BR112017011767B1

BR112017011767B1 - processo para fabricação de ácido succínico a partir de um caldo de fermentação com uso de nanofiltração para purificar licor-mãe reciclado

Info

Publication number: BR112017011767B1
Application number: BR112017011767-3A
Authority: BR
Inventors: Baptiste Boit; Guillaume Fiey; Maarten Job Van De Graaf
Original assignee: Dsm Ip Assets B.V.; Roquette Freres
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2020-12-08
Also published as: EP3227256A1; US10189767B2; CN107250093A; PL3227256T3; BR112017011767A2; CN111909030A; EP3227256B1; US20170320805A1; CN107250093B; WO2016087408A1; ES2728258T3; CA2969273A1; CA2969273C

Abstract

PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE ÁCIDO SUCCÍNICO A PARTIR DE UM CALDO DE FERMENTAÇÃO COM O USO DE NANOFILTRAÇÃO PARA PURIFICAR LICOR-MÃE RECICLADO. A presente invenção se refere a um processo para fabricação ácido de succínico como obtido por fermentação, em que o dito processo exibe uma alta produtividade em termos de recuperação de cristais de ácido succínico e permite alcançar um produto final com um baixo teor de sacarídeos.

Description

Introdução

[001] O objetivo da presente invenção consiste em fornecer um processo para fabricação de ácido succínico como obtido por fermentação, em que o dito processo exibe uma alta produtividade em termos de recuperação de cristais de ácido succínico e permite alcançar um produto final com um baixo teor de sacarídeos.

[002] O ácido succínico é um ácido C4-dicarboxílico e é um intermediário do ciclo de ácido tricarboxílico (TCA). A produção global de ácido succínico é estimada em 16.000 a 30.000 toneladas por ano, com uma taxa de crescimento anual de 10 %. O ácido succínico possui diversas aplicações na indústria cosmética, farmacêutica, alimentícia e na preparação de polímeros. Na indústria de alimentos e bebidas, o mesmo é usado como um regulador de ácido ou agente de controle de pH. Na forma nutracêutica como um aditivo alimentar e suplementos dietéticos, o ácido succínico é seguro e aprovado pela U.S. Food and Drug Administration (FDA). Como um excipiente em produtos farmacêuticos, é usado para controlar a acidez e, mais raramente, em comprimidos efervescentes.

[003] O ácido succínico e suas diaminas e dióis derivados podem ser usados como unidades monoméricas de uma variedade de plásticos, como poliésteres, poliamidas e amidas de poliéster. Dentre esses, o poli(succinato de butileno) (PBS) e seus copolímeros são uma família de poliésteres biodegradáveis sintetizados a partir de ácido succínico, butanodiol ou outros dicarboxilatos e alquildióis. Em relação à sua excelente processabilidade térmica, às propriedades mecânicas equilibradas e à boa biodegradabilidade, os mesmos atraem bastante atenção tanto do campo acadêmico quanto industrial. Os produtos de PBS podem possuir amplas aplicações como bolsas de supermercado, filme de embalagem, filme de cobertura e outros artigos descartáveis. Precisa ser informado que a aplicação de PBS de ácido succínico requer um alto grau de pureza do dito ácido.

[004]Até o presente, o ácido succínico é predominantemente produzido através de processos petroquímicos incluindo hidrogenação de ácido maleico, oxidação de 1,4-butanodiol e carbonilação de etileno glicol. No entanto, considera-se que essa via envolva processos prejudiciais para o ambiente. A produção de ácido succínico a partir de matérias-primas renováveis - através da denominada via de produção biológica através de fermentação - esteve focada como uma alternativa atrativa para processos de base petroquímica. Isso é uma grande possibilidade de suplantar os métodos mais intensos em energia e mais prejudiciais para o ambiente de derivação de tal ácido a partir de recursos não renováveis.

Técnica Anterior

[005] Os métodos de fabricação de ácido succínico por fermentação envolvem basicamente a cristalização de ácido succínico a partir de um caldo de fermentação e a purificação/recuperação adicional de ácido succínico. A partir de uma perspectiva industrial, o alcance de uma produtividade máxima em termos de recuperação de cristais de ácido succínico é de principal importância. Vários documentos estão revelando por anos algumas vias a fim de aumentar a dita produtividade.

[006] O documento EP 2 371 802 revela um processo de cristalização de ácido succínico, em que uma solução aquosa que compreende ácido succínico é tratada com um agente de oxidação, em que o dito ácido succínico é adicionalmente cristalizado. Esse método é muito eficiente para remover impurezas como ácidos fumáricos e oróticos e para reduzir a coloração nos cristais finais de ácido succínico, sem impactar negativamente a produtividade global em termos de recuperação de cristais de ácido succínico. Em uma modalidade preferencial, reivindica-se que o licor-mãe que contém ácido succínico residual e impurezas e que resulta da etapa de cristalização pode ser reciclado para a etapa de cristalização, permitindo assim aumentar a produtividade de cristais de ácido succínico produzidos. Em uma modalidade particular, o tratamento com ozônio é aplicado no fluxo de licor-mãe antes da reciclagem, a fim de remover parte de impurezas e aprimorar a qualidade de cristais.

[007] O documento EP 2 504 307 revela um processo para recuperar ácido succínico em forma de cristal a partir de um caldo de fermentação. O dito método compreende as etapas de a) trazer o caldo de fermentação para um pH entre 1 e 4, b) cristalizar o ácido succínico, c) dissolver os cristais de ácido succínico a uma temperatura na faixa de 30 a 90 °C, d) polir e recristalizar o ácido succínico. Os cristais de ácido succínico são obtidos, os quais compreendem um teor de açúcar de 1 a 100 ppm e um teor de nitrogênio de 1 a 80 ppm. Além disso, o licor-mãe da etapa b) pode ser reciclado para a 4/36 alimentação da etapa b), em que a dita etapa de reciclagem é concluída como vantajosa para aumentar a produtividade de ácido succínico.

[008] O documento WO 2013 / 088239 revela um processo para remover corpos de cor de ácido succínico bruto que compreende a destilação de ácido succínico bruto e a coleta do destilado em um recipiente que contém água. Os corpos de cor permanecem substancialmente nos fundos de destilação e o succínico purificado no recipiente que contém água é substancialmente livre de corpos de cor. Um ciclo posterior pode ser implementado a fim de reciclar o resíduo de destilação para a etapa de destilação de remoção de amônia. A destilação com reciclagens completas não possui essencialmente perda de ácido succínico e a recuperação quase quantitativa de ácido succínico contido é possível.

[009] O documento EP 2 508 501 revela um método para produzir ácidos dicarboxílicos como ácido succínico a partir de soluções derivadas de fermentação que contêm sais de ácido succínico. O dito método consiste em fornecer solução que contém succinato de diamônio (DAS) derivada de fermentação, converter a dita solução em uma solução que contém um meio- ácido, meio-sal de ácido succínico (MXS) por evaporação reativa, cristalizar a dita solução por resfriamento e/ou cristalização evaporativa, converter MXS em ácido succínico por eletrodiálise de membrana biopolar, troca de ânion, troca de cátion ou uma combinação dos mesmos, e cristalizar ácido succínico por resfriamento e/ou cristalização evaporativa. É mencionado que o ácido succínico contido no licor-mãe de cristalização pode ser reciclado para a etapa de evaporação reativa.

[010] O documento WO 2013/039647 revela um processo para a preparação de ácidos carboxílicos como ácido succínico (SA) a partir de seus sais de amônio biologicamente produzidos correspondentes (como DAS) e/ou amidas e/ou imidas. O processo envolve reagir os derivados biologicamente produzidos em alta temperatura, remover amônia e água, cristalizar o ácido carboxílico obtido e reciclar o licor- mãe para o sistema de reação. A reciclagem quase total de licor-mãe de cristalização para o processo é fornecida, o que produz a conversão quase quantitativa dos carboxilatos de amônio biologicamente produzidos nos ácidos carboxílicos.

[011] O documento EP 2 371 804 revela um processo para produzir ácido succínico a partir de um caldo de fermentação que contém succinato de diamônio clarificado que compreende destilar o caldo sob pressão superatmosférica a uma temperatura na faixa de 100 a 300°C, resfriar e/ou evaporar os fundos que compreendem ácido succínico para separar os ditos fundos em uma porção líquida e uma porção sólida substancialmente puras em ácido succínico; e separar a porção sólida da porção líquida. O licor-mãe da etapa de separação de sólidos pode ser reciclado para o aparelho de destilação a fim de melhorar a recuperação de ácido succínico.

[012] O documento CN 102942472 revela um método de extração de ácido succínico a partir de licor de fermentação de micro-organismo. Inicialmente, o licor de fermentação de succinato é clarificado, então, acidificado, submetido à destilação com pressão reduzida e à cristalização com resfriamento adicional sob agitação. O licor de filtro obtido é concentrado enquanto o licor-mãe residual é submetido à operação cíclica, a fim de obter pelo menos cristais de ácido succínico de pureza alta.

[013] Em vista da técnica anterior, a reciclagem do licor-mãe resultante da etapa de cristalização parece ser pelo menos uma modalidade possível do processo geral e, na melhor das possibilidades, como uma oportunidade de aumentar a produtividade do dito processo. No entanto, a produtividade e a pureza são, em geral, conceitos ambíguos. Isso é enfatizado no documento EP 2 371 802 que aborda a questão de como alcançar um compromisso entre esses 2 parâmetros.

[014] De fato, a pureza é também um problema principal presente na produção industrial de ácido succínico, especialmente, no caso de produção por fermentação. Tal via usa várias bactérias: Actinobacillus succinogenes, Mannheimia succiniciproducens e Escherichia coli, bem como fungos como Aspergillus niger e Saccharomyces cerevisiae. Durante a fermentação microbiana, várias impurezas como ácidos orgânicos, proteínas e similares são também produzidas. Deve-se também voltar a atenção particular a sacarídeos que estão presentes na matéria-prima: os mesmos podem não ser muitas vezes totalmente consumidos pelo micro-organismo e contaminarão o ácido orgânico a ser produzido. Essas e outras impurezas precisam ser removidas mediante a recuperação de ácido succínico a partir do caldo de fermentação para obter cristais de ácido succínico com uma pureza suficientemente alta. Como já mencionado, o uso de ácido succínico como um monômero para a preparação de PBS requer um alto grau de pureza do dito ácido.

[015]Muitos documentos já abordaram o problema de eliminação de sacarídeo durante a produção de ácido succínico (ou de um outro ácido orgânico) através da via de fermentação. O documento US 6.284.904 revela um método para separar ácidos carboxílicos do sacarídeo. O método envolve remover impurezas ao permitir que a forma aniônica do ácido carboxílico se ligue a uma coluna de troca de ânion e a lavagem da coluna. O ânion carboxílico é deslocado como ácido carboxílico pela lavagem da resina com um ânion inorgânico forte. No entanto, as operações correspondentes para adsorção para a resina, reciclagem e similares são complexas, e a resina degrada por operações de reciclagem repetidas.

[016] O documento JP 2011 219409 revela um método para produzir um ácido dicarboxílico alifático em um alto grau de purificação ao remover vários materiais originados de um recurso de biomassa com o uso de um carbono ativado que tem uma área superficial específica na faixa de 1500 a 5000 m2/g. No entanto, esse método pode não ser considerado barato, de acordo com o custo não apenas do carbono ativado, mas também do aparelho consumível não reciclável.

[017] Pelo menos, o documento EP 1 686 182 revela um método de purificação relacionado com o uso de solventes orgânicos. O dito processo compreende aquecer uma mistura de sal de ácido orgânico e sacarídeo, colocar em contato a mistura aquecida com álcool e, então, separar o sal de ácido orgânico do sacarídeo aquecido. No entanto, os solventes podem ser prejudiciais para o ambiente, mas também para as pessoas. Pelo menos, muita energia precisa ser consumida para remoção de solvente, e o custo é muito dispendioso para separar quantidades pequenas de sacarídeo como impurezas. O dito documento também informa que a recristalização ou lavagem para obtenção de um ácido orgânico de alta pureza diminui a razão de recuperação do ácido orgânico. Nesse ínterim, a reciclagem do ácido orgânico para aprimorar sua razão de recuperação tem um problema no qual as quantidades- traço de sacarídeo se acumulam gradualmente.

[018] Em vista disso, não se tenha escolha senão observar que não há processo eficiente até a presente data para fabricação de ácido succínico, de preferência, a partir de um caldo de fermentação, a fim de aprimorar a produtividade de recuperação de cristais de ácido succínico e a fim de alcançar simultaneamente um baixo teor de açúcar no produto final.

Descrição da Invenção

[019] Um objetivo da presente invenção consiste em fornecer um processo que permite resolver o problema da técnica mencionado acima. O dito processo compreende: a) fornecer uma solução aquosa de ácido succínico; b) cristalizar o ácido succínico da solução aquosa para formar cristais intermediários e um licor-mãe; c) separar os cristais intermediários do licor-mãe; d) tratar o licor-mãe por nanofiltração; e) reciclar o licor-mãe tratado para a etapa b); f) purificar os cristais intermediários; e g) recuperar o ácido succínico.

[020]Ao selecionar o licor-mãe como o fluxo particular a ser tratado, o Depositante demonstrou que a produtividade do processo é aprimorada, em comparação com o uso de nanofiltração a fim de tratar o fluxo principal. Não foi apenas não óbvio selecionar o fluxo certo a ser tratado, mas o documento EP 1 686 182 também ensinou de uma maneira diferente o versado na técnica a seleção do licor-mãe, uma vez que o dito documento está informando que “a reciclagem 9/36 do ácido orgânico para aprimorar sua razão de recuperação tem um problema no qual as quantidades-traço de sacarídeo se acumulam gradualmente” como já discutido.

[021] O documento EP 2 371 802 foi o único documento que revela que o licor-mãe poderia ser um fluxo de interesse para o tratamento, em que o tratamento correspondente é executado com o auxílio de ozônio. No entanto, o Depositante demonstrou na presente invenção que o dito tratamento não foi tão eficiente em termos de redução de sacarídeo e produtividade de processo.

[022] Surpreendentemente, o Depositante demonstrou que não apenas a produtividade do processo foi aumentada com o método de acordo com a invenção, mas também que o teor de impurezas, especialmente, sacarídeos, foi dramaticamente diminuído, em comparação com o mesmo processo que não envolve o método de nanofiltração ou que envolve o tratamento com ozônio. Dessa forma, em relação ao processo de acordo com a invenção, é agora possível alcançar um compromisso de maior interesse entre um processo que exibe uma alta produtividade em termos de recuperação de cristais de ácido succínico e a obtenção de um ácido succínico de alta pureza em que o teor de sacarídeo foi consideravelmente diminuído.

Descrição dos desenhos

[023]A Figura 1 é um esquema que representa um processo para fabricação de ácido succínico sem reciclar licor-mãe.

[024]A Figura 2 é um esquema que representa um processo para fabricação de ácido succínico com reciclagem direta de 50 % do licor-mãe.

[025]A Figura 3 é um esquema que representa um processo para fabricação de ácido succínico com reciclagem de licor- mãe após nanofiltração.

[026]A Figura 4 é um esquema que representa um processo para fabricação de ácido succínico com ou sem nanofiltração: a) caso-base com 50 % de reciclagem direta de licor-mãe, b) nanofiltração aplicada antes da cristalização, c) nanofiltração aplicada após dissolução e d) nanofiltração aplicada em licor-mãe antes da reciclagem (isto é, de acordo com a invenção).

Descrição Detalhada da Invenção

[027] O processo de acordo com a invenção compreende: a) fornecer uma solução aquosa de ácido succínico; b) cristalizar o ácido succínico da solução aquosa para formar cristais intermediários e um licor-mãe; c) separar os cristais intermediários do licor-mãe; d) tratar o licor-mãe por nanofiltração; e) reciclar o licor-mãe tratado para a etapa b); f) purificar os cristais intermediários; e g) recuperar o ácido succínico.

Etapa a): Fornecimento de uma solução aquosa de ácido succínico

[028]A primeira etapa do dito processo consiste em fornecer uma solução aquosa de ácido succínico. A solução aquosa de ácido succínico significa basicamente uma composição que contém pelo menos água e ácido succínico em uma forma dissolvida e/ou em forma de cristal. A concentração geral de ácido succínico na dita solução aquosa está tipicamente na faixa de 1 a 90 % em peso.

[029] Em uma modalidade preferencial, a dita solução aquosa é um caldo de fermentação, obtido pela fermentação de uma célula microbiana que produz ácido succínico. O caldo de 11/36 fermentação pode ser qualquer caldo adequado que permite o crescimento de uma célula microbiana e a produção de ácido succínico. O caldo de fermentação compreende qualquer fonte de carbono adequadas como glicose, frutose, galactose, xilose, arabinose, sacarose, lactose, rafinose e glicerol.

[030]A fermentação de uma célula microbiana pode ser executa sob condições aeróbicas, condições anaeróbicas, condições microaerofílicas ou com oxigênio limitado, ou uma combinação dessas condições de fermentação, por exemplo, como revelado no documento WO2009/083756. Um processo de fermentação anaeróbica é definido no presente documento como um processo de fermentação executado na ausência de oxigênio ou no qual substancialmente nenhum oxigênio é consumido, de preferência, menos que 5, 2,5 ou 1 mmol/l/h, e em que as moléculas orgânicas servem tanto como doadoras de elétron quanto aceitantes de elétron.

[031]A fermentação de uma célula microbiana pode ser executada em qualquer pH adequado entre 1 e 9, dependendo da célula microbiana. No caso em que a célula microbiana é uma célula bacteriana, o pH no caldo de fermentação é, de preferência, entre 5 e 8, de preferência, entre 5,5 e 7,5. Usualmente, o pH do caldo de fermentação bacteriano é mantido nesses valores pela adição de agentes de neutralização como hidróxido de sódio ou potássio, ou amônio. No caso em que a célula microbiana é uma célula fúngica, o pH no caldo de fermentação pode se situar na faixa entre 1 e 7, de preferência, entre 2 e 6, de preferência, entre 2,5 e 5. Durante a fermentação de uma célula fúngica, o pH diminui usualmente para um pH entre 1 e 4, de preferência, entre 2 e 3. Uma temperatura adequada na qual a fermentação de uma 12/36 célula microbiana pode ser executada no processo de acordo com a presente invenção pode ser entre 5 e 60 °C, de preferência, entre 10 e 50 °C, com mais preferência, entre 15 e 40 °C, com mais preferência, entre 20 e 30 °C, dependendo da célula microbiana. O versado na técnica conhece as temperaturas ideais para fermentar uma célula microbiana no processo da invenção.

[032] Em uma modalidade, a célula microbiana é uma bactéria do gênero Mannheimia, Anaerobiospirillum, Bacillus ou Escherichia, ou uma célula fúngica do gênero Saccharomyces, Aspergillus, Penicillium, Pichia, Kluyveromyces, Yarrowia, Candida, Hansenula, Humicola, Torulaspora, Trichosporon, Brettanomyces, Rhizopus, Zygosaccharomyces, Pachysolen ou Yamadazyma. De preferência, uma célula bacteriana pertence a uma espécie Mannheimia succiniciproducens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Bacillus amylophylus, B. ruminucola e E. coli, de preferência, uma E. coli. De preferência, uma célula fúngica pertence a uma espécie Saccharomyces cervisiae, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces bayanus, Aspergillus niger, Penicillium chrysogenum, P. symplissicum, Pichia stipidis, Kluyveromyces marxianus, K. lactis, K. thermotolerans, Yarrowia lipolitica, Candida sonorensis, C. glabrata, Hansenula polimorpha, Torulaspora delbrueckii, Brettanomyces bruxellensis, Rhizopus orizae ou Zygosaccharomyces bailii. De preferência, uma célula fúngica é uma levedura, de preferência, uma Saccharomyces cerevisiae.

[033]A célula microbiana de acordo com a presente invenção pode ser qualquer organismo do tipo selvagem adequado ou um micro-organismo geneticamente modificado. As células de E. coli geneticamente modificadas são reveladas 13/36 em Sanchez et al., Metabolic Engineering, 7 (2005) 229-239, WO 2006/031424 e US 7.223.567. As células fúngicas adequadas são reveladas nos documentos WO 2009/065780 e WO 2009/065778. Etapa b): Cristalização do ácido succínico a partir da solução aquosa

[034]A segunda etapa do processo de acordo com a presente invenção consiste em cristalizar o ácido succínico a partir da solução aquosa para formar cristais intermediários e um licor-mãe.

[035]A cristalização pode ser executada por qualquer método conhecido pelo elemento versado na técnica. De preferência, a dita cristalização compreende cristalização evaporativa. Em tal caso, a etapa de cristalização compreende uma fase de evaporação, em que a solução aquosa é concentrada pela evaporação de água a uma temperatura entre 50 e 90 °C, de preferência, entre 60 e 80 °C, com mais preferência, entre 65 e 80 °C, e uma fase de cristalização, em que a solução aquosa concentrada é trazida para uma temperatura entre 1 e 25 °C, de modo que a cristalização ocorra. Através disso, cristais de ácido succínico são formados na solução aquosa devido ao resfriamento.

[036] Em uma modalidade preferencial, a cristalização compreende trazer a solução aquosa para um pH entre 1 e 4, de preferência, entre 1 e 3, de preferência, entre 1 e 2 por qualquer método adequado conhecido na técnica. A colocação de uma solução aquosa em um valor de pH preferencial pode ser executada pela submissão da solução aquosa à eletrodiálise bipolar de dissociação de água e/ou por acidificação com o uso de uma resina de troca de cátion ou pela adição de ácido(s) forte(s) diretamente na dita solução.

[037] De preferência, a colocação de uma solução aquosa em um valor de pH preferencial pode ser executada pela passagem da solução aquosa que contém ácido succínico através de uma resina de troca de cátion na forma de H+. A etapa de resina de troca de cátion é bem conhecida pelo elemento versado na técnica e consiste em trocar cátions da solução para H+ da resina. Dessa forma, o pH da solução aquosa diminui e o ácido succínico é obtido em sua forma dissociada antes da cristalização.

Etapa c): Separar os cristais intermediários do licor-mãe

[038] A terceira etapa do processo de acordo com a presente invenção consiste em separar os cristais intermediários do licor-mãe.

[039] Os cristais intermediários obtidos na etapa c) são tipicamente separados do licor-mãe por filtração ou centrifugação, de preferência, por centrifugação. Após a separação, dois fluxos principais são obtidos: - uma torta molhada que contém cristais intermediários; e - um licor-mãe que contém as fases líquidas da etapa de separação.

Etapa d): Tratamento do licor-mãe

[040]A quarta etapa do processo de acordo com a presente invenção consiste em tratar o licor-mãe, que contém impurezas e quantidade residual de ácido succínico, por nanofiltração.

[041]A nanofiltração pode ser executada com membranas que exibem tipicamente um ponto de corte na faixa de 10 a 1000 Da, de preferência, de 100 a 500 Da, com mais preferência, de 100 a 300 Da.

[042] Diversas nanomembranas de filtração poderiam ser usadas como a DL2540 da GE® ou a NF270-2540 da DOW®. A membrana preferencial é a DL2540 como fabricado pela GE®, visto que a mesma exibe um bom compromisso entre produtividade de recuperação de ácido succínico, impacto da eficiência do processo, retenção de impurezas, impacto da qualidade do produto final e fluxo de permeação, impacto do custo do processo.

[043]As condições operacionais para nanofiltração são tipicamente da seguinte forma: - a temperatura do licor-mãe é elevada para uma faixa de 10 a 80°C, de preferência, de 30 a 60°C, com mais preferência, de 30 a 40°C, - o pH do licor-mãe solução é inalterado e está entre 1 e 2, - a pressão transmembrana está entre 1 e 20 bares [0,1 e 2 Mpa], de preferência, entre 5 e 20 bares [0,5 e 2 Mpa], com mais preferência, 10 bares [1 Mpa].

[044]A nanofiltração pode compreender vantajosamente uma fase de concentração e uma fase de diafiltração.

[045] Durante a fase de concentração, os açúcares, o nitrogênio e os pigmentos são retidos pela membrana. Alguns íons ditrivalentes são também retidos enquanto a maior parte do ácido succínico atravessa a membrana. Conforme o fluxo está diminuindo como uma função de fator de concentração de massa, o fator de concentração de massa alvejado (MCF) é de 1 a 5, de preferência, de 2 a 3 a fim de limitar a superfície da membrana e o consumo de água durante a fase de diafiltração subsequente.

[046] Quando o fator de concentração de massa alvo é alcançado, a fase de diafiltração é aplicada pela lavagem do retentado com água desmineralizada a fim de recuperar ácido succínico remanescente no retentado. A fase de diafiltração é realizada de preferência em modo contínuo, mantendo o nível no tanque e o fator de concentração de massa constantes. A temperatura da dita água desmineralizada é igual à temperatura operacional durante a fase de concentração a fim de evitar o choque de temperatura e aprimorar o fluxo de diafiltração. Isso permite minimizar o consumo de água durante a recuperação de ácido succínico. A taxa de diafiltração está entre 0,2 a 2 kg de água/kg de licor-mãe inicial (alimentação), de preferência, de 0,5 a 1,5 kg de água/kg de licor-mãe inicial.

Licor-mãe tratado

[047] Em uma modalidade preferencial, a etapa d) compreende tratar o licor-mãe por microfiltração antes da nanofiltração, a fim de remover quaisquer sólidos e coloides. A microfiltração que precede a nanofiltração impede o dano das nanomembranas de filtração e limita a incrustação das nanomembranas de filtração. O ponto de corte típico para micromembranas de filtração está entre 150 kDa e 0,8 μm, e é, de preferência, em torno de 0,1 μm como Kerasep BW como fabricado pela Novasep®. A micromembrana de filtração pode ser orgânica ou mineral; de preferência, a microfiltração é realizada com membranas minerais (cerâmica), que são mais robustas.

[048]A microfiltração é bem conhecida pelo versado na técnica. Aplicadas ao fluxo de licor-mãe, as condições operacionais para microfiltração podem ser as seguintes: - a temperatura do licor-mãe é elevada para uma faixa de 10 a 80°C, de preferência, de 40 a 80°C, com mais preferência, 40 a 50°C, - o pH do licor-mãe solução é inalterado e está entre 1 e 2, - a pressão transmembrana está entre 0,5 e 5 bares, de preferência, entre 0,5 e 2 bares, - o fator de concentração de massa alvejado é entre 1 e 30, de preferência, entre 10 e 25 e, opcionalmente, seguido por uma etapa de diafiltração a fim de otimizar a recuperação de ácido succínico.

Etapa e): Reciclagem do licor-mãe na etapa de cristalização b)

[049]A quinta etapa do processo de acordo com a presente invenção consiste em reciclar o licor-mãe tratado para a etapa anterior b) de cristalização do ácido succínico.

[050] Quando a cristalização da solução aquosa de ácido succínico é executada por cristalização evaporativa, o licor-mãe tratado é tipicamente adicionado à solução aquosa antes da fase de evaporação.

Etapa f): Purificação dos cristais intermediários

[051]A sexta etapa do processo de acordo com a presente invenção consiste em purificar os cristais intermediários.

[052] Em uma modalidade preferencial, os cristais intermediários obtidos na etapa c) são purificados pela dissolução dos cristais intermediários em água e pelo tratamento dos cristais intermediários dissolvidos com carbono ativado e/ou com resinas de troca iônica a fim de remover outras impurezas (como espécies iônicas ou ácidos orgânicos residuais) e quaisquer promotores de coloração.

[053]A etapa de dissolução dos cristais de ácido succínico intermediários pode ser executada a uma temperatura entre 30 e 90 °C, de preferência, entre 35 e 90 °C, com mais preferência, entre 40 e 90 °C. Foi concluído como vantajoso dissolver cristais de ácido succínico em alta T °C, uma vez que uma quantidade superior de ácido succínico é dissolvida em uma quantidade inferior de água em comparação com a dissolução de ácido succínico a uma temperatura abaixo de 40 °C. Foi concluído como vantajoso limitar o consumo de água no processo de acordo com a presente invenção, uma vez que isso reduz a quantidade de energia e vapor requerida para evaporar a dita água adicional durante a etapa de concentração subsequente antes da cristalização de ácido succínico dissolvido.

[054] De preferência, a solução que contém os ditos cristais de ácido succínico dissolvidos é passada através de uma coluna preenchida com carbono ativado granular. Essa etapa é bem conhecida pelo versado na técnica e pode ser feita com o uso de CPG 1240 como fabricado pela CECA® ou Carbosorb 1240 como fabricado pela Purolite®, por exemplo. Esse tratamento permitirá a remoção de compostos de nitrogênio e promotores de cor.

[055] De preferência, a dita solução tratada é, então, passada através de uma coluna preenchida de resina de troca de cátion sob forma de H+ a fim de remover os traços de cátions, especialmente, ferro, provenientes de etapas anteriores, incluindo tratamento com carbono ativado. A resina usada pode ser C150 como fabricado pela Purolite® ou DOW88 como fabricado pela DOW®, por exemplo.

[056] De preferência, a dita solução tratada é, então, passada através de uma coluna preenchida de resina de troca de ânion sob forma de OH- a fim de remover ânions e os últimos 19/36 traços de promotores de cor. A resina usada pode ser FPA55 como fabricado pela DOW® ou S4528 como fabricado pela Bayer®, por exemplo. Etapa g): Recuperação de ácido succínico

[057]A sétima etapa do processo de acordo com a presente invenção consiste em recuperar ácido succínico.

[058]A recuperação de ácido succínico é tipicamente executada por recristalização. A solução obtida após a etapa de purificação f) é concentrada e cristalizada da mesma maneira que na etapa b) resultando em cristais de ácido succínico de alta pureza e um segundo licor-mãe. Os cristais de ácido succínico são separados do segundo licor-mãe tipicamente por filtração ou centrifugação, lavados e secos. O segundo fluxo de licor-mãe obtido dessa forma é vantajosamente reciclado de volta para a etapa b), vantajosamente após ser tratado por nanofiltração, opcionalmente precedida por microfiltração, similarmente à etapa d) descrita acima.

[059] O produto final obtido é perfeitamente branco e sua pureza é muito alta. O mesmo é especialmente adaptado para aplicação muito rigorosa como produção de PBS.

[060]A Figura 1 ilustra um caso-base sem reciclagem de licor-mãe. Nesse processo, todo o fluxo de licor-mãe é purgado. Como uma consequência, todo o ácido succínico contido nesse fluxo é perdido e uma grande quantidade de efluente é enviada para a usina de tratamento de água de desperdício, que tem grandes impactos ambientais e econômicos. Por outro lado, as impurezas (incluindo açúcares) contidas no licor-mãe não são recicladas dentro da etapa de cristalização que permite alcançar uma boa qualidade para os 20/36 cristais intermediários, e para o ácido succínico final consequentemente. A produtividade de recuperação de processo a jusante relativa correspondente para cristais intermediários é tomada como referência para comparação com os seguintes casos e é definida como 1.

[061]A Figura 2 ilustra um caso-base em que 50 % do licor-mãe são reciclados sem qualquer tratamento. A quantidade de licor-mãe enviada para a usina de tratamento de água de desperdício é dividida em dois. Essa configuração é chamada de caso-base com 50 % de reciclagem direta de licor-mãe. Esse processo é vantajoso tanto para aspectos econômicos quanto ambientais. Como resultado, parte do ácido succínico é também recuperada através dessa reciclagem e a produtividade de recuperação relativa é aumentada em 7 %. Por outro lado, as impurezas (incluindo açúcares) são também recicladas e acumuladas dentro da etapa de cristalização. Isso pode impactar na qualidade de cristais intermediários e potencialmente na qualidade também do produto final. A quantidade de ácido succínico a ser recuperado através de reciclagem de licor-mãe sem tratamento é, dessa forma, limitada pelo efeito de acúmulo de impurezas que impactará na qualidade.

[062]A Figura 3 ilustra um processo de acordo com a presente invenção em que o fluxo de licor-mãe é tratado por nanofiltração antes da reciclagem de volta para a fase de evaporação da etapa de cristalização b). Quando se aplica a nanofiltração no fluxo de licor-mãe antes da reciclagem, o efluente a ser enviado à usina de tratamento de água de desperdício é o retentado de nanofiltração, que é um fluxo pequeno e representa um impacto positivo em custo e ambiente. O processo de acordo com a invenção permite recuperar ácido succínico com uma alta produtividade e consumo de água razoável. 50 a 95 % em peso, de preferência, de 70 a 95 % em peso, com mais preferência, de 80 a 95 % em peso de ácido succínico contido no licor-mãe são recuperados no licor-mãe tratado e reciclados para a etapa b).

[063] Como resultado, a produtividade de recuperação relativa para os cristais intermediários é aumentada em 12 %. Além disso, durante a etapa de nanofiltração, as impurezas (incluindo açúcares) são retidas pela nanomembrana de filtração enquanto o ácido succínico está atravessando. Consequentemente, a pureza do licor-mãe reciclado de volta para a etapa de cristalização b) após a nanofiltração é muito maior no caso-base com 50 % de reciclagem direta de licor- mãe (figura 2). Como resultado, não há acumulação de impurezas (incluindo açúcares) dentro da etapa de cristalização e a qualidade do produto para os cristais intermediários é comparável com o caso-base sem reciclagem de licor-mãe (Figura 1).

[064] Dessa forma, o tratamento de fluxo de licor-mãe por nanofiltração antes da reciclagem permite aumentar a produtividade de recuperação em cerca de 12 % sem impactar na qualidade dos cristais intermediários. Além disso, a quantidade de desperdício a ser enviada à usina de tratamento de água de desperdício é também diminuída.

EXEMPLOS Exemplo 1

[065] Uma solução aquosa que contém ácido succínico é obtida por fermentação, separação de biomassa e acidificação com o uso de resina de troca de cátion C150 da Purolite®.

[066] O caldo de fermentação é obtido como descrito no exemplo 5.4 do documento WO 2011/064151. A acidificação, a cristalização e a recuperação de licor-mãe são realizadas como no exemplo 5.5 do mesmo documento.

[067] Dois fluxos principais são obtidos dessa forma: - uma torta molhada que contém cristais de ácido succínico intermediários em alta pureza; - um licor-mãe que contém as fases líquidas da etapa de separação.

[068] Os cristais de ácido succínico intermediários são, então, dissolvidos em água desmineralizada e a solução obtida é subsequentemente passada através de colunas preenchidas com carbono ativado granular (CPG1240) e resinas de troca de cátion (DOW88) e ânion (S4528) antes da recristalização final.

[069] Esse exemplo está relacionado com vantagens de nanofiltração como uma função de fluxo a ser tratado dentro do processo a jusante. Na Figura 4, o caso-base sem nanofiltração (a) é comparado com os três outros casos (b, c e d) onde diferentes fluxos são tratados por nanofiltração. A localização da unidade de nanofiltração dentro do processo a jusante é indicada por cruzes: caso b) a nanofiltração aplicada no fluxo principal antes da cristalização, caso c) nanofiltração aplicada no fluxo principal após a dissolução e caso d) a nanofiltração aplicada no licor-mãe antes da reciclagem (isto é, de acordo com a invenção).

[070] Uma etapa de microfiltração é realizada a fim de remover quaisquer sólidos ou coloides da solução antes da nanofiltração. A microfiltração é realizada em modo de batelada com uma plataforma-piloto como fabricado pela TAMI®: o permeado é recuperado em um tanque separado enquanto o 23/36 retentado é reciclado de volta para o tanque de alimentação durante a fase de concentração. A plataforma é equipada com membrana cerâmica de Kerasep BW da Novasep®; a 40°C e uma pressão transmembrana de 1. A solução inicial é levemente turva e o permeado obtido é perfeitamente límpido e pronto para ser tratado por nanofiltração.

[071]A nanofiltração é realizada na plataforma-piloto como fabricado pela TIA®. A mesma é realizada em modo de batelada a 10 bares [1 Mpa] e 40°C com membrana DL2540 da GE®: o permeado é recuperado em um tanque separado enquanto o retentado é reciclado de volta para o tanque de alimentação durante a fase de concentração. O fluxo de permeação diminui gradualmente durante a etapa de concentração e quando alcança 5 kg/h/m2, o fator de concentração de massa é gravado e a fase de diafiltração é, então, iniciada pela adição contínua de água desmineralizada a 40°C no tanque de alimentação enquanto mantém o nível constante. A quantidade de água adicionada e o teor de sacarídeo (Brix) são monitorados durante a fase de diafiltração. Quando o Brix do permeado (diafiltrado) está abaixo de 0,2 unidade; a diafiltração é parada.

[072] Dependendo do fluxo a ser tratado por nanofiltração, do tamanho do equipamento (e do investimento), o impacto na produtividade de recuperação de ácido succínico e o consumo de água serão diferentes. A seguinte tabela mostra que, a respeito desses critérios, o melhor fluxo para tratar por nanofiltração é o fluxo de licor-mãe. De fato, em comparação com os casos em que o fluxo principal é tratado (casos b e c), o tratamento de um fluxo secundário como o licor-mãe (caso d) leva à produtividade de recuperação de ácido succínico mais alta para cristais intermediários e para o produto final consequentemente com o menor tamanho de equipamento e o consumo de água mais baixo.

Tabela 1

[073]A partir da tabela 1, torna-se evidente que para o caso-base sem licor-mãe (representado na Figura 1): nenhum licor-mãe é reciclado e nenhuma nanofiltração é realizada. A produtividade de recuperação é definida como 1,00 e usada como referência para comparação.

[074] Para o caso-base com 50 % de reciclagem direta de licor-mãe: 50 % (p/p) do fluxo de licor-mãe são diretamente reciclados de volta para a etapa de evaporação anterior, sem tratamento. A quantidade correspondente de ácido succínico reciclado de volta para a etapa de evaporação é 50 % (p/p) também. A nanofiltração não é aplicada, então, não há necessidade por membranas e nenhum consumo de água adicional para diafiltração. Relativamente ao caso-base sem reciclagem, a produtividade de recuperação para o produto final é 1,07.

[075] Em relação aos casos em que a nanofiltração é aplicada no fluxo principal: os fluxos de nanofiltração são altos como os fluxos principais são relativamente limpos. No entanto, as vazões de fluxo principal são também altas, o que leva a superfícies de membrana significativas a fim de tratar todo o fluxo. Além disso, uma quantidade significativa de água adicional é necessária para aumentar a produtividade de recuperação de ácido succínico durante a etapa de diafiltração. Essa diluição extra impactará negativamente no consumo de energia e vapor necessário na etapa de concentração subsequente antes da cristalização. Além disso, mesmo nessas condições, algum ácido succínico permanece no retentado após a diafiltração que resulta em uma produtividade de recuperação total para ácido succínico no produto final, que é levemente menor que no caso-base, em torno de 1,06.

[076] Em relação ao caso em que a nanofiltração é aplicada no licor-mãe: todo o fluxo de licor-mãe é tratado por nanofiltração e diafiltração antes da reciclagem de permeado e diafiltrado de volta para a etapa de evaporação. O fluxo de nanofiltração no licor-mãe é menor que no fluxo principal, posto que o licor-mãe contém mais impurezas do que os fluxos principais. No entanto, o fluxo de licor-mãe é muito menor que os fluxos principais, o que finalmente leva à superfície de membrana menor necessária para a operação. O consumo de água adicional para diafiltração é também reduzido em comparação com os casos b e c anteriores. A diluição extra e impacto em consumo de vapor e energia para a etapa de evaporação são, então, limitados. Nessas condições, a produtividade de recuperação de ácido succínico após a etapa de diafiltração é 90 %. Em comparação com o caso-base em 50 % (p/p) de ácido succínico é reciclado com fluxo de licor-mãe sem tratamento, após a realização da nanofiltração no licor-mãe, 90 % de ácido succínico contido no licor-mãe podem ser reciclados. Isso leva a um aprimoramento de produtividade de recuperação, a produtividade de recuperação geral para o produto final é 1,12.

[077] Como ilustrado, a aplicação de nanofiltração no licor-mãe em vez de fluxo principal permite alcançar o melhor impacto na produtividade de recuperação de ácido succínico com o menor consumo de água adicional e o menor tamanho de equipamento (menor superfície de membrana). Exemplo 2

[078]Nesse exemplo, 2 diferentes membranas orgânicas são comparadas: DL2540 da GE® e NF270-2540 da DOW®.

[079] O fluxo de licor-mãe é produzido seguindo o mesmo protocolo do exemplo 1. Como no exemplo 1, uma etapa de microfiltração é realizada no fluxo de licor-mãe antes da nanofiltração a fim de remover quaisquer coloides e sólidos em suspensão.

[080]Após a microfiltração, o licor-mãe é dividido em duas partes: - 46,2 kg são usados para ensaio de nanofiltração com membrana orgânica DL2540; - 45,0 kg são usados para ensaio de nanofiltração com membrana orgânica NF270-2540.

[081] Em ambos os ensaios, o licor-mãe microfiltrado é introduzido em tanque de alimentação da plataforma de nanofiltração TIA®, equipado com membranas orgânicas DL2540 ou NF270-2540 e limpo. A nanofiltração (incluindo fase de concentração e fase de diafiltração) é realizada em modo de batelada, a temperatura do tanque de alimentação é mantida a 40°C devido a uma bobina de aquecimento e a pressão operacional é 10 bares [1 Mpa].

[082]A tabela 2 abaixo ilustra os resultados analíticos do licor-mãe antes e do licor-mãe tratado após a nanofiltração na membrana DL2540 (> 96 % de taxa de rejeição de MgSO4) da GE®.

Tabela 2

Medição de cor

[083]A color em solução é medida a 420 nm em um 29/36 espectrofotômetro UVIKON 923 da Bio-Tek KONTRON. A coloração é expressada em unidade de ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis), que foi calculada como: ICUMSA = (Abs 420nm x 100000) / Brix; um grau Brix (1° Brix), como medido com um refratômetro, é igual a 1 g de sacarose em 100 g de solução a 20°C. Determinação de enxofre e cátions

[084] O enxofre e os cátions são determinados por espectrometria de emissão atômica com o uso de plasma indutivamente acoplado. Determinação de ânions

[085] Os ânions como sulfato, cloreto e fosfato foram separados em uma coluna de troca de ânion, tipo Dionex AS11- HC, que foi aquecida a 36 graus Celsius e detectada por condutimetria. O eluente foi um gradiente de concentração de NaOH progressivamente crescente. O ácido trifluoroacético (TFA) foi usado como padrão interno. Determinação de ácidos orgânicos

[086] Os ácidos orgânicos foram separados com cromatografia de troca de íon em colunas (3 em série) do tipo Biorad HPX-87H, que foram aquecidas a 85 graus Celsius e detectadas com UV a 210 nm. O solvente de eluição foi uma solução de ácido sulfúrico a 5 mM. A análise quantitativa foi realizada por calibração externa. Os ácidos pirúvico, málico, fumárico, láctico, fórmico e acético foram usados como padrões. A separação cromatográfica foi conduzida em modo isocrático e 60 microlitros de uma solução de ácido succínico a 3 % foram injetados.

Determinação de açúcares

[087] Os açúcares são analisados após a hidrólise seguindo o protocolo abaixo:

[088]À amostra de 500 μl, 500 μl de TFA a 8N são adicionados para realizar a hidrólise por 4 horas a 100 °C. Então, a amostra é liofilizada para remover o TFA e o resíduo é dissolvido em 1500 μl de água Milli-Q. Se necessário, a solução é diluída para uma concentração de aproximadamente 10 mg/l com água Milli-Q antes da injeção no sistema HPAEC.

[089] Os resultados na tabela 2 mostram um fluxo de permeação ponderado de 25 kg/h/m2 e que a membrana de nanofiltração DL2540 tem capacidade de remover mais do que 80 % de coloração, mais do que 95 % de açúcares e uma parte significativa de nitrogênio e enxofre. Enquanto isso, alcançando uma produtividade de recuperação de ácido succínico maior que 90 %.

[090] O mesmo experimento é realizado com 45,0 kg de licor-mãe microfiltrado em membrana NF270-2540 da DOW® (> 97 % de taxa de rejeição de MgSO4). Os resultados são mostrados na Tabela 3 abaixo.

Tabela 3

[091] Os resultados na tabela 3 mostram que, em comparação com a membrana DL2540, a membrana NF270 tem capacidade de remover mais impurezas, especialmente, coloração, açúcares e nitrogênio. No entanto, a membrana NF270 também retém mais ácido succínico que leva a uma produtividade de recuperação de ácido succínico inferior.

[092]Além disso, o fluxo de permeação obtido com NF270 é duas vezes menor que com a membrana DL2540, o que significa que seria necessário duas vezes a superfície para tratar um mesmo fluxo. O interesse de usar NF270 em vez de DL2540 poderia ser, dessa forma, limitado.

[093] Essas observações estão alinhadas com a taxa de rejeição expressada por fornecedores: quanto maior a taxa de rejeição, maior a quantidade de ácido succínico retido na membrana. Entre as membranas DL2540 e NF270, a membrana preferencial é a membrana DL2540 como fabricado pela GE®. Exemplo 3

[094] O exemplo 3 ilustra vantagens adicionais do tratamento de licor-mãe por nanofiltração (com membrana DL2540) em termos de qualidade e quantidade de água desperdício.

[095] Três casos são comparados: - caso-base sem reciclagem de licor-mãe ; - caso-base com 50 % (p/p) de reciclagem direta de licor-mãe; - nanofiltração é aplicada no licor-mãe antes da reciclagem.

[096]A tabela abaixo resume os resultados obtidos para os três diferentes casos:

Tabela 4

[097] Em relação ao caso-base sem reciclagem de licor- mãe: como anteriormente usado, a produtividade de recuperação de ácido succínico é definida como 1 e é adota como referência para comparação. Nesse caso, todo o fluxo de licor-mãe é purgado: 1,3 t/h de licor-mãe, que contêm 177 kg de matéria seca, são enviados à usina de tratamento de água de desperdício. Isso representa um custo adicional para usina de tratamento de água de desperdício, mas permite cristalizar cristais intermediários na presença de nível relativamente baixo de açúcares: 19,5 g/kg.

[098] Em relação ao caso-base com 50 % de reciclagem direta de licor-mãe: reciclar 50 % de licor-mãe de volta para a etapa de evaporação permite aumentar a produtividade de recuperação de ácido succínico relativa para 1,07 e reduzir a quantidade de licor-mãe para enviar à usina de tratamento de água de desperdício: 0,7 t/h de licor-mãe, que contém 135 kg de matéria seca. No entanto, o teor de matéria seca permanece relativamente alto devido ao acúmulo de impurezas durante a produção contínua. Pela mesma razão, a desvantagem principal da reciclagem de 50 % de licor-mãe 34/36 diretamente sem tratamento é que, no estado de equilíbrio, a cristalização de cristais intermediários ocorre, então, na presença de nível relativamente alto de açúcares: 36,7 g/kg. Isso pode impactar negativamente a qualidade de cristais intermediários e do produto final.

[099]Nanofiltração em licor-mãe antes da reciclagem: como ilustrado no exemplo 2, a realização da nanofiltração e da diafiltração em licor-mãe com membrana DL2540 permite recuperar 90 % de ácido succínico, o que leva a aumento de produtividade de recuperação relativa de até 1,12. Paralelo a isso, como no caso em que a purga é o retentado após a diafiltração, a quantidade de água de desperdício para enviar à usina de tratamento de água de desperdício é também significativamente reduzida: 0,8 t/h de retentado que contém 96 kg de matéria seca. Além disso, como a nanomembrana de filtração retém 95 % de açúcares, a reciclagem de licor-mãe após a nanofiltração também permite cristalizar cristais intermediários na presença de um nível de açúcares comparável com o caso-base sem reciclagem de licor-mãe: 18,3 g/kg. Nessa configuração, a qualidade de cristais intermediários é comparável com a qualidade de cristais intermediários no caso-base sem reciclagem.

[100] Dessa forma, a aplicação de nanofiltração em licor-mãe antes da reciclagem permite produzir a mesma qualidade de cristais intermediários com uma produtividade de recuperação aumentada de 12 % e um impacto reduzido em tratamento de água de desperdício (mais do que 40 %). Exemplo 4

[101] Esse exemplo ilustra benefício de aplicar a nanofiltração em licor-mãe antes da reciclagem em vez de tratamento com ozônio antes da reciclagem. Os resultados obtidos no exemplo 2 com membrana DL2540 são comparados com os resultados obtidos após o tratamento com ozônio.

[102] O tratamento com ozônio é realizado em modo de batelada da seguinte forma: - 50 l de licor-mãe são introduzidos em um tanque agitado, - o tanque é conectado a um reator CFS06 OZONIA que gera ozônio, - a vazão de ozônio injetado no tanque que contém o licor-mãe é fixada a 450 g/h, - a redução de cor (ICUMSA) é seguida até a estabilização, - quando a coloração residual está estável, o licor- mãe tratado é analisado.

Tabela 5

[103] Os resultados mostram que o tratamento com ozônio é menos eficiente do que a nanofiltração em relação à remoção de cor, nitrogênio e açúcares. Além disso, o tratamento com ozônio oxida essas impurezas, mas a maior parte dos produtos obtidos permanece no licor-mãe. Como resultado, a pureza do licor-mãe tratado com ozônio é inalterada, enquanto que a nanomembrana de filtração retém fisicamente as impurezas e aumenta significativamente a pureza do licor-mãe (de 77 a 88 %/DM).

[104] Dessa forma, a nanofiltração é mais eficiente do que o tratamento com ozônio para remover açúcares, nitrogênio e para aumentar a pureza da solução tratada.

Claims

1. Processo para fabricação de ácido succínico caracterizado por compreender: a) fornecer uma solução aquosa de ácido succínico; b) cristalizar o ácido succínico da solução aquosa para formar cristais intermediários e um licor-mãe; c) separar os cristais intermediários do licor-mãe; d) tratar o licor-mãe por nanofiltração; e) reciclar o licor-mãe tratado para a etapa b); f) purificar os cristais intermediários; e g) recuperar o ácido succínico.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa é um caldo de fermentação.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que de 50 a 95% em peso de ácido succínico contidos no licor-mãe são recuperados no licor-mãe tratado e reciclados na etapa b).

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que 70 a 95 % em peso de ácido succínico contidos no licor-mãe são recuperados no licor-mãe tratado e reciclados na etapa b).

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato que a nanofiltração é executada com o uso de membrana de filtração que exibe um ponto de corte na faixa de 10 a 1000 Da.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que a nanofiltração é executada com o uso de membrana de filtração que exibe um ponto de corte na faixa de 100 a 500 Da.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato que a nanofiltração é executada com o uso de membrana de filtração que exibe um ponto de corte na faixa de 100 a 300 Da.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a nanofiltração compreende uma fase de concentração e uma fase de diafiltração.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, durante a nanofiltração, a temperatura se situa na faixa de 10 a 80 °C.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, durante a nanofiltração, a temperatura se situa na faixa de 30 a 50 °C.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que, durante a nanofiltração, a pressão transmembrana está entre 1 e 20 bares [0,1 e 2 MPa].

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que, durante a nanofiltração, a pressão transmembrana está entre 5 e 20 bares [0,5 e 2 MPa].

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a etapa b) compreende trazer a solução aquosa de ácido succínico a um pH entre 1 e 4.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a etapa f) compreende dissolver os cristais intermediários obtidos na etapa b) e tratar os cristais intermediários dissolvidos com carbono ativado e/ou com resinas de troca iônica.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de recuperação g) compreende a recristalização dos cristais intermediários purificados.