CS276959B6 - Process for preparing lactic acid - Google Patents

Process for preparing lactic acid Download PDF

Info

Publication number
CS276959B6
CS276959B6 CS886211A CS621188A CS276959B6 CS 276959 B6 CS276959 B6 CS 276959B6 CS 886211 A CS886211 A CS 886211A CS 621188 A CS621188 A CS 621188A CS 276959 B6 CS276959 B6 CS 276959B6
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
lactic acid
esterification
methanol
fermentation
resulting
Prior art date
Application number
CS886211A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS621188A3 (en
Inventor
Andrej Ing Csc Sepitka
Judita Rndr Csc Sepitkova
Original Assignee
Andrej Ing Csc Sepitka
Judita Rndr Csc Sepitkova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrej Ing Csc Sepitka, Judita Rndr Csc Sepitkova filed Critical Andrej Ing Csc Sepitka
Priority to CS886211A priority Critical patent/CS276959B6/en
Publication of CS621188A3 publication Critical patent/CS621188A3/en
Publication of CS276959B6 publication Critical patent/CS276959B6/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Představuje bezodpadová technológiu využívajúcu esterifikáciu uskutočňovanú prefukovaním tenkej vrstvy technického medziproduktu parami metanolu.Kyselina mliečna sa připravuje z kvasnej zápary vznikajúcej kvašením z ťažkej šťávy, roztokov glukózy alebo melasy. Kvasná zápara sa počas kvasenia neutralizuje čpavkovou vodou, alebo hydroxidom draselným, potom sa zahusti, rozloží kyselinou sírovou na síran amonný, alebo draselný a kyselinu mliečnu. Kyselina mliečna sa egalizuje metanolom v pomere 1 : 1. Potom sa zohreje, dekantuje, odstředí a následné sa podrobí esterifikácii. Vznikajúci esterifikačný produkt sa dalej rektifikáciou rozdělí na metanol a metyllaktát, ktorý sa hydrolyzuje vodou. Vznikajúca kyselina mliečna sa zahustí na potřebná koncentráciu.It represents waste-free technology using by esterification carried out by blow molding thin layer technical intermediate methanol vapors prepares from the fermentation mash emerging fermentation from heavy juice, glucose solutions or molasses. Fermentation mash during fermentation neutralizes with ammonia water; \ tor potassium hydroxide, then concentrate, with sulfuric acid to ammonium sulphate, or potassium and lactic acid. acid the milk is equilibrated with methanol in proportion 1: 1. Then heat, decant, centrifuge and subsequently subjected to esterification. The resulting esterification product is further rectification into methanol and methyl lactate, which is hydrolyzed with water. The resulting lactic acid is concentrated to the desired level concentration.

Description

Sposob výroby kyseliny mliečnejLactic acid production process

Ohlasů technikyTestimonials technique

Vynález se týká spósobu výroby kyseliny mliečnej s vysokou čistotou produktu bezodpadovou technológiou a s vysokým výtažkom.The invention relates to a process for the production of lactic acid with high product purity by waste-free technology and with high yield.

Doterajší stav technikyPrior art

Kyselina mliečna sa vyrába fermentačnou technológiou z róznych sacharidických látok ako je glukóza a sacharóza. Ako vstupné suroviny sa preto možu používat například škrob, melasa, surový cukor, tažká štava, vycukornená melasa a podobné. Vzhíadom na kvalitu kvasných alebo vykvasených zápar, ktoré sa z nich následné připravujú je však faktické používanie týchto látok obmedzené.Lactic acid is produced by fermentation technology from various carbohydrate substances such as glucose and sucrose. Therefore, for example, starch, molasses, raw sugar, heavy juice, sweetened molasses and the like can be used as starting materials. However, due to the quality of the fermented or fermented mash that is subsequently prepared from them, the actual use of these substances is limited.

Výhodnéjšie je vychádzat z poměrně čistéj suroviny, avšak ani v tomto případe sa rozložením vykvasenej zápary nezíská produkt o dostatočne vysokej čistotě a aj pri použití čistých substrátov ostává v kyselině mliečnej značnéjšie množstvo balastných látok z přidaných živin, neprekvaseného cukru, ktoré je třeba následné odstránit.It is more advantageous to start from a relatively pure raw material, but even in this case the decomposition of the fermented mash does not result in a product of sufficiently high purity, and even when pure substrates are used, a significant amount of ballast remains from lactic acid from added nutrients, unfermented sugar.

Na izoláciu kyseliny mliečnej z vykvasenej zápary, kde sa nachádza vo forme vápenatej soli, sa doteraz používá spósob kryštalizácie mliečnanu vápenatého. Vykvasená zápara sa zohrieva pri teplote okolo 80 °C za súčasného pridávania vápenného mlieka na vyčírenie. Vyčírená a zahuštěná zápara sa podrobí kryštalizácii a afinácii mliečnanu vápenatého, ktorý je poměrně dobré rozpustný v studenej vodě v pomere 1 : 20, čo zapříčiňuje nízké kryštalizačné a afinačné výtažky. Celkový výtažok kvasný a izolačný pri tomto spósobe nepřesahuje 30 %, čo bolo podnetom hladania iných izolačných spóšobov.To isolate lactic acid from fermented mash, where it is in the form of a calcium salt, a method for the crystallization of calcium lactate has hitherto been used. The fermented mash is heated to a temperature of about 80 ° C while adding lime milk for clarification. The clarified and concentrated mash is subjected to crystallization and affinity of calcium lactate, which is relatively well soluble in cold water in a ratio of 1:20, causing low crystallization and affinity yields. The total fermentation and isolation yield in this process does not exceed 30%, which prompted the search for other isolation methods.

Jednotlivé dielčie výtažky pri výrobě potravinárskej kyseliny mliečnej z melasy kryštalizáciou mliečnanu vápenatého sa možu rozdělit následovně:The individual partial extracts in the production of edible lactic acid from molasses by crystallisation of calcium lactate can be divided as follows:

kvasný výtažok ........................ 78 až 90 % (zistený) výtažok pri číření, filtrácii a zahustovaní ................................... 90 % (odhad) kryštalizačný výtažok .................. 61 % (zistený) afinačný výtažok ....................... 79 % (zistený) výtažok pri rozklade ................... 95 % (odhad) výtažok pri zahustovaní a filtrácii .... 95 % (odhad) plnenie a manipulácia pri expedici! .... 98 % (odhad) celkový výtažok spolu ............. 30 %fermentation extract ........................ 78 to 90% (observed) yield on clarification, filtration and concentration .......... ......................... 90% (estimate) crystallization yield .................. 61% (observed) affinity yield ....................... 79% (detected) decomposition yield ............ ....... 95% (estimate) yield during concentration and filtration .... 95% (estimate) filling and handling during shipment! .... 98% (estimate) total total yield ............. 30%

Výtažok pri kryštalizácii a afinácii spolu pod 50 %.Yield on crystallization and affinity together below 50%.

Skutočnost, že najnižší výtažok sa dosahuje pri kryštalizácii a afinácii pod 50 %, bolo popudom pre hladanie schodnejších ciest izolácie a čistenia kyseliny mliečnej z vykvasených zápar, ako například extrakcie, destilácie vodnou parou, esterifikácie a podobné, ktoré by nahradili stratovú kryštalizáciu. Extrakcia za použitia etyléteru a etylacetátu sa ukázali nevýhodné v tom, že extrakcia nie je selektívna a pri extrakcii popři kyselině mliečnej prechádzajú aj iné látky. Extrakcia etyléterom má nevýhodu aj z bezpečnostného hladiska.The fact that the lowest yield is obtained with crystallization and affinity below 50% has prompted the search for more viable routes of isolation and purification of lactic acid from fermented mash, such as extractions, steam distillation, esterifications and the like, which would replace lossy crystallization. Extraction using ethyl ether and ethyl acetate has proved to be disadvantageous in that the extraction is not selective and other substances pass through the extraction in addition to lactic acid. Extraction with ethyl ether also has a disadvantage from a safety point of view.

Jednorázová destilácia vodnou parou technickej kyseliny mliečnej sa taktiež ukázala ako nevhodná pre jej izoláciu. Tento sposob nie je efektívny ani pri destilácii surověj kyseliny mliečnej vyrobenéj z glukózy. Dává poměrně málo kvalitnú kyselinu a vela kyseliny mliečnej sa behom destilácie rozloží. Pri jednorázovej destilácii vodnou parou aj za vákua može kyselina mliečna tvořit kyseliny laktylmliečne, ktoré vodnou parou nedestilujú a ostávájú na dne destilačného kotlá. Toto je hlavnou příčinou nízkých výťažkov pri jednorázovej destilácii.A single steam distillation of technical lactic acid has also proved unsuitable for its isolation. This method is also not effective in distilling crude lactic acid made from glucose. It gives relatively low quality acid and a lot of lactic acid decomposes during distillation. In a single steam distillation even under vacuum, lactic acid can form lactyllactic acids, which do not distill with steam and remain at the bottom of the distillation boiler. This is the main cause of low yields in a single distillation.

Podobné ani jednorázová esterifikácia technickej kyseliny mliečnej metanolem (Z. Ostrovský, A. Šepitka), ani kontinuálna esterifikácia kyseliny mliečnej metanolom v kolóne s výplňou (V. Hummel) nedali uspokojivé výsledky, nakolko balastné látky zanášajú esterifikačný kotlík a esterifikačnú kolonu s výplňou.Similarly, neither a single esterification of technical lactic acid with methanol (Z. Ostrovský, A. Šepitka) nor continuous continuous esterification of lactic acid with methanol in a packed column (V. Hummel) gave satisfactory results, as ballast substances clog the esterification kettle and the packed esterification column.

Nedostatky popísáných spósobov do značnéj miery odstraňuje esterifikácia kyseliny mliečnej metanolom z filmu (čsl. patent č. 104 398).The shortcomings of the described methods are largely eliminated by the esterification of lactic acid with methanol from the film (Czechoslovak Patent No. 104,398).

Pri tejto technologii je potřebné dodržať zásadu, že rýchlosť stekania kyseliny mliečnej po sietkách musí byť v hraniciach rýchlosti esterifikácie, pričom technológia má viaceré přednosti:In this technology, the principle must be observed that the flow rate of lactic acid through the sieves must be within the limits of the esterification rate, and the technology has several advantages:

1. Případné balastné látky sieťky nezanášajú, ale postupné stekajú na dno esterifikačnej kolony.1. Any ballast substances do not clog the mesh, but gradually flow to the bottom of the esterification column.

2. Esterifikácia sa može vykonávat kontinuálně.2. The esterification can be carried out continuously.

3. Sklonom sieťok ako aj ich počtom sa dá vhodné regulovat rýchlost toku a dobu toku roztoku kyseliny mliečnej po sietkách a tým aj dokonalý přestup parami metanolu, čo zaručuje vysoký výťažok na jednej sieťke nad 80 %.3. The inclination of the nets as well as their number can be used to control the flow rate and flow time of the lactic acid solution through the sieves and thus the perfect methanol vapor transfer, which guarantees a high yield on one sieve above 80%.

4. Pri použití nadměrného množstva pár metanolu reakcia esterifikácie, ktorá je reakciou druhého poriadku, stává sa reakciou prvého poriadku, pričom rýchlost reakcie je už závislá iba od koncentrácie · kyseliny mliečnej. Kedže koncentrácia kyseliny mliečnej počas jej přechodu cez reakčnú zónu sa mění od počiatočnej ku koncentrácii nulovej, vládne v reakčnej zóně určitá středná konštantná rýchlost esterifikácie, ktorej možno prispósobiť rýchlost toku.4. When an excessive amount of methanol vapor is used, the esterification reaction, which is a second-order reaction, becomes a first-order reaction, the rate of the reaction being dependent only on the concentration of lactic acid. Since the concentration of lactic acid during its passage through the reaction zone varies from the initial to the zero concentration, a certain constant constant esterification rate prevails in the reaction zone, to which the flow rate can be adjusted.

5. Velká reakčná plocha, ktorú poskytujú sieťky, umožňuje rýchle odparovanie vznikájúcich reakčných produktov, čo porušuje reakčnú rovnováhu, a tak napomáhá číalšej tvorbě žiadaného produktu .5. The large reaction area provided by the nets allows the reaction products formed to evaporate rapidly, which disturbs the reaction equilibrium and thus aids in the further formation of the desired product.

6. Pri izolácii esterifikációu technickej kyseliny mliečnej metanolom z filmu možno získat vysoko nad 80 % výťažok, čo doterajšie spósoby izolácie neumožňovali.6. In the case of isolation by esterification of technical lactic acid with methanol from the film, it is possible to obtain a yield of well above 80%, which previous isolation methods have not allowed.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Podstata spósobu výroby kyseliny mliečnej a jej solí z kvasné j zápary pripravenej z ťažkej šťávy, melasy, glukózy alebo surového cukru bezodpadovou technológiou využívajúcou esterifikáciu z filmu parami metanolu spočívá v tom, že sa najprv kvasná zápara počas kvasenia neutralizuje čpavkovou vodou, alebo hydroxidom draselným, potom sa zahustí, rozloží kyselinou sírovou na síran amonný, alebo draselný a kyselinu mliečnu, ktorá sa egalizuje metanolom v pomere 1 : 1. Potom sa zohreje, dekantuje, odstředí a následné podrobí esterifikácii z filmu. Vznikájúci esterifikačný produkt sa dalej rektifikáciou rozdělí na metanol a metyllaktát, ktorý sa hydrolyzuje vodou. Vznikájúca kyselina mliečna sa zahustí na potrebnú koncentráciu.The process for producing lactic acid and its salts from fermentation broth prepared from heavy juice, molasses, glucose or raw sugar by a waste-free technology using esterification from a film with methanol vapor consists in first neutralizing the fermentation mash during fermentation with ammonia water or potassium hydroxide, it is then concentrated, decomposed with sulfuric acid into ammonium or potassium sulphate and lactic acid, which is equalized with methanol in a ratio of 1: 1. It is then heated, decanted, centrifuged and subsequently subjected to esterification from the film. The resulting esterification product is further separated by rectification into methanol and methyl lactate, which is hydrolyzed with water. The resulting lactic acid is concentrated to the required concentration.

Spósobom podlá vynálezu získá sa kyselina mliečna o čistotě 100, vhodná pre farmaceutické, chemické, plastické, potravinářské, technické a iné účely.The process according to the invention gives lactic acid of purity 100, suitable for pharmaceutical, chemical, plastic, food, technical and other purposes.

Technológia výroby je prakticky bezodpadová, metanol a voda recirkulujú a všetky produkty a medziprodukty sú v tekutom stave a sú využitelné; síran amonný ako hnojivo.The production technology is practically waste-free, methanol and water are recirculated and all products and intermediates are in a liquid state and are usable; ammonium sulphate as a fertilizer.

Příklad uskutočnenia vynálezuExample of an embodiment of the invention

PříkladExample

Vykvasená zápara sa připravila z ťažkej šťávy. Kvasenie prebiehalo pri 50 °C za použitia Lactobacillus delbrúckii. Vznikájúca kyselina mliečna sa neutralizovala čpavkovou vodou na pH 6,0 až 6,5. Po vykvasení a zahuštění vykvasenej zápary sa táto rozložila kyselinou sírovou na kyselinu mliečnu a síran amonný. Takto vzniknutá technická kyselina mliečna o koncentrácii 50 až 60 % sa egalizovala metanolom v poměru 1:1. Po odstránení vypadnutého síranu amonného egalizačná zmes sa kontinuálně esterifikovala metanolom z filmu, tvoriaceho sa na kónických sieťkach v kolóne prefukováním parami metanolu. Metanol sa od esterifikačnej zmesi oddělil v rektifikačnej kolóne a viedol znovu na egalizáciu a esterifikáciu z filmu. Spotřeba metanolu sa prejavila iba vo forme strát, například pod 0,1 %. Po hydrolýze metylestěru kyseliny mliečnej sa kyselina mliečna zahustila a kondenzáty zo zahusťovania sa použili na riedenie ťažkej šťávy na sládků záparu. Tento sposob je uvedený na schéme 1.Fermented mash was prepared from heavy juice. Fermentation was performed at 50 ° C using Lactobacillus delbrúckii. The resulting lactic acid was neutralized with ammonia water to pH 6.0 to 6.5. After fermentation and concentration of the fermented mash, it was decomposed with sulfuric acid into lactic acid and ammonium sulfate. The thus obtained technical lactic acid with a concentration of 50 to 60% was equalized with methanol in a ratio of 1: 1. After removing the precipitated ammonium sulfate, the equalization mixture was continuously esterified with methanol from the film formed on the conical meshes in the column by blowing with methanol vapor. The methanol was separated from the esterification mixture in a rectification column and led again to equalization and esterification from the film. Methanol consumption only manifested itself in the form of losses, for example below 0.1%. After hydrolysis of the lactic acid methyl ester, the lactic acid was concentrated and the condensates from the concentration were used to dilute the heavy juice to the brewers. This method is shown in Scheme 1.

Kedže všetky produkty a medziprodukty boli v tekutom stave, mnoho tepelnej energie sa móže rekuperovať. Prevádzkové teploty sa pohybujú okolo 100 °C, takže aj disipácia tepelnej energie je minimálna.Since all products and intermediates were in the liquid state, much of the thermal energy can be recovered. Operating temperatures are around 100 ° C, so the dissipation of thermal energy is minimal.

Hydrolýzou esterifikačnej zmesi sa získá kyselina mliečna vhodná na účely farmaceutické, chemické, plastické, potravinářské, koželužně a iné.Hydrolysis of the esterification mixture yields lactic acid suitable for pharmaceutical, chemical, plastic, food, tannery and other purposes.

Zariadenie z filmu móže pracovať aj v iných prípadoch, najma tam, kde ide o chemickú alebo fyzikálnu interakciu, ako je esterifikácia, destilácia vodnou parou, dezodorizácia, hydrogenácia, absorpcia, neutralizácia a podobné, čo sa móže uplatniť pri riešení ekologických problémov.The film equipment can also work in other cases, especially where there is a chemical or physical interaction, such as esterification, steam distillation, deodorization, hydrogenation, absorption, neutralization and the like, which can be used to solve environmental problems.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROK YPATENT CLAIM Spósob výroby kyseliny mliečnej z kvasnej zápary pripravenej z ťažkej šťávy, alebo roztokov glukózy, připadne melasy, bezodpadovou technológiou využívajúcou esterifikáciu uskutočňovanú prefukovaním tenkej vrstvy technického medziproduktu parami metanolu a následnú hydrolýzu, vyznačený tým, že sa najprv kvasná zápara počas kvasenia neutralizuje čpavkovou vodou, alebo hydroxidem draselným, potom sa zahustí, rozloží kyselinou sírovou na síran amonný, alebo draselný a kyselinu mliečnu, ktorá sa egalizuje metanolom v pomere 1 : .1, zohreje, dekantuje, odstředí a následné podrobí esterifikácii, vznikajúci esterifikačný produkt sa dalej rektifikáciou rozdělí na metanol a metyllaktát, ktorý sa hydrolyzuje vodou a vznikájúca kyselina mliečna sa zahustí na potrebnú koncentráciu.Process for the production of lactic acid from fermentation broth prepared from heavy juice or glucose solutions or molasses by a waste-free technology using esterification carried out by purging a thin layer of technical intermediate with methanol vapor and subsequent hydrolysis, characterized in that the fermentation is first neutralized with water during fermentation. potassium hydroxide, then concentrated, decomposed with sulfuric acid into ammonium or potassium sulphate and lactic acid, which is equalized with methanol in a ratio of 1: 1, heated, decanted, centrifuged and subsequently subjected to esterification, the resulting esterification product is further divided into methanol by rectification. and methyl lactate, which is hydrolyzed with water, and the resulting lactic acid is concentrated to the required concentration. Konec dokumentuEnd of document
CS886211A 1988-09-19 1988-09-19 Process for preparing lactic acid CS276959B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS886211A CS276959B6 (en) 1988-09-19 1988-09-19 Process for preparing lactic acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS886211A CS276959B6 (en) 1988-09-19 1988-09-19 Process for preparing lactic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS621188A3 CS621188A3 (en) 1992-06-17
CS276959B6 true CS276959B6 (en) 1992-10-14

Family

ID=5408635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS886211A CS276959B6 (en) 1988-09-19 1988-09-19 Process for preparing lactic acid

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS276959B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS621188A3 (en) 1992-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5177009A (en) Process for manufacturing ethanol and for recovering glycerol, succinic acid, lactic acid, betaine, potassium sulfate, and free flowing distiller's dry grain and solubles or a solid fertilizer therefrom
EP0411780B1 (en) Continuous process for the recovery of betaine
DE69821951T2 (en) Succinic acid production and cleaning
US5453365A (en) Preparation of lactates
JP3502419B2 (en) Method for producing lactic acid and lactic acid ester
FI86440C (en) FRAME FOR SAMPLING OF XYLITOL OR ETHANOL.
US10202328B2 (en) Optimized process for extraction of ferulic acid with pretreatment
CN101896241A (en) Be used for making the method and apparatus of sugared crystallization by the control cooling
US5104799A (en) Method for the production of granular citric acid and salts thereof
DE3038219C2 (en)
US4938804A (en) Method for the crystallization of fructose
US5149643A (en) Method for the production of granular citric acid and salts thereof
US2535117A (en) Process for recovery of glutamic acid and other values from steffen waste water
CS276959B6 (en) Process for preparing lactic acid
US20230023780A1 (en) Process for purification of malonic acid from fermentation broth
US2357838A (en) Preparation of a sugar
EP0737753A2 (en) Process for the production of sugar from raw juice of sugar beet
McGlumphy et al. Commercial Production of Levulose I-Generation Considerations
EP3822356A1 (en) Method for the production of a dicarboxylic acid
JPH0646823A (en) Method for producing lactic acid and amino acid mineral liquid from fermented food lees
RU2015165C1 (en) Method for isolation of glycerin and accompanying products in production of enhanol
RU2108390C1 (en) Biological synthesis of food organic acids
US2762710A (en) Process of preparing lactated sugars
SU332637A1 (en) METHOD OF OBTAINING GLUCOSE AND FRUCTOSIS FROM SACCHAROSE
RU2044774C1 (en) Method for production of lactulose syrup