PL231635B1 - Sposób produkcji kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z jednoskładnikowych roztworów wodnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z jednoskładnikowych roztworów wodnych z zastosowaniem techniki elektrodializy z membraną bipolarną (EDBM).

Kwas alfa-ketoglutarowy (AKG) jest małocząsteczkowym związkiem organicznym zaliczanym do grupy tzw. ketokwasów karboksylowych, zawierających w swojej strukturze zarówno grupę karboksylową, jak i grupę ketonową. Należy zauważyć, że ketokwasy posiadające grupę karbonylową w pozycji alfa, bezpośrednio przyłączonej do grupy karboksylowej są szczególnie istotne w układach biologicznych, jak również biorą udział w cyklu kwasów trikarboksylowych oraz glikolizie. Dodatkowo, szereg zastosowań aplikacyjnych w tym: w przemyśle spożywczym, chemicznym, rolniczym, a w szczególności w medycynie oraz farmacji (zamiennik azotu dla pacjentów z chorobami nerek i wątroby, prekursor leków i antybiotyków przeciwko HIV, środek leczniczy stosowany w profilaktyce i/lub leczeniu chorób wywołanych przez bakterie ureolityczne) może być przyczyną wzrostu zapotrzebowania na ten metabolit w kolejnych latach. Możliwości wykorzystania kwasu AKG zostały szeroko opisane w literaturze przez: Song Y., Li J., Shin H-D., Liu L., Du G., Chen J., Bioresour. Technol., 219, 716-724, 2016; Kamzolova S. V., Morgunov I. G., Appl. Microbiol. Biotechnol., 97, 5517-5525, 2013; Blonde-Cynober F., Aussel C., Cynober L., Nutrition, 19, 73-75, 2003; Wu N., Yang M., Gaur U., Xu H., Yao Y., Li D., Biomol. Ther., 24, 1-8, 2016, PL/EP 1917959. Dostępny w handlu kwas alfa-ketoglutarowy otrzymywany jest głównie na drodze syntezy chemicznej np. w wyniku wieloetapowej syntezy z bursztynianu dietylu i szczawianu dietylu z użyciem żrących środków chemicznych w tym cyjanków, co w konsekwencji prowadzi do tworzenia się toksycznych produktów ubocznych. Ponadto, produkcja kwasu AKG w oparciu o nieodnawialne źródła surowców pochodzenia petrochemicznego wiąże się z szeregiem wad, do których niewątpliwie zaliczyć można: brak selektywności procesu, niską wydajność syntezy oraz negatywny wpływ na środowisko naturalne: Hossain G. S., Li J., Shin H-D., Liu L., Wang M., Du G., Chen J., J. Biotechnol., 187, 71-77, 2014; US 8,680,329 B2. Wydaje się zatem, że wzrost zainteresowania metodami biotechnologicznej konwersji źródeł węgla (glicerolu, etanolu czy n-parafin) z zastosowaniem mikroorganizmów do małocząsteczkowych związków organicznych może być alternatywną, przyjazną dla środowiska metodą pozyskiwania cennych surowców. O wzroście zainteresowania procesami fermentacji świadczy duża ilość doniesień literaturowych oraz zgłoszeń wynalazków i udzielonych w ostatnim czasie patentów: Hronska H., Tokośova S., Pilnikova A., Kriśtofikova L., Rosenberg M., Appl. Biochem. Biotechnol., 175, 266-273, 2015; Drożdżyńska A., Leja K., Czaczyk K., J. Biotechnol., 92, 92-100, 2011; Piotrowska E., Szewczyk K. W., Jaworska M. M., Konieczna-Mordas E., Inż. Ap. Chem., 51, 4, 171-173; Majumder L., Khalil I., Kamruzzaman Munshi M., Alam K., Rashid H-O., Begum R., Alam N., European Journal of Biological Sciences, 2, 1-8, 2010; Cao Y., Zhang R., Sun C., Cheng T., Liu Y., Xian M., Biomed. Res. Int., 2013, 2013; Sauer M., Porro D., Mattanovich D., Branduardi P., Trends. Biotechnol., 26, 100-108, 2008; Dobson R., Gray V., Rumbold K., J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 39, 217-226, 2012; Song H., Lee S.Y., Enzyme. Microb. Tech., 39, 352-361, 2006; US 5573931 A; WO 2014043591 A1 ; US 2970084 A. Dodatkowo warto zaznaczyć, że istnieje szereg doniesień literaturowych przedstawiających sposób mikrobiologicznej fermentacji biomasy do kwasu AKG: Chernyavskaya O. G., Shishkanova N. V., Il'chenko A. P., Finogenova T. V., Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 152-158, 2000; Holz M., Otto Ch., Kretzschmar A., Yovkova V., Aurich A., Potter M., Marx A., Barth G., Appl. Microbiol. Biotechnol., 89, 1519-1526, 2011; Yin X., Li J., Shin H-D., Du G., Liu L., Chen J., Biotechnol. Adv., 33, 830-841,2015; Yin X., Madzak C., Du G., Zhou J., Chen J., Appl. Microbiol. Biotechnol., 96, 1527-1537, 96, 2012; Li Y., Sun L., Feng J., Wu R., Xu Q., Zhang C., Chen N., Xie X., Bioprocess. Biosyst. Eng., 39, 967-976, 2016; US 2,776,926. Powstały w procesie biokonwersji płyn pofermentacyjny, oprócz głównych produktów zawiera również szereg zanieczyszczeń w tym: reszty nieprzereagowanych substratów, organiczne związki niejonowe oraz znaczną ilość soli nieorganicznych. Ponadto istotnym jest, że powstały kwas AKG obecny w medium pofermentacyjnym występuje w nim głównie w postaci soli kwasu AKG. Dlatego też wszelkie znane doniesienia literaturowe i patentowe donoszą o możliwości konwersji soli AKG do formy kwasowej z zastosowaniem etapu zakwaszania, wymuszającego konieczność stosowania znacznej ilości kwasów mineralnych (mogących mieć negatywny wpływ na środowisko naturalne) w tym (H2SO4), jednocześnie stanowiących źródło znacznej ilości zanieczyszczeń stałych, takich jak CaSO4: Morgunov I. G., Kamzolova S. V., Samoilenko V. A., Appl. Microbiol. Biotechnol., 97, 8711-8718, 2013; US 2,724,680. Wydaje się, że zastosowanie membranowych technik separacji, wpisujących się w główne założenia tzw. technik zielonych, może dawać nadzieje na efektywne, bezodpadowe i bezpieczne dla środowiska pozyskanie cennych surowców:

PL 231 635 B1

Li Q-Z., Jiang X-L., Feng X-J., Wang J-M., Sun Ch., Zhang H-B., Xian M., Liu H-Z., J. Microbiol. Biotechnol., 26, 1-8, 2016; Mulder M., Basic Principles of Membrane Technology, wyd. Kluwer Academic Publishers, 1996; Umpuch Ch., Galier S., Kanchanatawee S., Roux-de Balmann H., Process Biochem., 45, 1763-1768, 2010; Jones R. J., Massanet-Nicolau J., Guwy A., Premier G. C., Dinsdale R. M., Reilly M., Bioresource Technol., 189, 279-284, 2015. Techniki membranowe zaliczyć można do dużej grupy technik rozdzielania mieszanin ciekłych lub gazowych, w których dzięki zastosowaniu odpowiedniej przegrody separującej, (membrany) w zależności od jej rodzaju i właściwości, możliwe jest rozdzielenie cząstek/cząsteczek o rozmiarach od dziesiątek μm do dziesiątych części nm: Baker R.W., Membrane Technology and Applications, wyd. John Wiley and Sons, 2004; Bodzek M., Bohdziewicz J., Konieczny K., Membrany i techniki membranowe w ochronie środowiska, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997. Ze względu na rodzaj zastosowanej siły napędowej (różnica ciśnień, stężeń czy też potencjału po obu stronach przegrody separującej) membranowe techniki separacji można podzielić m.in. na: ciśnieniowe (mikrofiltracja (MF), ultrafiltracja (UF), nanofiltracja (NF), odwrócona osmoza (RO)): Blanpain-Avet P., Migdal J. F., Benezech T., Food Bioprod. Process., 82, 231-243, 2004; Blanpain-Avet P., Migdal J. F., Benezech T., J. Membr. Sci., 337, 153-174, 2009; Sikider J., Chakraborty S., Pal P., Drioli E., Bhattacharjee C., Biochem. Eng. J., 69, 130-137, 2012; Cabero M. L., Riera F. A., A Alvarez R., J. Membr. Sci., 154, 239-250, 1999; Sentana I., Rodriguez M., Sentana E., M'Birek C., Prats D., Desalination, 250, 702-706, 2010; Nghiem L. D., Coleman P. J., Espendiller Ch., 250, 682-687, 2010; Gonzalez M. I., Alvarez S., Riera F. A., Alvarez R., Desalination, 228, 84-96, 2008, stężeniowe (dializa dyfuzyjna (DD), dializa klasyczna (DK)): Kobuchi Y., Motomura H., Noma Y., Hanada F., J. Membr. Sci., 27, 173-179, 1986; Oh S. J., Moon S-H., Davis T., J. Membr. Sci., 169, 95-105, 2000; Sun F., Wu C., Wu Y., Xu T., J. Membr. Sci., 450, 103-110, 2014; czy też prądowe (elektrodializa (ED)) Strathmann H., Desalination, 264, 268-288, 2010; Borges F. J., Roux-de Balmann H., Guardani R., Braz. J. Chem. Eng., 27, 473-482, 2010; Gmar S., Chagnes A., Sayadi I. B. S., Fauvarque J-F., Tlili M., Amor M. B., Separ. Sci. Technol., dx.doi.org/10.1080/01496395.2016.1254661.

Szczególną rolę pośród membranowych technik separacyjnych wykorzystywanych do produkcji kwasów organicznych odgrywa elektrodializa z membraną bipolarną (EDBM). EDBM można zaliczyć do grupy tak zwanych elektrodialitycznych technik separacji, w których pod wpływem przyłożonego zewnętrznego źródła potencjału elektrycznego następuje migracja jonów (w kierunku odpowiednich elektrod) przez membrany jonowymienne zdolne do transportu jonów tylko jednego znaku. Ze względu na ładunek grup jonowych wbudowanych w łańcuchy obojętnie naładowanego polimeru, membrany jonoselektywne można podzielić na: membrany anionowymienne (AM), które w swojej strukturze wykazują obecność dodatnio naładowanych grup jonowych, np. -NH4⁺, -RNH2⁺, -R3N⁺, zdolnych do selektywnego transportu anionów obecnych w separowanej mieszaninie oraz membrany kationowymienne (KM) posiadające ujemnie naładowane grupy jonowe, np. -SOx² , -PO2² , -HPO2 , -COO , które transportują kationy z jednoczesnym zatrzymaniem anionów. Do trzeciej grupy membran jonow ymiennych, odgrywających szczególną rolę pośród prądowych technik membranowych, zaliczyć należy membrany bipolarne (BP). Membrany bipolarne składają się z dwóch warstw: anionowymiennej i kationowymiennej rozdzielonych cienką przestrzenią katalityczną o grubości 2 nm. Pod wpływem zewnętrznego źródła prądu cząsteczki wody znajdujące się w przestrzeni między warstwami ulegają rozszczepieniu na kation wodorowy i anion hydroksylowy, które następnie transportowane są do roztworu przez odpowiednie membrany jonowymienne. Do produkcji membran jonowymiennych szeroko stosowanych w procesach elektrodialitycznych używa się głównie materiałów polimerowych w tym: kopolimerów, politetrafluoroetylenu czy też polistyrenu. Procesy elektrodializy klasycznej i bipolarnej oraz budowa i zasada działania membran jonoselektywnych, w tym membran bipolarnych została opisana w licznych publikacjach i patentach: Vera E., Sandeaux J., Persin F., Pourcelly G., Dornier M., Ruales J., J. Food Eng., 90, 67-73, 2009; Rautenbach R., Procesy Membranowe, Podstawy projektowania modułów i instalacji, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996; Ghyselbrecht K., Silva A., Van der Bruggen B., Boussu K., Meesschaert B., Pinoy L., J. Environ. Manage., 140, 69-75, 140, 2014; Xu T., Resour. Conserv. Recy., 37, 1-22, 2002; Wei Y., Li Ch., Wang Y., Zhang X., Li Q. Xu T., Sep. Purif. Technol., 86, 49-54, 2012; US 6221225 B1, US 5240579 A; EP 2470290 A1. Współcześnie elektrodializa bipolarna znajduje zastosowanie głównie do produkcji i oczyszczania kwasów i zasad z wodnych roztworów soli oraz jako jeden z etapów zintegrowanych systemów membranowych wykorzystywanych do separacji kwasów organicznych z brzeczek pofermentacyjnych: Liu X., Li Q., Jiang Ch., Lin X., Xu T., J. Membr. Sci., 482, 76-82, 2015; Li Y., Shi S., Cao H., Wu X., Zhao Z., Water Res., 89, 201-209, 2016; Prochaska K., Staszak K., Woźniak-Budych M. J., Regel-Rosocka M., Adamczak M.,

PL 231 635 B1

Wiśniewski M., Staniewski J., Biores. Technol., 167, 219-225, 2014; Cheng K-K., Zhao X-B., Zeng J., Wu R-Ch., Xu Y-Z., Liu D-H., Zhang J-A., Appl. Microbiol. Biotechnol., 95, 841-850, 2012. W roku 2001 Tongwen i in. przeprowadzili i opisali proces elektrodializy z membraną bipolarną mający na cel u produkcję kwasu cytrynowego z jednoskładnikowych roztworów wodnych zawierających cytrynian sodu. Doświadczenia eksperymentalne opisane przez naukowców prowadzono w czterokomor owym laboratoryjnym układzie elektrodialitycznym, wyposażonym w stos o konfiguracji membran: membrana bipolarna (BP) - membrana kationowymienna (KM) - membrana bipolarna (BP) o łącznej powierzchni aktywnej zastosowanych membran jonowymiennych wynoszącej około 20 cm². Jednocześnie maksymalne stężenie kwasu cytrynowego otrzymanego podczas 200 minutowego procesu EDBM wynosiło ok. 30 g/dm³: Tongwen X., Weihua Y., Chem. Eng. Process., 41,519-524, 2001. W roku 2011 Wang wraz ze współpracownikami opisał możliwość zastosowania elektrodializy z membraną bipolarną do produkcji jedno-, dwu- i trójprotonowych kwasów organicznych, takich jak: kwas octowy, kwas szczawiowy oraz kwas cytrynowy z modelowych roztworów wodnych zawierających sole odpowiednich kwasów. Autorzy położyli szczególny nacisk na zbadanie wpływu zastosowanych konfiguracji stosu membranowego na wydajność procesu EDBM oraz wielkość podstawowych parametrów procesowych w tym: produktywność kwasów, wydajność prądową, spadek napięcia na stosie membranowym oraz ilość energii potrzebnej na wyprodukowanie 1 kg kwasu. Z przeprowadzonych badań wynika, iż możliwe jest zastosowanie EDBM do produkcji wyżej wymienionych małocząsteczkowych związków organicznych, a ich produktywność rośnie w szeregu: kwas octowy> kwas szczawiowy> kwas cytrynowy: Wang Y., Zhang N., Huang C., Xu T., J. Membr. Sci., 385-386, 226-233, 2011. Kolejny przykład zastosowania elektrodializy z membraną bipolarną do wytwarzania małocząsteczkowego kwasu organicznego z roztworów wodnych został opisany przez Fu i in. w 2014. W swojej pracy naukowcy przedstawili możliwość wywarzania kwasu bursztynowego z wodnych roztworów bursztynianu sodu z zastosowaniem układu elektrodialitycznego wyposażonego w membrany jonowymienne, w tym membrany bipolarne o różnej konfiguracji stosu 1) membrana bipolarna (BP) - membrana anionowymienna (AM) - membrana bipolarna (BP), 2) membrana bipolarna (BP) - membrana kationowymienna (KM) - membrana bipolarna (BP), 3) membrana bipolarna (BP) - membrana anionowymienna (AM) - membrana kationowymienna (KM) - membrana bipolarna (BP). Zastosowanie EDBM w zależności od konfiguracji stosu membranowego pozwala na transport jonów bursztynianowych przez membrany anionowymienne i/lub transport kationów sodowych przez membrany kationowymienne oraz bezpośrednią konwersję jonów bursztynianowych do formy kwasowej w połączeniu z protonem wygenerowanym przez membrany bipolarne powstałym w wyniku rozszczepienia wody: Fu L., Gao X., Yang Y., Aiyong F., Hao H., Gao C., Sep. Purif. Technol., 127, 212-218, 2014. Również w roku 2014 przeprowadzono i opatentowano proces separacji i zatężania kwasu fumarowego oraz jego konwersję z roztworów wodnych zawierających sole kwasu fumarowego z zastosowaniem układu elektrodialitycznego wyposażonego w stos membranowy o konfiguracjach: membrana anionowymienna (AM) - membrana bipolarna (BP) oraz membrana kationowymienna (KM) - membrana bipolarna (BP): Prochaska K., WoźniakBudych M. J., J. Membr. Sci., 469, 428-435, 2014; PL 218 682 B1. Inne propozycje zastosowania elektrodializy z membraną bipolarną (głównie do produkcji kwasów i zasad) zostały opisane w publikacjach naukowych: Wang Y., Huang Ch., Xu T., J. Membr. Sci., 374, 150-156, 2011; Wang X., Wang Y., Zhang X., Feng H., Xu T., Biores. Technol., 147, 442-448, 2013; Wang Y., Zhang X., Xu T., J. Membr. Sci., 365, 294-301, 2010; Wu R. C., Xu Y. Z., Song Y. Q., Luo J. A., Liu D., Sep. Purif. Technol., 83, 9-14, 2011; Liu G., Luo H., Wang H., Wang B., Zhang R., Chen S., J. Membr. Sci., 471, 179-184, 2014. Nie odnotowano natomiast żadnych doniesień wskazujących na zastosowanie procesu elektrodializy bipolarnej do produkcji kwasu alfa-ketoglutarowego z jednoskładnikowych roztworów wodnych.

Istotą wynalazku jest sposób produkcji kwasu alfa-ketoglutarowego techniką elektrodializy bipolarnej z jednoskładnikowych roztworów wodnych, który polega na tym, że do wodnego roztworu kwasu AKG o stężeniu od 3 do 5 g/dm³ dodaje się wodorotlenek sodu o stężeniu od 1,7 do 2,8 g/dm³, miesza się, a następnie reguluje się pH roztworu za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku sodu do pH 6-8, korzystnie 8, po czym mieszaninę wodnego roztworu bazowego rozdziela się techniką elektrodializy bipolarnej z jednoczesną konwersją soli kwasu AKG do formy kwasowej, z zastosowaniem stosu membranowego wyposażonego w membranę anionowymienną (AM) oraz bipolarną (BP) o łącznej powierzchni aktywnej zastosowanych membran równej 64 cm² w określonych warunkach procesowych: obecność wodnego roztworu soli sodowej kwasu AKG o stężeniu 1 g/dm³ oraz pH równego 8 w komorze

PL 231 635 B1 koncentratu, natężenie przepływu roztworów roboczych równe 5,4 dm³/h, zakres wartości gęstości prądu od 60 do 70 A/m², korzystnie 65 A/m², oraz temperaturze 25 ±2°C.

Dzięki zastosowaniu sposobu separacji i zatężania według wynalazku, uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

• transport anionów kwasu AKG z wodnych roztworów separowanych do roztworów zatężania przez polimerowe membrany anionowymienne, • możliwość produkcji czystego kwasu AKG z jednoskładnikowych roztworów wodnych w wyniku konwersji soli sodowej kwasu AKG do formy kwasowej dzięki zastosowaniu membrany bipolarnej bez konieczności stosowania niebezpiecznych reagentów, oraz generowania strumieni odpadowych.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zaprezentowany na rysunkach, gdzie rysunek 1 przedstawia budowę i konfigurację zastosowanego stosu membranowego, rysunek 2 przedstawia wykres zmiany stężenia kwasu alfa-ketoglutarowego w komorze koncentratu w czasie trwania EDBM modelowego roztworu soli kwasu alfa-ketoglutarowego o stężeniu 3 g/dm³ (pH 4, gęstość prądu 64 A/m²), rysunek 3 przedstawia wykres zmiany stężenia kwasu alfa-ketoglutarowego w komorze koncentratu w czasie trwania EDBM modelowego roztworu soli kwasu alfa-ketoglutarowego o stężeniu 3 g/dm³ (pH 8, gęstość prądu 64 A/m²), rysunek 4 przedstawia wykres zmiany stężenia kwasu alfa-ketoglutarowego w komorze koncentratu w czasie trwania EDBM modelowego roztworu soli kwasu alfa-ketoglutarowego o stężeniu 5 g/dm³ (pH 8, gęstość prądu 64 A/m²).

Istotę wynalazku ilustrują następujące przykłady:

P r z y k ł a d 1

Elektrodializa bipolarna modelowego roztworu wodnego zawierającego sól sodową kwasu AKG o pH 4, stężeniu 3 g/dm³ i gęstości prądu 64 A/m² (badanie wpływu pH roztworu diluatu)

Elektrodializie bipolarnej poddano jednoskładnikowy wodny roztwór soli kwasu AKG o wyjściowym stężeniu równym 3 g/dm³, dodatkowo dodano wodorotlenek sodu o stężeniu 1,7 g/dm³, a następnie mieszając regulowano pH roztworu wodnym roztworem wodorotlenku sodu do pH 4. Uzyskany roztwór wprowadzono do komory diluatu, podczas gdy roztwór wprowadzany do komory koncentratu zawierał sól sodową kwasu alfa-ketaglutarowego o stężeniu 1 g/dm³ i pH 8. Proces EDBM prowadzony był w stosie membranowym składającym się z membrany anionowymiennej oraz membrany bipolarnej o łącznej powierzchni aktywnej równej 64 cm², przy stałej wartości gęstości prądu równej 64 A/m². Proces prowadzono przez 180 min, przy stałym natężeniu przepływu roztworów roboczych równym

5,4 dm³/h, w temperaturze 23°C. Uzyskane zmiany stężenia 260 kwasu alfa-ketaglutarowego w czasie prowadzenia procesu EDBM w komorze koncentratu przedstawiono na rysunku 2.

P r z y k ł a d 2

Elektrodializa bipolarna modelowego roztworu wodnego zawierającego sól sodową kwasu AKG o pH 8, stężeniu 3 g/dm³ i gęstości prądu 64 A/m² (badanie wpływu pH roztworu diluatu)

Elektrodializie bipolarnej poddano jednoskładnikowy wodny roztwór soli kwasu AKG o wyjściowym stężeniu równym 3 g/dm³, dodatkowo dodano wodorotlenek sodu o stężeniu 1,7 g/dm³, a następnie mieszając regulowano pH roztworu wodnym roztworem wodorotlenku sodu do pH 8. Uzyskany roztwór wprowadzono do komory diluatu, podczas gdy roztwór wprowadzany do komory koncentratu zawierał sól sodową kwasu alfa-ketoglutarowego o stężeniu 1 g/dm³ i pH 8. Proces EDBM prowadzony był w stosie membranowym składającym się z membrany anionowymiennej oraz membrany bipolarnej o łącznej powierzchni aktywnej równej 64 cm², przy stałej wartości gęstości prądu równej 64 A/m². Proces prowadzono przez 180 min, przy stałym natężeniu przepływu roztworów roboczych równym

5,4 dm³/h, w temperaturze 25°C. Uzyskane zmiany stężenia kwasu alfa-ketaglutarowego w czasie prowadzenia procesu EDBM w komorze koncentratu przedstawiono na rysunku 3.

P r z y k ł a d 3

Elektrodializa bipolarna modelowego roztworu wodnego zawierającego sól sodową kwasu AKG o pH 8, stężeniu 5 g/dm³ i gęstości prądu 64 A/m² (badanie wpływu wyjściowego stężenia soli AKG w roztworze diluatu)

Elektrodializie bipolarnej poddano jednoskładnikowy wodny roztwór soli kwasu AKG o wyjściowym stężeniu równym 5 g/dm³, dodatkowo dodano wodorotlenek sodu o stężeniu 2,8 g/dm³, a następnie mieszając regulowano pH roztworu wodnym roztworem wodorotlenku sodu do pH 8. Uzyskany roztwór wprowadzono do komory diluatu, podczas gdy roztwór wprowadzany do komory koncentratu zawierał sól sodową kwasu alfa-ketoglutarowego o stężeniu 1 g/dm³ i pH 8. Proces EDBM prowadzony był w stosie membranowym składającym się z membrany anionowymiennej oraz membrany bipolarnej

PL 231 635 B1 o łącznej powierzchni aktywnej równej 64 cm², przy stałej wartości gęstości prądu równej 64 A/m². Proces prowadzono przez 180 min, przy stałym natężeniu przepływu roztworów roboczych równym

5,4 dm³/h, w temperaturze 27°C. Uzyskane zmiany stężenia kwasu alfa-ketaglutarowego w czasie prowadzenia procesu EDBM w komorze koncentratu przedstawiono na rysunku 4.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób produkcji kwasu alfa-ketoglutarowego z jednoskładnikowych roztworów wodnych, znamienny tym, że do wodnego roztworu kwasu alfa-ketaglutarowego o stężeniu od 3 do 5 g/dm³ dodaje się wodorotlenek sodu o stężeniu od 1,7 do 2,8 g/dm³, miesza się i w trakcie mieszania reguluje się pH wodnym roztworem wodorotlenku sodu do pH 6-8, korzystnie 8, a następnie uzyskany jednoskładnikowy wodny roztwór soli sodowej kwasu alfa-ketaglutarowego poddaje się konwersji do formy kwasowej techniką elektrodializy bipolarnej ze stosem elektrodialitycznym wyposażonym w układ membran: membrana anionowymienna (AM) - membrana bipolarna (BP) o łącznej powierzchni aktywnej membran równej 64 cm², w temperaturze 25 ±2°C i przy granicznej gęstości prądu od 60 do 70 A/m².