DD206373A1

DD206373A1 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING MILK ACID FROM ROLE SOLUTIONS

Info

Publication number: DD206373A1
Application number: DD23817482A
Authority: DD
Inventors: Joachim Franke; Guenther Gabsch; Irmgard Thieme
Original assignee: Joachim Franke; Guenther Gabsch; Irmgard Thieme
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1984-01-25

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN UND EINE VORRICHTUNG ZUR ABTRENNUNG VON MILCHSAEURE AUS ROHLOESUNGEN, WELCHE IN DER CHEMISCH-PHARMAZEUTISCHEN INDUSTRIE ANWENDUNG FINDEN. DIE MILCHSAEURE HAT EIN WEITES EINSATZGEBIET IN DER TECHNIK, DER NAHRUNGSMITTELINDUSTRIE UND AUF VIELEN ANDEREN GEBIETEN. DIE AUFGABE BESTEHT DARIN, EIN TECHNISCH EINFACH RALISIERBARES, ENERGIE- UND ZEITSPARENDES VERFAHREN ZUR ABTRENNUNG VON MILCHSAEURE ZU SCHAFFEN, DAS EINE HOHE AUSBEUTE UND GUTE QUALITAET DES PRODUKTES GESTATTET, SOWIE EINE EFFEKTIVE VORRICHTUNG ZUR DURCHFUEHRUNG DES VERFAHRENS ZU ERSTELLEN. DIE AUFGABE WIRD GELOEST, INDEM DIE VERESTERUNG DER ROHMILCHSAEURE MIT NIEDEREN ALIPHATISCHEN, FLUESSIG EINGELEITETEN ALKOHOLEN MIT 1 BIS 3 C-ATOMEN, BEI VERMINDERTEM DRUCK UND TEMPWRATUREN VON ETWA 40 - 65 GRAD C VORZUGSWEISE IN EINEM MODIFIZIERTEN VAKUUM-UMLAUF-VERDAMPFER DURCHGEFUEHRT WIRD.The invention relates to a method and apparatus for the separation of lactic acid from soils which find application in the chemical and pharmaceutical industry. THE MILK ACID HAS A WIDE FIELD OF USE IN THE TECHNICAL, FOOD INDUSTRY AND MANY OTHER FIELDS. THE TASK IS TO CREATE A TECHNICALLY SIMPLY ROBUST, ENERGY AND TIME SAVING METHOD FOR THE SEPARATION OF MILK ACID, WHICH ALLOWS HIGH PURITY AND GOOD QUALITY OF THE PRODUCT, AND TO CREATE AN EFFECTIVE DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS. THE TASK IS ESTABLISHED BY CARRYING OUT PREPARATION OF RAW MILK ACID WITH LOW-ALIPHATIC LIQUID INLAYED ALCOHOLS WITH 1 TO 3 C ATOMICS, WITH REDUCED PRESSURE AND TEMPERATURE RATINGS OF APPROXIMATELY 40-65 DEGREES C, IN A MODIFIED VACUUM CIRCULATION EVAPORATOR.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren and Vorrichtung zur Abtrennung von Milchsäure aus HohlösungenProcess and apparatus for separating lactic acid from hollow solutions

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung "von Milchsäure, welche in der ehemisch-pharmazeutischen Industrie Anwendung finden« Milchsäure wird in der Technik, der Lebensmittelindustrie und in vielen anderen Industriezweigen verwendet.The invention relates to a method and a device for purifying "lactic acid, which find application in the former pharmaceutical industry." Lactic acid is used in industry, in the food industry and in many other industries.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei der technischen Herstellung von Milchsäure durch fermentativen Abbau von Stärke und anderen Kohlehydraten wird ein Rohprodukt erhalten, das neben ca. 10 % Milchsäure einen größeren Teil an unerwünschten Begleitsubstanzen, insbesondere unvollständig abgebautes Ausgangsmaterial, Nebenprodukte und anorganische Salze enthält.In the industrial production of lactic acid by fermentative degradation of starch and other carbohydrates, a crude product is obtained which, in addition to about 10% lactic acid, contains a greater proportion of undesirable accompanying substances, in particular incompletely degraded starting material, by-products and inorganic salts.

Für bestimmte Verwendungszwecke in der Technik und in der Nahrungsmittelindustrie ist eine derartig verunreinigte Milchsäure nicht einsetzbar, sondern muß einer Reinigung unterworfen werden*For certain uses in the industry and in the food industry, such a contaminated lactic acid is not usable, but must be subjected to purification *

Sin Verfahren zur Abtrennung; der Milchsäure von den Be-Sin method of separation; of lactic acid from the

-ζ- «.38174' -ζ- «.38174 '

gleitsubstanzen besteht darin, die Bohmilchsäure mit niederen aliphatischen Alkoholen zu verestern, das Alkyllactat aas der Mischung abzudestillieren und aus dem Destillat durch Hydrolyse gereinigte Milchsäure zu gewinnen.slip substances consists of esterifying the boehma lactic acid with lower aliphatic alcohols, distilling off the alkyl lactate as the mixture and recovering from the distillate by hydrolysis purified lactic acid.

In der Literatur sind zahlreiche Methoden zur Reinigung von Milchsäure mittels Veresterung beschrieben worden« Bei einem 1}eil dieser Verfahren wird Eohmilchsäure, der man im allgemeinen einen sauren Katalysator zusetzt, der Einwirkung von Alkoholdämpfen unterworfen« Mit dem entweichenden Dampfgemisch wird Milchsäure größtenteils als Ester von den Begleitsubstanzen abgetrennt«Numerous methods of purifying lactic acid by esterification have been described in the literature. In one such process, eohmactic acid, which is generally added to an acidic catalyst, is subjected to the action of alcohol vapors. With the escaping vapor mixture, most of the lactic acid is esterified separated from the accompanying substances «

Haeh TJS-FS 2 4-20 234 wird dieser Prozeß mit Alkoholen, die weniger als vier C-Atome haben, bei Atmosphärendrack durchgeführt. Bei dieser Verfahrensweise wird in einer Nebenanlage Alkohol verdampft, bevor er in das HeaktionsgefäB eingeleitet wird* Die Mindesttemperatur der Eeaktionsmischung muß am Kochpunkt.des Alkohols liegen, da bei tieferen Temperaturen der Alkohol in der Eeaktionsmischung absorbiert würde«Haeh TJS-FS 2 4-20 234, this process is carried out with alcohols having less than four carbon atoms at atmospheric pressure. In this procedure, alcohol is evaporated in an off-line unit before being introduced into the reaction vessel. * The minimum temperature of the reaction mixture must be at the boiling point of the alcohol, since at lower temperatures the alcohol would be absorbed in the reaction mixture. "

Bereits ab etwa 70° C besteht aber die Gefahr, da.3 sich in der Eeaktionsmischung Nebenprodukte bilden, die die Qualität des Endproduktes, insbesondere Geruch und Ge-.schmack nachteilig beeinflussen« Mit diesem Verfahren werden zwar gute Ausbeuten erzielt, aber der relativ ho.he Zeit- und Materialaufwand wirken sich nachteilig aus·However, starting at about 70 ° C., there is the risk that by-products form in the reaction mixture which adversely affect the quality of the end product, in particular odor and taste. "Although good yields are achieved with this process, the relatively high yield of .he time and material costs have a disadvantageous effect

Japanische Autoren beschreiben in CA. 6j£ O965)> S. 2894c die''Plussig-Dampf-Phasen-Reaktion mit 6G%iger Milchsäure und Methanol bei 105 bis 107° C* Dabei wird bei einem Molverhältnis Methanol ; Milchsäure von 5,4 eine Ausbeute von 93.% der 'Theorie erreicht. Auch hierJapanese authors describe in CA. 6J £ O965)> p. 2894c, the '' - vapor-phase reaction with 6G% lactic acid and methanol at 105 to 107 ° C * at a molar ratio of methanol; Lactic acid of 5.4 achieved a yield of 93. % Of 'theory. Here too

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sind die hohen Temperaturen wie beim voranstehenden Verfahren von Nachteil. Außerdem liegt der Verbrauch an Methanol sehr hoch.are the high temperatures as in the previous method of disadvantage. In addition, the consumption of methanol is very high.

Sine andere Verfahrensweise wird in der CS-PS 104 398 (CA· 60. (1964), S. 2780 f) beschrieben. Hier wird die technische Milchsäure nach Versetzen mit Methanol und einer katalytischen Menge Schwefelsäure zunächst gekocht« Nach der Filtration leitet man das FiItrat über ein konisches Sieb, wobei es der Einwirkung von Methanoldäiapf en unterworfen wird. Hier handelt es sich um einen zeitaufwendigen Mehrstufenprozeß·Another procedure is described in CS-PS 104 398 (CA · 60. (1964), p. 2780 f). The technical grade lactic acid is first boiled after adding methanol and a catalytic amount of sulfuric acid. After filtration, the filtrate is passed through a conical sieve, where it is subjected to the action of methanol diapers. This is a time-consuming multi-stage process ·

Laut Veröffentlichung der CSSR-Zeitschrif t Prumysl Potravin 1J2 O964), S. 193 wird durch Einleiten von Methanol dampf bei einer Temperatur von 80 bis 90° C in an Ballaststoffen reiche Rohmilchsäure eine Ausbeute von 95 % erzielt. Die zunehmend viskosen und beim Abkühlen erhärtenden Rückstände erschweren eine technische Realisierung des Verfahrens.According to the publication of the Czechoslovakia journal Prumysl Potravin 1J2 O964), p. 193, yielding methanol vapor at a temperature of 80 to 90 ° C in fiber-rich raw milk acid gives a yield of 95 % . The increasingly viscous and hardening on cooling residues complicate a technical realization of the process.

Der Bau und die Funktionsweise eines handelsüblichen Vakuum-Umlauf -Verdampf ers sind Stand der Technik* In der Regel dient er der Abtrennung bzw* Verdampfung eines Lösungsmittels aus einem Gemisch.The construction and operation of a commercially available vacuum recirculation Evaporator ers are state of the art * As a rule, it serves the separation or * evaporation of a solvent from a mixture.

Veröffentlichungen über die Verwendung von Vakuum-Umlauf-Verdampfern zur Durchführung von Veresterungsreaktionen sind nicht bekannt.Publications on the use of vacuum recycle evaporators to perform esterification reactions are not known.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, ein energie- und seitsparendes Verfahren zur Abtrennung von Milchsäure aus Rohlösungen sowie eine Vorrichtung zur technisch günstigenThe invention has the goal of an energy-saving and side-saving method for the separation of lactic acid from crude solutions and a device for technically favorable

-.* - 2381 IU k -. * - 2381 IU k

Realisierung des Verfahrens zu entwickeln. Darlegung des Wesens der ErfindungRealization of the process to develop. Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisch einfach realisierbares, zeit- und energiesparendes Verfahren zur Abtrennung von Milchsäure aus Rohlösungen zu finden, das eine hohe Ausbeute und gute Qualität des Produktes gewährleistet, sowie eine effektive Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln.The invention has for its object to find a technically easy to implement, time and energy-saving process for the separation of lactic acid from crude solutions, which ensures a high yield and good quality of the product, and to develop an effective device for performing the method.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man eine bei der Fermentation- von Stärke oder anderen Kohlehydraten erhaltene Eohlösung,. die zunächst auf einen Milchsäuregehalt VQn.70 bis 80 % konzentriert wird, mit konzentrierter Schwefelsäure versetzt. Ss werden, auf das durchgesetzte Milchsäure-Volumen bezogen, bis zu 4,0 Vol*-%, vorzugsweise 0,7 7ol.-%·. konzentrierte-Schwefelsäure oder ein anderer üblicher Vere&terungs-Katal;?- sator verwendet. Das Verfahren kann sowohl als Batch-Verfahren als auch im Vakuum-Umlauf-Verdampfer durchgeführt werden·According to the invention the object is achieved in that one obtained in the fermentation of starch or other carbohydrates Eohlösung,. which is first concentrated to a lactic acid content VQn.70 to 80 % , treated with concentrated sulfuric acid. Up to 4.0% by volume, preferably 0.7% by volume, based on the lactic acid volume passed through. concentrated sulfuric acid or any other conventional catalyst used. The process can be carried out both as a batch process and in a vacuum circulation evaporator.

Das Gemisch wird in einem modifizierten Vakuum-ümlauf-Verdampfer (Figur 1) bei vermindertem Druck, vorzugsweise 15 bis 50 Torr,, erhitzt.The mixture is heated in a modified vacuum-circulation evaporator (Figure 1) at reduced pressure, preferably 15 to 50 Torr ,,.

Dabei wird das Reaktionsgemisch über das Bodenventil (9) in das Vorratsgefäß (1) geleitet» Infolge des Vakuums steigt die Eohmilchsäure über das Steigrohr (6) in das - Verdampfers^stem (2) (3) &£d fließt über das Rücklaufrohr (7) in das Vorratsgefäß (1) zurück.The reaction mixture is passed via the bottom valve (9) into the storage vessel (1). As a result of the vacuum, the oleo-lactic acid rises via the riser (6) into the evaporator system (2). (3) £ d flows via the return pipe (FIG. 7) in the storage vessel (1) back.

Sobald das Gemisch eine -Temperatur von etwa 40 bis 65° COnce the mixture has a temperature of about 40 to 65 ° C

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erreicht, hat, werden über das Zwischenstück mit Sinleitungsrohr (8) in das im Vorratsgefäß befindliche Steigrohr '(6) des Verdampfersystems aliphatische Alkohole mit 1 bis 3 C-Atomen, z· B. Methanol, Ethanol, n- oder i-Propanol, eingeleitet.has reached, are via the intermediate piece with Sinleitungsrohr (8) in the supply vessel located in the riser '(6) of the evaporator system aliphatic alcohols having 1 to 3 carbon atoms, for example, methanol, ethanol, n- or i-propanol, initiated.

Diese Reaktion kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich gestaltet werden.This reaction can be made both continuously and discontinuously.

Das Reaktionsgemisch steigt über den Wärmeaustauscher (2) in den Verdampferkopf (3)· Das entweichende Dampfgemisch, das aus Methyllactat, Methanol, Wasser und Milchsäure besteht, wird im Wärmeaustauscher (Kühler) (4) kondensiert und im Auffanggefäß (5) gesammelt. Das nicht umgesetzte Reaktionsgemisch wird "vom Verdampferkopf (3) über das Rücklaufrohr (7) in das Vorratsgefäß (1) zurückgeführt. Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eignet sich ein modifizierter Vakuum-Umlauf-Verdampfer besonders, .The reaction mixture rises via the heat exchanger (2) into the evaporator head (3). The escaping vapor mixture consisting of methyl lactate, methanol, water and lactic acid is condensed in the heat exchanger (condenser) (4) and collected in the receiver (5). The unreacted reaction mixture is recirculated from the evaporator head (3) via the return pipe (7) into the storage vessel (1) .The apparatus for carrying out the process is a modified vacuum circulation evaporator, in particular.

Die Apparatur ist so aufgebaut, daß eine aus Zwischenstück und Sinleitungsrohr bestehende Zuleitung (8) bis in das im Vorratsgefäß (1) befindliche Steigrohr (6) hineinführt. Das Zwischenstück mit Sinlsitungsrohr (8) befindet sich zwischen Bodenventil (9) und Vorratsgefäß (1). Das Sinleitungsrohr kann aber auch durch einen gesonderten Stutzen oder durch die Wand des Vorratsgefäßes bis in das Steigrohr geführt sein* Das Steigrohr verbindet das Vorratsgefäß mit dem Verdampfersystem, das aus Wärmeaustauscher (2) und Verdampferkopf (3) besteht. Vom Verdampferkopf (3) aus führt ein Rücklaufrohr (7) zurück zum Vorrats gefäß (1)» Sine zweite Leitung verbindet den Verdampferkopf (3) mit dem Wärmeaustauscher (Kühler) (4) ,The apparatus is constructed in such a way that a feed line (8) consisting of an intermediate piece and a sinuous pipe leads into the riser pipe (6) located in the storage vessel (1). The intermediate piece with Sinlsitungsrohr (8) is located between the bottom valve (9) and storage vessel (1). The Sinleitungsrohr can also be passed through a separate nozzle or through the wall of the storage vessel into the riser * The riser connects the storage vessel with the evaporator system consisting of heat exchanger (2) and evaporator head (3). From the evaporator head (3) leads a return pipe (7) back to the supply vessel (1) »Sine second line connects the evaporator head (3) with the heat exchanger (radiator) (4),

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welcher mit dem Auffanggefäß (5) verbunden ist· An dem Auffanggefäß sind ein Bodenventil (9) und zwei Vakuuin- bzw. Belüftungsventile (10) angebracht. Die Wärmeaustauschfläche des verwendeten Vakuum-Umlauf-Verdampfers muß mindestens die zweifache Größe der eines handelsüblichen Vakuum-Umlauf-Verdampfers haben.which is connected to the collecting vessel (5) · At the collecting vessel, a bottom valve (9) and two vacuum or ventilation valves (10) are mounted. The heat exchange area of the vacuum recycle evaporator used must be at least twice the size of a commercial vacuum recycle evaporator.

Es ist überraschend, daß es nicht nur möglich, sondern auch vorteilhaft ist, die Veresterung und Abtrennung von Milchsäure durch Einleiten niederer aliphatischer Alkohole in wäßrige Rohmilchsäurelösung bei gegenüber dem Atmosphärendruck beträchtlich reduziertem Druck und bei niedrigen Temperaturen vorzunehmen, da beispielsweise nach 3. TESAMOTO /J. Chenu Soc, Japan, Ind. Chenu Sect. Jjo (1953) S. 875/ durch erhöhten Druck (0,3 bis 0,4 MPa) und durch erhöhte Temperatur (I30 bis 140° C) die Milchsäure-Ausbeute gesteigert wird.It is surprising that it is not only possible but also advantageous to carry out the esterification and separation of lactic acid by introducing lower aliphatic alcohols in aqueous raw lactic acid solution at considerably reduced pressure and at low temperatures compared to the atmospheric pressure, since, for example, according to 3. TESAMOTO / J , Chenu Soc, Japan, Ind. Chenu Sect. Jjo (1953) p. 875 / by elevated pressure (0.3 to 0.4 MPa) and by increased temperature (I30 to 140 ° C), the lactic acid yield is increased.

Ss konnte festgestellt werden, daß bei reduziertem Druck der Bedarf an Alkoholen trotz der höheren Flüchtigkeit geringer ist und die nahezu quantitative Abtrennung der Milchsäure in kurzer Zeit erreicht ^ird. Sin weiterer Vorteil besteht darin, daß die Alkoholkomponente vor dem Einleiten nicht verdampft werden muß, sondern in flüssiger Form in die Eeaktionsmischung 'eingespeist werden kann*Thus, it has been found that under reduced pressure, the need for alcohols is lower, despite the higher volatility, and the near quantitative separation of the lactic acid is achieved in a short time. Sin another advantage is that the alcohol component does not have to be evaporated before the introduction, but can be fed in liquid form in the Eeaktionsmischung '*

eine fortlaufende Produktion der Milchsäure im technischen Maßstab ist die Durchführung der Heaktion in dem oben beschriebenen modifizierten Vakuum-Umlauf Verdampfer von Vorteil, da in diesem das Verfahren quasikontinuierlich gestaltet werden kann, Da die Reaktionsmischung nur mäßig erwärmt wird, ist das'DestillatContinuous production of the lactic acid on an industrial scale is advantageous in carrying out the reaction in the above-described modified vacuum recycle evaporator, since in this process the process can be made quasi-continuous. Since the reaction mixture is only moderately heated, it is the distillate

frei von Zersetzungsprodukten, so daß die daraus durchfree from decomposition products, so that from them

- 7 - 2 3 8 17 4 4-- 7 - 2 3 8 17 4 4-

Hydrolyse gewinnbare Milchsäure höchstes Qualitätsansprüchen genügt. Der bei der Hydrolyse erhaltene Alkohol kann ohne Reinigung für eine weitere Milchsäureveresterung eingesetzt werden.Hydrolysis of recoverable lactic acid meets the highest quality standards. The alcohol obtained in the hydrolysis can be used without purification for a further lactic acid esterification.

Weiterhin wurde festgestellt, daß der im wesentlichen aus Begleitsubstanzen .bestehende Bückstand eine Viskosität aufweist, die im noch nicht erkalteten Zustand eine problemlose Entfernung aus dem Reaktionsgefäß ermöglicht.Furthermore, it was found that the consisting essentially of accompanying substances Bückstand has a viscosity that allows a trouble-free removal from the reaction vessel in the not yet cooled state.

Ausführungsbeispieleembodiments

1 · Beispiel zum "Verfahren .1 · Example of "procedure.

In einen 2,5 Liter-Sulfierkolben gibt man 1,2 kg. 75%iger roher Milchsäure und 72 g konzentrierter Schwefelsäure. . Der Sulfierkolben wird in ein regelbares Heizbad eingetaucht und mit Rührer, !Thermometer, Tropftrichter und Kolonne ausgerüstet. Das Ausflußrohr des Tropftriehters, das bis zum Boden des Sulfierkolbens reicht, ist am unteren Ende zu einer Kapillare ausgezogen oder mit dem Boden einer G 3-Eritte abgeschlossen· Die mit Raschigringen gefüllte ca· 20 cm lange Kolonne: ist über eine Brücke mit einem Intensivkühler verbunden, an den über einen Yakuumvorstoß ein Hundkolben angeschlossen ist. Die Apparatur wird auf 15 bis 25 Torr evakuiert und das Heizbad allmählich erwärmt, während man durch den Tropftrichter Methanol langsam zufließen läßt. Bei einer Temperatur der Reaktionsmischung von 40 bis 55° G geht ein Dampfgemisch aus Methanol, Wasser und Methyllactat über. Each Zugabe von ca, 1,5 1 Methanol ist die Umsetzung beendet. Im Destillat sind nach Hydrolyse 94· bis 96, % der Theorie Milchsäure enthalten.In a 2.5 liter sulfonating flask is 1.2 kg. 75% crude lactic acid and 72 g concentrated sulfuric acid. , The sulfonating flask is immersed in an adjustable heating bath and equipped with stirrer, thermometer, dropping funnel and column. The effluent tube of the drip tray, which extends to the bottom of the sulfonation, is pulled out at the lower end to a capillary or with the bottom of a G 3 Eritte completed · The filled with Raschig rings ca · 20 cm long column: is over a bridge with an intensive cooler connected to the connected via a Yakuumvorstoß a dog piston. The apparatus is evacuated to 15 to 25 torr and the heating bath is gradually heated while allowing methanol to flow slowly through the dropping funnel. At a temperature of the reaction mixture from 40 to 55 ° G, a vapor mixture of methanol, water and methyl lactate passes. Each addition of ca, 1.5 1 of methanol, the reaction is complete. The distillate contains 94 to 96 % of theory of lactic acid after hydrolysis.

-3- ¹JO Q 1 ? /-3- ¹ JO Q 1? /

Zool/4Zool / 4

2. 3eispiel zum Verfahren2. Example of the procedure

Ein Gemisch von 15 1 80%iger Hobmilchsäure und 2,0 1 konzentrierter Schwefelsäure wird, in einem modifizierten Vakuum-Umlauf -Verdampf er (Fig. 1). bei 50 Torr erhitzt. Dabei wird das Gemisch über das Bodenventil (9) in das Vorratsgefäß (1) geleitet. Infolge des Vakuums steigt die angesäuerte Rohmilchsäure über das Steigrohr (6) in den Wärmeaustauscher und anschließend in den Verdampferkopf (3) und fließt über das Rücklaufrohr (7) zurück in das Vorratsgefäß. (1). Hat das Gemisch eine Temperatur von 60° O erreicht,, werden kontinuierlich 15 bis 20 1 Methanol pro Stunde durch ein Zwischenstück mit Einleitungsrohr (8) (Fig. 2) in das Steigrohr des Verdampfersystems eingespeist. Das bei 60° C überdestillierende Reaktionsgemisch besteht aus Methyllactat, Methanol, Wasser und geringen Mengen Milchsäure. Das Kondensat enthält ca. 50 % sum großen Teil als Methyllactat gebundene. Milchsäure. Das unumgesetzte Reaktionsgemisch wird vom Verdampferkopf (3) über das Rücklaufrohr (7) in das Vorrats-· gefäß (1) zurückgeführt. Das Flüssigkeitsvolumen im Vorratsgefäß wird durch kontinuierliches Nachziehen von Rohmilchsäure konstant gehalten« lach einem Durchsatz von 300 1 Hohmilchsäure wird die Veresterungsreaktion abgebrochen. Der Schwefelsäure-Einsatz beträgt hierbei 0,67 % bezogen auf die durchgesetzte Milchsäure. Die Ausbeute beträgt 96 bis 98 % der eingesetzten Milchsäure in der Rohlösung, vorwiegend-in·Form· des !ethyliactats. Das Reaktionsprodukt kann ohne Reinigung in an sich bekannter Weise direkt zu reiner Milchsäure hydrolysiert .werden. Das bei der Hydrolyse erhaltene Methanol kann ohne Reinigung für die weitere Milchsäureveresterung verwendet werden.A mixture of 15 L of 80% Hobyl-lactic acid and 2.0 L of concentrated sulfuric acid is used in a modified vacuum recycle evaporator (Figure 1). heated at 50 Torr. The mixture is passed through the bottom valve (9) in the storage vessel (1). As a result of the vacuum, the acidified raw lactic acid rises via the riser (6) into the heat exchanger and then into the evaporator head (3) and flows via the return pipe (7) back into the storage vessel. (1). If the mixture has reached a temperature of 60 ° C., 15 to 20 l of methanol per hour are fed continuously through an intermediate piece with introduction tube (8) (FIG. 2) into the riser of the evaporator system. The reaction mixture distilling over at 60 ° C. consists of methyl lactate, methanol, water and small amounts of lactic acid. The condensate contains about 50 % of the total amount bound as methyl lactate. Lactic acid. The unreacted reaction mixture is returned from the evaporator head (3) via the return pipe (7) in the supply vessel (1). The volume of liquid in the storage vessel is kept constant by continuous drawing-in of raw-lactic acid. After a throughput of 300 ml of 1-chloro-lactic acid, the esterification reaction is stopped. The sulfuric acid use here is 0.67% based on the enforced lactic acid. The yield is 96 to 98 % of the lactic acid used in the crude solution, predominantly in the form of ethyl acetate. The reaction product can be hydrolyzed directly to pure lactic acid without purification in a conventional manner .werden. The methanol obtained in the hydrolysis can be used without purification for the further lactic acid esterification.

3· Beispiel zum Verfahren3 · Example of the procedure

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Die Veresterung von Milchsäure wird in gleicher Weise und in der gleichen Apparatur wie im Beispiel 2 beschrieben durchgeführt. Anstelle von Methanol wird als Alkoholkomponente Ethanol verwendet· Bei einem Druck von 25 bis 30 Torr destilliert ein Ethyllactat enthaltendes Gemisch bei 65° G über. Die Ausbeute beträgt % %, bezogen auf eingesetzte Milchsäure. Anstelle von Ethanol können auch n- oder i-Propanol verwendet werden.The esterification of lactic acid is carried out in the same way and in the same apparatus as described in Example 2. Ethanol is used as the alcohol component instead of methanol. At a pressure of 25 to 30 Torr, a mixture containing ethyl lactate distills over at 65 ° C. The yield is%% , based on the lactic acid used. Instead of ethanol, n- or i-propanol can also be used.

4·» Beispiel zur Vorrichtung4 · »Example of the device

Beschreibung des modifizierten Vakuum-Umlauf-Verdampfers Ci¹Ig. 1)Description of the modified vacuum recycle evaporator Ci ¹ Ig. 1)

Die erfindungsgemäße Apparatur besteht aus einem Vorratsgefäß (1), einem Verdampfersystem, das sich aus Wär-r meaustauscher (Höhrenerhitzer) (2) und dem Verdampferkopf (3) zusammensetzt, einem Wärmeaustauscher (Kühler) (4) und einem· Auffanggefäß (5)· Die Zuleitung, die in das im Vorratsgefäß befindliche Steigrohr (6) führt, ist mit einem Zwischenstück mit Sinleitungsrohr (S) (Eig.2), das sich zwischen Bodenventil (9) und Vorratsgefäß (1) befindet,, versehen. Das Steigrohr verbindet das Vorratsgefäß mit dem Verdampfer&ystem. Vom Verdampferkopf aus führt ein Rücklaufrohr zurück in das Vorratsgefäß. Die zweite vom Verdampferkopf ausgehende Leitung dient der Ableitung des verdampften Reaktionsgemisches in den Wärmeaustauscher (Kühler) (4-). Dem Wärmeaustauscher folgt ein Auffanggefäß (5), das mit einem Bodenventil (9) und zwei Vakuum- bzw. Belüftungsventilen (10), ebenso 7»'ie das Vorratsgefäß, verseben ist.The apparatus according to the invention consists of a storage vessel (1), an evaporator system composed of heat exchangers (reheater) (2) and the evaporator head (3), a heat exchanger (cooler) (4) and a collecting vessel (5). · The supply line, which leads into the riser pipe (6) located in the storage vessel, is provided with an intermediate piece with sine pipe (S) (Eig.2) located between the bottom valve (9) and the storage vessel (1). The riser connects the storage vessel with the evaporator & ystem. From the evaporator head, a return pipe leads back into the storage vessel. The second line leaving the evaporator head serves to discharge the vaporized reaction mixture into the heat exchanger (condenser) (4-). The heat exchanger is followed by a collecting vessel (5) which is provided with a bottom valve (9) and two vacuum or ventilation valves (10), as well as the storage vessel.

Claims

1. A process for the separation of lactic acid from crude solutions by esterification of lactic acid with lower aliphatic alcohols with the addition of an acidic catalyst, characterized in that aliphatic alcohols having 1 to 3 carbon atoms under diminishing. tem pressure and at temperatures which do not exceed the boiling point of the alcohol at normal pressure, liquid initiates in the Eohmilchsäurelösung and with the escaping vapor mixture lactic acid as alkyl lactate from 'the crude solution separated.

2 · Method according to item 1, characterized in that the reaction is carried out at a pressure of 15 to 50 Torr and a temperature of 40 to 65 ° C.

3. Method according to points 1 and 2, characterized in that the esterification is carried out in a modified vacuum-circulation evaporator quasi-continuous.

4. A device for carrying out the method according to the points 1 to 3 », characterized in that a modified vacuum circulation evaporator (Pig.1) from the known components storage vessel (1), evaporation ers ^ stem, consisting of heat exchangers ( Tubular heater) (2) and evaporator head O) ₃ heat exchanger (radiator) (4) and collecting vessel (5). is composed, wherein the supply line, which projects into the in the storage vessel (1) located riser (6), with an intermediate bottom valve (9) and storage vessel (1) arranged intermediate piece with inlet pipe (8) (Fig, 2).

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The device according to item 4, characterized in that the heat exchange of the modified vacuum circulating evaporator has at least twice the size of a commercial vacuum circulating evaporator.

For this . 2 pages drawings.