本發(fā)明涉及精細(xì)有機(jī)化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)現(xiàn)有工藝制得的乳酸產(chǎn)品進(jìn)行針對(duì)性處理，得到高含量、高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的方法及生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：

乳酸純品為無(wú)色液體，無(wú)氣味，具有吸濕性，能與水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚，相對(duì)密度1.2060(25/4℃)，折射率nd＝1.4392(20℃)，沸點(diǎn)122℃(2kpa)，在常壓下加熱到190℃汽化并分解。乳酸分為l-乳酸、d-乳酸以及dl-乳酸。

乳酸水溶液由較低濃度濃縮至50％時(shí)，就會(huì)有部分轉(zhuǎn)變成乳酸酐，此濃度下的產(chǎn)品中常含有10％-15％的乳酸酐。含量大于32％(m/m)的高純?nèi)樗崴芤?，在有晶種存在或有形成晶種的條件下，dl-乳酸在16.8℃以下、l-乳酸或d-乳酸在53℃以下就有結(jié)晶或結(jié)塊的可能。沒(méi)有進(jìn)行針對(duì)性不結(jié)晶處理制得的乳酸產(chǎn)品在含量≥93％、溫度25℃以下時(shí)即有出現(xiàn)結(jié)晶、結(jié)塊的風(fēng)險(xiǎn)，這將導(dǎo)致管道中可能出現(xiàn)結(jié)晶堵塞(極端環(huán)境或設(shè)計(jì)中未做伴熱配置的工廠)，無(wú)法保證產(chǎn)品進(jìn)行正常的桶(或罐)包裝、運(yùn)輸，給客戶使用帶來(lái)麻煩或影響使用效果。由于乳酸溶解條件又有諸多不確定性，采用固態(tài)包裝更難實(shí)現(xiàn)且風(fēng)險(xiǎn)更大，會(huì)較大的限制其使用范圍。

對(duì)于化學(xué)鍍等表面處理行業(yè)，乳酸出現(xiàn)結(jié)晶帶來(lái)的不利影響更大。化學(xué)鍍鎳是近二十年來(lái)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用并不斷完善與發(fā)展起來(lái)的一種表面處理工藝技術(shù)，廣泛應(yīng)用于塑料防護(hù)、金屬防腐、計(jì)算機(jī)與精密電子設(shè)備主板制造等行業(yè)。其原理是使用金屬鎳的硫酸鹽做鎳源，次磷酸鈉等還原劑游離并形成鎳沉淀做為鍍層。為提高化學(xué)鍍的工藝效率、增大鍍層穩(wěn)定性、最大限度保證多種應(yīng)用環(huán)境的鍍層質(zhì)量，在電鍍液中還需要加入多種助劑。乳酸就是其中用量最大的助劑類(lèi)物質(zhì)，其作用機(jī)理是應(yīng)用乳酸的絡(luò)合作用使硫酸鎳在水溶液中電離的鎳離子處于均勻分散狀態(tài)，同時(shí)其相對(duì)于次磷酸鈉較低的還原性又不至于使已形成的鍍層再度溶解?；诖藨?yīng)用環(huán)境，乳酸本體不能結(jié)晶的要求極為重要：因?yàn)榭陀^存在的晶體懸浮會(huì)形成晶種效應(yīng)，不利于配制化學(xué)鍍的主輔原料溶解與擴(kuò)散。同時(shí)，即便極少的乳酸結(jié)晶或受其影響的其他非鎳原子晶體沉積，都會(huì)影響和破壞鍍層質(zhì)量，特別是多數(shù)化學(xué)鍍鎳的精密鍍件又是非金屬材質(zhì)(塑料或環(huán)氧樹(shù)脂)，其表面處理的工作環(huán)鏡不能在高溫下進(jìn)行。為此，低溫或常溫不易結(jié)晶乳酸對(duì)此行業(yè)顯得尤為重要。

考慮到乳酸在應(yīng)用環(huán)境的金屬離子絡(luò)合分散目的、鍍液環(huán)境的酸堿緩沖效應(yīng)，結(jié)合乳酸、乳酐、乳酰乳酸與水互溶的特性，以及乳酐、乳酰乳酸能夠隨體系溫度與含水量自行水解的特性所具備的緩釋效應(yīng)，在所需總?cè)樗岬臐舛纫欢〞r(shí)，鍍液配制時(shí)含乳酸、乳酐、乳酰乳酸的混合物優(yōu)于相同濃度的純粹游離乳酸。即在化學(xué)鍍工藝的原料乳酸選用時(shí)，偏好含乳酸、乳酐、乳酰乳酸的混合物乳酸，在乳酸酸價(jià)相等時(shí)，其ph比相同濃度未經(jīng)針對(duì)性工藝處理的ph低、緩沖效應(yīng)可靠、絡(luò)合效應(yīng)穩(wěn)定。

此外根據(jù)乳酸的特殊性質(zhì)，由較低濃度通過(guò)加熱向較高濃度濃縮時(shí)，不加催化劑或其它非乳酸物質(zhì)，客觀上也存在部分乳酸分子間及分子內(nèi)脫水生成乳酰乳酸及乳酐的事實(shí)，且含量越高、時(shí)間越長(zhǎng)，比例越大。而通過(guò)加熱到較高溫度(50至190℃)同時(shí)配合真空(減壓：絕壓<101080pa)提高乳酸含量(>32％)而引起體系中乳酰乳酸及乳酐的含量增加后，即使將脫水量等量回加，在通常環(huán)境溫度(<50℃)下，也不易在短時(shí)間內(nèi)水解到此前的體系含量比例，且含量增加越大越難回復(fù)(用時(shí)越長(zhǎng))。純凈的乳酰乳酸及乳酐熔點(diǎn)較乳酸低，其與乳酸混合物的水溶液更不易結(jié)晶、結(jié)塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有高純度及較高含量乳酸產(chǎn)品容易結(jié)晶、影響使用的不足，提供一種高純度、高含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的制備方法及生產(chǎn)裝置。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、不引入其他雜質(zhì)、產(chǎn)品利于包裝儲(chǔ)存運(yùn)輸使用等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于化學(xué)鍍及化學(xué)合成行業(yè)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種高純度、高含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(a)將原料乳酸抽入加熱脫水釜中，開(kāi)啟真空裝置使加熱脫水釜內(nèi)維持一定的真空度并加熱，待乳酸沸騰并維持一定時(shí)間后取樣測(cè)定乳酸含量，達(dá)到設(shè)定值后停止加熱，接著向加熱脫水釜內(nèi)輸入氮?dú)?，期間維持加熱脫水釜的真空狀態(tài)；(b)待加熱脫水釜內(nèi)料溫低于100℃時(shí)，停止輸入氮?dú)夂统檎婵?，使加熱脫水釜排空并保持常壓狀態(tài)，將加熱脫水釜內(nèi)的乳酸經(jīng)冷凝器a冷凝后輸入勾兌罐中，加熱脫水釜餾出的乳酸-水共沸物經(jīng)真空緩沖罐和冷凝器b后輸入勾兌罐中或單獨(dú)回收；(c)取樣測(cè)定勾兌罐中乳酸含量，通過(guò)向勾兌罐中注入計(jì)算量的水，至目標(biāo)乳酸含量即得高含量、高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品。

按照上述方案，步驟(a)中將原料乳酸抽入加熱脫水釜后，加熱使乳酸緩慢升溫直至沸騰，維持系統(tǒng)絕對(duì)壓力1500-2000pa，繼續(xù)加熱使乳酸保持沸騰狀態(tài)，在120±5℃取樣測(cè)定乳酸含量。

按照上述方案，步驟(a)中根據(jù)所需目標(biāo)產(chǎn)品含量要求，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)品含量在100％以下時(shí)，測(cè)定的乳酸含量以乳酸計(jì)大于102％時(shí)停止加熱；當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)品含量在100％以上時(shí)，測(cè)定的乳酸含量以乳酸計(jì)大于目標(biāo)含量2％以上時(shí)停止加熱，停止加熱后繼續(xù)保持系統(tǒng)的真空狀態(tài)并穩(wěn)定一定時(shí)間，接著從底部向加熱脫水釜內(nèi)少量、均勻、持續(xù)的輸入氮?dú)?，通入氮?dú)鈺r(shí)系統(tǒng)的絕對(duì)壓力維持在2000-4000pa。

按照上述方案，步驟(b)中停止通入氮?dú)夂?，將加熱脫水釜?nèi)的乳酸通過(guò)冷凝器a冷卻至45±5℃后輸送至勾兌罐中，加熱脫水釜餾出的乳酸-水共沸物經(jīng)真空緩沖罐和冷凝器b冷卻至45±5℃后輸送至勾兌罐中或單獨(dú)回收。

優(yōu)選的，在已有規(guī)?；⒕邆涠坛谭肿诱麴s法裝備進(jìn)行高純度、高含量乳酸生產(chǎn)的場(chǎng)合，要實(shí)現(xiàn)高純度、高含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)，步驟(b)中加熱脫水釜內(nèi)的乳酸在經(jīng)過(guò)冷凝器a之前還需經(jīng)過(guò)一套加裝的短程蒸發(fā)器，從該短程蒸發(fā)器出來(lái)的物料其中一路經(jīng)冷凝器b冷凝至45±5℃后輸入勾兌罐，另一路收集得到超純?nèi)樗?，可直接回用或?jīng)兌水后作為超純?nèi)樗岙a(chǎn)品直接銷(xiāo)售，該短程蒸發(fā)器的絕壓維持在50-100pa，物料蒸發(fā)溫度50-100℃，加熱脫水釜至少設(shè)置兩個(gè)，以便交替工作保證連續(xù)生產(chǎn)。

按照上述方案，抽入加熱脫水釜中的原料以乳酸計(jì)的含量≥32％，從勾兌罐中出來(lái)的高純度、高含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品以乳酸計(jì)的含量為32-128％。

按照上述方案，所述原料乳酸來(lái)自原料罐或者工廠的乳酸生產(chǎn)線。

本發(fā)明的另一目的是提供一種高純度、高含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的生產(chǎn)裝置，其特征在于：該裝置包括加熱脫水釜、真空緩沖罐、真空裝置、冷凝裝置、勾兌罐以及輸料泵，所述真空裝置通過(guò)管道與冷凝器b、真空緩沖罐以及加熱脫水釜相連，用于對(duì)加熱脫水釜抽真空并保證從釜頂出來(lái)的蒸汽物料冷凝后流入真空緩沖罐；所述勾兌罐通過(guò)管道分別與冷凝器a以及真空緩沖罐相連，用于混合處理好的乳酸原料；冷凝器a的另一端依次與輸料泵2和加熱脫水釜相連，在加熱脫水釜底部設(shè)置有氣體吹管及閥門(mén)，在勾兌罐上設(shè)置有液體進(jìn)料口用于注入純水，加熱脫水釜以及勾兌罐分別設(shè)置有與之相連的輸料泵1和輸料泵4，在真空緩沖罐和勾兌罐之間還設(shè)置有輸料泵3。

按照上述方案，在加熱脫水釜與冷凝器b之間還增設(shè)有短程蒸發(fā)器，所述短程蒸發(fā)器與高真空裝置相連，從短程蒸發(fā)器出來(lái)的物料一路經(jīng)冷凝器b冷凝后輸入勾兌罐，另一路收集后得到超純?nèi)樗?，可直接回用或?jīng)兌水后作為超純?nèi)樗岙a(chǎn)品直接銷(xiāo)售。

按照上述方案，所述加熱脫水釜通過(guò)管道和閥門(mén)與原料罐或乳酸工廠生產(chǎn)線出料口相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明終產(chǎn)物高含量、高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品，實(shí)質(zhì)上是乳酸、乳酐及乳酰乳酸的混合物或這些混合物的水溶液，并且不含外加的防止結(jié)晶的添加劑，克服了現(xiàn)有乳酸產(chǎn)品在包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用環(huán)節(jié)容易結(jié)晶的弊端，經(jīng)此處理后的乳酸產(chǎn)品在常溫狀態(tài)下基本不結(jié)晶或極少結(jié)晶。

(2)最終成品方便取用、配制、定量或自動(dòng)化精準(zhǔn)輸送。就大多數(shù)使用環(huán)境與場(chǎng)合，同等規(guī)模液態(tài)原料的取用、配制、定量或自動(dòng)化輸送、配料的裝備技術(shù)更成熟、投資規(guī)模更小、精確度更高。

(3)未改變?nèi)樗岙a(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境的化學(xué)性質(zhì)。高含量、高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的形成是通過(guò)適當(dāng)工藝過(guò)程，靠改變常溫狀態(tài)下固定含水(0～60％)體系中乳酸與乳酸酐及乳酰乳酸含量的比值實(shí)現(xiàn)的，在幾乎全部的具體應(yīng)用條件下，乳酸酐及乳酰乳酸通過(guò)水解可回復(fù)到固有(不經(jīng)處理的)水平。

(4)有利于化學(xué)反應(yīng)。就目前所掌握以乳酸為原料的諸多化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的合成反應(yīng)中，幾乎完全是應(yīng)用高含量、高純度乳酸產(chǎn)品，尤其是使用量較大的乳酸酯、聚乳酸及制藥行業(yè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明常規(guī)減壓脫水--富集法工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明常規(guī)減壓脫水--富集法設(shè)備示意圖；

圖3為本發(fā)明高真空短程分子蒸餾--勾兌法工藝流程圖；

圖4為本發(fā)明高真空短程分子蒸餾--勾兌法設(shè)備示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分理解本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明針對(duì)購(gòu)進(jìn)乳酸做原料的精細(xì)化工企業(yè)和規(guī)?；瘜?zhuān)業(yè)乳酸生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)了兩套類(lèi)似的高含量、高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，分別稱(chēng)為常規(guī)減壓脫水--富集法和高真空短程分子蒸餾--勾兌法，具體如圖1-4所示。相比于常規(guī)減壓脫水--富集法，高真空短程分子蒸餾--勾兌法的原理是將現(xiàn)行乳酸行業(yè)生產(chǎn)熱穩(wěn)定級(jí)乳酸的短程分子蒸餾設(shè)備與“常規(guī)減壓脫水--富集法”主體設(shè)備進(jìn)行對(duì)接，只是“常規(guī)減壓脫水--富集法”的輔助設(shè)備不需冷卻系統(tǒng)，其后再增加一臺(tái)配套的短程蒸發(fā)器。

上述兩種方法的基本思路是：將乳酸原料真空抽入加熱脫水釜中，在一定真空度下加熱沸騰完成乳酸的轉(zhuǎn)化，接著分別將釜底的液體物料和釜頂?shù)臍怏w物料冷凝后輸入勾兌罐中加水混合至一定乳酸含量的最終產(chǎn)品。不同之處在于，高真空短程分子蒸餾--勾兌法中釜底的液體物料需要先經(jīng)短程蒸發(fā)器蒸發(fā)后，將濃相冷凝后輸入勾兌罐，將蒸餾所得輕組分回收后直接回用或兌水后做為超純?nèi)樗岙a(chǎn)品直接銷(xiāo)售。其中，加熱脫水釜為底部帶氮?dú)獯倒艿膄式加熱脫水釜，加熱脫水釜內(nèi)壁面為搪玻璃或2205雙相鋼或316l不銹鋼材質(zhì)等耐受熱乳酸腐蝕評(píng)價(jià)“優(yōu)良”以上的材質(zhì)，加熱脫水釜的加熱方式為夾套式蒸汽或?qū)嵊脱h(huán)加熱。所述真空裝置為316l材質(zhì)的蒸汽噴射真空泵，其通過(guò)冷凝器、真空緩沖罐與加熱脫水釜相連。所述冷凝器從螺旋管、列管、u型中任選，面積與主體設(shè)備配套；所述接受罐，與真空系統(tǒng)連接，材質(zhì)同f式加熱脫水釜；所述冷卻裝置，材質(zhì)同f式加熱脫水釜，優(yōu)先選用螺旋管或列管型構(gòu)造；所述成品勾兌罐，材質(zhì)同f式加熱脫水釜，容積與主體裝置配套，帶攪拌。

如前所述，乳酸溶液中并不僅僅是純?nèi)樗?化學(xué)式c3h6o3摩爾量90.08)，往往還含有乳酰乳酸(化學(xué)式c6h10o2，摩爾量162.16)、聚乳酰乳酸(化學(xué)式c3nh6n-2on-1,摩爾量90.08n-18)、乳酸酐(化學(xué)式為c3h4o2，摩爾量72)中的一種或多種。本發(fā)明乳酸含量的測(cè)定方法是采用加堿(1mol/l氫氧化鈉水溶液)皂化而定量計(jì)算的，在皂化測(cè)量環(huán)境中每一個(gè)乳酸單元與游離乳酸消耗堿(1mol/l氫氧化鈉水溶液)的量是相同的，計(jì)算時(shí)將乳酰乳酸、聚乳酰乳酸、乳酸酐換算成乳酸的摩爾量(即以乳酸計(jì))，再以換算后的乳酸計(jì)算出產(chǎn)品中的乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此如果含乳酸單元的非游離乳酸的其他結(jié)構(gòu)形式客觀含量達(dá)到較高比例，就會(huì)出現(xiàn)以乳酸計(jì)的含量大于100％的情況，因?yàn)檫@些含乳酸單元結(jié)構(gòu)的存在形式在幾乎全部的使用環(huán)境下加水稀釋都能很容易的水解為游離乳酸(權(quán)威的乳酸含量測(cè)定方法見(jiàn)gb1886.173-2016)。

實(shí)施例1-3為采用常規(guī)減壓脫水--富集法生產(chǎn)常溫不結(jié)晶處理得到高含量、高純度乳酸產(chǎn)品的具體例子。

實(shí)施例1

原料：88％(m/m)精制乳酸，4500kg。

通過(guò)常溫不結(jié)晶處理得到高含量、高純度乳酸產(chǎn)品的方法，包括以下步驟：

a.啟動(dòng)輸料泵1，將原料乳酸一次輸入到加熱脫水釜內(nèi)；啟動(dòng)與加熱脫水釜相連的真空裝置，打開(kāi)真空緩沖罐與真空裝置之間冷卻器b的冷卻水，至加熱脫水釜內(nèi)的壓力降至4000pa時(shí)開(kāi)啟加熱脫水釜的間歇加熱系統(tǒng)，維持加熱脫水釜內(nèi)料液處于穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)，至加熱脫水釜內(nèi)壓力降至2000pa、料液溫度升至122℃。穩(wěn)定10min(或至料液溫度有上升趨勢(shì)時(shí))，停止加熱，繼續(xù)保持抽真空狀態(tài)。本次加熱時(shí)間約180min。

b.至加熱脫水釜內(nèi)料液溫度降至約115℃時(shí)，緩慢打開(kāi)往加熱脫水釜內(nèi)通氮?dú)獾拈y門(mén)，維持加熱脫水釜內(nèi)壓力在2000～4000pa。至料溫降至105±5℃時(shí)，打開(kāi)加熱脫水釜的排空閥、關(guān)閉并停止與加熱脫水釜相連的真空裝置，取樣測(cè)定乳酸含量為107％(以乳酸計(jì))，此工序時(shí)間約60min。

c.打開(kāi)加熱脫水釜經(jīng)冷凝器a往勾兌罐的系列閥門(mén)、開(kāi)通冷凝器a的冷卻水，從控制系統(tǒng)設(shè)置往勾兌罐的進(jìn)料溫度為45±5℃，啟動(dòng)輸送泵2，將料液持續(xù)、一次輸入勾兌罐。

d.打開(kāi)真空緩沖罐與勾兌罐之間的放料閥，啟動(dòng)輸送泵3，將真空緩沖罐內(nèi)回收的稀酸一次輸入勾兌罐。啟動(dòng)勾兌罐攪拌，持續(xù)攪拌約20min，停止攪拌，取樣測(cè)定乳酸含量約98％(m/m)。依量計(jì)算往勾兌罐加純水816kg，再次攪拌約20min，料液溫度45℃。取樣測(cè)定乳酸含量為80.01％。

e.打開(kāi)勾兌罐下部放料閥，啟動(dòng)輸送泵4，將產(chǎn)品輸入灌裝系統(tǒng)。

f.灌裝后得80％(m/m)含量規(guī)格的化學(xué)鍍專(zhuān)用乳酸產(chǎn)品4900kg，總收率約99.0％。

實(shí)施例2

100％(m/m)含量常溫不結(jié)晶乳酸的制備。

100％(m/m)含量常溫不結(jié)晶乳酸可廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、制藥、化學(xué)鍍、食品、飲料等幾乎所有應(yīng)用到乳酸的行業(yè)，尤其是酯化反應(yīng)和香料合成。加水稀釋到特定濃度其與化學(xué)鍍專(zhuān)用乳酸效果相同，同時(shí)又具有儲(chǔ)存方便、節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、一規(guī)(格)多用的優(yōu)勢(shì)。

原料：93％(m/m)精制乳酸，4500kg。

a.啟動(dòng)輸料泵1，將原料乳酸一次輸入加熱脫水釜中；啟動(dòng)與加熱脫水釜相連的真空裝置，打開(kāi)緩沖罐與真空裝置之間冷卻器b的冷卻水，至加熱脫水釜內(nèi)的壓力降至4000pa時(shí)，開(kāi)啟加熱脫水釜的間接加熱系統(tǒng)，維持加熱脫水釜內(nèi)料液在穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)，至加熱脫水釜內(nèi)壓力降至2000pa、料液溫度升至122℃。穩(wěn)定10min(或至料液溫度有上升趨勢(shì)時(shí))，停止加熱，繼續(xù)保持抽真空狀態(tài)。本次加熱時(shí)間約140min。

b.至加熱脫水釜內(nèi)料液溫度降至約115℃時(shí)，緩慢打開(kāi)往加熱脫水釜內(nèi)通氮?dú)獾拈y門(mén)，維持加熱脫水釜內(nèi)壓力在2000～4000pa。至料溫降至105±5℃時(shí)，打開(kāi)加熱脫水釜的排空閥、關(guān)閉并停止與加熱脫水釜相連的真空裝置，取樣測(cè)定含量為109％(以乳酸計(jì))，此工序時(shí)間約90min。

c.打開(kāi)加熱脫水釜經(jīng)冷卻器a往勾兌罐的系列閥門(mén)，開(kāi)通冷卻器a的冷卻水、從控制系統(tǒng)設(shè)置往勾兌罐的進(jìn)料溫度為45±5℃，啟動(dòng)輸送泵2，將料液持續(xù)、一次輸入勾兌罐。

d.打開(kāi)真空緩沖罐與勾兌罐之間的放料閥，啟動(dòng)輸送泵3，將真空緩沖罐回收的稀酸一次輸入勾兌罐。啟動(dòng)勾兌罐攪拌，持續(xù)攪拌約20min，停止攪拌，取樣測(cè)定含量約103％(m/m)。依量計(jì)算往勾兌罐加純水112.8kg，再次攪拌約20min，料液溫度45℃。取樣測(cè)定乳酸含量為100.20％。

e.打開(kāi)勾兌罐下部放料閥，啟動(dòng)輸送泵4，將產(chǎn)品輸入灌裝系統(tǒng)。

f.灌裝后得100％(m/m)含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品4151kg，總收率約99.4％。

實(shí)施例3

107％(m/m)含量常溫不結(jié)晶乳酸的制備

107％(m/m)含量常溫不結(jié)晶乳酸可用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)合成、制藥等行業(yè)。

原料：93％(m/m)精制乳酸，4500kg。

a.啟動(dòng)輸料泵1，將原料乳酸一次輸入加熱脫水釜中；啟動(dòng)與加熱脫水釜相連的真空裝置，打開(kāi)緩沖罐與真空裝置之間冷卻器b的冷卻水，至加熱脫水釜內(nèi)的壓力降至4000pa時(shí)，開(kāi)啟加熱脫水釜的間接加熱系統(tǒng)，維持加熱脫水釜內(nèi)料液在穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)，至加熱脫水釜內(nèi)壓力降至2000pa、料液溫度升至122℃。穩(wěn)定10min(或至料液溫度有上升趨勢(shì)時(shí))，停止加熱，繼續(xù)保持抽真空狀態(tài)。本次加熱時(shí)間約140min。

b.至加熱脫水釜內(nèi)料液溫度降至約115℃時(shí)，緩慢打開(kāi)往加熱脫水釜內(nèi)通氮?dú)獾拈y門(mén)，維持加熱脫水釜內(nèi)壓力在2000～4000pa。至料溫降至105±5℃時(shí)，打開(kāi)加熱脫水釜的排空閥、關(guān)閉并停止與加熱脫水釜相連的真空裝置，取樣測(cè)定含量為108％(以乳酸計(jì))，此工序時(shí)間約90min。

c.打開(kāi)加熱脫水釜經(jīng)冷卻器a往勾兌罐的系列閥門(mén)，開(kāi)通冷卻器a的冷卻水、從控制系統(tǒng)設(shè)置往勾兌罐的進(jìn)料溫度為45±5℃，啟動(dòng)輸送泵2，將料液持續(xù)、一次輸入勾兌罐。

d.依量計(jì)算往勾兌罐加純水36kg，啟動(dòng)勾兌罐攪拌，持續(xù)攪拌約20min，停止攪拌,取樣測(cè)定含量約107.0％(m/m)。

e.打開(kāi)勾兌罐下部放料閥，啟動(dòng)輸送泵4，將產(chǎn)品輸入灌裝系統(tǒng)。

f.打開(kāi)真空緩沖罐下部放料閥，啟動(dòng)輸送泵3，將真空緩沖罐稀酸一次輸出并盛裝、稱(chēng)量，得26％含量稀乳酸123.5kg。

g.灌裝后得107％(m/m)含量常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品3725kg，總收率約99.6％。

實(shí)施例4

實(shí)施例4為采用高真空短程分子蒸餾--勾兌法生產(chǎn)常溫不結(jié)晶處理得到高含量、高純度乳酸產(chǎn)品的具體例子。

為能準(zhǔn)確驗(yàn)證高真空短程分子蒸餾--勾兌法工藝的效果，使用了一套原主體為6m²的短程分子蒸餾裝置代替規(guī)模化乳酸生產(chǎn)工廠短程蒸餾系統(tǒng)與高真空短程分子蒸餾--勾兌法的加熱脫水罐進(jìn)料口對(duì)接，即將前述短程分子蒸餾裝置的輕組分(精制劑乳酸)不經(jīng)冷卻同溫輸入加熱脫水罐(連續(xù)生產(chǎn)時(shí)有并列兩臺(tái)加熱脫水罐交替接料)。同時(shí)，在高真空短程分子蒸餾--勾兌法工藝加熱脫水罐與勾兌罐之間增加并與兩端對(duì)接一臺(tái)6m²短程蒸發(fā)器進(jìn)行多周期應(yīng)用。

原料：從國(guó)內(nèi)發(fā)酵法乳酸生產(chǎn)企業(yè)訂購(gòu)的新鮮(從生產(chǎn)線脫離小于8小時(shí))食品級(jí)l-乳酸產(chǎn)品30噸，乳酸含量80％。

一個(gè)具應(yīng)用代表性的完整周期如下：

a.啟動(dòng)短程分子蒸餾裝置，按規(guī)程輸入原料乳酸，至運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)保持短程蒸發(fā)器系統(tǒng)50～100pa(絕壓)、蒸餾溫度80～100℃(濃相溫度)，輕組分溫度50～55℃，直接進(jìn)加熱脫水釜a至目標(biāo)刻度，改進(jìn)加熱脫水釜b。

b.啟動(dòng)與加熱脫水釜a相連的真空裝置，打開(kāi)緩沖罐與真空裝置中間冷卻器的冷卻水，至加熱脫水釜a(或b)內(nèi)的壓力降至4000pa時(shí)，開(kāi)啟加熱脫水釜的間接加熱系統(tǒng)，維持加熱脫水釜內(nèi)料液在穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)，至加熱脫水釜內(nèi)壓力降至2000pa、料液溫度升至122℃。穩(wěn)定10min(或至料液溫度有上升趨勢(shì)時(shí))，停止加熱，繼續(xù)保持抽真空狀態(tài)。本次加熱時(shí)間約60min。

c.啟動(dòng)加熱脫水釜a(或b)后的與短程蒸發(fā)器相連的真空裝置并按規(guī)程啟動(dòng)短程蒸發(fā)器，同時(shí)打開(kāi)加熱脫水釜a(或b)下部放料閥、啟動(dòng)輸送泵2，調(diào)節(jié)控制物料以適當(dāng)流速進(jìn)短程蒸發(fā)器，維持系統(tǒng)真空度在50～100pa、蒸發(fā)溫度(濃相溫度)在50～100℃持續(xù)蒸餾操作。適時(shí)啟動(dòng)輸送泵4與輸送泵5，以適當(dāng)流速將蒸餾收集罐的超純?nèi)樗彷斎胫付ǖ难b置；將濃相接受罐的料液輸入勾兌罐，進(jìn)入勾兌罐的料溫為45±5℃，取樣測(cè)定含量為128％。收得率為總進(jìn)料量的80％。

d.依所需的常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品目標(biāo)含量，采用直接灌裝或分別通過(guò)加入稀酸、加入純水、同時(shí)加入稀酸與純水的方式進(jìn)行含量調(diào)節(jié)，得到了32～128％任意含量的高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品，折合100％產(chǎn)品約15.4噸。

e.批次原料完全加工后，統(tǒng)計(jì)得超純?nèi)樗岙a(chǎn)品折合88％(m/m)含量乳酸約3.85噸；

f.由食品級(jí)乳酸原料以短程分子蒸餾裝備生產(chǎn)精制乳酸已成為規(guī)?；樗峁S的成熟和定型工藝，一次收率可達(dá)到80％左右或以上，在此按80％設(shè)定的工藝控制(殘?jiān)考s占原料總量17％、損耗約占3％)。

g.由f項(xiàng)所述短程分子蒸餾裝備產(chǎn)生的精制乳酸輸入加熱脫水釜后，得到常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的收率為進(jìn)入加熱脫水釜總量的約80％、超純?nèi)樗崾章蕿檫M(jìn)入加熱脫水釜總量的約19％，損耗約占1％。

為充分了解本發(fā)明制得的高含量、高純度常溫不結(jié)晶乳酸產(chǎn)品的實(shí)際性能，我們對(duì)不同來(lái)源的乳酸產(chǎn)品在不同溫度下進(jìn)行了結(jié)晶對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如下表所示。

表1不同乳酸產(chǎn)品結(jié)晶對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表

說(shuō)明：“無(wú)”表示未見(jiàn)結(jié)晶；“有”表示有結(jié)晶或結(jié)晶明顯；“結(jié)塊”表示全部結(jié)晶而不見(jiàn)有母液。