JP2008502657A - 乳酸マグネシウム含有媒質からの乳酸または乳酸塩の調製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のさらなる目的は、乳酸及び/または乳酸塩の調製のための、環境に優しい方法を提供することである。
本発明の別の目的は、より優れた分離工程を含む、乳酸及び/または乳酸塩の調製方法を提供することである。
本発明の別の目的は、説明を進めるに従って明らかになるであろう。
Magnesium carbonate as a neutralising agent for the lactic acid formed during fermentation of sugare mashes, Zbiobrowsky, Jerzy; Lesniak Wladyslaw, Przemysl refment, (1964), 7(1), 3-6には、糖蜜及び白砂糖の発酵において産生する乳酸のための中和剤としての、炭酸マグネシウムの使用が開示されている。
a)乳酸のアルカリ土類金属塩とアルカリ金属塩基とを反応させて、乳酸のアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩基とを生成させる工程、
b)乳酸のアルカリ金属塩から、前記アルカリ土類金属塩を分離する工程、
c)乳酸のアルカリ金属塩を、乳酸とアルカリ金属塩とに分解する工程、
d)前記乳酸とアルカリ金属塩とを、濾過または抽出によって分離する工程、
e)アルカリ金属塩を工程(a)に再利用する工程、及び
f)工程(b)において単離したアルカリ土類金属塩を、(発酵)媒質に再利用する工程。
a)炭水化物源を、微生物の存在下にて乳酸及び/または乳酸塩に発酵させる工程、
b)水酸化マグネシウムを前記発酵中の中和剤に使用する工程、
c)乳酸マグネシウムを含む媒質を形成する工程、
d)任意に、乳酸マグネシウムを含む媒質を、以下の操作前に処理する工程、
e)乳酸マグネシウムを含む媒質中の乳酸マグネシウムと、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニウムの水酸化物とを、9.0乃至12、好ましくは9.5乃至11、最も好ましくは9.9乃至10.5のpH範囲にて反応させて、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩と水酸化マグネシウムとを生成させる工程、
f)ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩と水酸化マグネシウムとを分離する工程、及び、
g)水酸化マグネシウムをb工程に再利用する工程、
を含む乳酸及び/または乳酸塩の調製方法に関する。
乳酸マグネシウム溶液を、930gの脱塩水につき、70gの乳酸マグネシウム二水和物を溶解させることによって調製した。
この溶液を連続的に、33ml/分の流量で50℃にて2リットルの反応器に供給し、一方では水酸化ナトリウム50重量%溶液を添加することによってpHを所定の値に維持した。5種類の異なるpH設定(9.5、10.0、10.5、11.0、及び12.0)で得られた生成物スラリーを比較した。各設定の生成物スラリーのサンプルをとり、沈降させた。乳酸ナトリウム溶液の透明な上層が、水酸化マグネシウム粒子を含む下層と共に得られた。粒子のサイズ及び形態が沈降特性を決定するため、下層の体積が小さいことが良いと見なされる。層体積の25%が、依然として濾過可能であると判明した。
実施例1を繰り返したが、ここではpHは10.5に固定し、温度を20、50、及び75℃に変化させた。
さらに250mlのスラリーのサンプルの、減圧下における濾紙上の濾過速度を測定した。
濾過時間は、スラリーを濾過ケーキと濾液に分離するために必要な時間である。
乳酸マグネシウムと水酸化ナトリウムとの反応のための最適な温度は、20乃至75℃のようであった。20℃未満の温度では、濾過時間が比較的に長くなり、これは産業上の応用に最適ではなく、他方75℃を上回る温度は、濾過速度を速くし、沈降体積もしくは濾過ケーキを大きくする。最良の結果は、20乃至75℃の温度で得られた。
pH=10.5及び50℃の温度にて、撹拌速度は600rpmに代えて250rpmとして、実施例1を繰り返した。
沈降後の下層の体積は、10%から20%に増大した。したがって、激しい撹拌が好ましい。
実施例1の生成物スラリーの、pH=10.5及び50℃の温度での撹拌を、一晩継続した。沈降後の下層の体積は、10%から20%に増大した。したがって、水酸化マグネシウムは、生成後、反応媒質から直ちに分離することが好ましい。
pH=10.5及び50℃の温度で実施例1を繰り返したが、ここでは供給物中の乳酸マグネシウムの、様々な濃度を採用した。乳酸マグネシウムの溶解度が限られているため、乳酸マグネシウムのスラリーを使用した。
供給物中の乳酸マグネシウムの濃度が異なるため、生成物中の乳酸ナトリウム濃度も様々であった。結果を表Iにまとめる。
さらに、濾過後の最高30%までのケーキは比較的乾燥しており、他方最後の実験のケーキはかなりべたついていた。
幾つかの更なる処理技術のためには、本発明の方法により調製される乳酸ナトリウム溶液中の残留マグネシウムイオンは非常に低量であるべきである。この点について、生成する乳酸マグネシウム溶液には第二反応器中でいわゆるpH調整工程を施した。すなわち第一反応器中でpHを10.5に設定し、第二反応器中ではいくらかのNaOHの添加によりpHを10.5または11.0に設定した。前記調整工程では、マグネシウムイオン含量を1600Mg-ionsから490ppm及び100ppmにそれぞれ低減させた。
Claims (25)
- 乳酸マグネシウムを含む媒質からの、乳酸及び/または乳酸塩の調製方法であって、前記乳酸マグネシウムを、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニウムの水酸化物と、9乃至12、好ましくは9.5乃至11のpH範囲で反応させて、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩と水酸化マグネシウムとを生成させる方法。
- 乳酸マグネシウム(を含有する前記媒質)を、前記乳酸マグネシウムとナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニウムの水酸化物とを反応させる前に予備処理する、請求項1に記載の方法。
- 前記予備処理が、バイオマス分離、洗浄、再結晶化、濾過、濃縮、及び乾燥のうち少なくとも1つを含む、請求項2に記載の方法。
- 媒質中に存在する前記乳酸マグネシウムが、最高で38重量%の乳酸マグネシウム含量(全スラリーに基づき無水物として算出)を有するスラリーの形態で存在する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記乳酸マグネシウムを、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニウムの水酸化物と、激しい撹拌下において反応させる、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記乳酸マグネシウムを、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの水酸化物と、20乃至100℃の温度で、好ましくは20乃至75℃の温度で反応させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記乳酸マグネシウムを、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの水酸化物と反応させて乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、乳酸カルシウム、及び/または乳酸アンモニウムを、反応媒質の液体部分中に最高で40重量%までの濃度で、好ましくは反応媒質の液体部分中に最高で30重量%の濃度で生成させる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応を連続的に行う、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応を二工程で行い、第一工程においては乳酸マグネシウムをナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニウムの水酸化物と9乃至12、好ましくは9.5乃至11のpH範囲にて反応させてナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩と水酸化マグネシウムとを生成させ、第二工程においてはpHを10.5乃至12に増大させる、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の方法。
- 生成した前記水酸化マグネシウムを、反応媒質から分離する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 生成した前記水酸化マグネシウムを、生成後に反応媒質から直ちに分離する、請求項10に記載の方法。
- 前記水酸化マグネシウムを、分離後に水で洗浄する、請求項10または11に記載の方法。
- 生成する前記水酸化マグネシウムを、炭水化物の発酵における中和剤として使用して乳酸を生成させる、請求項10乃至12のいずれか一項に記載の方法。
- 乳酸マグネシウムからの分離後に回収される前記ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩に、「pH調整工程」を施す、請求項10乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩に、一つ以上のさらなる精製/変性工程を施す、請求項1ないし14のいずれか一項に記載の方法。
- ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩に、電気透析を行う、請求項15に記載の方法。
- 前記ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩を、乳酸に変換する、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩を、双極電気透析または強酸の添加によって乳酸に変換する、請求項17に記載の方法。
- 前記乳酸マグネシウム(を含有する媒質)が、炭水化物の発酵から発生する、請求項1乃至18のいずれか一項に記載の方法。
- 乳酸マグネシウムとナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの水酸化物とを反応させる前に、バイオマスを乳酸マグネシウム(を含有する媒質)から分離する、請求項19に記載の方法。
- 前記バイオマスを、濾過及び/または沈降によって分離する、請求項20に記載の方法。
- 水酸化マグネシウムを、前記発酵における中和剤として使用する、請求項19乃至21のいずれか一項に記載の方法。
- 中和剤の発生と共に使用される前記水酸化マグネシウムが、請求項13に記載の、生成する水酸化マグネシウムに由来する、請求項22に記載の方法。
- 前記炭水化物が、蔗糖、(液化)澱粉、シュガーシロップ等である、請求項13に記載の方法。
- a)炭水化物源を、微生物の存在下にて乳酸及び/または乳酸塩に発酵させ、
b)水酸化マグネシウムを前記発酵中の中和剤に使用し、
c)乳酸マグネシウムを含む媒質を形成し、
d)任意に、乳酸マグネシウムを含む媒質を、以下の操作前に処理し、
e)乳酸マグネシウムを含む媒質中の乳酸マグネシウムと、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニウムの水酸化物とを、9.0乃至12、好ましくは9.5乃至11、最も好ましくは9.9乃至10.5のpH範囲にて反応させて、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩と水酸化マグネシウムとを生成させ、
f)ナトリウム、カリウム、カルシウム、及び/またはアンモニアの乳酸塩と水酸化マグネシウムとを分離し、更に、
g)水酸化マグネシウムをb工程に再利用する、
乳酸及び/または乳酸塩の調製方法。
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