[发明专利]包括电渗析处理步骤的用于纯化有机酸的方法

说明书

本发明的一个目的是提供一种生产有机酸的方法，包括：提供含有机酸和杂质的进料流；使用无机酸的溶液作为洗脱液使所述进料流经历色谱分离步骤，以收集提取液和提余液，所述有机酸被回收在所述提取液中；以及使所述提余液经历电渗析步骤，以收集稀释液和浓缩液，所述无机酸被浓缩在所述浓缩液中。本发明还提供一种实施所述方法的装置。

技术领域

本发明涉及一种纯化如柠檬酸的有机酸的方法，其包括色谱分离步骤和电渗析处理步骤，以及用于实施该方法的装置。

背景技术

发酵生产有机酸导致含水培养液中含有溶解的有机酸、微生物和基本上由基质残留物和所述微生物的细胞代谢物所组成的杂质。

用于从发酵液中纯化有机酸的传统方法包括通过使发酵液与石灰接触形成有机酸的不溶性钙盐，然后通过过滤回收所述盐。然后通过加入硫酸处理该有机酸的盐。进一步的过滤步骤后，一方面收集有机酸的水溶液，另一方面收集作为废料的不溶性石膏(硫酸钙)。

这种技术需要大量的热水和硫酸，导致产生大量的没有市场价值的石膏废料。

作为替代解决方案，还提出了基于色谱的方法，该方法降低操作成本并且需要较少的流出物处理。文献FR 2900654描述了这种用于纯化有机酸的基于色谱的方法。在这种方法的色谱分离步骤(也称为酸阻滞步骤(acid retardation step))中，使用稀酸性水作为洗脱液。结果，产生一种提余废料流，其含有相对较大浓度的无机酸。这种酸性流出物引起环境问题，并且难以有效处理。

文献FR3005428描述了使用电渗析回收在离子交换过程中再生流出物的方法。进行电渗析处理的流出物含有高浓度的氯离子。

因此，仍然需要有效地处理和再利用在生产有机酸的过程中的流出物流。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种生产有机酸的方法，包括：

-提供含有机酸和杂质的进料流；

-使用无机酸的溶液作为洗脱液使所述进料流经历色谱分离步骤，以收集提取液和提余液，所述有机酸被回收在所述提取液中；以及

-使所述提余液经历电渗析步骤，以收集稀释液和浓缩液，所述无机酸被浓缩在所述浓缩液中。

根据一个实施方式，所述无机酸的溶液选自硫酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液、盐酸溶液及其组合。

根据一个实施方式，所述有机酸包括柠檬酸。

根据一个实施方式，所述洗脱液包含小于20g/L，优选小于10g/L，更优选小于5g/L，更优选小于2g/L，最优选小于1g/L的无机酸。

根据一个实施方式，所述稀释液，优选通过蒸发或反渗透，经历浓缩步骤，以便一方面收集稀释部分，另一方面收集浓缩部分。

根据一个实施方式：

-至少部分浓缩液，优选全部浓缩液，被循环到进料流中；和/或

-至少部分稀释部分，优选全部稀释部分，被循环到进料流中。

根据一个实施方式：

-至少部分浓缩液，优选全部浓缩液，被循环到色谱分离步骤中的洗脱液中；和/或

-至少部分稀释部分，优选全部稀释部分，被循环到色谱分离步骤中的洗脱液中。

根据一个实施方式，提供进料流包括以下步骤中的至少一个，优选包括以下步骤的全部：

-上游发酵步骤；

-上游过滤步骤；

-上游离子交换步骤；以及

-上游蒸发步骤。