本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用有機(jī)溶劑通過脫水萃取制備乳酸和丙交酯的方法。
背景技術(shù)：
乳酸又稱為2-羥基丙酸，主要是以淀粉生物質(zhì)為原料經(jīng)微生物發(fā)酵或采用化學(xué)合成法制取，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、新材料、飼料等諸多重要產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)有乳酸生產(chǎn)技術(shù)多為發(fā)酵法生產(chǎn)，乳酸提取技術(shù)主要有溶劑萃取技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)、膜分離技術(shù)、色譜分離技術(shù)等。美國專利00813710.2提及了使用乳酸酸解液通過有機(jī)胺萃取的方法，但其反萃困難，且反萃出來的乳酸純度不高，若要得到高純度的乳酸，還需進(jìn)行后續(xù)處理。美國專利us7186856b2、wo2006124633a1提到了從乳酸銨分解萃取制備乳酸的過程存在乳酸銨分解溫度比較高，時(shí)間比較長，能耗比較大等不利因素。目前丙交酯的生產(chǎn)也是以精制后的乳酸為原料進(jìn)行反應(yīng)制備的。
隨著食品、醫(yī)藥、化工、新材料等行業(yè)對(duì)乳酸產(chǎn)品的品質(zhì)要求越來越高，尤其是聚乳酸材料的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)其單體原料乳酸的品質(zhì)及丙交酯的質(zhì)量提出了更高的要求。本方法針對(duì)以前乳酸及丙交酯生產(chǎn)工藝繁瑣、產(chǎn)品收率低的狀況，提出了一種更為經(jīng)濟(jì)、有效的制備乳酸及制備丙交酯的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的首先是提供一種通過脫水萃取制備乳酸的方法，包括如下步驟：
1)將粗品乳酸溶液與有機(jī)溶劑混合，得待處理混合液；
2)對(duì)所述待處理混合液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，去除水分，得到溶有乳酸的有機(jī)溶劑，提取得到上述有機(jī)溶劑中的乳酸。
3)分離乳酸后的有機(jī)溶劑可返回步驟1)中循環(huán)使用。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制備丙交酯的方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)將粗品乳酸溶液與有機(jī)溶劑混合，得待處理混合液；
2)對(duì)所述待處理混合液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，去除水分，得到溶有乳酸的有機(jī)溶劑；
3)對(duì)所述溶有乳酸的有機(jī)溶劑進(jìn)行加熱處理，制備得到溶有丙交酯的有機(jī)溶劑；
4)對(duì)所述溶有丙交酯的有機(jī)溶劑進(jìn)行減壓蒸餾或/和精餾，得到餾出物丙交酯。
5)分離丙交酯后的有機(jī)溶劑可返回步驟1)中循環(huán)使用。
本發(fā)明中，所述粗品乳酸中的雜質(zhì)為鹽、糖或蛋白質(zhì)。所述鹽類為水溶性的無機(jī)鹽或有機(jī)物形成的鹽類。
本發(fā)明中，所述粗品乳酸溶液有如下來源：
1)通過發(fā)酵直接制備得到的乳酸發(fā)酵液
2)含有乳酸鹽的乳酸發(fā)酵液，通過酸解乳酸鹽后得到的粗品乳酸溶液。
3)通過其他途徑獲得的含乳酸的水溶液。
現(xiàn)有技術(shù)中的乳酸大多都過發(fā)酵制得，但是在發(fā)酵的過程中會(huì)不可避免地生成乳酸鹽，乳酸鹽不溶于有機(jī)溶劑，因此對(duì)于含有乳酸鹽的發(fā)酵液，需先進(jìn)行酸解處理，將乳酸鹽通過酸解轉(zhuǎn)化成乳酸。實(shí)際操作過過程中，為進(jìn)一步優(yōu)化后續(xù)的效果，可將酸解過程中產(chǎn)生的鹽過濾或通過其他方法去除。
本發(fā)明中，所述有機(jī)溶劑常壓下沸點(diǎn)高于100℃的溶劑；
優(yōu)選酯類、酮類、醚類、醇類、磷酸酯類、磷氧類、膦硫類、胺類和酰胺類中的一種或幾種；
進(jìn)一步優(yōu)選，醋酸戊酯、2-庚酮、丁醚、辛醇、檸檬酸三丁酯磷酸三丁酯、三辛基氧膦、三異丁基硫化膦、三辛胺、三月桂胺或二丁基甲酰胺中的一種或幾種。
優(yōu)選的，本發(fā)明所述蒸發(fā)濃縮為真空蒸發(fā)濃縮。
優(yōu)選的，所述蒸發(fā)濃縮的過程中的物料溫度為10～100℃，更優(yōu)選40～90℃。
優(yōu)選的，所述粗品乳酸溶液的體積與所述有機(jī)溶劑的體積之比為1:100～100:1；
優(yōu)選的，所述粗品乳酸溶液中乳酸的濃度為0.1～90％，更優(yōu)選10～60％。
本發(fā)明所述的方法具有如下有益效果：
1)本發(fā)明利用有機(jī)溶劑通過脫水萃取使乳酸溶于有機(jī)溶劑，而鹽類和其他雜質(zhì)由于在有機(jī)溶劑中的溶解度很小，不溶于有機(jī)溶劑，這就有效地去除了鹽類和其他雜質(zhì)，有利于得到高純度的乳酸。
2)本發(fā)明所述的方法操作步驟簡單，工藝路線短，能耗低，節(jié)能環(huán)保。
3)利用此方法生產(chǎn)丙交酯，不需要通過乳酸精制等繁瑣過程就可獲得高質(zhì)量的丙交酯產(chǎn)品，產(chǎn)品收率高、環(huán)境污染小，避免了傳統(tǒng)丙交酯生產(chǎn)工藝中復(fù)雜的操作過程。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例中所涉及的粗品乳酸溶液來源于乳酸發(fā)酵液，乳酸發(fā)酵液含有乳酸鈣，在使用前用硫酸對(duì)其中的乳酸鈣進(jìn)行酸解，并將生成的硫酸鈣進(jìn)行過濾后得粗品乳酸溶液。
實(shí)施例1
本實(shí)施例涉及一種乳酸的制備方法，包括如下步驟：
1)取乳酸濃度為50％的粗品乳酸溶液100g，有機(jī)溶劑455g(其中三辛銨182g，八炭醇45g，煤油228g)放于三口燒瓶內(nèi)；
2)將上述混合液于80℃進(jìn)行真空濃縮，濃縮至不再有冷凝水出，得到含有乳酸的有機(jī)溶劑。將含有乳酸的有機(jī)溶劑轉(zhuǎn)移至另一三口燒瓶中。加水與含有乳酸的有機(jī)溶劑在90℃混合然后將有機(jī)溶劑分離得到含有乳酸的溶液。
上述方法得到的乳酸的收率為92.5％，經(jīng)檢測乳酸的純度為99％。
實(shí)施例2
本實(shí)施例涉及一種丙交酯的制備方法，包括如下步驟：
1)取乳酸濃度為50％的粗品乳酸溶液200g，有機(jī)溶劑三辛銨395g放于三口燒瓶內(nèi)；
2)80℃進(jìn)行真空濃縮，濃縮至不再有冷凝水出來后，將含有乳酸的有機(jī)溶劑轉(zhuǎn)移至蒸餾燒瓶中；
3)在200℃下對(duì)蒸餾燒瓶進(jìn)行加熱，反應(yīng)得到丙交酯；
4)在200℃下進(jìn)行真空蒸餾，得到餾出物丙交酯。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。