BRPI0512167B1 - processo para a preparação de ácido lático ou lactato a partir de um meio que compreende lactato de magnésio - Google Patents

Abstract

processo para a preparação de ácido lático ou lactato a partir de um meio que compreende lactato de magnésio. a presente invenção refere-se a um processo aperfeiçoado para a preparação de ácido lático e/ou lactato a partir de um meio que compreende lactato de magnésio. no dito processo, o lactato de magnésio á reagido com um hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia, em uma faixa de ph entre 9 e 12, de preferência entre 9,5 e 11, para formar um lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, e hidróxido de magnésio. com o processo de acordo com a invenção, forma-se um sal lactato e hidróxido de magnésio. é essencial que a dita assim denominada reação de swap seja conduzida dentro de uma faixa específica de ph: descobriu-se que, quando se conduz a reação de swap em uma faixa de ph entre 9 e 12, são formadas partículas de hidróxido de magnésio que podem ser separadas facilmente da solução de sal lactato formada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO

PARA A PREPARAÇÃO DE ÁCIDO LÁTICO OU LACTATO A PARTIR DE UM MEIO QUE COMPREENDE LACTATO DE MAGNÉSIO". A presente invenção refere-se a um processo aperfeiçoado para a preparação de ácido lático ou lactato a partir de um meio que compreende O ácido lático (AL) é um hidroxiácido usado principalmente na indústria alimentícia. Eíe é usado também na indústria de polímeros para a preparação de poli(ácido lático) que é um polímero biodegradável. A maioria dos processos industriais para a preparação de ácido lático baseia-se na fermentação de carboidratos por microorganismos. Estes processos requerem controle estrito da temperatura e do pH. Uma caracte- rística comum a todos os processos de fermentação é a necessidade de neutralizar os ácidos excretados pelos microorganismos no processo. Uma queda no pH abaixo de um valor crítico, dependendo do microorganismo usado no processo, poderia danificar o processo metabólico do microorga- nismo e levar o processo de fermentação a uma interrupção. Portanto, é prá- tica comum adicionar Ca(OH)2 à reação de fermentação, e assim sendo, produzir lactato de cálcio. O uso de ácido sulfúrico para liberar ácido lático a partir de lactato de cálcio subseqüentemente gera sulfato de cálcio como um rejeito sólido que é atualmente descartado como gesso. Um aumento na produção de ácido lático gerará um aumento substancial no rejeito sólido, que podería eventualmente se tomar um ônus insuportável para o meio am- biente. Além disso, e apesar dos vários esquemas de separação desenvolvi- dos para processos de fermentação, a separação de ácido lático com alta pureza ainda permanece sendo uma meta elusiva. Um exemplo de um pro- cesso para a preparação de ácido lático, usando uma base de cálcio como agente neutralizador, está descrito no documento WO 98/22611. Esta publi- cação de patente descreve um processo para produzir ácido lático, onde o ácido lático é produzido por fermentação, adicionando uma base alcalino- terrosa tal como uma base de cálcio para formar lactato alcalino-terroso tal como lactato de cálcio, removendo biomassa, reagindo a base alcalino-ter- rosa com uma fonte de amoníaco, para formar lactato de amônio, e recupe- rar ácido lático a partir dete por eletrodiálise de separação de sal. Caso o produto desejado seja um sa! lactato específico, com processos convencio- nais um sal lactato resultante da fermentação com uma base de cálcio como um agente neutralizador é preparado primeiramente. Depois, o lactato de cálcio é convertido em ácido lático por meio da adição de ácido sulfúrico com a formação de gesso, e suosequememente, o ácido tático è convertido no sal lactato desejado. Não é preciso dizer que este processo para preparar sal lactato é laborioso, moroso, e resulta em um rejeito sólido indesejado na forma de gesso. É um propósito da presente invenção fornecer um processo a- perfeiçoado para a produção de ácido lático e/ou sal lactato. É outro propósito da invenção fornecer um processo ambiental- mente amigável para a produção de ácido lático e/ou sal lactato. É um outro propósito da invenção fornecer um processo para a produção de ácido lático e/ou sal lactato, compreendendo um processo de separação aperfeiçoado.

Outros objetos da invenção se tornarão evidentes conforme a descrição prossiga.

De acordo com a presente invenção, o ácido lático e/ou o sal lactato é preparado por intermédio de um processo aperfeiçoado que com- preende um estágio de separação aperfeiçoado. O dito processo pode ser conduzido virtualmente sem quaisquer efluentes de rejeitos sólidos ou líqui- dos, sendo assim ambientalmente amigável. A presente invenção fornece um processo para a preparação de ácido lático e/ou lactato a partir de um meio que compreende lactato de magnésio.

Nas técnicas anteriores, várias publicações descrevem a possi- bilidade de usar uma base de magnésio como agente neutralizador nas fer- mentações de ácido lático: Carbonato de Magnésio como um Agente Neutralizador para o Ácido Lático Formado Durante a Fermentação de Mostos de Açúcar Zbio- browsky, Jerzy, Lesniak, Wladyslav, Przemysl, Refment, (1964), 7(1), 3-6 descreve o uso de carbonato de magnésio como agente neutralizador para ácido lático produzido na fermentação de melaços e açúcar branco. O iacta- to de magnésio é convertido em carbonato de magnésio e lactato de sódio em uma coluna trocadora de íons.

Além disso, o documento ns JP-B4-63000038 refere-se à recu- peração de ácido lático a partir de um caldo de fermentação, convertendo o ácido em seu sal de magnésio e evaporando em uma temperatura acima de 50 °C. Isto resultou em lactato de magnésio cristalino que foi convertido em ácido lático com uma resina trocadora de íons.

Fabricação de Lactato de Magnésio Kolomaznik, A. Blaha, S.

Saha, L. Saha, Czech. Rep. CZ 279, 449, 12 de abril de 1995 refere-se à produção de lactato de magnésio por fermentação de soro de leite (lactose) e neutralização com óxido, hidróxido ou carbonato de magnésio. A conversão, em pH 4,5-5,0, foi significativamente mais alta do que na presença de bases de cálcio convencionais. A patente Ns US 1.459.395 descreve a purificação de ácido láti- co por neutralização de ácido lático (escuro) comercial com óxido, hidróxido ou carbonato de magnésio, para produzir lactato de magnésio. O lactato de magnésio é acidulado com ácido sulfúrico concentrado em um solvente a- propriado. Depois de remover o sulfato de magnésio por filtração, a solução resultante é destilada para remover o solvente. O ácido lático puro permane- ce como um resíduo. Além disso, uma conversão a partir de lactato de cálcio em lactato de magnésio com a formação de sulfato de cálcio (uma reação assim denominada SWAP) é mencionada. O documento N° GB 173.479 descreve um processo para a puri- ficação de ácido lático a partir de fermentação, onde o ácido lático em solu- ção é convertido em lactato de magnésio. O ácido lático em solução pode ser convertido em um sal lactato mais solúvel, tal como lactato de cálcio, antes da sua conversão em lactato de magnésio. A solução de lactato de magnésio resultante é acidiftcada com ácido sulfúrico e o ácido lático é recu- perado por extração com, por exemplo, acetona. As etapas de extração e acidulação podem ser também combinadas, colocando a solução do sal de magnésio em suspensão em acetona, e depois acidificando, para formar sulfato de magnésio precipitado e ácido lático. O documento WO 00/17378 refere-se à fermentação de açúcar para formar ácido lático. O pH do caldo de fermentação é ajustado para 5,5 a 6,5 pela adição de hidróxido de cálcio ou magnésio. O lactato de magnésio é convertido com ácido clorídrico, para formar ácido lático e cloreto de mag- nésio. O ácido Tático ê extraído por LLE com áícool isoamíiicu, orna-arrrina ou um éter. O cloreto de magnésio é decomposto termicamente para ácido clo- rídrico e óxido de magnésio.

Em uma segunda modalidade, o caldo de fermentação (depois da separação da biomassa) é concentrado para permitir a precipitação de lactato de magnésio ou cálcio. O precipitado é acidificado com HCI. Indica-se que o caldo de fermentação contém tipicamente cerca de 5 a 6% em peso de lactato de magnésio ou cálcio, calculado como ácido lático, e que a dita concentração é insuficiente para cristalização em temperatura ambiente.

Portanto, o caldo é concentrado até cerca de 15% em peso, e após o resfri- amento, ocorre a precipitação do caldo concentrado. A patente n° US 3.429.777 descreve a produção de lactato de magnésio a partir de uma solução de ácido lático bruto com proteínas solú- veis e fosfatos solúveis. A dita solução de ácido lático bruto é definida como licor de água de infusão incubado com lactato bruto ou licor de açúcar bruto, tal como melaço. O ácido lático é recuperado por acidulação com ácido sul- fúrico ou ácido fosfórico, opcionalmente em combinação com CO2. Além dis- so, foi mencionada a possibilidade de converter lactato de magnésio em lac- tado de sódio, pela adição de barrilha, soda cáustica ou fosfato de sódio, em uma solução de lactato de magnésio, para produzir lactato de sódio e carbo- nato de magnésio ou hidróxido de magnésio. Entretanto, nenhum detalhe é fornecido sobre como conduzir este processo e sob quais condições. O documento n° NL-A-288829 descreve a fermentação contínua de açúcares para formar ácido lático, onde um sal de magnésio ou zinco é adicionado continuamente para ajustar o pH e para formar lactato de mag- nésio ou lactato de zinco, que é removido periodicamente por filtração, a par- tir do caldo de fermentação sob a adição simultânea de açúcar. O documento WO 98/37050 (Eya!) descreve a preparação de ácido lático a partir de um meio (de fermentação) que contém um sal de me- tal alcalino-terroso de ácido lático, compreendendo: (a) reagir o sal de metal alcalino-terroso do ácido lático com uma base de metal alcalino, para formar um sal de metal alcalino do ácido lático e uma base de metal alcalino- terroso, (b) separar o dito sal de metal alcalino-terroso do sal de metal alcalino do ácido lático, (c) separar o sal de metal alcalino do ácido lático em ácido láti- co e sal de metal alcalino, (d) separar o dito ácido lático e o sal de metal alcalino por fil- tração ou extração, (e) reciclar o sal de metal alcalino para a etapa (a), e (f) reciclar o sal de metal alcalino-terroso isolado na etapa (b) para o meio (de fermentação). O sal de metal alcalino-terroso do ácido lático pode ser o sal de cálcio do ácido lático ou o sal de magnésio do ácido lático. O sal de metal alcalino é, de preferência um sal de sódio ou potássio, de preferência seus hidróxidos, carbonatos ou bicarbonatos. E etapa de separação pode ser se- paração de sais por eletrodiálise.

Embora o processo inteiro seja claramente direcionado para o uso de uma base de cálcio como agente neutralizador, o uso de uma base de magnésio é mencionado como uma alternativa. A publicação indica ainda que o lactato de metal alcalino-terroso pode ser convertido em um lactato de sódio ou potássio por uma etapa de SWAP. Para esta finalidade, uma base de Na/K, tal como hidróxido, carbonato óxido, bicarbonato, é adicionado ao lactato de metal alcalino-terroso. Por causa da baixa solubilidade do carbo- nato de cálcio, o uso de bicarbonatos é preferido. Para o dito SWAP com lactato de cálcio e bicarbonato de sódio, prefere-se um pH entre 5 e 10, mais preferivelmente entre 7 e 9. Como as solubilidades (e outras propriedades físicas e químicas) das várias bases de cálcio diferem substancialmente das várias bases de magnésio (também relativamente entre si, como por exem- plo, o hidróxido de cálcio é mais solúvel do que o carbonato de cálcio, en- quanto que o carbonato de magnésio é mais solúvel do que o hidróxido de magnésio), os ensinamentos de Eyal (que estão claramente direcionados para e baseados apenas em cálcio e (bi)carbonato) não podem ser usados para processos de SWAP baseados em magnésio.

Embora o uso de base de magnésio como agente neutralizador em fermentações de ácido lático seja conhecido, nenhuma das publicações supramencíonadas reconhece inteíramente as propriedades vantajosas do lactato de magnésio em comparação com compostos tais como lactato de sódio e outros sais lactatos formados quando são usados outros agentes neutralizadores; nem são estas propriedades vantajosas utilizadas para de- senvolver um processo ambientalmente amigável com melhor purificação e separação de ácido lático e/ou lactado. Além disso, nenhuma das publica- ções mencionadas acima enuncia as condições de reação necessárias para tal processo. Para usar otimamente todas as vantagens que o magnésio tem como agente neutralizador para fermentações de ácido lático, deveria ser possível isolar facilmente o ácido lático ou o lactato formado a partir de lacta- to de magnésio de seus subprodutos. De preferência, os subprodutos devem ser recicláveis, de modo a obter um processo que possa ser conduzido vir- tualmente sem quaisquer efluentes de rejeitos sólidos ou líquidos, e assim sendo, ser ambientalmente amigável.

Para esta finalidade, a presente invenção refere-se a um pro- cesso para a preparação de ácido lático e/ou lactato a partir de um meio que compreende lactato de magnésio, onde o lactato de magnésio é reagido com hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, em uma faixa de pH entre 9 e 12, de preferência entre 9,5 e 11, para formar lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, e hidróxido de magnésio.

Com o processo de acordo com a invenção, forma-se um sal lactato e hidróxido de magnésio. É essencial que a dita reação assim deno- minada SWAP seja conduzida dentro de uma faixa específica de pH: desco- briu-se que, quando se conduz a reação de SWAP em uma faixa de pH en- tre 9 e 12, são formadas partículas de hidróxido de magnésio que têm o ta- manho e a morfologia apropriadas para serem separáveis facilmente da so- lução de sal lactato formada. Descobriu-se que, quando, por exemplo, a condução da SWAP é realizada em um pH abaixo de 9, forma-se uma ca- mada semelhante a um gel de hidróxido de magnésio (mesmo antes de todo o lactato de magnésio ser convertido), que não pode ser filtrada. Descobriu- se ainda que conduzir a reação de SWAP em um pH acima de 12 não é viá- vel porque então são formadas partículas porosas e volumosas de hidróxido de magnésio que formam uma torta de hidróxido de magnésio no filtro, com um teor de sólidos muito baixo. Além disso, um excesso de base está pre- sente na solução de lactato de sódio que deve ser neutralizado.

Opcionalmente, o lactato de magnésio (meio que contém lactato de magnésio) é pré-tratado antes da reação de SWAP de acordo com a in- venção. Especíalmente quando o lactato de magnésio se origina a partir da fermentação de carboidratos, pode ser vantajoso pré-tratar o dito lactato de magnésio (meio que contém lactato de magnésio) pela separação da bio- massa, lavagem, filtração, recristalização ou concentração, e combinação destes procedimentos, etc. Quando o lactato de magnésio se origina a partir da fermentação de carboidratos, de preferência, a biomassa é removida e o lactato de magnésio é lavado antes da reação de SWAP. A etapa de lava- gem é realizada, de preferência, com água, que pode ser fria ou aquecida. A separação da biomassa é conduzida usualmente por meio de filtração, flota- ção, sedimentação, centrifugação, floculação e/ou uma combinação destes procedimentos.

Com o processo de acordo com a invenção, podem ser lamas de lactato de magnésio com concentrações relativamente altas; lamas de lacta- to de magnésio com até 38% em peso (calculado como produto anidro) po- dem ser usadas adequadamente. Comparando com as técnicas anteriores, iamas de lactato de cálcio a 20% em peso são submetidas a uma reação de SWAP, resultando em soluções de sódio a cerca de 18% em peso. Deve-se assinalar que as ditas lamas de lactato de magnésio compreendem lactato de magnésio em suspensão e em solução. De preferência, são usadas la- mas de lactato de magnésio com uma concentração de 8,5 a 30% em peso (calculado como anidro), e mais preferivelmente, lamas com uma concentra- ção de 17 a 25% em peso. Isto resulta em soluções de lactato de sódio, cál- cio, potássio e/ou amônio com uma concentração alta. Descobriu-se que soluções de lactato resultantes com uma concentração de até 40% em peso na parte líquida do meio de reação poderíam ser manuseadas facilmente dentro do processo de acordo com a invenção. De preferência, o processo é realizado de tal modo que o lactato seja formado com uma concentração de até 30% em peso na parte líquida do meio de reação.

Para assegurar uma reação homogênea e a formação de partí- culas de hidróxido de magnésio com tamanho e morfologia ideais, aconse- lha-se a conduzir a reação de SWAP sob agitação intensa. Isto pode ser fei- to por meio de misturadores e/ou agitadores convencionais, tais como os reatores com tanque sob agitação.

Além disso, a temperatura da reação é relevante para obter par- tículas de hidróxido de magnésio com tamanho e morfologia ideais. De pre- ferência, o processo de acordo com a invenção é conduzido em uma tempe- ratura entre 20 e 100°C, e mais preferivelmente, entre 20 e 75°C.

Quando se usa filtração para a separação do hidróxido de mag- nésio do lactato de sódio (líquido), descobriu-se que o tempo de separação ficou longo demais quando a temperatura da reação era abaixo de 20°C, e por outro lado, quando se usa uma temperatura acima de 100 °C, o teor de sólidos da torta do filtro fica baixo demais. O processo de acordo com a invenção é conduzido, de prefe- rência, de forma contínua.

Em uma modalidade preferida, de acordo com a invenção, a re- ação é conduzida em duas etapas, onde na primeira etapa o lactato de magnésio é reagido com hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, em uma faixa de pH entre 9 e 12, de preferência entre 9,5 e 11, para formar um lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, e hidróxido de magnésio, e em uma segunda etapa o pH é aumentado ligeiramente até um pH entre 10,5 e 12. A dita segunda etapa assegura a remoção de virtualmente todos íons magnésio do iactato. Isso é relevante para preparar um produto com um baixo teor de íons magnésio, isto pode ser necessário quanto às especifica- ções do produto ou certas etapas posteriores do processamento, tais como eletrodiáiise em membrana, que requer um teor muito baixo de magnésio.

Etapas de purificação adicionais, tal como troça tônica, poderíam ser neces- sárias para atingir o teor desejado de magnésio.

Como mencionado acima, o hidróxido de magnésio e o sal lacta- to formado podem ser separados facilmente um do outro. As partículas de hidróxido de magnésio podem ser separadas por filtração ou sedimentação.

De preferência, o hidróxido de magnésio formado é separado diretamente do meio de reação porque neste ponto no tempo o tamanho e a morfologia das partículas das partículas de hidróxido de magnésio são ideais. Opcionalmen- te, as partículas de hidróxido de magnésio são lavadas com água depois da separação. No caso de um processo contínuo, as partículas de hidróxido de magnésio são, de preferência, removidas continuamente do meio da reação.

No caso de um processo em batelada, prefere-se que as partículas de hidró- xido de magnésio sejam removidas do meio da reação diretamente depois da formação ou tão logo quanto tecnicamente possível. O hidróxido de magnésio formado no processo de acordo com a invenção é muito puro e pode ser usado adequadamente como agente neu- tralizador na fermentação de carboidratos, para formar ácido lático.

Descobriu-se ser vantajoso, depois da separação do hidróxido de magnésio, submeter o Iactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio for- mado a uma "etapa de correção de pH". Nesta etapa, uma pequena quanti- dade de ácido é adicionada para preparar um produto com pH neutro.

Embora o produto do processo de acordo com a invenção seja reiatívamente puro, depois da retirada do produto, o Iactato de sódio, potás- sio, cálcio e/ou amônio pode ser submetido a uma ou mais etapas adicionais de purificação/modificação, tais como tratamento com carvão ativado, extra- ção, eletrodiáiise, etc. Estas etapas de purificação são conhecidas nessas técnicas e não precisam de elucidação adicional neste relatório descritivo. O produto do processo de acordo com a invenção pode ser adequadamente submetido a uma etapa de modificação na qual, por exemplo, o lactato é convertido em ácido lático. Isto resulta em um ácido lático com pureza muito alta. A dita conversão pode ser conduzida por meio de eletrodiálise bipolar ou adição de um ácido mineral forte. O lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio também podem ser convertidos em outro sal lactato ou éster de lac- tato, tal como lactato de zinco, lactato ferroso, fâctãtõ férrrco, lactato de manganês, lactato de alumínio, lactato de etila, lactato de etil-hexila, lactato de butila, combinações deles, etc. O meio que compreende lactato de magnésio pode ser obtido facilmente a partir da fermentação de carboidratos a ácido lático. Isto pode ser uma fermentação de carboidratos a ácido lático, onde uma base de magnésio é usada como agente neutralizador, mas pode ser também uma fermentação na qual o ácido lático formado é neutralizado para formar outro sal lactato, e o dito sal lactato (opcionalmente por intermédio da conversão do ácido lático) é convertido em lactato de magnésio. Descobriu-se ser des- necessário separar o dito outro sal lactato do caldo de fermentação antes da conversão em lactato de magnésio. O lactato de magnésio cristaliza a partir do caldo de fermentação para dar cristais alongados com formato de bloco claramente definidos. Em virtude da cristalização lenta, a inclusão de impu- rezas nos cristais de lactato de magnésio dificilmente ocorre e são formados cristais com um formato claramente definido. Assim sendo, a etapa de crista- lização representa inerentemente uma etapa de purificação eficiente. Da mesma forma que no processo de acordo com a invenção, o lactato de magnésio pode ser convertido facilmente em um lactato muito puro na forma líquida, que pode ser separado facilmente do hidróxido de magnésio sólido formado, sendo que todas vantagens de utilizar uma base de magnésio co- mo agente neutralizador são utilizados otimamente. Uma das vantagens do processo de acordo com a invenção é que pode ser usado um meio relati- vamente impuro, e ao mesmo tempo, obter um lactato relativamente puro.

Assim sendo, qualquer fonte de carboidrato pode ser usada para o processo de acordo com a invenção, e mesmo fontes de carboidratos relativamente brutas podem ser usadas para a fermentação Os exemplos de fontes de carboidrato apropriadas são sacarose, amido (liquefeito), xarope de açúcar, etc. Como mencionado acima, caso o meio se origine da fermentação de carboidrato, é vantajoso separar a biomassa do lactato de magnésio (meio que contém lactato de magnésio) antes de reagir o lactato de magnésio com um hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia.

Como mencionado acima, o hidróxido de magnésio, que é for- mado durante a reação de acordo com a invenção, é também muito puro e pode ser usado vantajosamente como agente neutralizador em processos de fermentação. Além disso, para a fermentação supramencionada, o hidróxido de magnésio formado posteriormente no processo pode ser reciclado para dentro da fermentação como agente neutralizador. Nenhuma impureza adi- cional é adicionada e o único subproduto (hidróxido de magnésio) é recicla- do para dentro da reação, de tal modo que seja obtido um processo assim denominado isento de sal. Assim sendo, a invenção refere-se ainda a um processo para a preparação de ácido lático e/ou lactato, onde: (a) uma fonte de carboidrato é fermentada a ácido lático e/ou lactato, na presença de um microorganismo, (b) usa-se hidróxido de magnésio como agente neutralizador durante a fermentação, (c) forma-se um meio que compreende lactato de magnésio, (d) opcionalmente, o meio que compreende lactato de magné- sio é tratado antes de (e) reagir o lactato de magnésio no meio que compreende lac- tato de magnésio com um hidróxido de sódio, potássio, cál- cio e/ou amônio, em uma faixa de pH entre 9 e 12, de pre- ferência entre 9,5 e 11, para formar um lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, e hidróxido de magnésio, (f) separar o lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio do hidróxido de magnésio, e (g) reciclar o hidróxido de magnésio para a etapa (b). A presente invenção será ilustrada ainda mais pelos exemplos que se seguem. Os exemplos servem meramente para ilustração e nao de- vem ser interpretados como sendo limitativos.

EXEMPLOS

Exemplo 1 Precipitação de Hidróxido de Magnésio a Partir de uma Solução que Contém Lactato de Magnésio: Influência do pH

Uma solução de lactato de magnésio foi preparada dissolvendo 70 g de lactato de magnésio diidratado por 930 g de água desmineralizada.

Esta solução foi alimentada continuamente para um reator de 2 L a 50°C em uma vazão de 33 mL/min, e ao mesmo tempo, mantendo o pH em um certo valor pela adição de uma solução de hidróxido de sódio a 50% em peso.

As pastas fluidas de produto obtidas em 5 ajustes diferentes de pH (9,5, 10,0, 10,5, 11,0 e 12,0) foram comparadas. Retirou-se uma amostra de cada lama de produto de cada ajuste e deixou-se decantar. Uma camada superior límpida de solução de lactato de sódio foi obtida, junto com uma camada inferior que contém as partículas de hidróxido de magnésio. Como o tamanho e o formato das partículas determinam as propriedades da decan- tação, um pequeno volume da camada inferior é tido como bom. Os volumes das camadas de 25% ainda eram considerados filtráveis.

Exemplo 2 Precipitação de Hidróxido de Magnésio a Partir de uma Solução que Contém Lactato de Magnésio: Influência da Temperatura O Exemplo 1 foi repetido, mas agora o pH foi fixado em 10,5 e a temperatura foi variada: 20, 50 e 75 °C.

Além disso, foram medidas as velocidades de filtração de amos- tras de 250 mL das pastas fluidas sobre um papel de filtro sob vácuo. O tempo de filtração é o tempo necessário para separar a lama em uma torta de filtro e um filtrado._________________________________ Assim sendo, a temperatura tem uma influência significativa »o- bre as partículas de hidróxido de magnésio formadas, resultando em propri- edades de decantação e filtração diferentes. A temperatura ótima para a reação de lactato de magnésio e hidróxido de sódio pareceu ser entre 20 e 75°C. Com uma temperatura abai- xo de 20°C, o tempo de filtração fica relativamente longo, o que não é ideal para aplicação industrial, enquanto que temperaturas acima de 75°C resul- tam em uma velocidade filtração alta, mas grande volume de decantação ou de torta doe filtro. Os melhores resultados foram obtidos em temperaturas entre 20 e 75°C.

Exemplo 3 Precipitação de Hidróxido de Magnésio a Partir de uma Solução que Contém Lactato de Magnésio: Influência da Velocidade de Agitação O Exemplo 1 em pH 10,5 e temperatura de 50 °C foi repetido com uma velocidade de agitação de 250 rpm ao invés de 600 rpm. O volume da camada inferior após a decantação aumentou de 10% para 20%. Portanto, prefere-se uma agitação intensa.

Exemplo 4 Precipitação de Hidróxido de Magnésio a Partir de uma Solução que Contém Lactato de Magnésio: Influência do Envelhecimento A agitação da pasta fluida do produto do Exemplo 1 em pH 10,5 e temperatura de 50 °C foi continuada durante uma noite. O volume da ca- mada inferior apóis a sedimentação aumento de 10% para 20%. Portanto, prefere-se separar diretamente o hidróxido de magnésio do meio da reação depois da formação.

Exemplo 5 Precipitação de Hidróxido de Magnésio a Partir de uma pasta fluida que Contém Lactato de Sódio O Exemplo 1 em pH 10,5 e temperatura de 50°C foi repetido, mas agora diferentes concentrações de lactato de magnésio na alimentação foram usadas. Como a solubilidade do lactato de magnésio é limitada, foram usadas pastas fluidas de lactato de magnésio.

Como a concentração de lactato de magnésio na alimentação variou, a concentração de lactato de sódio no produto também variou.

Os resultados estão compilados na Tabela I. A partir da Tabela I fica evidente que, quando a concentração do lactato de sódio resultante fica mais alta do que 30% em peso, o tempo de filtração aumenta consideravelmente. Isso é provavelmente resultado da maior viscosidade do sistema.

Além disso, até 30% a torta depois da filtração fica relativamente seca, enquanto que a torta do último experimento era um tanto pegajosa.

Exemplo 6 Redução de íons Magnésio Residuais em Soluções de Lactato de Sódio Obtidas Para algumas técnicas de processamento adicionais, o teor de íons magnésio residuais na solução de lactato de sódio preparada com o processo de acordo com a invenção deve ser muito baixo. Para esta finali- dade, as soluções de lactato de sódio resultantes foram submetidas a uma etapa assim denominada de ajuste de pH em um segundo reator, isto é, a- justou-se o pH para 10,5 no primeiro reator e para 11,0 no segundo reator com a adição de um pouco de NaOH. Com a dita etapa de ajuste, o teor de íons magnésio foi reduzido de 1.600 ppm de íons de Mg para 490 e 100 ppm, respectivamente.

Claims (25)

1. Processo para a preparação de ácido iático e/ou lactato a par- tir de um meio, caracterizado pelo fato de que compreende lactato de mag- nésio, onde o lactato de magnésio é reagido com hidróxido de sódio, potás- sio, cálcio e/ou amônio, em uma faixa de pH entre 9 e 12, de preferência entre 9,5 e 11, para formar lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio, e hidróxido de magnésio.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- to fato de que o {meio que compreende) lactato de magnésio é pré-tratado antes de reagir o lactato de magnésio com hidróxido de sódio, potássio, cál- cio e/ou amônio.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pe- lo fato de que o dito pré-tratamento compreende pelo menos uma separação da bíomassa, lavagem, recristalização, filtração, concentração e secagem.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza- do pelo fato de que o lactato de magnésio presente no meio está presente na forma de uma pasta fluida que tem um teor de lactato de magnésio de até 38% em peso (calculado como anidro, baseado na pasta fluida total).

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado peto fato de que o lactato de magnésio é reagido com o hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia, sob agitação inten- sa.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado peto fato de que o lactato de magnésio é reagido com o hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio em uma temperatura entre 20 e 100°C, de preferência em uma temperatura entre 20 e 75°C.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o lactato de magnésio é reagido com o hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia, para formar lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio em uma concentração de até 40% em peso na parte líquida do meio de reação, de preferência até 30% em peso na parte liquida do meio de reação.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a reação é conduzida continua- mente.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a reação é realizada em duas etapas, em que na primeira etapa o lactato de magnésio é reagido com hi- dróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia, em uma faixa de pH entre 9 e 12, de preferência entre 9,5 e 11, para formar um lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia, e hidróxido de magnésio, e em uma segunda etapa o pH ê aumentado até um pH entre 10,5 e 12.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hidróxido de magnésio forma- do é separado do meio da reação.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o hidróxido de magnésio formado é separado diretamente do meio da reação após a formação.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracte- rizado pelo fato de que o hidróxido de magnésio é lavado com água depois da separação.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hidróxido de magnésio resul- tante é usado como agente neutralizador na fermentação de carboidratos, para formar ácido tático.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10-13 precedentes, caracterizado pelo fato de que o lactato de sódio, potás- sio, cálcio e/ou amônia, retirado depois da separação do lactato de magné- sio, é submetido a uma "etapa de correção de pH'\

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o lactato de sódio, potássio, cál- cio e/ou amônia é submetido a uma ou mais etapas adicionais de purifíca- ção/modificação.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia é submetido a uma eletrodiálise.

17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o lactato de sódio, potássio, cál- cio e/ou amônia é convertido em ácido lâtíco.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio é convertido em ácido tático por eletrodiálise bipolar ou adição de um ácido forte.

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o lactato de magnésio (meio que compreende lactato de magnésio) se origina da fermentação de carboi- d rato.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a biomassa ê separada do lactato de magnésio {meio que compreende lactato de magnésio) antes de reagir o lactato de magnésio com um hidróxido de sódio, potássio, cálcio e/ou amônio.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a biomassa é separada por meio de filtração e/ou sedimen- tação.

22. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19-21 precedentes, caracterizado pelo fato de que o hidróxido de magnésio é usado como agente neutralizador na fermentação.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o hidróxido de magnésio usado como agente neutralizador é o hidróxido de magnésio resutante como definido na reivindicação 13.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o carboidrato é sacarose, amido (liquefeito), xarope de açú- car, etc.

25. Processo para a preparação de ácido látíco e/ou lactato, ca- racterizado pelo fato de que: (a) uma fonte de carboidrato é fermentada a ácido látíco e/ou lactato, na presença de um microorganismo, (b) usa-se hidróxido de magnésio como agente neutralizador durante a fermentação, (c) forma-se um meio que compreende lactato de magnésio, (d) opcionalmente, o meio que compreende lactato de magné- sio ê tratado antes de (e) reagir o lactato de magnésio no meio que compreende lac- tato de magnésio com um hidróxido de sódio, potássio, cál- cio e/ou amônia, em uma faixa de pH entre 9 e 12, de pre- ferência entre 9,5 e 11, para formar um lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia, e hidróxido de magnésio, (f) separar o lactato de sódio, potássio, cálcio e/ou amônia do hidróxido de magnésio, e (g) reciclar o hidróxido de magnésio para a etapa (b).