BRPI0520517B1 - Processo para a preparação de ácido lático l-(+) - Google Patents

Abstract

processo para a preparação de l-(+)-ácido láctico. a presente invenção refere-se a um processo comercialmente viável para a preparaçào de ácido láctico l-(+) altamente puro e otica:nente ativo e s-(-)-lactato de metila em grande produção, obtido pela esterificação de uma solução aquosa de ácido láctico bruto produzido pelo caldo da fermentação do suco de cana de açúcar e iretanol com um approach de modo continuo contra corrente de fa~e de gotejamento lento ou um approach continuo contra corrente de maneira de coluna de bolha, usando estabilizadores e o laci:ato de metila assim obtido é recuperado e seguido de uma purificação do lactato de metila razoavelmente puro usando uma mistura reagente tal como bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino, uréia ou bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino, tioureia para reduzir a impureza do éster de dimetila de ácido di carboxilico tal como oxalato de dimetila ou succinato da di metila ou éster de metila de ácido mono carboxilico tal cono piruvato de metila, presente como uma impureza, de tal maneira a conseguir s-(-)-lactato de metila altamente puro seguido pela hidrólise do s-(-)-lactato de metila altamente puro usando t.m ácido láctico altamente puro como um catalisador, usando água altamente pura com o meio de hidrólise e pelo uso de carvão ativado pré-tratado com ácido láctico l-(+) diluído, em um modo de série ou continuo. este s-(-)-lactato de metila altamente puro constitui um produto importante tendo possibilidades interessantes de aplicação em um nível industrial, na indústria farmacêutica. o ácido láctico l-(+) altamente puro assim obtido é usado como um acidulante, como um aditivo alimentício, para aplicações farmacêuticas, como um monômero para a fabricação de ácido poliláctico, como um monômero para a preparação de polímeros biodegradáveis, os quais sâo úteis para a fabricação de sacolas, para a aplicação em peliculas, no campo de ingredientes sanitários, e tem aplicações médicas.

Description

"PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE ÁCIDO LÁCTICO L-(+)" Campo da Invenção A presente invenção refere-se a ura processo para a preparação de ácido láctico L—(+) puro a partir de S-(-)-lactato de metila razoavelmente puro (aproximadamente 95 - 98% de pureza) obtido a partir de lactato de cálcio, o qual é formado pela fermentação do suco de cana de açúcar.

Mais particularmente o referido processo está relacionado à produção de ácido láctico L-(+) altamente puro e oticamente ativo em grande produção, o processo está particularmente relacionado a um método conveniente e eficiente para a preparação de ácido láctico L-(+) com uma alta pureza pela hidrólise de S-(-)-lactato de metila altamente puro.

Ainda mais particularmente o processo está relacionado a uma fase de esterificação continua contra corrente de gotejamento lento de ácido láctico bruto usando vapores de metanol super aquecidos com ou sem um estabilizador e com uma temperatura otimizada, taxas de fluxo de corrente e com condições de pressão.

Mais particularmente o processo está relacionado à hidrólise de lactato de cálcio obtido a partir da fermentação do suco de cana de açúcar usando ácido sulfúrico diluído em uma razão estequiométrica seguido pela filtração para remover sulfato de cálcio e pela concentração de ácido láctico diluído em um evaporador para conseguir o ácido láctico bruto concentrado desejado o qual é usado como alimentação de esterificação-contínua contra corrente de gotejamento lento.

Ainda mais particularmente o mesmo está relacionado à recuperação de lactato de metila razoavelmente puro a partir de uma fase de esterificação contínua contra corrente de gotejamento lento seguido pela purificação usando os reagentes seguidos pela recuperação para se conseguir S-(-)-Lactato de metila o qual é sujeito à hidrólise usando águas destiladas, livres de contaminação por metais ou demineralizada ou deionizada, na presença de ácido láctico L-(+) altamente puro como um catalisador para conseguir ácido láctico L-(+) altamente puro seguido por um tratamento com carvão ativado onde o carvão ativado é pré-tratado com uma solução de ácido láctico L-(+) altamente puro e diluído em água para conseguir uma solução de ácido láctico L-(+) altamente puro em água a qual pode ser concentrada num vaporizador até uma potência desejada.

Antecedentes da Invenção 0 ácido láctico L-(+) com uma alta pureza tem várias aplicações industriais. 0 ácido láctico L-(+) assim produzido pode ser usado na produção de produtos laticínios como um agente acidulante no campo de alimentação, como um intermediário na produção de agentes plastifícadores, como adesivos, como produtos J farmacêuticos, na produção de lactatos, como um mordente na ação de tingir lã e daí por diante. Similarmente, o ácido láctico L~(+) altamente puro preparado a partir de um S-(-)-lactato de metila tem prospectos consideráveis no que diz respeito ao desenvolvimento industrial no campo da produção de polímeros bio compatíveis e biodegradáveis os quais são úteis para a fabricação de sacolas, películas de aplicação, no campo de ingredientes sanitários, aplicações médicas e daí por diante. A purificação de L-(+)-ácido láctico: há vários métodos de fabricação relatados na técnica anterior nominalmente eletro diálise, extração com base, adsorção e dessorção, destilação reativa para preparar lactato de alquila seguido pela hidrólise de lactato de alquila para conseguir ácido láctico e etc. Esta invenção lida cora ura processo para a preparação de ácido láctico L-(+) puro a partir de S-(-)-lactato de metila razoavelmente puro (-95 - 98% de pureza) obtido a partir de lactato de cálcio, o qual é formado pela fermentação do suco de cana de açúcar, 0 método de fabricação de ácido láctico é conhecido a partir da técnica anterior e em geral, compreende três etapas. Na etapa 1, lactato de metal álcali é reagido com ácido sulfúrico concentrado ou diluído. 0 sulfato de metal álcali correspondente é produzido como o produto lateral ao longo de uma solução aquosa diluída de ácido láctico. Na etapa 2, a solução de ácido láctico diluído é concentrada e esterificada com metanol usando um catalisador. Na maior parte da invenção a mistura resultante de lactato de metila, metanol e água, é hidrolisada com um catalisador acídico para se conseguir uma solução de ácido láctico em água. Vários métodos de fabricação de ácido láctico com base no método geral acima mencionado já foram sugeridos no passado conforme citado na literatura patenteada a seguir: Uma referência pode ser feita à patente norte-americana No. US 1.695.449 onde na fabricação de ésteres de ácido láctico, o qual foi realizado em um modo de lotes pela ebulição de uma solução com 75% de ácido láctico com álcool em conjunto com um sulfato de alumínio e removendo a água da reação pela constante ebulição da mistura usando benzeno. Uma vez que a água da reação foi removida, a mistura foi resfriada e foi filtrada para remover o sulfato de alumínio, foi neutralizada para remover o ácido láctico não regido e o éster foi então recuperado por destilação fracional. A conversão de ácido láctico reportado nesta ocasião foi de 94.5 a 96.5%. Todavia, a produção não foi reportada. Isto pode ser considerado com um exemplo típico. As desvantagens da técnica anterior acima mencionada podem ser percebidas uma vez que embora a conversão de ácido láctico é mais alta a 94.5%, reivindica-se que a razão molar de álcool para o ácido láctico é maior do que ou igual a 8. Tal uso excessivo de álcool no processo acarreta em um investimento de capital mais alto quando da recuperação assim como um custo operacional mais alto da recuperação quando de uma escala industrial de fabricação. Uma desvantagem adicional é que este método requer que a reação seja realizada em uma mistura com um ponto de ebulição constante a 64.8 °C; nesta taxa de temperatura a conversão de ácido láctico para o seu éster não é muito alta (refira-se a Ralph A. Tropue e Kenneth A. Kobe, Industrial Engineering Chemístry 42 (5), 801-810 (1950), Ralph A. Tropue e Kenneth A. Kobe, Ibíd, 42, 1403- 1409 (1950)). A temperatura de reação mais baixa requer mais tempo para se atingir a conversão desejada e afetar diretamente o processamento e o capital investido. Simílarmente com o objetivo de empurrar a reação em uma direção para frente, a água no ácido láctico e a água da reação têm que ser removida de uma forma azeotrópica com benzeno. Isto requer destilação e reciclagem de benzeno, várias vezes para a água original no ácido láctico e para a água de reação. Similarmente o material destilado obtido pode ser em uma fase simples ou em duas fases. A recuperação do excesso de álcool e de benzeno se torna uma operação complicada, a qual também afeta o custo do processo. Em geral, isto requer um tempo de reação maior e um investimento de capital maior.

Uma referência também é feita à patente norte-americana No. US 2.029.694, no qual o método para a fabricação de lactato de metila é descrito. Ácido láctico aquoso é primeiramente desidratado pelo aquecimento do mesmo até cerca de 140 °C, quando o ácido láctico é convertido a lactidas e lactato de lactila. Isto é então reagido em um modo de lotes com uma pequena quantidade de metanol e ácido sulfúrico como o catalisador, A destilação da água de reação, do excesso de metanol e de lactato de metila é realizado simultaneamente a cerca de 125 °C. Ao mesmo tempo metanol é introduzido na mistura de reação mantida entre 130 °C e 140 °C, quando da reação da água, do excesso de metanol e de lactato de metila é destilado para fora no modo co corrente de destilação reativa, a partir da mistura de reação. A produção de lactato de metila com base no ácido láctico reportada é de cerca de 83% e a razão molar de metanol para ácido láctico é de cerca de 3.0. A desvantagem principal deste processo é que o mesmo acarreta em uma produção mais baixa sobre o ácido láctico independente do fato de usar uma temperatura de reação mais alta, a qual afetará a economia geral do processo.

Uma desvantagem adicional é o fato que uma temperatura de reação mais alta promove a polimerização do ácido láctico e a formação de impurezas não desejadas como hidróximetilafurfural ou outros produtos indesejáveis. Algumas dessas impurezas são voláteis por natureza e são destiladas em conjunto com o lactato de metila. O material destilado obtido por este processo contém muita água, metanol, e lactato de metila e o isolamento de lactato de metila na forma pura necessita uma grande quantidade adicional de energia. Geralmente isto é chamado de approach co corrente de destilação reativa, onde o produto e o bi produtos são removidos como o produto superior como um material destilado, enquanto a esterificação se encontra em progresso. O produto, por exemplo, lactato de metila tendo um ponto de ebulição mais alto do que a esterificação, ainda precisa ser mantido em uma temperatura mais alta para expelir o produto e o bi produto.

Enquanto investigando este approach, por exemplo, o approach co corrente para a destilação reativa, nós encontramos 2-pentano-l-ol [1576-96-1] como o bi produto e a impureza, em conjunto com hidróximetilafurfural conforme reportado neste pedido de patente, por exemplo, a patente norte-americana No. US 2.029.694. Isto foi observado repetitivamente em todos os experimentos onde a temperatura imóvel de destilação era de 125 °C ou mais. Se torna muito difícil remover este bi produto 2-penteno-l-ol [1576-96-1] a partir de lactato de metila. Conforme as informações em literatura disponível, no ciclo de recuperação de lactato de metila, o produto lateral 2-penteno-lol[1576-96-1] reage com lactato de metila e a trans esterificação ocorre deixando o metanol como um bi produto do processo de trans esterificação. O bi produto formado depois da trans esterificação do lactato de metila, por exemplo, o bi produto lactato de pentila é algo muito difícil para hidrolisar para ácido láctico, no ciclo de hidrólise subseqüente de lactato de metila para recuperar o ácido láctico puro.

Uma referência adicional pode ser feita à patente norte-americana No. 2.290.926 na qual o lactato de metal de terra alcalina preferivelmente lactato de sódio é aquecido em conjunto com o excesso de metanol e ácido sulfúrico em uma alta temperatura para se conseguir lactato de metila. Este método tem uma desvantagem que é o fato que forma uma grande quantidade de sal, por exemplo, sulfato de sódio, o qual retém quase que 35 a 40% do lactato de metila no mesmo, conforme reportado na mesma invenção.

Uma desvantagem adicional é que com o objetivo de recuperar o lactato de metila ocluso na pasta fluida de sulfato de sódio, água é adicionada e o lactato de metila é removido por meio de destilação azeotrópica. O isolamento de ácido láctico por hidrólise de lactato de metila obtido por este processo sofre um problema sério de pureza tal como o lactato de sódio bruto usado para esterificação contém muitas outras impurezas de ácido carboxílico como ácido pirúvico, ácido succinico, ácido acético, etc., os quais são os bio produtos gerados no ciclo de fermentação.

Todas estas impurezas de ácido carboxílico também são convertidas aos seus respectivos ésteres de metila e contaminam o lactato de metila obtido pela destilação azeotrópica usando água e contém os traços de impurezas de outros ácidos carboxílicos, as quais contaminam o ácido láctico recuperado pela hidrólise do lactato de metila.

Uma desvantagem adicional desta invenção é que a pureza ótica e a qualidade do lactato de metila usado e do ácido láctico obtido não é reportado.

Uma referência adicional pode se feita às patentes norte-americanas Nos. US 2.406.648, US 2.390.140 e US 2.434.300, nas quais uma mistura de lactato de metal de terra alcalina preferivelmente lactato de sódio, metanol e ácido sulfúrico é aquecida para se conseguir lactato de metila. Durante a reação de esterificação em progresso, o pH da mistura de reação é mantido em valores de pH entre 0.7 a 1.4. A desvantagem principal desta invenção é que a razão de peso de metanol para o sal de ácido láctico (em uma base de 1001 de sal de metal álcali do ácido láctico) é mantida a partir de 3 a 6, isto acarreta em uma razão molar de metanol para ácido láctico de 10.5 para 21 ou até 52.5 de razão molar. 0 uso de uma quantidade de metanol tão alta para esterificar tem desvantagens claras e aumenta a carga na recuperação e na reciclagem de metanol e comercialmente tais operações consumem muito capital e requerem custos de produção muito altos.

Adicionalmente, este método tem uma desvantagem a qual é que o mesmo forma uma grande quantidade de sal, por exemplo, sulfato de sódio como um produto de refugo, o qual retém muito lactato de metila no mesmo.

Com o objetivo de recuperar o lactato de metila ocluso na pasta fluida do sulfato de sódio, a mistura é destilada a relâmpago sob pressão reduzida sobre um óleo mineral. A recuperação e a reciclagem do óleo e em tais operações em nível comercial se tornam difíceis e sujas. Uma desvantagem adicional é, para purificar lactato de metila, água a partir do lactato de metila é removida por meio de destilação azeotrópica.

Comercialmente a destilação azeotrópica requer uma grande quantidade de energia. A pureza ótica e química do lactato de metila produzido não é mencionada nesta invenção.

Referência também é feita às patentes norte-americanas Nos. US 2.334.524 e OS 2.350.370, nas quais um método para a fabricação de ácido láctico a partir da hídrólise de lactato de metila é reportado onde o lactato de metila é derivado a partir de ácido láctico bruto.

Nesta invenção, um excesso relativamente baixo de metanol é carregado em um alambique com 60% a 85% de ácido láctico bruto e um pouco de ácido mineral, tal como ácido sulfúrico como um catalisador. O éster, por exemplo, lactato de metila destila junto com água e metanol de uma maneira contínua co corrente, o lactato de metila destilado é hidrolisado com o auxílio de um catalisador, o ácido láctico gerado é removido a partir do alambique de hídrólise como o produto, e o metanol é reciclado de volta para o alambique de esterifícação. A desvantagem principal desta invenção é que o ácido láctico bruto contém muitos outros ácidos carboxilicos tais como ácidos acétícos, ácidos succinico e ácido pirúvico com bi produtos de fermentação; estes ácidos também formam ésteres correspondentes com metanol e acarretam em vapor destilado em conjunto com o lactato de metila. Se o lactato de metila não é purificado adicíonalmente por meio de uma destilação fracional, os ácidos carboxilicos gerados no ciclo da hidrólise do lactato de metila se tornam contaminados com ácidos acéticos, ácidos succinico e ácido pirúvico e etc., todos estes ácidos carboxilicos reduzem a qualidade do ácido láctico a qual não é endereçada de forma alguma nesta invenção.

Uma referência também é feita à patente norte-americana No. US 5.210.296, na qual os métodos para a fabricação de lactato de butila a partir da esterificação de lactato de amônio, excesso de butanol e ácido sulfúrico são descritos. 0 produto lactato de butila é preparado em um modo de lote pelo tratamento do lactato de amônio com ácido sulfúrico e butanol e pela purificação por destilação fracional, Esta patente reportou sobre as impurezas como ácido acético e ácido succinico no lactato de amônio bruto, mas não reportou sobre a pureza química do lactato de butila. Similarmente o processo tem uma desvantagem que é o fato que usa amônia, algo que é uma base cara comparada a tratamento com cal para neutralizar o ácido láctico no fermentador e isto não torna uma opção viável comercialmente. Adicional, o processo tem a desvantagem que o mesmo produz um refugo de sulfato de amônio, o qual contém muito butanol ocluso no mesmo.

Referência também é feita á patente norte-americana No. US 6.342.626 Bl, na qual um método para a fabricação de lactato de metila a partir de 731 de ácido láctico em dois estágios (uma alta temperatura de 200 °C e uma alta pressão de 20 kg/cm2) é descrito. 0 processo é realizado em dois estágios: o primeiro estágio de conversão equilibrada de ácido láctico reportado é de cerca de 80 I e depois de isolar os bi produtos do primeiro estágio, o segundo estágio fornece a conversão remanescente de ácido láctico. A desvantagem do processo é que o processo com base em equilíbrio envolve uma alta temperatura e uma alta pressão. Uma desvantagem adicional é o fato que como o ácido láctico é corrosivo, o custo da estrutura para a fabricação comercial será muito alto. Além disto, o ácido láctico é conhecido pela sua racemização em uma alta temperatura (C. H. Holtan, Lactic Acíd, properties and chemistry of lactic acid derivatives, Printer Oswald Schmidt KG Leipzig, 1971, página 149) . Uma desvantagem adicional da invenção é que a pureza ótica e a pureza química do lactato de metila produzido não são reportadas. O método geral de preparação de ácido láctico a partir de ácido láctico bruto obtido a partir da fermentação de caldo reportada na técnica anterior é pela esteríficação do ácido láctico bruto pelo método co corrente de destilação reativa onde o produto lactato de metila, bi produto de água e de excesso de metanol é retirado do alambique da destilação reativa como um produto superior pela manutenção do alambique em uma alta temperatura. Isto acarreta na acumulação da acidez no alambique de destilação reativa e produz os bi produtos de objeção como furfural de hidroxila de metila, 2-penteno-l-ol, etc. Adicionalmente, conforme os métodos reportados na técnica anterior, neste método de destilação reativa de lactato de metila é destilado em conjunto com o excesso de metanol, a água e em conjunto os ésteres de metila de outros ácidos carboxílicos formados como um bi produto na fermentação e esta mistura é hidrolisada adicionalmente sem a purificação do lactato de metila. Assim sendo, a pureza do lactato de metila governará a pureza do ácido láctico produzido. Reportado na técnica anterior, a maioria das invenções não reporta o perfil de impureza do lactato de metila e do ácido láctico nem a sua pureza ótica.

Na presente invenção o método de preparação de lactato de metila a partir de ácido láctico bruto é uma esterificação de modo continuo contra corrente de fase de gotejamento lento onde o produto lactato de metila é removido continuamente a partir da parte inferior do alambique de destilação reativa, ao passo que o excesso de metanol, água associados com o ácido láctico bruto e a água bi produto são removidos a partir da coluna superior, continuamente. Uma vez que água está sendo separada a partir do produto, por exemplo, lactato de metila, o modo de operação fornece uma conversão de ácido láctico mais alta. Similarmente este modo de operação não permite o acúmulo de acidez em excesso no alambique de destilação reativa. Uma vez que a água associada com ácido láctico bruto e a águia da reação são removidas continuamente pelo excesso de álcool, a taxa de formação de lactato de metila é muito alta, portanto não há necessidade alguma de manter o alambique em uma temperatura mais alta para conseguir uma conversão completa de ácido láctico. Uma vez que a reação é realizada em uma condição moderada de tal maneira a evitar a formação de qualquer bi produto, impurezas tais como hidroximetilefurfural e 2-penteno-l-ol etc., o método da presente invenção pode ser convenientemente operado em uma escala comercial. Similarmente, pelo desenho apropriado, o approach da transferência em massa (coluna) da fase de contra corrente de fase de gotejamento lento reportado na presente invenção, a produção de saída desejada assim como a conversão completa de ácido láctico em lactato de metila podería ser alcançada.

Adicionalmente ao método de conversão de lactato de metila razoavelmente puro a lactato de metila altamente puro também é demonstrado. Adicionalmente é demonstrado que a hidrólise de lactato de metila altamente puro acarreta em um ácido láctico altamente puro. 0 método de preparação de lactato de metila altamente puro a partir de lactato de metila razoavelmente puro envolve o uso de tratamento químico do lactato de metila razoavelmente puro com vários reagentes. 0 lactato de metila razoavelmente puro contém vários ésteres de metila de ácidos carboxílicos como bi produtos formados no ciclo de fermentação tais como oxalato de dimetila, succinato de dimetila, acetato de metila, piruvato de metila, etc. Antes da hidrólise de tal lactato de metila impuro com água, o mesmo é primeiramente tratado com uma mistura de bicarbonato de sódio, com mono etanolamino [141-43-5] ou com di etanolamino [11-42-2], com uréia ou com bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino, tiouréia para converter estas impurezas em componentes não voláteis e o lactato de metila é isolado por destilação conforme o S-(-)-lactato de metila altamente puro o qual então é sujeito à hidrólise para ácido láctico L-(+) em alta pureza. Uma vez que não há material químico adicional usado durante a hidrólise do S-(-)-lactato de metila altamente puro, o uso de água altamente pura e de ácido láctico L-(+) como um catalisador e carvão pré-tratado, resulta em L(+)— ácido láctico de alta pureza. 0 pré-tratamento de carvão ativado, onde o pré-tratamento de carvão ativado é realizado pela lavagem do carvão ativado com um ácido láctico diluído e altamente puro, isto auxilia na remoção das impurezas aderida com a água solúvel sobre o carvão ativado e como um resultado do uso de tal carvão ativado pré-tratado isto fornece um ácido láctico altamente puro. Objetivos da Invenção 0 objetivo principal da presente invenção é proporcionar um processo para a preparação de ácido láctico L-(+) altamente puro e um S—{—)-lactato de metila altamente puro os quais são óbvios em evidenciar as desvantagens conforme acima detalhado.

Esta presente invenção proporciona um processo comercialmente viável para a preparação de éster de alquila de ácido láctico, a partir de uma solução aquosa de ácido láctico bruto obtido a partir do processo de fermentação do suco de cana de açúcar, usando uma destilação reativa contínua de contra corrente de fase de gotejamento lento e a hidrólíse de lactato de metila altamente puro assim obtido para um ácido láctico L- (+) altamente puro.

Um outro objetivo da presente invenção é conseguir um S(-)-lactato de metila altamente puro o qual pode ser hidrolisado com ou sem o uso de um catalisador para conseguir ácido láctico altamente puro. 0 ácido láctico altamente puro assim conseguido é usado como um monômero para a fabricação de ácido poliláctico, como um monômero para preparar polímero biodegradável, como um acidulante, como um aditivo alimentício e para aplicações farmacêuticas.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é que o processo tem uma aplicação em particular na esterificação simultânea do ácido láctico livre em ad mistura com impurezas da fermentação e até mesmo na presença de água.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é usar uma razão molar moderada de metanol para ácido láctico durante a esterificação de contra corrente de fase de gotejamento lento.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é conseguir uma conversão mais alta durante a esterifícação de contra corrente de fase de gotejamento lento pelo uso de vapores de metanol super aquecidos e otimizar a temperatura, as taxas de fluxo, as condições de pressão durante as operações.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é que o processo seja realizado em uma temperatura moderada com uma conversão muito alta do ácido láctico em lactato de metila.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é preparar S(-)-lactato de metila de uma maneira continua a partir de ácido láctico bruto diluído e pela reciclagem de metanol não reagido daí, portanto tornando o processo comercialmente viável.

Ainda um outro objetivo desta presente invenção é evitar a polimerização e a oxidação de ácido láctico em ácido pirúvico pela incorporação de estabilizadores na zona de reação. Üm outro objetivo é proporcionar a purificação de lactato de metila razoavelmente puro para um S{—)-lactato de metila altamente puro usando reagentes.

Ainda um outro objetivo é proporcionar um processo para a purificação e para a hidrólise de S(-)-lactato de metila em um L-(+)-ácido láctico.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um processo que podería ser realizado em uma temperatura moderada e uma alta conversão de S(-)-lactato de metila para L-(+)-ácido láctico.

Ainda um outro objetivo é preparar ácido láctico L-(+) de alta pureza a partir de um lactato de metila razoavelmente puro pelo tratamento do lactato de metila com bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino, uréia ou bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino, uma mistura de tiouréia, Ainda um outro objetivo da presente invenção é preparar ácido láctico L-(+) com muito alta pureza a partir de um lactato de metila puro ou razoavelmente puro e pela reciclagem de metanol obtido a partir da reação de hidrólise na seção de esterificação, daí, portanto tornando o processo comercialmente viável.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é conseguir ácido láctico L-(+) com uma pureza muito alta como um ácido láctico L-( + ) inodor e o seu uso como um monômero para fabricar ácido poliláctico, como um monômero para preparar polímero biodegradável, como um acidulante, como um aditivo alimentício e para aplicações farmacêuticas.

Nos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 e 2 representa a estrutura desta presente invenção mencionada.

Descrição da Invenção Em conformidade a presente invenção proporciona um processo para a preparação de ácido láctico L-(+) altamente puro, o referido processo compreendendo as etapas de: (a) esterificar uma solução de ácido láctico bruto diluído em água usando ácido mineral pelo pré-aquecimento do acima referido ácido láctico bruto em uma temperatura de cerca de 105 °C e permitindo que o mesmo reaja com vapores de metanol superaquecidos mantidos a cerca de 150 °C em uma razão estequiométrica desejada, opcionalmente na presença de um estabilizador, em um modo contínuo de contra corrente de fase de gotejamento lento para obter o lactato de metila, removendo continuamente o metanol não reagido e a camada rica em água separadamente como um lactato de metila bruto e destilado de uma maneira continua como um sobre fluxo a partir da parte inferior do reator seguido pela recuperação do lactato de metila razoavelmente puro usando o evaporador com ácido láctico para uma conversão para lactato de metila de cerca de 98.51 com nenhuma formação de bi produtos; (b) reagir o acima mencionado lactato de metila razoavelmente puro tendo uma pureza de 93 - 95% em peso com um reagente capaz converter componentes voláteis em componentes não voláteis, sob refluxo, por um período de 1 hora, seguido pela destilação com ou sem vácuo para obter o S-(-)-lactato de metila altamente puro tendo uma pureza de 99.8% em peso, umidade de 0.03% e uma pureza ótica de (-) 8.43°. (c) hidrolisar o acima mencionado S-(->-lactato de metila altamente puro obtido na etapa (b) com águas destiladas, livres de contaminação de metal ou água demineralizada ou deionizada, na presença de ácido láctico L-(+) altamente puro como um catalisador com uma razão molar de S-(-)-lactato de metila para catalisador na taxa de 10.8: 1 a 3.4: 1, em uma temperatura na taxa de 85 - 105 °C, por um período de 2 - 6 horas e permitir a hidrólise de S-(-)-lactato de metila para ácido láctico L-(+) com a remoção do metanol obtido durante a reação de hidrólise continuamente sob refluxo, em uma temperatura e uma pressão controladas para obter o ácido láctico L—(+) altamente puro seguido pelo tratamento com carvão ativado pré-tratado para obter a solução em água de ácido láctico L-(+) e concentrar o mesmo em um evaporador até a potência desejada tendo uma pureza na taxa de 99 - 99.81 e uma pureza ótica de 99 - 99.9% sobre uma base livre de água sem qualquer bi produto e continuamente coletar o metanol em um reservatório para ser usado/ reciclado na etapa (a).

Em uma realização da presente invenção o referido processo é caracterizado na etapa (b) na conversão de impurezas voláteis de S-(-)-lactato de metila em componentes não voláteis antes da hidrólise pelo uso de uma mistura de bicarbonato de sódio com um reagente selecionado a partir do grupo consistindo de uréia, mono etanolamino, di etanolamino e uma mistura dos mesmos.

Em ainda uma outra realização o referido processo é caracterizado na etapa (c) pelo uso de ácido láctico puro como um catalisador para acelerar a hidrólise de S-(-}-lactato de metila.

Em ainda uma outra realização, o referido processo é caracterizado na etapa (a) em uma esterificação contínua contra a corrente de fase de gotejamento lento de ácido láctico aquecido com metanol super aquecido em uma fase de vapor em um modo de contra corrente e obtendo S-(-)-lactato de metila em um modo continuo.

Em ainda uma outra realização, o referido processo é caracterizado na etapa (a) pelo uso de um estabilizador selecionado a partir de 4-metóxi fenol e hidroquinona.

Em ainda uma outra realização a impureza volátil presente no lactato de metila tendo uma pureza de cerca de 95% usada na etapa (b) é um éster de ácido mono ou dicarboxilico selecionado a partir de oxalato de dimetila, fumarato de dimetila, acetato de metila e uma mistura dos mesmos.

Em ainda uma outra realização o catalisador usado na etapa (c) é ácido láctico puro tendo uma qualidade de cerca de 90% em peso.

Em ainda uma outra realização o carvão ativado usado na etapa (c) é pré-tratado pela lavagem do mesmo com uma solução aquosa de cerca de 10% de ácido láctico L-(+) puro.

Em ainda uma outra realização, o referido processo é caracterizado na etapa (c) na qual a razão molar de lactato de metila para catalisador, ácido láctico usada é de 4.8:1.0.

Em ainda uma outra realização o período de tempo usado na etapa (c) para a hidrólise completa do lactato de metila é preferivelmente na taxa de 4 - 6 horas.

Em ainda uma outra realização a pureza do ácido láctico obtido na etapa (c) é de cerca de 99.8% em peso sobre uma base livre de água.

Em ainda uma outra realização a pureza ótica do ácido láctico obtido na etapa (c) é de 99.91.

Em ainda uma outra realização o metanol fresco ou reciclado usado para a esterificação do ácido láctico na etapa (a) é um vapor de metanol superaquecido.

Em ainda uma outra realização o uso de um estabilizador aumentou a conversão de ácido láctico para lactato de metila a partir de 95% para 98.51 sem nenhuma formação de bi produtos.

Em ainda uma outra realização a razão molar de metanol para ácido láctico é de 2.8:1 para 4:1, preferivelmente 2.8 para 1.

Em ainda uma outra realização a razão de catalisador tal como ácido sulfúrico para acido láctico é na taxa de 0.005:100 para 0.02:100 em uma base molar, preferivelmente 0.01:100 sobre uma base molar.

Em ainda uma outra realização a alta pureza de S—(—)— lactato de metila obtida está na taxa de 99.50 a 99.85% em peso com cerca de 0.031 em peso de umidade.

Em ainda uma outra realização o referido processo é caracterizado na etapa (b) na qual o uso de bicarbonato de sódio é feito no fracionamento do lactato de metila e é na taxa de 1 para 51 em peso de lactato de metila, preferivelmente II em peso de lactato de metila.

Em ainda uma outra realização o ácido láctico L-(+) produzido é inodor e incolor.

Descrição Detalhada da Invenção Em conformidade, a presente invenção proporciona um processo para a preparação de S-(-)-lactato de metila altamente puro, o qual compreende converter lactato de cálcio de grau comercial obtido pela fermentação de suco de cana de açúcar ou pela fermentação do amido, para ácido láctico bruto pela acidificação do lactato de cálcio com o equivalente estequiométrico de ácido sulfúrico tendo uma potência a partir de (10% a 981 ?) para obter uma solução de ácido láctico diluído em água concentrando o ácido láctico diluído opcionalmente sob pressão reduzida usando o evaporador para obter o ácido láctico bruto em água tendo uma potência de 40% a 75%, esterificando o ácido láctico bruto por metanol na presença de um catalisador e opcionalmente na presença de um estabilizador para o lactato de metila pela fase contínua contra corrente de gotejamento lento ou pela destilação reativa de coluna de bolha para obter lactato de metila bruto seguido pela recuperação usando o evaporador sob pressão reduzida para conseguir lactato de metila razoavelmente puro.

Adicionalmente a presente invenção envolveu a purificação do lactato de metila razoavelmente puro para S- (-) — lactato de metila altamente puro seguido pela hidrólise de um S-{-)-lactato de metila puro com água altamente pura na presença de ácido láctico altamente puro como um catalisador para a hidrólise. O metanol sendo um bi produto do processo é retirado do sistema continuamente por destilação, algo que auxilia na operação da reação de hidrólise na direção para frente e também auxilia na conversão completa do S-(-)-lactato de metila para L-(+)-ácido láctico. A solução de ácido láctico L-(+) resultante obtida é descolorada usando carvão ativado pré-tratado se necessário. 0 lactato de metila também pode ser impuro e pode conter pequenas impurezas de éster de dimetila de ácido carboxílico ou éster de metila de ácido mono carboxílico. Antes da hidrólise de tal lactato de metila impuro com água, o mesmo é primeiramente tratado com bicarbonato de sódio, mono etanolamino [141-43-5] ou di etanolamino [11-42-2], uréia ou bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino, uma mistura de tiouréia para converter estas impurezas em componentes não voláteis e o lactato de metila é isolado como S-(-}-lactato de metila o qual é então sujeito á hidrólise para ácido láctico L-(+) com uma alta pureza. Uma vez que não há produtos químicos adicionais usados durante a hidrólise do S-(-)-lactato de metila altamente puro, o uso de água altamente pura e de ácido láctico L-(+) como um catalisador e carvão pré-tratado, resulta em ácido láctico L-(+) com uma alta pureza.

Os seguintes exemplos são fornecidos como um meio de ilustração e não deveríam ser interpretados como limitantes do escopo da presente invenção.

Nos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 e a Figura 2 representam o arranjo da presente invenção mencionada.

Exemplo 1 - A preparação de ácido láctico para gêneros alimentícios Um reator de mistura forrado de vidro tendo uma capacidade de 20 L foi carregado 10% em peso com uma solução de lactato de cálcio em água obtida pela fermentação de suco de cana de açúcar. Então na solução de lactato de cálcio em água, 50% em peso de ácido sulfúrico em água foi carregado em uma razão estequiométrica para liberar o ácido láctico livre lentamente dentro de um espaço de tempo de uma hora mantendo a temperatura a 30 °C. Depois de uma mistura adicional de 60 minutos, a mistura de reação foi filtrada sobre centrifuga. A torta úmida de sulfato de cálcio foi lavada com água para remover a acidez aderida. A torta úmida de sulfato de cálcio foi seca a 110 °C para fornecer um sulfato de cálcio branco. O material filtrado e lavado foi concentrado sobre um evaporador de pelicula em queda sob vácuo para conseguir ácido láctico bruto. O ácido láctico bruto assim obtido foi viscoso, um liquido marrom avermelhado e escuro e tinha impurezas de fermentação. O mesmo foi tratado com carvão ativado e foi filtrado para se tornar ácido láctico bruto transparente e claro em água tendo uma concentração de 60%. Este ácido láctico bruto diluído foi usado nos Exemplos subseqüentes fornecidos abaixo.

Exemplo 2 - A esterificação usando o método contínuo de contra corrente de fase de gotejamento lento Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada. Ácido láctico bruto diluído preparado conforme explicado no Exemplo 1 foi pré-misturado com ácido sulfúrico concentrado (1 mole % de ácido láctico) e foi armazenado em um tanque (5). A alimentação de ácido láctico bruto foi contínuamente bombeada através do pré-aquecedor a 960 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida por um circulador de óleo quente de tal maneira para manter a temperatura de alimentação de ácido láctico bruto a 96 °C. O ácido láctico bruto aquecido foi alimentado continuamente levemente acima do meio da fase de gotejamento lento da seção de destilação reativa (1) da coluna fixada acima da caldeira de recozer (3). Metanol fresco contendo 0.4¾ de água foi armazenado no tanque de alimentação de metanol (6), Este metanol foi continuamente bombeado através do pré-aquecedor a 720 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida pelo circulador de óleo quente de tal maneira a conseguir vapores de metanol super aquecido a 82 °C. Os vapores de metanol superaquecido foram borbulhados na parte inferior da caldeira de recozer (3) contendo o ácido láctico bruto pré-misturado a partir do Exemplo 1 e metanol fresco em uma razão estequiométrica. A caldeira de recozer foi mantida a 101 °C pelo circulador a óleo quente.

Foi permitido que o ácido láctico aquecido obtido a partir do pré-aquecedor de ácido láctico gotejasse lentamente e continuamente com os vapores de metanol superaquecido obtidos a partir do pré-aquecedor de metanol através da caldeira de recozer (3) a qual eleva através da coluna de gotejamento lento (1) e (2). Foi permitido que o lactato de metila formado e o ácido láctico bruto não convertido gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna (1) para a caldeira de recozer (3) . Foi permitido que o lactato de metila bruto formado em conjunto com as impurezas se acumulasse na caldeira de recozer (3) até que 8000 g de lactato de metila bruto fosse recebido na caldeira de recozer. Hewlett Pckard GC, Model 5890 Series II foi usado para analisar o conteúdo de lactato de metila no excesso e no conteúdo de metanol no material destilado. A concentração de lactato de metila na caldeira de recozer (3) foi de 65.51 em peso, ao passo que o conteúdo de umidade no lactato de metila bruto medido pelo instrumento fabricado pelo Automatic Karl-Fischer, Lab índia foi de 3.0% em peso. A temperatura mais baixa da seção de coluna da fase de gotejamento lento (1) fixada justa acima da caldeira de recozer (3) foi observada continuamente a 82 °C. a água a partir do ácido láctico bruto, a água de reação, o excesso de metanol e uma pequena quantidade de vapores de lactato de metila foram continuamente passados através da seção de coluna empacotada (2) fixada acima da seção de coluna de gotejamento lento (1) e os vapores condensados em um condensador fixado na parte superior da seção de coluna (2) foram fracionados continuamente. A temperatura do vapor na parte superior da seção de coluna (2) foi continuamente mantida a 65 °C (no ponto de ebulição de metanol sob pressão atmosférica) e a menor temperatura da seção de coluna (2) foi observada a 80 °C. A camada rica em água contendo alguns vestígios de lactato de metila foi continuamente recuperada na parte inferior da seção de coluna (2) e foi coletada em um refrigerador (7), ao passo que a fração rica em metanol foi coletada continuamente em um refrigerador (8).

Este estoque de lactato de metila bruto foi usado nos exemplos subsequentes na caldeira de recozer (3) em um estado de alimentação estável. A seletividade de lactato de metila observada foi de 94,51 com base no ácido láctico convertido para lactato de metila.

Exemplo 3 - A esterificação usando o método contínuo de contra corrente de fase de gotejamento lento Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada. Ácido láctico bruto preparado conforme explicado no Exemplo 1 foi pré-misturado com ácido sulfúrico concentrado (1 mole % de ácido láctico) e foi armazenado em um tanque (5). Esta mistura de ácido láctico bruto foi continuamente bombeada através do pré-aquecedor a 960 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida por um circulador de óleo quente de tal maneira para manter a temperatura de alimentação de ácido láctico bruto a 107 °C. O ácido láctico bruto aquecido foi alimentado continuamente no meio da fase de gotejamento lento da seção de destilação reativa (1) da coluna fixada acima da caldeira de recozer (3). Metanol fresco contendo 0.4¾ de água foi armazenado no tanque de alimentação de metanol (6), este metanol foi continuamente bombeado através do pré-aquecedor a 720 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida pelo circulador de óleo quente de tal maneira a conseguir vapores de metanol super aquecido a 155 °C. Os vapores de metanol superaquecido foram borbulhados na parte inferior da caldeira de recozer (3) contendo o lactato de metila do estoque de alimentação em estado estável obtido a partir do Exemplo 2. A caldeira de recozer foi mantida a 112 °C pelo circulador a óleo quente.

Foi permitido que o ácido láctico aquecido obtido a partir do pré-aquecedor de ácido láctico gotejasse lentamente e continuamente para baixo através da seção de coluna completa (1) e foi permitido a reagir continuamente com os vapores de metanol superaquecido obtidos a partir do pré-aquecedor de metanol através da caldeira de recozer (3) a qual eleva através da coluna de gotejamento lento (1) e (2). Foi permitido que o lactato de metila formado e o ácido láctico bruto não convertido gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna (1) para a caldeira de recozer (3). O lactato de metila formado em conjunto com as impurezas foi removido continuamente na forma de um sobre fluxo a partir da caldeira de recozer (3) através de um refrigerador em uma taxa de 900 g/h. A concentração de lactato de metila em sobre fluxo foi de 69.7% em peso onde o conteúdo de umidade medido por um instrumento Karl-Fischer foi de 1.0% em peso. A temperatura mais baixa da seção de coluna da fase de gotejamento lento (1) foi obtida continuamente a 91 °C. A temperatura do vapor na parte superior da coluna (2) foi mantido continuamente a 65 °C e a temperatura mais baixa foi observada a 81 °C. A camada rica em água contendo alguns vestígios de lactato de metila foi continuamente recuperada na parte inferior da seção de coluna (2) e foi coletada em um refrigerador (7), ao passo que a fração rica em metanol foi coletada continuamente em um refrigerador (8) . A seletividade de lactato de metila observada foi de 961 com base no ácido láctico convertido para lactato de metila.

Exemplo 4 - A esterificação usando o método contínuo de contra corrente de fase de gotejamento lento com 4-metóxi fenol como um estabilizador Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada. Ácido láctico bruto preparado conforme explicado no Exemplo 1 foi pré-misturado com ácido sulfúrico concentrado (1 mole % de ácido láctico) e o mesmo foi carregado com 150 ppm de 4-metóxi fenol com base em ácido láctico e foi armazenado em um tanque (5). Esta mistura de ácido láctico bruto contendo 4-metóxi fenol foi continuamente bombeada através do pré-aquecedor a 960 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida por um círculador de óleo quente de tal maneira para manter a temperatura de alimentação de ácido láctico bruto a 96 °C. O ácido láctico bruto aquecido foi alimentado continuamente no meio da fase de gotejamento lento da seção de destilação reativa (1) da coluna fixada acima da caldeira de recozer ¢3) . Metanol fresco contendo 0.4% de água foi armazenado no tanque de alimentação de metanol (6), este metanol foi continuamente bombeado através do pré-aquecedor a 720 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida pelo circulador de óleo quente de tal maneira a conseguir vapores de metanol super aquecido a 85 °C. Os vapores de metanol superaquecido foram borbulhados na parte inferior da caldeira de recozer (3) contendo o estoque de alimentação de lactato de metila num estado estável obtido a partir do Exemplo 2. A caldeira de recozer foi mantida a 103 °C pelo circulador a óleo quente.

Foi permitido que o ácido láctico aquecido obtido a partir do pré-aquecedor de ácido láctico gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna completa (1) e foi permitido que reagisse continuamente com os vapores de metanol superaquecido obtidos a partir do pré-aquecedor de metanol através da caldeira de recozer (3) a qual eleva através da coluna de gotejamento lento (1) e (2). Foi permitido que o lactato de metila formado e o ácido láctico bruto não convertido gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna (1) para a caldeira de recozer (3). O lactato de metila bruto formado em conjunto com as impurezas foi removido continuamente na forma de um sobre fluxo a partir da caldeira de cozer (3) através de um refrigerador em uma taxa de 850 g/h. A concentração de lactato de metila na caldeira de recozer (3) foi de 78.3% em peso, ao passo que o conteúdo de umidade no lactato de metila bruto medido pelo instrumento Karl-Fischer foi de 3.0% em peso. A temperatura mais baixa da seção de coluna da fase de gotejamento lento (1) foi observada continuamente a 83 °C. A temperatura do vapor na parte superior da coluna (2) foi mantida continuamente a 65 °C e a temperatura mais baixa foi observada a 79 °c. A camada rica em água contendo aiguns vestígios de lactato de metila foi continuamente recuperada na parte inferior da seção de coluna (2) e foi coletada em um refrigerador (7), ao passo que a fração rica em metanol foi coletada continuamente em um refrigerador (8). A seletividade de lactato de metila observada foi de 98.5% com base no ácido láctico convertido para lactato de metila.

Exemplo 5 - A esterificação usando o método contínuo de contra corrente de fase de gotejamento lento com hidroquinona como um estabilizador Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada. Ácido láctico bruto preparado conforme explicado no Exemplo 1 foi pré-misturado com ácido sulfúríco concentrado (1 mole I de ácido láctico) e foi carregado com 150 ppm de hidroquinona e foi armazenado em um tanque (5) . Esta mistura de ácido láctico bruto contendo hidroquinona foi continuamente bombeada através do pré-aquecedor a 960 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida por um circulador de óleo quente de tal maneira para manter a temperatura de alimentação de ácido láctico bruto a 96 °C. O ácido láctico bruto aquecido foi alimentado continuamente levemente acima do meio da fase de gotejamento lento da seção de destilação reativa (1) da coluna fixada acima da caldeira de recozer (3). Metanol fresco contendo 0.41 de água foi armazenado no tanque de alimentação de metanol (6), Este metanol foi continuamente bombeado através do pré-aquecedor a 720 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida pelo circulador de óleo quente de tal maneira a conseguir vapores de metanol super aquecido a 85 °C. Os vapores de metanol superaquecido foram borbulhados na parte inferior da caldeira de recozer (3) contendo um estoque de alimentação de lactato de metila bruto em um estado estável obtido a partir do Exemplo 2. A caldeira de recozer (3) foi continuamente mantida a 103 °C pelo circulador de óleo quente.

Foi permitido que o ácido láctico aquecido obtido a partir do pré-aquecedor de ácido láctico gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna completa (1) e foi permitido que reagisse continuamente com os vapores de metanol superaquecido obtidos a partir do pré-aquecedor de metanol através da caldeira de recozer (3) a qual eleva através da coluna de gotejamento lento (1} e (2). Foi permitido que o lactato de metila formado e o ácido láctico bruto não convertido gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna (1) para a caldeira de recozer (3) . O lactato de metila bruto formado em conjunto com as impurezas foi removido continuamente na forma de um sobre fluxo a partir da caldeira de recozer (3) através de um refrigerador em uma taxa de 850 g/h. A concentração de lactato de metila em sobre fluxo foi de 78.3¾ em peso ao passo que o conteúdo de umidade no lactato de metila bruto medido pelo instrumento Karl-Fischer foi de 3.0% em peso. A temperatura mais baixa da seção de coluna da fase de gotejamento lento (1) fixada justa acima da caldeira de recozer (3) foi observada continuamente a 83 °C. A temperatura do vapor na parte superior da seção de coluna (2) foi continuamente mantida a 65 °C e a menor temperatura da seção de coluna (2) foi observada a 79 °C. A camada rica em água contendo alguns vestígios de lactato de metila foi continuamente recuperada na parte inferior da seção de coluna (2) e foi coletada em um refrigerador (7), ao passo que a fração rica em metanol foi coletada continuamente em um refrigerador (8). A seletividade de lactato de metila observada foi de 98.51 com base no ácido láctico convertido para lactato de metila.

Exemplo 6 - A esterificação usando o método continuo de contra corrente de fase de gotejamento lento com dopagem de impurezas conhecidas na alimentação de ácido láctico Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada. Ácido láctico bruto preparado conforme explicado no Exemplo 1 foi pré-misturado com ácido sulfúrico concentrado (1 mole I de ácido láctico} e a esta mistura foram adicionadas diferentes impurezas tais como ácido oxalico, ácido málico, ácido acético e ácido fumárico, todos colocados juntos pela dissolução em um a pequena quantidade de metanol (II de cada uma das impurezas em peso de ácido láctico foi adicionado), foi carregado e foi armazenado em um tanque (5) . Esta mistura de ácido láctico bruto contendo as impurezas conhecidas foi continuamente bombeada através do pré-aquecedor a 1000 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida por um circulador de óleo quente de tal maneira para manter a temperatura de alimentação de ácido láctico bruto a 96 °C. O ácido láctico bruto aquecido foi alimentado continuamente no meio da fase de gotejamento lento da seção de destilação reativa (1) da coluna fixada acima da caldeira de recozer (3). Metanol fresco contendo 0.4% de água foi armazenado no tanque de alimentação de metanol (6), este metanol foi continuamente bombeado através do pré-aquecedor a 750 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida pelo circulador de óleo quente de tal maneira a conseguir vapores de metanol super aquecido a 154 °C. Os vapores de metanol superaquecido foram borbulhados na parte inferior da caldeira de recozer (3) contendo o estoque de alimentação de lactato de metila em um estado estável obtido a partir do Exemplo 2. A caldeira de recozer foi mantida a 119 °C pelo circulador a óleo quente.

Foi permitido que o ácido láctico aquecido obtido a partir do pré-aquecedor de ácido láctico gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna completa (1) e foi permitido que reagisse continuamente com os vapores de metanol superaquecido obtidos a partir do pré-aquecedor de metanol através da caldeira de recozer (3) a qual eleva através da coluna de gotejamento lento (1) e (2). Foi permitido que o lactato de metila formado e o ácido láctico bruto não convertido gotejasse lentamente e continuamente através da seção de coluna (1) para a caldeira de recozer (3). 0 lactato de metila bruto formado em conjunto com as impurezas foi removido continuamente na forma de um sobre fluxo a partir da caldeira de recozer (3) através de um refrigerador em uma taxa de 840 g/h. A concentração de lactato de metila em sobre fluxo foi de 74.4% em peso, ao passo que o conteúdo de umidade no lactato de metila bruto medido pelo instrumento Karl-Fischer foi de 0,9% em peso. A temperatura mais baixa da seção de coluna da fase de gotejamento lento (1) fixada justa acima da caldeira de recozer (3) foi observada continuamente a 103 °C. A temperatura do vapor na parte superior da seção de coluna (2) foi continuamente mantida a 65 °C e a menor temperatura da seção de coluna (2) foi observada a 82 °C. A camada rica em água contendo alguns vestígios de lactato de metila foi continuamente recuperada na parte inferior da seção de coluna (2) e foi coletada em um refrigerador (7), ao passo que a fração rica em metanol foi coletada continuamente em um refrigerador (8), A seletividade de lactato de metila observada foi de 94.5% com base no ácido láctico convertido para lactato de metila.

Exemplo 7: Exemplo de Controle A esterificação usando o método continuo de contra corrente Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada. Ácido láctico bruto preparado conforme explicado no Exemplo 1 foi pré-misturado com ácido sulfúrico concentrado (1 mole I de ácido láctico) e foi armazenado em um tanque (5) . Esta mistura de ácido láctico bruto foi continuamente bombeada através do pré-aquecedor a 900 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida por um circulador de óleo quente de tal maneira para manter a temperatura de alimentação de ácido láctico bruto a 105 °C. 0 ácido láctico bruto aquecido foi alimentado continuamente no meio da fase de gotejamento lento da seção de destilação reativa (1). Metanol fresco contendo 0.41 de água foi armazenado no tanque de alimentação de metanol (6). Este metanol foi continuamente bombeado através do pré-aquecedor a 750 g/h. A temperatura do pré-aquecedor foi mantida pelo circulador de óleo quente de tal maneira a conseguir vapores de metanol super aquecido a 65 °C. Os vapores de metanol superaquecido foram borbulhados na parte inferior da caldeira de recozer (3) contendo 2000 g de parafina liquida para proporcionar um meio para a transferência de calor para a mistura de alimentação. A caldeira de recozer foi mantida continuamente a 150 °C pelo circulador a óleo quente.

Foi permitido que o ácido láctico aquecido obtido a partir do pré-aquecedor de ácido láctico gotejasse lentamente e continuamente através da coluna completa da seção de coluna de fase de gotejamento lento (1), e a coluna (2), foi permitido que reagisse continuamente com os vapores de metanol superaquecido obtidos a partir do pré-aquecedor de metanol através da caldeira de recozer (3) a qual eleva através da coluna de gotejamento lento (1) e (2) . Foi permitido que os vapores de lactato de metila formado, os vapores de metanol em excesso e os vapores de água se elevassem a partir da caldeira de recozer (3} para as colunas da seção de coluna de fase de gotejamento lento (1) e (2). Isto foi então coletado como um material destilado sem um refluxo no reservatório (8) através do refrigerador. A temperatura do vapor na parte superior da coluna (2) foi observada a 86 °C. A concentração de lactato de metila no material destilado foi de 49% em peso conforme medido por GC. Ao passo que o conteúdo de umidade medido pelo instrumento Karl-Fischer foi de 21.0% em peso. O material destilado tinha um cheiro pungente típico e mostrou concentrações de 2-penteno-l-ol [1576-96-1] o qual foi confirmado por Shimadzu da marca GC-MS Model-QP5000, GC-17 A e por HPLC. Apenas o lactato de metila preparado por este exemplo mostrou 2-penteno-l-ol [1576-96-1] como a impureza.

Exemplo 8-0 isolamento de lactato de metila altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada.

Lactato de metila bruto obtido como sobre fluxo a partir da caldeira de recozer (3), conforme mencionado no Exemplo 4 foi continuamente carregado no Evaporador (4), que foi mantido continuamente a 110 °C através de um circulador de óleo quente e foi continuamente mantido sob vácuo a 100 mm de mercúrio. Os vapores de metanol, água e lactato de metila gerados a partir do evaporador foram condensados através do refrigerador e foram armazenados para conseguir o lactato de metila semi acabado na caldeira de recozer (3) até que a quantidade desejada foi acumulada. Depois da coleta da quantidade desejada de lactato de metila semi acabado na caldeira de recozer (3), 1% em peso de bicarbonato de sódio de lactato de metila foi adicionado à caldeira de recozer. Depois da coleta da quantidade desejada de lactato de metila semi acabado, a temperatura da caldeira de recozer foi continuamente mantida a 90 °C através do circulador de óleo quente e foi continuamente mantida sob vácuo a 40 mm de mercúrio. Todas as impurezas foram separadas por destilação fracional usando refluxo através do refrigerador e todos os diferentes componentes foram separados através do refrigerador. Uma fração de lactato de metila altamente pura coletada mostrou uma pureza de 99.58% em peso em uma análise de GC e tendo 0.0-3% em peso de umidade. A rotação ótica do líquido puro de lactato de metila foi medida a (-) 8.43 por um polarímetro.

Exemplo 9-0 isolamento de lactato de metila altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 1 representa o arranjo da presente invenção mencionada.

Lactato de metila bruto obtido como sobre fluxo a partir da caldeira de recozer (3), conforme mencionado no Exemplo 3 foi continuamente carregado no Evaporador (4), que foi mantido continuamente a 110 °C através de um circulador de óleo quente e foi continuamente mantido sob vácuo a 100 mm de mercúrio. Os vapores de metanol, água e lactato de metila gerados a partir do evaporador foram condensados através do refrigerador e foram armazenados para conseguir o lactato de metila semi acabado na caldeira de recozer (3) até que a quantidade desejada foi acumulada. Depois da coleta da quantidade desejada de lactato de metila semi acabado na caldeira de recozer (3), 1% em peso de bicarbonato de sódio de lactato de metila foi adicionado a caldeira de recozer. Depois da coleta da quantidade desejada de lactato de metila semi acabado, a temperatura da caldeira de recozer foi continuamente mantida a 90 °C através do circulador de óleo quente e foi continuamente mantida sob vácuo a 40 mm de mercúrio. Todas as impurezas foram separadas por destilação fracional usando refluxo através do refrigerador e todos os diferentes componentes foram separados através do refrigerador. Uma fração de lactato de metila altamente pura coletada mostrou uma pureza de 99.58% em peso em uma análise de GC e tendo 0.0-3% em peso de umidade. A rotação ótica do liquido puro de lactato de metila foi medida a (-) 8.43 por um polarímetro.

Exemplo 10 - A hidrólise de S-{-)-lactato de metila altamente puro para conseguir ácido láctico L-(+) altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 2 representa o arranjo da presente invenção mencionada. 2500 g de S- (-)-lactato de metila altamente puro a partir do reservatório (1), tendo uma pureza de 99.81% por uma análise de GC como lactato de metila, obtido por destilação reativa de ácido láctico e metanol seguido por destilação fracional para isolar lactato de metila puro, foi carregado em um reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L e foi carregado adicionalmente com 2500 g de água destilada (deionizada, destilada em vidro) a partir do reservatório (2) em conjunto com 500 g de Purac Inc., de marca USA Pure Lactic (90% em peso sobre uma análise de HPLC) a partir do reservatório (3). A temperatura da caldeira de recozer foi continuamente mantida a 100 °C por um circulador de óleo quente (5) . Foi permitido que os vapores de metanol formados durante a reação da hidrólise se elevassem através da coluna (6) e condensasse no refrigerador (7) e fracionasse com um refluxo apropriado de tal maneira para conseguir uma temperatura máxima a 65 °C. O metanol formado foi continuamente coletado no reservatório (10) através do refrigerador (8). Qualquer quantidade de vestígio de metanol ou de lactato de metila não convertido foi recuperada e reciclado. Depois de coletar a quantidade desejada de metanol no reservatório (10) através do refrigerador (8), 1000 g de água destilada a partir do reservatório (2) foi carregado no reator (4) de tal maneira a se conseguir uma conversão completa de lactato de metila em L-(+)-ácido láctico. A água foi removida por destilação e foi coletada no reservatório (9) através do refrigerador (8) de tal maneira para conseguir ácido láctico livre de metanol e lactato de metila em uma quantidade de vestígios. Depois de remover a quantidade desejada de água, o ácido láctico no reator (4) foi tratado com 0.5% em peso do material total com carvão ativado pré-tratado a partir do reservatório (11). 0 pré-tratamento do carvão ativado foi realizado lavando o carvão ativado com uma solução de 101 de L-(+)-acido láctico em água. 0 ácido láctico L-(+) puro e o carvão ativado pré-tratado no reator (4) foi misturado por 30 minutos, foi resfriado até a temperatura ambiente e o conteúdo do reator (4) foi filtrado em um filtro Buchner (12) para conseguir ácido láctico L-(+) altamente puro como o material filtrado o qual foi armazenado no reservatório (13). Este material filtrado de ácido láctico L- (+) era claro e transparente e foi concentrado adicionalmente a 80 °C e sob um vácuo de 100 mm de Hg até 90% em peso da solução de ácido láctico L-(+) em água foi obtida. Este ácido láctico L-(+) foi analisado por HPLC e mostrou ácido láctico com uma pureza de 99.81¾ em peso sobre uma base livre de água e tendo uma pureza ótica de 99.91 conforme foi analisado pelo método de RANDOX Enzyme Kit. 0 ácido láctico L-{+) obtido também era livre de qualquer odor e de qualquer cor. 0 progresso da reação de hidrólise foi analisado pelo monitoramento da concentração de lactato de metila no reator, A reação de hidrólise foi completada em 6 horas e nenhum vestígio de metanol ou de lactato de metila foi observado na mesma amostra.

Dados obtidos pela analise de GC são fornecidos abaixo.

Exemplo 11 - A purificação de lactato de metila razoavelmente puro para S-(-)-lactato de metila usando uréia seguida pela hidrólise para conseguir ácido láctico L-{+) altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 2 representa o arranjo da presente invenção mencionada. 5000 g de lactato de metila razoavelmente puro tendo uma pureza de 95.86% por análise de GC como lactato de metila foi carregado em um reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L e uma mistura de 50 g de bicarbonato de sódio e 50 g de uréia foi carregado adicionalmente no reator; a carga de reação foi levada ao refluxo por uma hora a 80 °C e a 50 mm de Hg de pressão; então o lactato de metila foi recuperado sob o mesmo vácuo e sob refluxo. A recuperação de S-(-)-lactato de metila puro foi observada mais de 98%. O S-(-)-lactato de metila altamente puro recuperado a partir do experimento acima mencionado (posicionado no reservatório (1), tendo uma pureza de 99.791 por uma análise de GC como lactato de metila) foi carregado num reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L. A reação de hidrólise de S-(-}-lactato de metila altamente puro para ácido láctico L-(+) altamente puro foi seguida exatamente conforme mencionado na Exemplo 10. O ácido láctico L-(+) aqui obtido era claro, transparente e inodor e foi analisado por HPLC e mostrou um ácido láctico L-(+) com uma pureza de 99.80% em peso sobre uma base iivre de água e tendo uma pureza ótica de 99.9% conforme foi analisado pelo método de RANDOX Enzyme Kit. Nenhum vestígio de metanol e de lactato de metila foi observado no ácido láctico L-(+) conforme foi analisado por GC. Este ácido láctico L-(+) obtido era livre de qualquer odor, A conversão completa de S-(-)-lactato de metila em ácido láctico L-(+) foi observada.

Exemplo 12 - A purificação de lactato de metila razoavelmente puro para S-(-)-lactato de metila usando mono etanolamino seguido pela hidrólise para conseguir ácido láctico L-(+) altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 2 representa o arranjo da presente invenção mencionada. 5000 g de lactato de metila razoavelmente puro tendo uma pureza de 94.43% por análise de GC como lactato de metila foi carregado em um reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L e uma mistura de 50 g de bicarbonato de sódio e 50 g de mono etanolamino foi carregado adicionalmente no reator; a carga de reação foi levada ao refluxo por uma hora a 80 °C e a 50 mm de Hg de pressão; então o lactato de metila foi recuperado sob o mesmo vácuo e sob refluxo. O S-(-)-lactato de metila altamente puro recuperado a partir do experimento acima mencionado (posicionado no reservatório (1), tendo uma pureza de 99.391 por uma análise de GC como lactato de metila) foi carregado num reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L. A reação de hidrólise de S-(-)-lactato de metila altamente puro para ácido láctico L-(+) altamente puro foi seguida exatamente conforme mencionado na Exemplo 10. 0 ácido láctico L-(+) aqui obtido era claro, transparente e inodor e foi analisado por HPLC e mostrou um ácido láctico L-(+) com uma pureza de 99.8% em peso sobre uma base livre de água e tendo uma pureza ótica de 99.9% conforme foi analisado pelo método de RANDOX Enzyme Kit. Nenhum vestígio de metanol e de lactato de metila foi observado no ácido láctico L-(+} conforme foi analisado por GC. Este ácido láctico L-{+) obtido era livre de qualquer odor.

Exemplo 13 - A purificação de lactato de metila razoavelmente puro para S-(-)-lactato de metila usando di etanolamino seguido pela hidrólise para conseguir ácido láctico L-(+} altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 2 representa o arranjo da presente invenção mencionada. 5000 g de lactato de metila razoavelmente puro tendo uma pureza de 94.43% por análise de GC como lactato de metila foi carregado em um reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L e uma mistura de 50 g de bicarbonato de sódio e 50 g de di etanolamino foi carregado adicionalmente no reator; a carga de reação foi levada ao refluxo por uma hora a 80 °C e a 50 mm de Hg de pressão; então o lactato de metila foi recuperado sob o mesmo vácuo e sob refluxo. O S-(-)-lactato de metila altamente puro recuperado a partir do experimento acima mencionado (posicionado no reservatório (1), tendo uma pureza de 99.56% por uma análise de GC como lactato de metila) foi carregado num reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L. A reação de hidrólise de S-(-)-lactato de metila altamente puro para ácido láctico L-(+) altamente puro foi seguida exatamente conforme mencionado na Exemplo 10. O ácido láctico L~(+) aqui obtido era claro, transparente e inodor e foi analisado por HPLC e mostrou um ácido láctico L-(+) com uma pureza de 99.8% em peso sobre uma base livre de água e tendo uma pureza ótica de 99.9% conforme foi analisado pelo método de RANDOX Enzyme Kit. Nenhum vestígio de metanol e de lactato de metila foi observado no ácido láctico L-(+) conforme foi analisado por GC. Este ácido láctico L-(+) obtido era livre de qualquer odor.

Exemplo 14 - A conversão de lactato de metila impuro para S-(-)-lactato de metila altamente puro e a hidrólise de S-(-)-lactato de metila altamente puro para conseguir ácido láctico L-(+) altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 2 representa o arranjo da presente invenção mencionada.

As impurezas conhecidas de 3000 ppm de ésteres de ácido mono carboxílico e de ácido di carboxilico (como oxalato de dimetila, fumarato de dimetila, acetato de metila) foram dopadas em 5000 g de lactato de metila razoavelmente puro tendo uma pureza de 95.5% por análise de GC como lactato de metila foi carregado em um reator de mistura forrado de viro (4), tendo uma capacidade de 10 L e uma mistura de 50 g de bicarbonato de sódio, 50 g de uréia e 50 g de mono etanolamino foi carregado adicionalmente no reator; a carga de reação foi levada ao refluxo por uma hora a 80 °C e a 50 mm de Hg de pressão; então o lactato de metila foi recuperado sob o mesmo vácuo e sob refluxo, O S-(-)-lactato de metila altaraente puro recuperado a partir do experimento acima mencionado (posicionado no reservatório (1), tendo uma pureza de 99.78¾ por uma análise de GC como lactato de metila) foi carregado num reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L. A reação de hidrólise de S-(-)-lactato de metila altamente puro para ácido láctico L-(+) altamente puro foi seguida exatamente conforme mencionado na Exemplo 10. O ácido láctico L-(+) altamente puro aqui obtido era claro e transparente e foi analisado por HPLC e mostrou um ácido láctico L-(+) com uma pureza de 99.791 em peso sobre uma base livre de água e tendo uma pureza ótica de 99.2% conforme foi analisado pelo método de RANDOX Enzyme Kit. Nenhum vestígio de metanol e de lactato de metila foi observado no ácido láctico L- (+) conforme foi analisado por GC. Este ácido láctico L-(+) obtido era livre de qualquer odor.

Exemplo 15 - A conversão de lactato de metila comercialmente disponível lactato de metila altamente puro e a hidrólise lactato de metila altamente puro para conseguir ácido láctico altamente puro Com referência aos desenhos acompanhantes desta especificação, a Figura 2 representa o arranjo da presente invenção mencionada. 2000 g de lactato de metila comercialmente disponível tendo uma pureza de 95.77% em peso de lactato de metila e 3.641 em peso de piruvato de metila como impureza por análise de GC, e GC- MS foi carregado em um reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L, mono etanolamino foi carregado no reator como 2% de composição molar de piruvato de metila presente na alimentação de lactato de metila, a carga de reação foi levada ao refluxo por uma hora a 80 °C e a 50 mm de Hg de pressão; então o lactato de metila foi recuperado usando o mesmo vácuo e sob refluxo. Vestígios insignificantes de piruvato de metila foram vistos no lactato de metila recuperado conforme foi analisado por GC-MS, assim sendo tornando o lactato de metila de forma quase livre de impureza de piruvato de metila. O lactato de metila altamente puro recuperado a partir do experimento acima mencionado posicionado no reservatório (1), tendo uma pureza de 99.8% em peso de lactato de metila por uma análise de GC como lactato de metila foi carregado num reator de mistura forrado de vidro (4), tendo uma capacidade de 10 L. A reação de hidrólise de S-(-)-lactato de metila altamente puro para ácido láctico L- {+) altamente puro foi seguida exatamente conforme mencionado na Exemplo 10. O ácido láctico aqui obtido era claro, transparente e foi analisado por HPLC e mostrou um ácido láctico altamente puro com uma pureza de 99.7% em peso sobre uma base livre de água. Nenhum vestígio de metanol e de lactato de metila foi observado no ácido láctico L-(+) conforme foi analisado por GC.

As principais vantagens da presente invenção são: 1. O método de reação de esterificação reportado nesta invenção é uma esterificação contínua contra corrente de fase de gotejamento lento de ácido láctico diluído usando metanol que fornece uma seletividade de 95 a 98.5% em direção ao lactato de metila com base no ácido láctico consumido. 2. O uso do estabilizador reportado nesta invenção, tal como 4-metóxi fenol e hidroquinona reduzem a polimerização de ácido láctico assim como a oxidação do ácido láctico para ácido pirúvico ou para outro bi produto na reação total. 3. Também, o uso do estabilizador acima mencionado reportado nesta invenção reduziu a formação de sub produto a partir do ácido láctico, o qual por sua vez forneceu uma conversão mais alta de ácido láctico para lactato de metila. 4. O vapor de metanol superaquecido alimentado na caldeira de recozer auxilia a remover água a partir de ácido láctico e água da reação na direção da parte superior da coluna onde conforme o lactato de metila é formado na coluna por gotejamento lento de uma maneira contra corrente em direção a caldeira de recozer e assim sendo coibe a reação reversível a qual por sua vez auxilia a intensificar a reação para frente do ácido láctico para lactato de metila. 0 efeito líquido da operação acima mencionada é conseguir uma conversão mais alta de ácido láctico para lactato de metila é assim conseguido. 5. O método reportado nesta invenção permite uma razão molar de metanol para ácido láctico tão baixo quanto 2.8. 6. 0 método reportado nesta invenção permite, facilmente, a recuperação e a reciclagem do metanol em excesso e não reagido de volta para a zona de reação. 7. 0 lactato de metila produzido por esta invenção tem a qualidade de 99.811 em peso de pureza por GC e tem um conteúdo de umidade bem baixo de 0.03% em peso e mostra uma rotação ótica de (-) 8.43. Apesar de incorporar várias impurezas tais como ácido acético, ácido oxálico, ácido fumárico e ácido málico na alimentação de ácido láctico bruto diluído, a pureza do produto lactato de metila permanece a mesma. 8. Quando praticando a invenção, qualquer ácido mineral forte pode ser usado para gerar ácido láctico a partir de lactato de cálcio, mas ácido sulfúrico é preferido em vista do fato que o mesmo é prontamente disponível e não é caro. Seria geralmente usada na prática de uma realização comercial da invenção e por estas razões a mesma é descrita como algo ilustrativo. 9. 0 método da reação de hidrólise reportada nesta invenção de S-(-)-lactato de metila puro usando água altamente pura fornece uma conversão quantitativa e uma seletividade total no que diz respeito a ácido láctico L— (+) com base no lactato de metila consumido. 10. 0 uso da mistura reagente nesta invenção, tal como uma mistura de bicarbonato de sódio e uréia ou bicarbonato de sódio e tiouréia reduz a impureza do éster de dimetila de ácido carboxílico presente no lactato de metila. Este tratamento auxilia a conseguir o ácido láctico L—(+) altamente puro. 11. 0 uso de ácido láctico L-(+) altamente puro como o catalisador na hidrólise auxilia a acelerar a reação de hidrólise e acarreta em completar a mesma em um curto espaço de tempo. Similarmente, a mesma não contamina o ácido láctico L-(+) produzido. 12. O uso de carvão ativado pré-tratado auxilia na remoção de qualquer corpo de coloração no ácido láctico. O pré-tratamento de carvão ativado remove qualquer impureza solúvel em água e em ácido aderidas ao carvão ativado. 13. 0 método reportado nesta invenção permite uma razão molar de lactato de metila para ácido láctico tão baixa quanto 4.8:1.0. 14. 0 método reportado nesta invenção facilmente permite a recuperação e a reciclagem do metanol obtido a parir da reação de hidrólise de volta para a zona de esterifícação. 15. 0 ácido láctico L-(+) produzido por esta invenção tem a qualidade de pureza de 99.81¾ em peso por HPLC sobre uma base livre de água. Similarmente o lactato de metila contendo o éster de metila de várias impurezas tais como ácido acético, ácido oxálico, ácido fumárico e ácido málico, o ácido pirúvico quando do tratamento com reagentes como bicarbonato de sódio, mono etanolamino ou di etanolamino e uréia fornecem um S-{-)-lactato de metila altamente puro, o qual quando da hidrólise fornece o produto ácido láctico L-(+) com uma alta pureza. 16. O método reportado nesta invenção pode ser comercialmente viável. 0 processo reportado nesta invenção é seguro para operar e fácil para controlar em uma grande escala, assim sendo torna o processo comercialmente viável.

Assim sendo nos métodos desta invenção, quando comparado aos métodos usuais, obtém produtos de alta qualidade e uma alta produção de S- (-) -lactato de metila altamente puro e ácido láctico L-(+) altamente puro podem ser produzidos.

Em vista das muitas modificações possíveis no processo e no aparelho, deverá ser subentendido que o aparelho acima descrito e o método típico descrito acima são ilustrativos e não deveríam ser considerados como limitantes do escopo das reivindicações a seguir.

Claims (19)

1. Processo para a preparação de ácido lãctico L-(+) tendo uma pureza na faixa de 99 - 99,81 e uma pureza ótica de 99 -99,9%, o referido processo caracterizado pelo fato que compreende as etapas de: (a) esterificar uma solução de ácido láctico bruto diluído em água usando um ácido mineral pelo pré-aquecer o ácido láctico bruto diluído a uma temperatura de aproximadamente 105 °C e permitir ao mesmo reagir com vapores super aquecidos de metanol mantidos a 150 °C em uma razão molar de metanol para ácido láctico de 2,8:1 a 4:1, preferivelmente 2,8:1, na presença de um estabilizador, em um modo contínuo contra corrente de fase de gotejamento lento para obter um lactato de metila, enquanto removendo continuamente o metanol não reagido e a camada rica em água separadamente como um lactato de metila bruto e destilado em uma maneira contínua conforme o sobrefluxo a partir do fundo do reator, seguido pela recuperação do lactato de metila tendo uma pureza de 93 ~ 95% usando um evaporador com ácido láctico para a conversão em lactato de metila com uma pureza de aproximadamente 98,5% sem a formação de qualquer outro subproduto, (b) reagir o lactato de metila tendo uma pureza de 93 - 951 em peso com um reagente selecionado a partir do grupo consistindo de uréia, mono etanolamino, di etanolamino e uma mistura dos mesmos, sob refluxo, por um período de 1 hora, seguido pela destilação com ou sem vácuo para obter um S-(-}-lactato de metila tendo uma pureza de 99,81 em peso, umidade de 0.03% e pureza ótica de (-) 8.43°; (c) hidrolisar o S-¢-)-lactato de metila obtido na etapa fb} com água destilada, livre de contaminação por metal ou água .demineralizada ou deionizada, na presença de um ácido láctico L-(+) tendo uma pureza na taxa de 99 - 99,8% e uma pureza ótica de 99 - 99,9% como um catalisador com uma razão molar de S- (-} -lactato de metila para um catalisador na razão de 10,8:1 para 3.4:1, em uma temperatura na taxa de 85 - 105 °C, por um período de 2 - 6 horas e permitir a hidrólise de S O)-lactato de metila para ácido láctico L-{+} com a remoção do metanol obtido durante a reação de hidrólise continuamente sob refluxo, em uma temperatura e uma pressão controladas para obter um ácido láctico L-(+) tendo uma pureza na taxa de 99 - 99,8% e uma pureza ótica de 99 - 99,9% seguido do tratamento com carvão ativado pré-tratado para obter um ácido láctico L- ( + ) em água e o concentrando em um evaporador até uma potência desejada tendo uma pureza na taxa de 99 - 99,81 e uma pureza ótica de 99 - 99,9% sobre uma base livre de água sem qualquer subproduto e continuamente coletando o metanol em um reservatório para ser usado/ reciclado na etapa (a).

2. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que na etapa (b) na conversão das impurezas voláteis de S- (-)-lactato de metila em componentes nâo voláteis antes da hidrólise é pelo uso de bicarbonato de sódio com um reagente selecionado'a partir do grupo consistindo de uréia, mono etanolamino, di etanolamino e uma mistura dos mesmos.

3. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que na etapa {c) ácido láctico pum é usado como um catalisador para acelerar a hidrólise do S-(-)-lactato de metila.

4. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a etapa {a) é em uma fase de esterificação contínua contra corrente de gotejpmento lento do ácido láctico aquecido com metanol super aquecido na fase de vapor no modo contra corrente e obtendo 5-(-)-lactato de metila em um modo continuo.

5. Processo para a preparação de ãcído láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que na etapa (a) é usado um estabilizador selecionado a partir de 4-metoxi fenol e hidroquinono.

6. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a impureza volátil presente no lactato de metila tendo uma pureza de 95% usada na etapa (b) é um éster de ácido mono ou di carboxilico selecionado a partir de oxalato de dimetila, fumarato de dimetila, acetato de dimetila e uma mistura dos mesmos.

7. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato que o catalisador usado na etapa (c) é ácido láctico puro tendo uma qualidade de 90% em peso.

8. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o carvão ativado usado na etapa (c) é pré-tratado com uma lavagem do mesmo com 10 % de uma solução aquosa de ácido láctico L-(+) puro.

9. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que na etapa {c) a razão molar do lactato de metila para catalisador, ácido láctico, usada é de 4.8:1.0.

10. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o período de tempo usado na· etapa fc) para a hidrólise completa do lactato de metila é preferivelmente na taxa de 4 - 6 horas.

11. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a pureza do ácido láctico obtido na etapa (c) é de 99, 8¾ em peso sobre uma base livre de água.

12. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a pureza ótica do ácido láctico obtido na etapa (c) é de 99,9%.

13. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o metanol fresco ou reciclado usado para a esterificaçâo do ácido láctico na etapa (a) é um vapor de metanol super aquecido.

14. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o uso do estabilizador aumentou a conversão de ácido láctico para lactato de metila a partir de 95% para 98.5% com nenhuma formação de um outro subproduto.

15. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a razão molar de metanol para ácido láctico é de 2.8:1 para 4:1, preferivelmente de 2.8 para Ϊ.

16. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a razão de catalisador tal como ácido sulfúrico para ácido láctico é na taxa de 0.005:100 para 0.02:100 sobre uma base molar, preferivelmente 0.01:100 sobre uma base molar.

17. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a alta pureza do 5 {-)-lactato de metila obtida está na taxa de 99.501 a 99,85% em peso com 0,03% em peso de umidade.

18. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que na etapa (b) 0 uso de bicarbonato de sódio é feito no fracionamento do lactato de metila e está na taxa de 1 a 5% em peso do lactato de metila, preferivelmente 1% em peso do lactato de metila.

19. Processo para a preparação de ácido láctico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o ácido láctico L-{+) produzido é inodor e incolor.