[发明专利]一种酒石酸的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用粗酒石作为原料生产酒石酸，特别涉及一种清洁化节能酒石酸生产方法。

背景技术

酒石酸(tartaric acid)，即2，3—二羟基丁二酸，是一种羧酸，存在于多种植物中，如葡萄和罗望子，也是葡萄酒中主要的有机酸之一。众所周知酒石酸是在食品，制药和纺织行业具有广泛的用途一种有机酸，例如，酒石酸广泛的用于食品添加剂，作为抗氧化剂和酸味剂。在制镜工业中，酒石酸是一个重要的助剂和还原剂，可以控制银镜的形成速度，获得非常均一的镀层。另外，酒石酸可以作为多种化学反应的起始物质，特别是作为手性物质的合成。总的来说，可以对酒石酸的盐类（钠盐和钾盐）进行酸化生产酒石酸。酒石酸钠可以通过生物发酵法和化学合成制得，酒石酸氢钾则大量存在于酿造葡萄酒的副产品粗酒石中。

酒石酸生产的传统工艺包括沉淀、酸化、析出、结晶、离子交换等步骤。在以上的处理过程中，劳动强度大，沉淀酸化需要消耗大量的酸碱，并产生大量CaSO₄固体废弃物。使用离子交换方法则需要消耗大量的酸碱用于树脂的再生。因此，为了实现节能减排和绿色化工的目标，需要发展一种更经济和环保的技术来生产酒石酸。

发明内容

本发明的目的是提供一种酒石酸的生产方法，即使用双极膜电渗析方法从粗酒石制备酒石酸。

本发明的制备方法，是将含有酒石酸钾的原材料溶液加入到双极膜电渗析仪的盐室中，利用双极膜通电将酒石酸钾转化为酒石酸；其中双极膜电渗析的酸室中还安装有能促进离子传递的导电隔板。

上述的导电隔板上携带有R-SO₃Na，在水溶液中，Na⁺解离，导电隔板上的R-SO₃^-离子交换基团具备导电能力。

上述的双极膜电渗析的酸室、碱室中分别装有酒石酸和0.05M的KOH溶液。

上述的含有酒石酸钾的原材料溶液，是向粗酒石中添加KOH溶液来制备的；所用的KOH溶液是本发明双极膜电渗析生产酒石酸的副产品。

在粗酒石中还可加入酒石酸钾的溶液，所述的含有低浓度酒石酸钾的溶液是双极膜电渗析制备酒石酸时的剩余料液。 

本发明方法利用双极膜电渗析仪解离水产生氢离子和氢氧根离子，氢离子与酒石酸根结合形成酒石酸，因此无需添加另外的化学药剂，降低了原料消耗的生产成本。并且，本发明的方法在生产酒石酸的同时，还可以生产纯度较高的碱液，而且碱液可以回用于粗酒石的溶解预处理，反应产物即为反应原料，实现生产过程自循环，实现了废液的零排放，绿色环保，从而进一步降低了生产成本。同时，双极膜电渗析反应后的盐室中的低浓度酒石酸钾溶液，可以回用于粗酒石的溶解预处理，重新制备用于生产的高浓度酒石酸钾料液；

另外，本发明在双极膜电渗析过程中，在电渗析器中采用了导电隔板，导电隔板上密布导电基团，在溶液中水解形成导电路径，促进了离子传递，克服了酸室由于酒石酸低解离率导致的高电阻，极大降低双极膜电渗析生产酒石酸的能耗，进一步降低了生产成本。由于离子交换膜的高选择性，产品酒石酸的纯度可以达到99%以上。因为反应剩余的低浓度酒石酸钾溶液可以回用于粗酒石的预处理，原料的转化率理论上可以达到100%。

附图说明

图1：双极膜电渗析工作原理示意图；

图2：本发明的双极膜电渗析器膜堆和电极示意图；

图3：本发明的导电隔板示意图。

具体实施方式

本发明所用到的生产原料为粗酒石，添加适量KOH溶液，使粗酒石中低溶解度的酒石酸氢钾转化为酒石酸钾溶液；待酒石酸钾溶液中杂质沉淀后，对酒石酸钾上清液进行超滤处理，进一步除去溶液中的悬浮颗粒物和色素，得到浓度大约为0.5M的酒石酸钾料液作为原材料溶液。再将原材料溶液加入到双极膜电渗析仪中来生产高纯度酒石酸溶液，同时还能生产KOH溶液。