[发明专利]一种双极膜阳膜二隔室法电解分离连续制备L-酒石酸方法

说明书

本发明公开一种双极膜阳膜二隔室法电解分离连续制备L‑酒石酸方法，其是以L‑酒石酸生产中酶反应得到的L‑酒石酸钠溶液和去离子水为原料，采用双极膜电渗析法，以连续进料的方式制备L‑酒石酸；所采用的双极膜电渗析装置的膜组包括至少1组膜单元，所述膜单元由双极膜和阳膜组成，所述膜单元将所述双极膜电渗析装置分隔成料室和碱室。该方法解决了传统方法过程中产生的钙化母液和废物硫酸钙的环保处理问题，延长了膜的使用寿命，提高了设备的利用效率，单位生产运行成本低，更适于L‑酒石酸的工业化生产。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种双极膜阳膜二隔室法电解分离连续制备L-酒石酸的方法。

背景技术

L(+)-酒石酸，化学名称为右旋-2,3-二羟基琥珀酸，也称为天然有机酸，广泛分布于自然界，特别是葡萄和罗望子果中具有较高的含量。L(+)-酒石酸可以作为食品添加剂、增味剂以及食用色素成分之一，它还是一要工业的重要原料，许多种难溶药物均可加工成水溶性极佳的酒石酸盐，此外它还在化妆品、造酒、建筑、电镀、制革等行业都有广泛的用途。L(+)-酒石酸的生产主要有四种方法：(1)酒石提取法：这是最早生产L(+)-酒石酸的方法，也是目前欧洲L(+)-酒石酸生产企业普遍采用的方法，但产量受到原料来源的限制；(2)糖质发酵法：采用葡萄糖发酵变成L(+)-酒石酸，该法生产L(+)-酒石酸的最高产率是投入葡萄糖的30％；(3)化学拆分法：用化学拆分剂将DL-酒石酸拆分为L(+)-酒石酸和D(-)-酒石酸。不过这类手性拆分剂往往价格昂贵，一次拆分后相应对映体的光学纯度和得率均较低，且后续分离纯化工艺复杂，导致其生产成本居高不下；(4)微生物转化法：采用微生物细胞转化顺式环氧琥珀酸制备L(+)-酒石酸的方法。与其它方法相比，微生物转化法合成L(+)-酒石酸具有产物转化率高、生产成本低、产品纯度高、安全性好等特点，因而该方法具有无可比拟的工业应用价值，已成为L(+)-酒石酸生产的主流方法。

近几年，L(+)-酒石酸的主要生产技术是利用具有顺式环氧琥珀酸水解酶的微生物通过酶转化生产。该技术将顺式环氧琥珀酸氢钠加水和氢氧化钠调配成顺式环氧琥珀酸钠水溶液，通过具有顺式环氧琥珀酸水解酶的微生物水解为L(+)酒石酸钠水溶液，然后加入氯化钙水溶液钙化，过滤和水洗得到L(+)酒石酸钙固体和钙化母液，再将L(+)酒石酸钙用硫酸酸解，过滤和水洗得到硫酸钙固体和L(+)酒石酸水溶液，将L(+)酒石酸水溶液经过阴和阳离子交换树脂精制、浓缩、结晶、分离和烘干得到L(+)酒石酸产品。该技术采用氯化钙水溶液钙化产生大量的钙化母液废水污染环境，同时钙化母液废含有少量的产物L(+)酒石酸钙和未完全反应的顺式环氧琥珀酸钠影响产品收率；而将L(+)酒石酸钙用硫酸酸解产生大量的硫酸钙固体废弃物也会污染环境。这条路线由于有大量且难以处理的废水和废固而对环境不友好，同时收率较低的缺点。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种分离制备L(+)酒石酸的生产方法，该方法环保且膜的使用寿命长，单位生产运行成本低，适合于L-酒石酸工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双极膜阳膜二隔室法电解分离连续制备L-酒石酸方法，其是以L-酒石酸生产中酶反应得到的L-酒石酸钠溶液和去离子水为原料，采用双极膜电渗析法，以连续进料的方式制备L-酒石酸；

所采用的双极膜电渗析装置的膜组包括至少1组膜单元，所述膜单元由双极膜和阳膜组成，所述膜单元将所述双极膜电渗析装置分隔成料室和碱室。

所述的双极膜电渗析装置的阳极与所述膜单元之间、所述的双极膜电渗析装置的阴极与所述膜单元之间以及相邻的膜单元之间形成所述碱室，所述双极膜和所述阳膜之间形成所述料室；

所述的料室的底部连接料液循环泵的出口，所述料液循环泵的入口连接物料循环槽的底部，所述料室通过物料回流管连接所述物流循环槽，构成物料循环；加料管的出口设置于所述物料循环槽底部；所述物料循环槽的上部通过溢流出料管出料；