專利名稱：由含乳酸鎂的介質(zhì)制備乳酸或乳酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由含乳酸鎂的介質(zhì)制備乳酸和/或乳酸鹽的改進(jìn)方法。
乳酸(LA)是主要用于食品工業(yè)的羥酸。它還用于聚合物工業(yè)來制備聚乳酸，它是一種可生物降解的聚合物。
大多數(shù)工業(yè)制備乳酸的方法都是以微生物發(fā)酵碳水化合物為基礎(chǔ)。這些方法需要嚴(yán)格控制溫度和pH。所有發(fā)酵方法的一個共同特征是在該方法中需要將微生物分泌的酸中和。pH降低至臨界值(該值取決于用于該方法的微生物)以下，會破壞微生物的新陳代謝過程并導(dǎo)致發(fā)酵過程停止。因此，普通方法是向該發(fā)酵反應(yīng)中加入Ca(OH)2并由此產(chǎn)生乳酸鈣。使用硫酸從乳酸鈣中釋放乳酸隨后產(chǎn)生硫酸鈣固體廢物，目前將其處理作為石膏。產(chǎn)生的乳酸增加使得產(chǎn)生的固體廢物大大增加，最終會變成對環(huán)境承受不住的負(fù)擔(dān)。除此之外，盡管針對發(fā)酵過程開發(fā)了各種分離方案，但是分離高純度的LA仍然是難以逃避的目標(biāo)。WO98/22611中描述了使用鈣堿作為中和劑制備乳酸的方法的一個實例。該專利文獻(xiàn)描述了一種乳酸的制備方法，其中通過發(fā)酵，加入堿土堿如鈣堿形成堿土乳酸鹽如乳酸鈣形成乳酸銨，并通過鹽分裂電滲析從其中分離乳酸，制得乳酸。如果所需產(chǎn)物是特定乳酸鹽，那么首先用常規(guī)方法制備以鈣堿作為中和劑由發(fā)酵獲得的乳酸鈣鹽。然后通過加入硫酸在形成石膏下將乳酸鈣轉(zhuǎn)變成乳酸，隨后將乳酸轉(zhuǎn)變成所需的乳酸鹽。不用說，該乳酸鹽制備方法費力、耗時，并且獲得不想要的固體廢物石膏。
本發(fā)明的目的是提供一種制備乳酸和/或乳酸鹽的改進(jìn)方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種對環(huán)境友好的制備乳酸和/或乳酸鹽的方法。
本發(fā)明的又一目的是提供一種乳酸和/或乳酸鹽的制備方法，包括改進(jìn)的分離過程。
隨著下面的描述，本發(fā)明的其它目的將變得顯而易見。
根據(jù)本發(fā)明，乳酸和/或乳酸鹽是通過包含改進(jìn)的分離階段的改進(jìn)方法制備的。所述的改進(jìn)方法可以在實質(zhì)上沒有任何固體或液體廢物排放下進(jìn)行，因此對環(huán)境友好。本發(fā)明提供了一種由含乳酸鎂的介質(zhì)制備乳酸和/或乳酸鹽的方法。
現(xiàn)有技術(shù)中，幾個文獻(xiàn)描述了將鎂基用于乳酸發(fā)酵的中和劑的可能性碳酸鎂作為糖醪液發(fā)酵期間形成的乳酸的中和劑，Zbiobrowsky，Jerzy；Lesniak Wladyslaw，Przemysl refment，(1964)，7(1)，3-6描述了使用碳酸鎂作為糖蜜和白糖發(fā)酵制得的乳酸的中和劑。在離子交換柱內(nèi)將乳酸鎂轉(zhuǎn)變成碳酸鎂和乳酸鈉。
JP-B4-63000038也涉及將乳酸轉(zhuǎn)變成其鎂鹽并在高于50℃的溫度下蒸發(fā)來從發(fā)酵肉湯中回收乳酸。這樣獲得結(jié)晶乳酸鎂，用離子交換樹脂將其轉(zhuǎn)變成乳酸。
乳酸鎂的制備，Kolomaznik，A.Blaha，S.Saha，L.Saha，CzechRep.CZ279,449，1995年4月12日涉及通過發(fā)酵wey(乳糖)并用氧化鎂、氫氧化鎂或碳酸鎂中和來制備乳酸鎂。
在pH4.5-5.0下的該轉(zhuǎn)化明顯高于有常規(guī)Ca-基時的轉(zhuǎn)化。
US1,459,395描述了通過用氧化鎂、氫氧化鎂或碳酸鎂中和工業(yè)(黑)乳酸制得乳酸鎂來精制乳酸。乳酸鎂在合適溶劑中用濃硫酸酸化。過濾除去硫酸鎂之后所得溶液經(jīng)蒸餾除去溶劑。純?nèi)樗嶙鳛闅堄辔锪粝?。還提及乳酸鈣轉(zhuǎn)變成乳酸鎂，同時形成硫酸鈣(所謂的SWAP反應(yīng))。
GB173,479描述了一種將得自發(fā)酵的乳酸精制的方法，其中將溶液中的乳酸轉(zhuǎn)變成乳酸鎂。溶液中的乳酸可以轉(zhuǎn)變成更易溶的乳酸鹽如乳酸鈣然后將其轉(zhuǎn)變成乳酸鎂。所得乳酸鎂溶液用硫酸酸化并通過用例如丙酮萃取回收乳酸。萃取和酸化步驟也可以通過將鎂鹽溶液懸浮于丙酮中然后酸化形成硫酸鎂沉淀和乳酸而組合。
WO00/17378涉及糖發(fā)酵形成乳酸。加入氫氧化鈣或氫氧化鎂將發(fā)酵肉湯的pH調(diào)整至5.5-6.5。用鹽酸將乳酸鎂轉(zhuǎn)化形成乳酸和氯化鎂。乳酸經(jīng)LLE用異戊醇、胺或醚萃取。氯化鎂受熱分解成鹽酸和氧化鎂。
在第二個實施方式中將發(fā)酵肉湯(在生物質(zhì)分離之后)濃縮使乳酸鎂或乳酸鈣沉淀。沉淀物用HCl酸化。顯示發(fā)酵肉湯典型地含有約5-6wt.％乳酸鎂或乳酸鈣，以乳酸計算，并且所述濃度不足以在室溫下結(jié)晶。因此將肉湯濃縮至約15wt.％，將濃肉湯冷卻產(chǎn)生沉淀。
US3,429,777描述了由粗乳酸溶液用可溶性蛋白和可溶性磷酸鹽制備乳酸鎂。所述粗乳酸溶液定義為粗乳酸鹽培養(yǎng)浸泡水液或粗糖液如糖蜜。通過硫酸或磷酸酸化回收，任選與CO2組合。還提及通過向乳酸鎂溶液中加入純堿、苛性鈉或磷酸鈉制得乳酸鈉和碳酸鎂或氫氧化鎂來將乳酸鎂轉(zhuǎn)變成乳酸鈉的可能性。然而，沒有詳細(xì)提供如何實施該過程以及在何種條件下進(jìn)行。
NL-A-288829描述了連續(xù)發(fā)酵糖形成乳酸，其中連續(xù)加入鎂或鋅鹽調(diào)整pH并形成乳酸鎂或乳酸鋅，通過過濾周期性地將其從發(fā)酵肉湯中取出，同時加入糖。
WO98/37050(Eya1)描述了由含有乳酸的堿土金屬鹽的(發(fā)酵)介質(zhì)制備乳酸，包括a)將乳酸的堿土金屬鹽與堿金屬堿反應(yīng)形成乳酸的堿金屬鹽和堿土金屬基，b)將所述堿土金屬鹽與乳酸的堿金屬鹽分離，c)將乳酸的堿金屬鹽分解成乳酸和堿金屬鹽，d)通過過濾或萃取將所述乳酸和堿金屬鹽分離，e)將堿金屬鹽循環(huán)到步驟(a)，和，f)將步驟(b)中分離的堿土金屬鹽循環(huán)到(發(fā)酵)介質(zhì)。
乳酸的堿土金屬鹽可以是乳酸的鈣鹽或乳酸的鎂鹽。堿金屬鹽優(yōu)選是鈉或鉀鹽，優(yōu)選其氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽。鹽分離步驟可以是電滲析鹽分離。
盡管整個過程清楚地提及使用鈣堿作為中和劑，提及使用鎂堿作為替代。該文獻(xiàn)還指出通過SWAP步驟可以將該堿土金屬乳酸鹽轉(zhuǎn)變成乳酸鈉或乳酸鉀。為此，將Na/K堿如氫氧化物、氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽加入到堿土金屬乳酸鹽中。由于碳酸鈣的溶解度低，因此優(yōu)選使用碳酸氫鹽。就用乳酸鈣和碳酸氫鈉的所述SWAP而言，pH優(yōu)選在5-10之間，更優(yōu)選在7-9之間。由于各種鈣堿的溶解度(和其它物理和化學(xué)性質(zhì))與各種鎂堿的有很大的不同(彼此也是相對的，例如氫氧化鈣比碳酸鈣易溶，而碳酸鎂比氫氧化鎂易溶)，因此Eyal的教導(dǎo)(清楚地提及并且僅基于鈣和碳酸(氫)鹽)不能用于鎂堿SWAP法。
盡管已知將鎂堿用于乳酸發(fā)酵的中和劑，但是上述文獻(xiàn)無一充分肯定乳酸鎂與使用其它中和劑時形成的化合物如乳酸鈣和其它乳酸鹽相比的有益性能。也沒有利用這些有益性能來開發(fā)一種對環(huán)境友好的具有改進(jìn)的精制和乳酸和/或乳酸鹽的分離的方法。而且，上述文獻(xiàn)中無一教導(dǎo)這種方法所需的反應(yīng)條件。為了最佳地利用鎂作為乳酸發(fā)酵的中和劑的所有益處，應(yīng)該能夠容易地將由乳酸鎂形成的乳酸或乳酸鹽與其副產(chǎn)物分離。優(yōu)選副產(chǎn)物應(yīng)可以循環(huán)，以便獲得一種可以在實質(zhì)上沒有任何固體或液體廢物排放下實施、因此對環(huán)境友好的方法。
為此，本發(fā)明涉及一種由含乳酸鎂的介質(zhì)制備乳酸和/或乳酸鹽的方法，其中乳酸鎂在pH范圍9-12，優(yōu)選9.5-11下與鈉、鉀、鈣和/或銨的氫氧化物反應(yīng)形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂。
用本發(fā)明的方法形成乳酸鹽和氫氧化鎂。關(guān)鍵的是，所述所謂的SWAP反應(yīng)必需在特定pH范圍下進(jìn)行發(fā)現(xiàn)當(dāng)在pH范圍9-12下進(jìn)行SWAP反應(yīng)時形成具有易于與形成的乳酸鹽溶液分離的合適大小和形態(tài)的氫氧化鎂顆粒。發(fā)現(xiàn)例如，當(dāng)在pH低于9下進(jìn)行SWAP時形成不能被過濾的氫氧化鎂凝膠狀層(即使在將所有乳酸鎂轉(zhuǎn)化之前)。還發(fā)現(xiàn)在pH大于12下進(jìn)行SWAP反應(yīng)是不可行的，這是由于形成多孔的、體積大的氫氧化鎂顆粒，它形成固體含量非常低的氫氧化鎂濾餅。而且在乳酸鈉溶液中存在過量的堿需要中和。
任選，乳酸鎂(含其的介質(zhì))在本發(fā)明的SWAP反應(yīng)之前經(jīng)過預(yù)處理。特別是當(dāng)乳酸鎂得自碳水化合物的發(fā)酵時，通過生物質(zhì)分離、洗滌、過濾、再結(jié)晶或濃縮、及其組合，等等將所述乳酸鎂(含其的介質(zhì))預(yù)處理可能是有益的。當(dāng)乳酸鎂得自碳水化合物的發(fā)酵時，優(yōu)選在SWAP反應(yīng)之前除去生物質(zhì)并對乳酸鎂進(jìn)行洗滌。洗滌步驟優(yōu)選用水進(jìn)行，該水可以是冷的或熱的。生物質(zhì)分離通常經(jīng)過濾、浮選、沉降、離心、絮凝和/或其組合進(jìn)行。
用本發(fā)明的方法，可以使用濃度相對高的乳酸鎂漿料；可以適當(dāng)使用至多38wt.％乳酸鎂漿料(以無水物計)。比較，現(xiàn)有技術(shù)中將約20wt.％乳酸鈣漿料經(jīng)過SWAP反應(yīng)，獲得約18wt.％乳酸鈉溶液。應(yīng)注意所述乳酸鎂漿料既包括懸液形式的乳酸鎂也包括溶液乳酸鎂。優(yōu)選，使用濃度為8.5-30wt.％(以無水物計)的乳酸鎂漿料，更優(yōu)選濃度為17-25wt.％的漿料。這樣獲得高濃度的鈉、鈣、鉀和/或銨乳酸鹽溶液。發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的方法中可以容易地操作反應(yīng)介質(zhì)的液體部分中濃度至多40wt.％的所得乳酸鹽溶液。優(yōu)選，進(jìn)行該方法來形成反應(yīng)介質(zhì)的液體部分中濃度至多30wt.％的乳酸鹽。
為了保證均勻的反應(yīng)并形成大小和形態(tài)最佳的氫氧化鎂顆粒，建議在激烈攪拌下進(jìn)行SWAP反應(yīng)。這可以通過常規(guī)混合器和/或攪拌器如攪拌槽反應(yīng)器進(jìn)行。
同樣反應(yīng)溫度與獲得具有最佳顆粒大小和形態(tài)的氫氧化鎂顆粒有關(guān)。優(yōu)選，本發(fā)明的方法在20-100℃，更優(yōu)選20-75℃的溫度下進(jìn)行。
當(dāng)使用過濾將氫氧化鎂與(液體)乳酸鈉分離時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)反應(yīng)溫度低于20℃時分離時間太長，另一方面當(dāng)使用高于100℃的溫度時，濾餅的固體含量太低。
本發(fā)明的方法優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，其中第一步將乳酸鎂與鈉、鉀、鈣和/或銨的氫氧化物在pH范圍9-12，優(yōu)選9.5-11下反應(yīng)，形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂，以及第二步將pH略微升高至pH10.5-12。所述第二步保證從乳酸鹽中基本上除去所有的鎂離子。這與制備鎂離子含量低的產(chǎn)物有關(guān)。這對于產(chǎn)品規(guī)格或者另外一些加工步驟如膜電滲析(非常低的鎂含量)可能是必需的。另外，其它精制步驟如離子交換，為達(dá)到所需的鎂含量可能是必需的。
如上所述，可以將形成的氫氧化鎂和乳酸鹽彼此容易地分離。可以通過過濾或沉降分離氫氧化鎂顆粒。優(yōu)選，將形成的氫氧化鎂與反應(yīng)介質(zhì)直接分離，這是由于此時氫氧化鎂顆粒的顆粒大小和形態(tài)最佳。任選，氫氧化鎂顆粒在分離之后用水洗滌。在為連續(xù)過程的情況下優(yōu)選將氫氧化鎂顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中連續(xù)除去。在為間歇過程的情況下優(yōu)選在形成之后或者盡技術(shù)可能盡快地將氫氧化鎂顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中除去。
在本發(fā)明的方法中形成的氫氧化鎂非常純并且可以適當(dāng)?shù)赜糜谔妓衔锇l(fā)酵形成乳酸時的中和劑。
發(fā)現(xiàn)在分離氫氧化鎂之后，使形成的鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽經(jīng)過″pH校正步驟″是有益的。在該步驟中加入少量酸來制備pH中性產(chǎn)物。
盡管本發(fā)明的方法的產(chǎn)物相當(dāng)純，但是在回收產(chǎn)物之后，鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽可以經(jīng)過一個或多個再精制/改性步驟，例如活性碳處理、萃取、電滲析等。這些精制步驟在本領(lǐng)域為已知并且在這里不需要進(jìn)一步說明。本發(fā)明的方法的產(chǎn)物尤其可以經(jīng)過改性步驟，其中，例如，將乳酸鹽轉(zhuǎn)變成乳酸。這樣獲得非常高純度的乳酸。所述轉(zhuǎn)化可以通過雙極電滲析或者加入強(qiáng)無機(jī)酸進(jìn)行。鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽也可以轉(zhuǎn)變成另一乳酸鹽或乳酸酯如乳酸鋅、乳酸亞鐵、乳酸鐵、乳酸錳、乳酸鋁、乳酸乙酯、乳酸乙基己酯、乳酸丁酯、其組合，等等。
含乳酸鎂的介質(zhì)可以容易地從碳水化合物向乳酸的發(fā)酵中獲得。它可以是碳水化合物向乳酸的發(fā)酵，其中使用鎂基作為中和劑，但是也可以使用其中將形成的乳酸中和形成另一乳酸鹽和將所述乳酸鹽(任選經(jīng)乳酸轉(zhuǎn)化)轉(zhuǎn)變成乳酸鎂的發(fā)酵。發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)變成乳酸鎂之前不需要將所述其它乳酸鹽與發(fā)酵肉湯分離。乳酸鎂從發(fā)酵肉湯中結(jié)晶成清楚確定的細(xì)長塊狀晶體。由于結(jié)晶慢，因此在乳酸鎂中幾乎不包含雜質(zhì)并且形成具有清楚確定形狀的晶體。因此，結(jié)晶步驟固有地代表有效的純化步驟。由于用本發(fā)明的方法可以容易地將乳酸鎂轉(zhuǎn)變成非常純的液態(tài)乳酸鹽，它可以容易地與形成的固體氫氧化鎂分離，所有使用鎂堿作為中和劑的益處都被最佳地利用。本發(fā)明的方法的一個優(yōu)點在于可以使用相對不純的介質(zhì)，而獲得相對純的乳酸鹽。因此可以將任意碳水化合物源用于本發(fā)明的方法，即使相對粗的碳水化合物源也可用于發(fā)酵。合適的碳水化合物源的實例有蔗糖、(液化)淀粉、糖漿等。如上所述，如果介質(zhì)源自碳水化合物的發(fā)酵，那么在將該乳酸鎂與鈉、鉀、鈣和/或氨的氫氧化物反應(yīng)之前將生物質(zhì)與乳酸鎂(含其的介質(zhì))分離是有益的。
如上所述，在本發(fā)明的反應(yīng)期間形成的氫氧化鎂也非常純并且可以有益地用作發(fā)酵過程的中和劑。同樣對上述發(fā)酵而言，在該方法后期形成的氫氧化鎂可以循環(huán)到發(fā)酵中作為中和劑。未加入其它雜質(zhì)并將單一副產(chǎn)物(氫氧化鎂)循環(huán)到反應(yīng)中，因此獲得所謂的鹽降低的方法。因此本發(fā)明還涉及一種乳酸和/或乳酸鹽的制備方法，其中a)在有微生物的情況下將碳水化合物源發(fā)酵成乳酸和/或乳酸鹽，b)將氫氧化鎂用于發(fā)酵期間的中和劑，c)形成含乳酸鎂的介質(zhì)，d)任選，之前將含乳酸鎂的介質(zhì)處理，e)在pH范圍9-12，優(yōu)選9.5-11下將含乳酸鎂的介質(zhì)中的乳酸鎂與鈉、鉀、鈣和/或銨的氫氧化物反應(yīng)，形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂，f)將鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽與氫氧化鎂分離，和g)將氫氧化鎂循環(huán)到步驟b。
本發(fā)明還通過以下實施例進(jìn)行了描述。這些實施例僅用于舉例說明，不應(yīng)解釋為限制性的。
實施例實施例1從含乳酸鎂的溶液中沉淀氫氧化鎂pH的影響將每930g去離子水中溶解70g的乳酸鎂二水合物制得乳酸鎂溶液。
在50℃下以33ml/min的流速將該溶液連續(xù)供料到一2L反應(yīng)器中，同時通過添加氫氧化鈉50wt.％溶液將pH保持在一定值。
比較在5個不同pH-設(shè)置(9.5、10.0、10.5、11.0和12.0)下獲得的產(chǎn)物漿料。每一設(shè)置下對產(chǎn)物漿料取樣并使之沉淀。獲得清澈的乳酸鈉溶液上層，以及含氫氧化鎂顆粒的下層。由于粒徑和形狀決定沉降性能，因此少量的下層被認(rèn)為是良好的。發(fā)現(xiàn)仍然可以過濾25％的層體積。
實施例2從含乳酸鎂的溶液中沉淀氫氧化鎂溫度的影響重復(fù)實施例1，但是現(xiàn)在將pH固定在10.5并改變溫度20、50和75℃。
同樣測定250ml漿料樣品在紙過濾器上于真空下的過濾速度。
過濾時間是將漿料分離成濾餅和濾液所需的時間。
因此溫度對形成的氫氧化鎂顆粒的影響大，導(dǎo)致不同的沉降和過濾性能。
顯示乳酸鎂和氫氧化鈉反應(yīng)的最佳溫度在20-75℃之間。當(dāng)溫度低于20℃時過濾時間相對較長，因此對工業(yè)應(yīng)用而言不是最佳的，而溫度大于75℃時獲得高的過濾速度，但是沉降體積或濾餅大。在20-75℃的溫度下獲得最好結(jié)果。
實施例3從含乳酸鎂的溶液中沉降氫氧化鎂攪拌速度的影響重復(fù)實施例1，其中pH＝10.5，溫度為50℃，攪拌速度用250rpm替換600rpm。
沉降之后下層的體積由10％增加至20％。因此，優(yōu)選劇烈攪拌。
實施例4從含乳酸鎂的溶液中沉降氫氧化鎂老化的影響將實施例1的產(chǎn)物漿料于pH＝10.5和溫度50℃下連續(xù)攪拌1夜。沉降之和下層的體積由10％增加至20％。因此，優(yōu)選在形成之后將氫氧化鎂與反應(yīng)介質(zhì)直接分離。
實施例5從含乳酸鈉的漿料中分離氫氧化鎂在pH＝10.5和溫度50℃下重復(fù)實施例1，但是現(xiàn)在使用不同濃度的乳酸鎂加料。由于乳酸鎂的溶解度有限，因此使用乳酸鎂漿料。
隨著加料中乳酸鎂的濃度變化，產(chǎn)物中乳酸鈉濃度也變化。
結(jié)果匯編于表I。
表I
從表I可知，當(dāng)所得乳酸鈉的濃度高于30wt.％時，過濾時間大大增加。這可能是系統(tǒng)粘度增加的結(jié)果。
同樣，至多30％過濾后的濾餅是相對干的，而最后試驗的濾餅相當(dāng)粘。
實施例6所得乳酸鈉溶液中殘余鎂離子的減少就一些進(jìn)一步加工工藝而言，用本發(fā)明的方法制得的乳酸鈉溶液中殘余鎂離子應(yīng)非常低。為此在第二反應(yīng)器中使所得乳酸鎂溶液經(jīng)過所謂的pH調(diào)節(jié)步驟，即通過添加一定的NaOH在第一個反應(yīng)器中將pH調(diào)整至10.5并在第二個反應(yīng)器中調(diào)整至10.5或11.0。經(jīng)過所述調(diào)整步驟，鎂離子含量從1600ppmMg離子分別降低至490和100ppm。
權(quán)利要求
1.由含乳酸鎂的介質(zhì)制備乳酸和/或乳酸鹽的方法，其中乳酸鎂在pH范圍9-12，優(yōu)選9.5-11下與鈉、鉀、鈣、和/或銨的氫氧化物反應(yīng)形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中乳酸鎂(含其的介質(zhì))經(jīng)預(yù)處理然后將該乳酸鎂與鈉、鉀、鈣和/或銨的氫氧化物反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中所述預(yù)處理包括生物量分離、洗滌、再結(jié)晶、過濾、濃縮和干燥中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1或2的方法，其中存在于介質(zhì)中的乳酸鎂以乳酸鎂含量至多38wt.％的漿料的形式存在(以總漿料為基礎(chǔ)，按無水物計算)。
5.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中乳酸鎂在劇烈攪拌下與鈉、鉀、鈣和/或氨的氫氧化物反應(yīng)。
6.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中乳酸鎂在20-100℃的溫度，優(yōu)選在20-75℃的溫度下與鈉、鉀、鈣和/或氨的氫氧化物反應(yīng)。
7.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中乳酸鎂在反應(yīng)介質(zhì)的液體部分中以至多40wt.％的濃度，優(yōu)選在反應(yīng)介質(zhì)的液體部分中以至多30wt.％的濃度與鈉、鉀、鈣和/或氨的氫氧化物反應(yīng)形成鈉、鈣、鉀和/或銨的乳酸鹽。
8.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。
9.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中反應(yīng)分兩步進(jìn)行，其中第一步乳酸鎂在pH范圍9-12，優(yōu)選9.5-11下與鈉、鉀、鈣和/或銨的氫氧化物反應(yīng)，形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂，第二步將pH升高至pH10.5-12。
10.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中將形成的氫氧化鎂與反應(yīng)介質(zhì)分離。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中在形成之后將形成的氫氧化鎂與反應(yīng)介質(zhì)直接分離。
12.如權(quán)利要求10或11的方法，其中在分離之后用水洗滌氫氧化鎂。
13.如前面權(quán)利要求10-12任一項的方法，其中所得氫氧化鎂用于碳水化合物發(fā)酵形成乳酸時的中和劑。
14.如前面權(quán)利要求10-13任一項的方法，其中在與乳酸鎂分離之后回收的鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽經(jīng)過″pH校正步驟″。
15.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽經(jīng)過一個或多個再精制/改性步驟。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽經(jīng)過電滲析。
17.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中將鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽轉(zhuǎn)變成乳酸。
18.如權(quán)利要求17的方法，其中通過雙極電滲析或加入強(qiáng)酸將鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽轉(zhuǎn)變成乳酸。
19.如前面權(quán)利要求任一項的方法，其中乳酸鎂(含其的介質(zhì))得自碳水化合物的發(fā)酵。
20.如權(quán)利要求19的方法，其中在乳酸鎂與鈉、鉀、鈣和/或氨的氫氧化物反應(yīng)之前將生物量與乳酸鎂(含其的介質(zhì))分離。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中通過過濾和/或沉降將生物質(zhì)分離。
22.如權(quán)利要求19-21任一項的方法，其中使用氫氧化鎂作為發(fā)酵時的中和劑。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中用作中和劑源的氫氧化鎂是如權(quán)利要求13所得的氫氧化鎂。
24.如權(quán)利要求13的方法，其中碳水化合物是蔗糖、(液化)淀粉、糖漿等。
25.乳酸和/或乳酸鹽的制備方法，其中a)在有微生物的情況下將碳水化合物源發(fā)酵成乳酸和/或乳酸鹽，b)將氫氧化鎂用于發(fā)酵期間的中和劑，c)形成含乳酸鎂的介質(zhì)，d)任選，之前將含乳酸鎂的介質(zhì)處理，e)在pH范圍9.0-12，優(yōu)選9.5-11，最優(yōu)選9.9-10.5下將含乳酸鎂的介質(zhì)中的乳酸鎂與鈉、鉀、鈣和/或銨的氫氧化物反應(yīng)，形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂，f)將鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽與氫氧化鎂分離，和g)將氫氧化鎂循環(huán)到步驟b。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由含乳酸鎂的介質(zhì)制備乳酸和/或乳酸鹽的改進(jìn)方法。在所述方法中，乳酸鎂在pH范圍9－12，優(yōu)選9.9－11下與鈉、鈣、和/或銨的氫氧化物反應(yīng)，形成鈉、鉀、鈣和/或氨的乳酸鹽和氫氧化鎂。用本發(fā)明的方法形成乳酸鹽和氫氧化鎂。所述的所謂SWAP反應(yīng)必需在特定pH范圍下進(jìn)行發(fā)現(xiàn)在pH范圍9－12下進(jìn)行SWAP反應(yīng)形成可以容易與形成的乳酸鹽溶液分離的氫氧化鎂顆粒。
文檔編號C12P7/56GK101018756SQ200580023390
公開日2007年8月15日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者J·萬克里肯, R·奧托, G·L·納尼恩格, J·J·德維瑞斯 申請人:普拉克生化公司