da desvolatilizaçâo e da remoção das impurezas da corrente da fase gasosa dos compostos de baixo ponto de ebulição evaporados por meio da cristalização pela dessublimação da fase gasosa, sendo que o lactídeo é purificado e as impurezas removidas incluem um resíduo de catalisador e um composto contendo pelo menos um grupo hidroxila tal que o lactídeo purificado seja, então, poli- merizado realimentando-o na polimerização por abertura do anel.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dessublimação ocorre em uma superfície resfriada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um aparelho para cristalização e um aparelho para desvolatilizaçâo operam substancialmente sob a mesma condição de vácuo como resultado de uma conecção direta entre o aparelho para cristalização e o aparelho para desvolatilizaçâo.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a dessublimação e a cristalização ocorrem no mesmo aparelho.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o aparelho para cristalização não apresenta corrente de gás inerte.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a corrente da fase gasosa evaporada da desvolatilização contém pelo menos 30% de lactídeo, preferencialmente, pelo menos 60%, mais preferencialmente, pelo menos 90%.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o lactídeo é primeiro submetido a uma etapa de exsudação, seguida por uma etapa de fusão, antes da realimentação na polimerização por abertura do anel.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as impurezas removidas incluem um composto organometálico ou um ácido carboxílico.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção de uma corrente de purga da cristalização é reciclada em uma etapa de purificação de lactídeo bruto, uma pré-polimerização e uma etapa de dime- rização, ou uma etapa de remoção de solvente na produção de um lactídeo purificado.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que um líquido da etapa de exsudação é coletado e recristalizado a fim de recuperar o lactídeo.

11. Aparelho para realização do método, como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um reator de polimerização para realizar uma polimerização por abertura do anel para obter um ácido polilático bruto, um aparelho de desvolatilização para separar os compostos de baixo ponto de ebulição compreendendo lactídeo e impurezas de um ácido polilático bruto, e um aparelho de cristalização para purificar um lactídeo e remover impurezas por meio de uma dessublimação e uma cristalização no mesmo aparelho de cristalização.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que nenhum meio regulador ou bombas de vácuo são dispostos entre o aparelho de cristalização e o aparelho de desvolatilização.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que um trocador de calor é disposto entre o aparelho de desvolatilização e o aparelho de cristalização.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o aparelho de cristalização apresenta superfícies de troca de calor para solidificação de uma corrente gasosa.