202816. lajstromszámú szabadalom • Eljárás savas vizes közegből tejsav kinyerésére
1 HU 202 816 B 2 A találmány tárgya új eljárás tejsav kinyerésére savas vizes közegből. A találmány szerinti megoldás lényege, hogy a tejsav tartalmú vizes közeget komplexképző szer, továbbá tejsavra nézve szelektív szerves extrahálószert tartalmazó eleggyel kezeljük. A találmány szerinti eljárást úgy végezzük, hogy a tejsav tartalmú vizes közeget komplexképző szer - amely legalább egy (I) általános képletű makrociklusos koronaszerkezeid oktol-származékot - ahol a képletben R jelentése egyenes vagy elágazó láncú 5-18 szénatomos alkilcsoport, amelyek a vegyületben axiálisan helyezkednek el -, valamint vízzel nem elegyedő, a tejsavra nézve szelektív szerves oldószert, így telített, adott esetben halogénezett (ciklo)alkánt, adott esetben halogénezett és/vagy alkilezett aromás szénhidrogént, petrolétert tartalmazó, az oktolra nézve 1.10-2 - 5.1(f2 mólos eleggyel kezeljük szobahőmérsékleten, miközben az elegy pH-ját 1-6 értéken tartjuk, ezután a tejsav-oktol-komplexet tartalmazó szerves oldószert elkülönítjük a vizes fázistól, majd a szerves fázis pH-ját 7-10 értékre állítva vízzel kezeljük, ezután a komplexből felszabaduló tejsavat ismert módon kinyerjük. A tejsav előállítására több eljárás ismeretes. (The Condensed Chemical Dictionary, VII. kiadás, Reinhold Publishing Corporation, New York, 540. oldal.) A tejsavat általában keményítő, tej, burgonya fermentációjával állítják elő. A keletkezett tejsavat kálcium- vagy cinkkarbonát segítségével semlegesítik. A kapott laktátoldatot betöményítik és kénsavval elbontják. Ismert az acetaldehidből kiinduló szintetikus előállítási eljárás is. (lásd fenti irodalmi helyet.) Az ismert eljárások alapvetően eltérnek a találmány szerinti megoldástól. A találmány szerinti eljárás segítségével olyan vizes oldatokból nyerünk ki tejsavat, amelyek növényi termékek feldolgozásánál keletkeznek. Az eljáráshoz komplexképző szert és szerves oldószert használunk, a szerves oldószer tejsavra nézve szelektív, majd a képződött komplexből a tejsavat felszabadítjuk és elkülönítjük. Az így kapott tejsav fontos termék, amelyet ipari szinten lehet hasznosítani; a tejsavat hasznosíthatjuk tejtermékek előállításánál, élelmiszeripari területek savanyításra, továbbá közbenső termékként lágyítószer előállításához, tapadást elősegítő anyagként gyógyászati előállításához, gyapjú festéséhez marószerként és így tovább. A tejsav felhasználható biokompatibilis és/vagy biotermékek segítségével lebontható polimerek előállítására, amelyek csomagoláshoz vagy bevonóanyagként alkalmazhatók. A fenti alkalmazási területekhez csak igen magas költséggel lehetett tejsavat előállítani. A találmány szerinti megoldással ezzel szemben igen gazdaságos a tejsav visszanyerése. A tejsavat olyan vizes oldatokból nyerjük ki, amelyek igen olcsó melléktermékként képződnek ipari eljárások során; így például fermentációs maradékként, növényi eredetű extraktumként, agrár nyersanyagok feldolgozásánál, így például a kukorica fermentációjánál, például az úgynevezett kukoricalekvárként A tejsav extrakciója általában számos problémát vet fel, minthogy a tejsav nagymértékben oldódik vízben, továbbá az ipari eredetű vizes oldatban számos egyéb szennyezőanyag is található, így szervetlen vagy szerves vegyületek, amely vegyületek mennyisége esetleg nagyobb a tejsavénál. A fermentációs léből kiinduló tejsav kinyerés vizes oldatok esetében több módon történhet; a leggyakrabban alkalmazott megoldásnál a tejsavból sót képeznek kalcium-karbonát segítségével, így kalcium-laktátot kapnak. Szűrés után a sót kénsavval kezelik, így tejsavat kapnak, amit szűréssel tisztítanak, aktívszénnel kezelnek, majd ioncserélő gyantán áramoltatnak át, esetleg további műveleteket is beiktatnak. Egy másik megoldás szerint a kalcium-laktátot cink-laktáttá alakítják át, amit ezt követően több kristályosítási lépésben tisztítanak. Ezután kénhidrogén hozzáadásával felszabadítják a tejsavat Alkalmazzák azt a megoldást is, amelynek során észterifikációt, tisztítást, majd elszappanosítást végeznek. Újabban egy olyan megoldást használnak, ahol szerves amin segítségével semlegesítést végeznek, majd szerves oldószerrel a képződött sót extrahálják. Ezek a tisztítási eljárások nehézkesek, mert ipari alkalmazásuk problémákat vet fel (korrózió, maradék sók eltávolítása, ioncserélő gyanta alkalmazása stb.), a felmerülő problémák megoldása költséges, a teljes előállítási költséget lényegesen megnöveli. A találmány szerinti megoldás célja, hogy egyszerű és olcsó eljárást dolgozzon ki a tejsavnak vizes oldatból történő szelektív kinyerésére; vizes oldatként szóba jöhet fermentációs lé, növényi eredetű fermentált elegy, így például kukoricalekvár. A találmány szerinti megoldást a fent említett hátrányos momentumok nem terhelik. A találmány szerinti megoldás segítségével a tejsavat kinyerhetjük előzetes töményítés nélkül híg vizes oldatokból, például ipari melléktermékeknél keletkező vizes oldatokból, ahol a tejsav koncentrációja igen alacsony, és/vagy egyéb komponensek, így nagy mennyiségű szerves vagy szervetlen anyagok vannak jelen. A találmány szerinti megoldással fenti problémák kiküszöbölhetők úgy, hogy tejsavra szelektív komplexképző szert, továbbá olyan extrahálószert használunk, amely a képződött komplexre nézve szelektív. A találmány szerinti megoldástoly módon végezzük, hogy a tejsavat tartalmazó vizes közeget komplexképző szerrel és tejsavra nézve szelektív szerves extraháló folyadékkal kezelünk. A találmány szerinti megoldásnál komplexképző szerként korona konfigurációjú, axiális helyzetben szubsztituált oktolt használunk. Ezt olyan szerves oldószerben oldjuk, amely 1-6 pH-nál a képződött komplexet szelektíve oldja. A komplexben lévő tejsavat ezt követően vizes kezeléssel 7-10 közötti pH-n felszabadítjuk, a pH-értéke célszerűen 7-9 között van; ily módon vizes tejsavoldatot kapunk, amelyből további betöményítéssel tiszta tejsavat nyerhetünk ki ismert eljárással. Komplexképző szerként olyan (I) általános képletű makrociklusos oktolokat használunk, amelyek korona konfigurációval rendelkeznek. A képletben R jelentése egyenes vagy elágazó láncú 5-18 szénatomos alkilcsoport, amelyek axiális konfigurációban helyezkednek el a gyűrűn. Az (I) általános képletű oktolszármazékok közül célszerűen azokat alkalmazzuk, amelyekben R jelentése 6-15 szénatomos alkilcsoport; különösen kedvezőek azok, amelyekben R jelentése QH13, C9H„, CnH^ vagy C15H31. Ezek elegyót is használhatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
