CN1285559C - 工业规模提纯乳酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业规模提纯乳酸的方法，方法包括步骤：(a)减压蒸馏乳酸浓溶液，该浓溶液的总酸含量以该乳酸浓溶液为基准至少为95重量%且单体乳酸的含量至少是80重量%，在乳酸浓溶液中乳酸对映异构体之间的比率是不等于1，且(b)使所述乳酸浓溶液结晶以制成纯净乳酸。本发明还涉及通过本方法制得的乳酸和乳酸溶液以及它们的用途。

Description

工业规模提纯乳酸的方法
本发明涉及一种工业规模提纯乳酸的方法和涉及可通过该方法制得的手性极纯的产物以及它们的用途。
乳酸通常是以稀溶液或浓溶液出售，因为乳酸极易形成分子间酯(二聚乳酸和多聚乳酸)。另外，乳酸(甚至极高纯度乳酸)是强吸湿性的。按照现有技术，工业规模地提纯乳酸(乳酸的外消旋混合物和特别是对映异构体)是复杂和费力的。
通过发酵的方式制备乳酸或2-羟基丙酸是公知的。通常地，发酵方法制备乳酸首先包含发酵步骤，在该步骤中含碳水化物的基材例如葡萄糖或蔗糖通过合适的微生物转变成乳酸。制备(S)-乳酸的熟知微生物是乳杆菌属，例如干酪乳酸杆菌。除此之外，还公知选择性制得(R)-乳酸的微生物。然后将含水发酵产物进行加工以得到乳酸。常规的工业加工途径通常是除去生物质，随后进行酸化、提纯和浓缩。
对于(S)-乳酸的情况，由此制得的乳酸是足够纯净以致于可混入至人可食的消费品中。通过这个常规方法最终得到的(S)-或(R)-乳酸可具有98％的对映异构体纯度或甚至更高(即，98％以上的乳酸是由(S)-或(R)-对映异构体组成)。然而，该产物还含有残余的糖和其它杂质。此外，该产物具有黄颜色且当加热时，由于杂质的降解，变成棕色或甚至变成黑色。另外，该产物具有难闻的气味。另外，对于(S)-乳酸的情况，感官特性通常是不令人满意的。因此乳酸对映异构体在一定程度上适合用在食品中，但完全不适合于药品用途和用于合成手性化合物。
通过酯化并随后进行水解，可增加所述产物的纯度，以致于它适合于制药用途。由于这个酯化/水解，对映异构体纯度降低。然而，乳酸仍然包含少量在酯化步骤中使用的醇。其它提纯乳酸的方法的实例包含是使乳酸的水溶液进行一次或多次萃取、(蒸汽)蒸馏和/或蒸发步骤、电渗透步骤和结晶(例如参见，Ullmans Encykopaedie der TechnischenChemie，Verlag Chemie GmbH，Weinheim，第四版，卷17，1-7页(1979))；H.Benninga“乳酸制造的历史”，Kluwer科学院出版社，Dordrecht-Boston-London(1990)；C.H.Holten，“乳酸；乳酸及其衍生物的性能和化学”，Verlag Chemie GmbH，Weinheim(1971)；The MerckIndex，Merck & Co.，Inc.，第十一版，P.842(1989)；Roemmp ChemieLexicon，G.Thieme Verlag，斯图加特和纽约，第9版，卷4，2792-2893页(1991)和荷兰专利申请1013265和1013682。
德国专利593,657(1934年2月15日授权)介绍了一种实验室实验，其中含有过量(S)-组分且基本上无乳酸酐的乳酸水溶液是通过薄膜蒸发技术进行浓缩，如需要，可在减压下进行，在该方法中从乳酸中分离出的杂质的沸点低于乳酸的沸点。然后，乳酸浓溶液是快速冷却以形成晶体。然后将晶体从母液中分离出来，用醚洗涤且从乙酸乙酯或氯仿或该晶体的类似溶剂中进行足够多次的再结晶以表现出53℃的明确沸点。未报道总乳酸含量、单体乳酸含量、对映异构体过量物的手性纯度和颜色。此外，对本领域一般技术人员明显的是，此种方法是不适合于有效的工业规模提纯，特别是使用溶剂例如醚、乙酸乙酯或氯仿的情况下，它们是可燃的和/或有毒的溶剂，它们以工业规模使用目前是不允许的或受到极严格标准的控制。
H.Borsook，H.M.Huffman，Y-P.Liu，J.Biol.Chem.102，449-460(1933)介绍了一种实验室实验，其中含有带有过量(S)-乳酸的50％乳酸、30％乳酸酐和乳酸二聚体、以及15％水的水性混合物是在约0.13毫巴和105℃下进行分馏。随后将中间馏分再蒸馏且然后在冰/盐浴中冷却以形成晶体的固体团块。据称，蒸馏必须使用少量进行，因为较大量由于需要较长的加热时间将导致产物显著的损失。晶体的固体团块然后将从等体积量的二乙醚和二异丙醚再结晶三次，分离出单体并在室温下于真空干燥器干燥。由此是可能得到沸点为52.7℃-52.8℃的(S)-乳酸，其含有0.1％以下的杂质例如水、乳酸酐或乳酸二聚体。再者，其中没有提及手性纯度和颜色。此外，本领域一般技术人员将明显意识到的是，这个方法也是不适合用于有效的工业规模提纯。
L.B.Lockwood，D.E.Yoder，M.Zienty，Ann.N.Y.Acad.Sci.119，854(1965)同样介绍了以实验室规模蒸馏和结晶乳酸，其中所得的光学上纯净的乳酸的沸点是54℃。颜色和其它重要性能没有被报道。
在1934年，Boehringer Ingelheim研究了乳酸的结晶，但由于相关于提纯和进一步处理的问题，发现这个方法没有达到良好的结果。然而，在第二次世界大战之后，Boehringer Ingelheim证实能够以每月约12-15吨的规模、约77-86％的产率制得制药用途的乳酸。这包括通过下列步骤提纯乳酸水溶液：利用在减压(约13毫巴)下蒸汽蒸馏，随后在-25℃下结晶，然后将晶体溶解在水中并将溶液用铁氰化钾(以除去重金属)和活性碳处理。由此制得的(S)-乳酸的手性纯度或其它性能例如颜色和气味是未知的。US5,641,406公开了一种通过离子交换制备和提纯乳酸的方法。在栏1，67行-栏2，3行，还提及不含阳离子的乳酸溶液可被蒸发或结晶。
结晶的(S)-乳酸是已由Fluka和Sigma投放至市场上，其纯度超过99％，例如，(M.L.Buszko，E.R.Andrew，Mol.Phys.76，83-87(1992)和T.S.Ing，A.W.Yu，V.Nagaraja，N.A.Amin，S.Ayache，V.C.Gandhi，J.T.Daugirdas，Int.J.Artif.Organs 17，70-73(1994))。水含量低于1重量％的结晶(S)-乳酸是可见于EP-A-563,455的实施例1。乳酸的晶体结构是描述在A.Schouten，J.A.Kanters，J.Vankrieken，J.Mol.Struct.323，165-168(1994)。
乳酸也可合成得到。这是公知的。然而，合成制备方法得到的产物是一个外消旋的混合物，因此其含有等量的(S)-乳酸和(R)-乳酸。虽然单个对映异构体可通过公知的技术例如非对映异构体分离技术进行分离，以盐形式结晶出的对映异构体和所述盐的之一是再转变成对映异构的乳酸，最终得到的对映异构产物将不可避免地还含有相当含量的其它对映异构体。
已发现，使用现有技术的方法，工业规模制备具有高手性和高化学纯度的乳酸，特别是用于制药用途的乳酸，是不可能得到合格的颜色和气味的。
因此，本发明涉及一种工业规模(即，每年的生产能力至少为1000吨)提纯乳酸的方法，该方法包括步骤：
(a)减压蒸馏乳酸浓溶液以得到乳酸浓缩液，该浓溶液的总酸含量以该乳酸浓溶液为基准至少是95重量％且单体乳酸的含量至少是80重量％，在乳酸浓溶液中乳酸对映异构体之间的比率是不等于1，且
(b)使所述乳酸浓缩液结晶以制成纯净乳酸。
总酸含量(TA)是在用过量的碱皂化分子间酯键之后的酸含量并通过用酸返滴定而确定。因此，总酸含量表示单体、二聚和多聚乳酸的量。游离酸含量(FA)是通过用碱直接滴定而确定，即在分子间酯基的皂化之前。将单体乳酸含量(ML)在此定义为：
                ML＝TA-2×(TA-FA)
但TA-FA＜10％。这意味着，不是必须存在极多的二聚或多聚乳酸。此外，假定非单体乳酸是以乳酰乳酸(二聚体)的形式存在。
手性纯度(对于(S)-异构体过量而言)是定义为：
手性纯度＝100％×{[(S)-异构体]/[(R)-异构体+(S)-异构体]}
本发明的进一个目的是提供一种具有经济优势和技术上可行的方法，且在(S)-乳酸的情况下，该方法也可提供具有极佳感官特性的产物。
使用本发明的方法，是可能得到无色和手性方面纯净的乳酸产物。显色的程度是根据ATM D 5386-93确定和以“APHA单位”表示。该方法是适合于确定透明液体的显色作用。最多为10APHA单位的显色作用意味着，所述的液体具有视觉上难以察觉的显色作用，且因为是裸眼观察，所以是无色的。在加热后的显色作用(回流约2小时)优选是最多为20APHA单位。
根据本发明，对于乳酸浓溶液，优选是在减压下蒸馏以形成一种乳酸浓缩液和蒸馏残渣，该浓缩液的总酸含量至少为该浓缩液的98重量％、优选至少为99％，且单体乳酸的含量至少是95重量％。优选地，乳酸浓缩液含有至少98.5％重量％的单体乳酸。乳酸浓缩液的手性纯度(chiral purity)优选是90％以上，更优选95％以上，且特别优选99％以上。在本发明的范围内，减压应理解为是压力在0.1-20毫巴，特别是0.2-10毫巴之间。在减压蒸馏期间的温度优选是100-200℃，更优选是110-140℃。减压蒸馏使得高沸点的杂质除去，因为乳酸是以最上层产物的形式得到。根据本发明，特别是利用短路蒸馏器进行这个蒸馏作用。减压蒸馏也可在0.1-20毫巴，特别是自2-10毫巴的压力下和在100-200℃、110-140℃的温度下进行，优选利用膜式蒸发将乳酸浓溶液加入至蒸汽相中、然后蒸汽被送至蒸馏塔中。在该方法中，在回流下分离成两个馏分，上层产物含有至少98重量％，优选至少99重量％的总酸，且残渣含有残余的糖和聚合的乳酸。上层产物含有基于乳酸浓缩液为至少95重量％的单体乳酸。优选地，上层产物含有至少约99.5重量％的单体乳酸。这个上层产物的手性纯度优选是90％以上，更优选是95％以上，且特别优选是99％以上。根据这个优选的实施方案，膜式蒸发优选是通过润滑膜式蒸发，薄膜蒸发和/或降膜式蒸发，具有1-10个塔板的蒸馏塔而进行。蒸馏步骤(a)确保乳酸与从诸如残余的糖和聚合的乳酸之类的组分和使不纯净的乳酸具有颜色的组分分离开来。这些组分或杂质的沸点高于乳酸的沸点。
根据本发明，在蒸馏步骤(a)之前，乳酸浓溶液可穿过含有活性碳的塔板和/或离子交换器，优选首先穿过含有活性碳的塔板和然后穿过离子交换器。
本发明还涉及乳酸或乳酸溶液，其总酸量至少是99重量％，单体含量至少为99重量％，手性纯度至少为99％，且颜色最多为10APHA单位，该乳酸或乳酸溶液具有特别适用于制药用途的合格的气味。在乳酸溶液的情况下，所述溶剂优选是水、虽然其它溶剂也是适合的例如C1-C5烷醇(甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇，2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇和2，2-二甲基丙醇)。手性纯度至少是99％，特别至少是99.5％，其对应于99％或更高的对映异构体过量。最优选的是手性纯度至少为99.8％(即至少99.6％的对映异构体过量)的乳酸及其溶液。乳酸或乳酸溶液还满足下列特征：
醇含量：不超过250ppm(醇是甲醇，乙醇或一些其它的醇，就是以这种醇的形式或乳酸酯的形式)，
总的氮含量：不超过5ppm，
总的糖含量：不超过100ppm，
有机酸(除乳酸之外)：不超过250ppm。
相比于现有技术的产物，乳酸或乳酸溶液对于用在食品中在气味方面表现出明显的改进且有更高的化学纯度。
根据在发酵中使用的微生物，本发明的乳酸可以是(S)-乳酸和(R)-乳酸。
(S)-乳酸和(R)-乳酸或它们的溶液可以是极适当地被用于手性合成，因为它们的高手性纯度。手性纯净的(S)-乳酸或其溶液还极其适合用于药品制剂。手性纯净的乳酸还特别适合用于制备聚(乳酸)和/或带有聚(乳酸)的共聚物。
因此，本发明也涉及一种药品制剂，其包含上述的(S)-乳酸或(S)乳酸溶液。
乳酸浓溶液的制备
根据本发明，经受减压蒸馏的乳酸浓溶液是从原则上可以是任何含乳酸的液流的原料制得，该液流的总酸含量基于总原料流至少为80重量％，优选至少为90重量％。原料的单体乳酸的含量同样至少为80重量％和优选至少为90重量％。同时，在原料中两个乳酸对映异构体之间的比率必须不等于1，这意味着该含乳酸的原料流必须不含有乳酸的外消旋混合物。两个对映异构体的之一因此应当是相对于另一个对映异构体过量。为得到手性纯净的产物，在原料中存在的单体乳酸手性纯度至少为90％，优选至少为95％，且特别优选是99％以上。在后一种情况下，这意味着，在原料流中存在的所有乳酸(＝100％)的至少99％将是(R)-乳酸或(S)-乳酸。
用于本发明的方法的原料可以各种方式得到。在合成制备乳酸的情况下，合适的原料可通过进行了对映异构体分离的合成方法的外消旋产物制得，由此得到的产物是其中一对映异构体相对于另一对映异构体过量存在，且其含有至少80重量％的总酸和至少80重量％的单体乳酸。对映异构体分离技术是熟知的。
在制备乳酸的现有发酵工艺中，用于本发明的方法的合适原料流可极其有效地通过一个浓缩步骤而制得，该浓缩步骤至少包含稀乳酸液流的蒸煮浓缩。除了蒸煮浓缩之外，也可采用其它浓缩步骤，例如使用膜或分子筛进行处理。一般地，原料可以是取自发酵后的加工阶段的任何液流，例如由提纯步骤得到的产物液流。通过含乳酸的液流(含有5-30重量％乳酸并经受一个浓缩步骤)得到良好的结果。
浓缩含乳酸的稀液流的工序可以任何合适的方式实施。在乳酸的浓缩步骤中，所用条件优选是：为了防止乳酸的聚合，温度必须不是太高。因此蒸煮蒸馏工艺优选是在减压(100-500毫巴)下进行。蒸煮蒸馏可在一个或多个步骤中实施。
含乳酸的稀液流特别是在第一个浓缩步骤中于一个或多个降膜式蒸发器和/或薄膜蒸发器和/或润滑膜蒸发器中进行浓缩，压力是100-500毫巴，优选是200-400毫巴，且温度为25-140℃，更优选是40-100℃和特别是50-70℃。在所述的第一个浓缩步骤中，沸点低于乳酸的沸点的杂质例如甲酸是通过蒸发除去。所得的底层产物的总酸含量至少是80重量％，优选至少90重量％，单体含量至少为80重量％，优选至少为90重量％，且手性纯度至少是90％，优选95％，且特别优选是99％。
优选地，第一浓缩步骤的产物是在实施蒸馏步骤(a)之前经受第二浓缩步骤。第二浓缩步骤优选是在80-150℃下、特别是100-140℃的温度，且在50-250毫巴、特别是60-150毫巴的压力下进行。第二浓缩步骤实施的优选方式是通过膜式蒸发将溶液带入蒸汽相中且使蒸汽通过第一蒸馏塔。在该方法中，在回流下分离成两个馏分，上层产物含有水、比乳酸更具挥发性的组分和至多1重量％的乳酸，优选至多为0.1重量％的乳酸，且底层产物含有总酸含量至少为95重量％，优选含有至少98重量％的乳酸(以总底层产物为基准)。底层产物的单体含量至少为80重量％，优选至少为95重量％，且手性纯度至少是90％，更优选至少是95％，且特别优选至少是98％。膜式蒸发优选是通过润滑薄膜蒸发，薄膜蒸发和/或降膜式蒸发，具有1-10个塔板的蒸馏塔而进行的。
蒸馏步骤(a)的蒸馏残渣是再循环至结晶步骤(b)的工艺上游中。蒸馏残渣在再循环至工艺中之前，优选经受一个解聚步骤，特别是因为所述残渣含有乳酸的低聚物或聚合物，由此使得工艺的产率得以增长。
解聚步骤优选是通过30-70重量％、优选40-60重量％的水性液流(其优选含有80-100重量％的水)和第二蒸馏步骤的70-30重量％，优选60-40重量％的残渣的混合物在大气压下于60-100℃的温度加热1-10小时而实施。
结晶步骤(b)
一般地，可采用公知的结晶技术。此种技术的一个实例是熔体结晶
(冷却结晶)，其包括含有(S)-或(R)-乳酸的浓液态浓缩物或馏出物在熔融态的冷却，以致于S)-或(R)-乳酸结晶出来。优选尽可能低地保持结晶发生的温度(结晶温度)，以使得乳酸的低聚物和高聚物的形成被尽可能地限制。
熔体结晶是一种结晶物是从待结晶的材料的熔体中得到的方法。这个技术是充分地介绍在例如Kirk-Othmer，Encyclopedia of ChemicalTechnology，第四版，卷7，第723-727页，在J.W.Mullin，“结晶”，第三修订版，Butterworth-Heinemann Ltd.309-323页(1993)，和J.Ullrich和B.Kallies，Current Topics in Crystal Growth Research，1(1994)，它们在此引入作为参考。相比于蒸馏结晶，熔体结晶的最大优点是，要求少得多的能量，因为有机化合物的熔融焓通常是低于蒸发焓。另外，熔体结晶相比于蒸馏结晶的另一个优点是，该方法通常是在低得多的温度下进行，如果有机化合物是热不稳定性的，这点就是有利的。
熔体结晶可借助于悬浮结晶或层结晶，可能连同洗涤塔或离心机，或一些其它的提纯技术而实施。适合设备和方法的实例是介绍在Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第四版，卷7，第723-727页，在J.W.Mullin，“结晶”，第三修订版，Butterworth-Heinemann Ltd.309-323页(1993)，和J.Ullrich and B.Kallies，Current Topics in Crystal Growth Research，1(1994)，它们在此引入作为参考。
还发现，水溶液的结晶给出了极好的结果。作为这个结晶处理，将乳酸浓溶液用水稀释且然后进行一个或多个冷却结晶和/或蒸发结晶步骤。采用这个技术，浓缩物或馏出物是直接冷却(冷却结晶)和/或通过蒸发溶剂(其通常是水)而浓缩(蒸发结晶)。在冷却结晶技术的情况下，结晶的驱动力是通过降低乳酸浓溶液的温度而在该乳酸浓溶液中产生超饱和作用。由于溶液的温度较低，溶解性下降，于是可产生超饱和作用。蒸发结晶技术的结晶驱动力是通过蒸发溶剂(在恒定温度下增长浓度)而在乳酸浓溶液中产生超饱和作用，这意味着，冷却和/或蒸发溶剂(通常是水)分别导致了结晶热的有效去除。在冷却和/或水的蒸发过程中，然后发生乳酸的结晶。
另一个极合适的结晶技术是绝热结晶，其中结晶的驱动力是通过既不除去热也不提供热而在乳酸浓溶液中产生超饱和作用。这包括降低浓溶液的温度(溶剂蒸发)和增长乳酸的浓度(两个效应：(a)溶剂蒸发和(b)乳酸浓溶液的温度下降，由此溶解性降低而可发生超饱和作用)。
根据本发明，结晶步骤(b)优选是通过绝热结晶和/或冷却结晶进行，特别是通过绝热结晶进行。优选地，结晶包括添加晶种至乳酸浓溶液中。
已结晶出来的乳酸然后可以熟知的固-液分离方法从剩余的液体或者(母液)中分离出来。
用于从母液中分离出乳酸晶体的合适分离技术的实例是离心、倾析、过滤、借助于一个或多个洗涤塔分离，或者两种以上的这些技术的组合。在本发明的范围内，发现离心是特别有利的。
所得的母液仍然总是含有相当量的乳酸。为了最佳的工艺控制，因此优选将所述母液在循环至制备过程中。
将分离出来的所得乳酸晶体立即溶解在一种合适的溶剂(通常是水)中以防止吸湿性乳酸晶体结成饼。由此得到的乳酸溶液的浓度一般具有任何所需的值。在实践中，这个值通常为30-95重量％。商业上经常碰到的浓度是80-90重量％。
根据本发明，特别优选的方法的实施方案是(1)至少有一个浓缩原料的步骤以制备乳酸浓溶液，(2)该乳酸浓溶液在短路蒸馏器中的减压蒸馏步骤和(3)在蒸馏步骤中所得产物的绝热结晶。
现将通过下列实施例说明本发明。
实施例
在0.1巴、120℃和10毫升/分钟的流量下通过薄膜蒸馏浓缩乳酸水溶液(乳酸为67.8重量％)以制得含有97.1重量％的乳酸的浓缩液。然后使用一短路蒸馏器(UIC，KDL-4)在1毫巴的压力、130℃的温度和15毫升/分钟的流量下将这个浓缩液进行蒸馏。所得的产物基本上是无色的。然后将319克所得的馏出物用15毫升水稀释且在6小时之内，从38.5℃冷却至28.5℃。在该方法中得到的晶体浆液是借助于实验室离心机从晶体和母液中分离出来。产量是143克(45％)。将晶体溶解在少量的水中以用于进一步分析(见表1)。
                                 表1
总酸a(％) 游离酸b(％) 颜色(APHA) 在热试验之后的颜色 手性纯度(％)c 总氮(ppm)d 总糖(ppm)e
在浓缩之前的乳酸 67.8 66.5 2300 -  97.1 710  4900
浓缩之后的乳酸 97.1 95.1 2770 -  97.0 1150  7300
蒸馏之后的乳酸 99.6 - 83 250  97.1 ＜5  ＜100
结晶并溶解在水中之后的乳酸 91.8 - ＜5 ＜5 99.93 ＜5 ＜100
a总酸：在用碱皂化分子间酯键之后的酸的含量(重量％乳酸)
b游离酸：酸基团直接滴定(重量％乳酸)。
c手性纯度是利用气液色谱法(GLC)确定。
d用氢还原，随后用所形成的氨水进行库仑滴定。
e用硫酸水解，随后进行采用新亚铜试剂的光度测量。
实施例2
向装配有—60升搅拌容器和—NESLAB RTE111恒温槽浴的结晶器装入27.5千克刚刚蒸馏的(R)-乳酸(见实施例1)。将乳酸用0.76千克水稀释以降低结晶温度。测定稀乳酸的晶种温度且发现是39.5℃。通过60克(R)-乳酸的晶体和5克去离子水的混合物在实验型球磨(Retsch1)中以最大速度掺混15分钟而制得一晶种浆液。
将结晶器中的混合物冷却至39.3℃，并添加入35克晶种浆液。使晶种未经冷却地增长30分钟。在这期间，温度升高至39.4℃。在30分钟启动一个线性冷却程序：在16小时内从39.5℃至25℃。在26.0℃的温度下，停止冷却程序，因为浆液的粘度变得太高。将浆液再搅拌6小时，且然后离心处理(Merck：Ferrum，10分钟，速度：550)。所得的乳酸晶体(13.3千克，产率48％，以乳酸为基准)和并收集大部分母液(13.5千克)；少部分母液保留在离心机中。少部分所得晶体是稀释至90％并加热溶解。分析的结果是显示在表2中。
                               表2
  颜色(APHA)   在热试验之后的颜色(APHA)   手性纯度(％)c   总酸含量(重量％)   总氮含量(ppm)
  原料母液   240310   810-   95.491.0   97.0-   80-
产物(为90％浓度) 13 20 99.76 - ＜5
这个实验的结论是在原料没有最佳手性纯度的情况下，是可能得到手性纯度超过99.5％的结晶乳酸。产率以乳酸为基准是48％。循环利用母液容易使得产率上升至约60％。
实施例3
这个实施例介绍了本发明的产物的味觉和嗅觉测试。以三角测试的方式进行对比试验。描述性测试是通过就设定的描述项目评分而进行的。
气味
乳酸试样的描述性测试通过分许多步骤进行。首先，使用20个人的一组，编撰一系列描述项目以使得各个试样被描述。这之后是一段简单的培训时间，其中培训这些人对描述项目的气味识别。最终，各个试样是以多种描述项目进行评分的，使用1-7的舒适等级(在描述性分析中广泛使用的等级)。通过评分等级的排列，得出乳酸试样的最终评估结果。这个评估结果是试样的气味的趋势的表示。结果是显示在表3中(1：极弱；7：极强；对照产物是可市售获得的)。
                     表3
  乳酸(本发明)   乳酸(对比1)   乳酸(对比)
  中酸   4   n.p.a   n.p.
  强酸   n.p.   2   2
  甜的   n.p.   n.p.   3
  醇/酯   2   n.p.   6
强热过的 n.p. n.p. 5
  乳酸乙酯   n.p.   n.p.   n.p.
  亚硫酸的   n.p.   5   n.p.
  霉烂的   n.p.   6   6
  油脂状的   n.p.   7   n.p.
an.p.：不存在(值为0)
味道
表4显示了味觉测试的结果。
                       表4
  乳酸(本发明)   新鲜的、中等酸性、无奇怪味道
乳酸(对比1)   有奇怪味道(花生、油脂的)，没有本发明的乳酸的酸味
乳酸(对比2)   有良好的味道。无奇怪味道。比本发明的乳酸有更强烈的酸味
这些测试显示，本发明的乳酸，相比于对比酸，具有令人愉快的、中等酸性气味。气味相当于醇/酯辅助性气味组分的中等酸性。本发明的乳酸具有高纯度。味道是新鲜的酸味。没有奇怪的味道。乳酸(对比1)具有强烈的气味(油脂的、亚硫酸的、霉烂的)和具有极难闻的味道且余味(油脂的)。乳酸(对比2)含有许多气味组分和强花香型并且是不纯净的。乳酸的味道(对比2)是良好的，但比本发明的乳酸更强烈。

Claims (14)

1、一种工业规模提纯乳酸的方法，该方法包括步骤：
(a)将乳酸浓溶液减压蒸馏以形成乳酸浓缩液，以该乳酸浓溶液为基准，该乳酸浓溶液的总酸含量至少是95重量％，且单体乳酸的含量至少是80重量％，在该乳酸浓溶液中乳酸对映异构体之间的比率是不等于1，且
(b)使所述乳酸浓缩液进行一个或多个结晶步骤以形成纯净乳酸，其中所述结晶是通过下列步骤实施的：
(i)将所述乳酸浓缩液直接冷却而实施熔体结晶，
(ii)用水稀释所述乳酸浓缩液并通过冷却结晶和/或蒸发结晶而实施结晶，和/或
(iii)通过绝热结晶而实施结晶。
2、根据权利要求1的方法，其中所述乳酸浓溶液的减压蒸馏是通过下列的两种方式进行：
(i)用短路蒸馏器进行，或
(ii)由膜式蒸发将所述乳酸浓溶液带入蒸汽相中并使蒸汽相从蒸馏塔通过。
3、根据权利要求1或2的方法，其中所述减压蒸馏是在0.1-20毫巴的压力和100-200℃的温度下进行的。
4、根据权利要求1或2的方法，其中所述蒸馏的残渣是再循环至结晶步骤(b)的工艺上游。
5、根据权利要求1或2的方法，其中所述乳酸浓溶液在蒸馏步骤(a)之前，是穿过含有活性碳的塔板。
6、根据权利要求1或2的方法，其中所述乳酸浓溶液在蒸馏步骤(a)之前，是穿过离子交换器。
7、根据权利要求1或2的方法，其中所述乳酸浓溶液在蒸馏步骤(a)之前，是穿过含有活性碳的塔板且然后穿过离子交换器。
8、根据权利要求1或2的方法，其中在步骤(b)中将晶种添加至所述乳酸浓缩液中。
9、根据权利要求1或2的方法，其中步骤(b)是通过冷却结晶和/或绝热结晶实施的。
10、根据权利要求9所述的方法，其中步骤(b)是通过绝热结晶实施。
11、根据权利要求1或2的方法，其中结晶步骤(b)的产物流是通过固-液分离而分离成母液和乳酸晶体。
12、根据权利要求1或2的方法，其中对所述乳酸浓缩液进行蒸发结晶或绝热结晶，其中以所述乳酸浓溶液为基准，所述乳酸浓缩液的总酸含量至少为95重量％，且单体乳酸的含量至少为80重量％，在所述乳酸浓溶液中乳酸对映异构体之间的比率是不等于1。
13、根据权利要求1或2的方法，其中所述乳酸浓溶液是由通过发酵得到的乳酸制得。
14、根据权利要求11的方法，其中所述固-液分离是离心分离。
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