JP2013121920A - Method of manufacturing purified lactic acid - Google Patents
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Abstract
【課題】発酵により得られた乳酸をイオン交換法により脱塩精製して、ポリマー原料として適切な乳酸を製造するための、精製乳酸の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】固液分離工程22から送られてきた乳酸溶液は第一陽イオン交換塔32に供給された後、第二陽イオン交換塔37に供給され、固液分離工程24へ排出される。第一陽イオン交換塔32の吸着容量が消費されると、アルカリ金属イオンが漏洩し、第二陽イオン交換塔37において吸着除去される。第一陽イオン交換塔32からカルシウムイオンが漏洩し始めた段階で、カルシウムイオン漏洩モニター47がこれを検知する。これにより、弁31、34、39、42を閉じ、代わりに弁51、54、59、62を開く。合わせて、ポンプ36、41を停止し、代わりにポンプ56、61を稼動させる。
【選択図】図5An object of the present invention is to provide a method for producing purified lactic acid for producing lactic acid suitable as a polymer raw material by desalting and purifying lactic acid obtained by fermentation by an ion exchange method.
A lactic acid solution sent from a solid-liquid separation step 22 is supplied to a first cation exchange column 32, then supplied to a second cation exchange column 37, and discharged to a solid-liquid separation step 24. . When the adsorption capacity of the first cation exchange column 32 is consumed, alkali metal ions leak and are adsorbed and removed by the second cation exchange column 37. When calcium ions start to leak from the first cation exchange tower 32, the calcium ion leakage monitor 47 detects this. As a result, the valves 31, 34, 39, 42 are closed, and the valves 51, 54, 59, 62 are opened instead. At the same time, the pumps 36 and 41 are stopped, and the pumps 56 and 61 are operated instead.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、精製乳酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing purified lactic acid.
乳酸は、産業用ポリマーであるポリ乳酸や乳酸系共重合体等の樹脂の製造原料として用いられる。これらのポリマーは生分解性を有するため、極めて有益である。一般的にポリ乳酸は、原料であるL−乳酸又はD−乳酸のいずれか一方を濃縮、オリゴマー化し、これを解重合により環状二量体(ラクチド)に変換した後、スズ系触媒等の共存下でラクチドの開環重合を行うことにより製造される(ラクチド法)。その他、ラクチドを経由しない直接重合法がある。いずれの重合方法においても、ポリ乳酸の融点、耐候性、機械特性等を良好に保つためには、ポリ乳酸分子内における乳酸骨格の光学純度を高く保つ必要があり、そのためには光学純度の高いラクチド(LL−ラクチド又はDD−ラクチド)を開環重合する必要がある。これは、通常ポリ乳酸を製造する過程においては、オリゴマー化、それに続く解重合の各工程で光学純度が低下しやすいためである。光学異性体は通常、乳酸又は乳酸オリゴマーの末端カルボキシル基におけるエノール化反応を介して生成することが知られている。したがって、オリゴマー化、解重合の各工程においては、極力乳酸オリゴマーの末端カルボキシル基が電離してエノール化しやすい状態となることを回避する必要がある。なお、通常のホモポリマーよりも高機能な材料として知られるステレオコンプレックスポリマーとは、光学純度の高いLL−ポリ乳酸とDD−ポリ乳酸とのブレンド物であり、ポリマー骨格自体の光学純度が低いポリ乳酸とは異なる。その他、乳酸の光学純度はポリ乳酸の結晶化能に影響を及ぼす。このことは、ポリ乳酸樹脂の繊維、不織布、フィルムその他の最終製品への二次加工性に影響を与える。 Lactic acid is used as a raw material for producing resins such as polylactic acid, which is an industrial polymer, and lactic acid-based copolymers. These polymers are extremely beneficial because they are biodegradable. In general, polylactic acid concentrates and oligomerizes either L-lactic acid or D-lactic acid, which is a raw material, and converts it into a cyclic dimer (lactide) by depolymerization. It is produced by carrying out ring-opening polymerization of lactide under the conditions (lactide method). In addition, there is a direct polymerization method that does not involve lactide. In any polymerization method, in order to keep the melting point, weather resistance, mechanical properties, etc. of polylactic acid good, it is necessary to keep the optical purity of the lactic acid skeleton in the polylactic acid molecule high. To that end, the optical purity is high. It is necessary to perform ring-opening polymerization of lactide (LL-lactide or DD-lactide). This is because, in the process of producing polylactic acid, the optical purity tends to decrease in each step of oligomerization and subsequent depolymerization. It is known that optical isomers are usually produced via an enolization reaction at the terminal carboxyl group of lactic acid or a lactic acid oligomer. Therefore, in each step of oligomerization and depolymerization, it is necessary to avoid that the terminal carboxyl group of the lactic acid oligomer is easily ionized and easily enolized. Note that a stereocomplex polymer known as a material with higher functionality than a normal homopolymer is a blend of LL-polylactic acid and DD-polylactic acid having a high optical purity, and a polymer having a low optical purity in the polymer backbone itself. Different from lactic acid. In addition, the optical purity of lactic acid affects the crystallization ability of polylactic acid. This affects the secondary processability of the polylactic acid resin into fibers, nonwoven fabrics, films and other final products.
また、原料となる乳酸についても当然光学純度の高いものがポリマー原料には向いており、通常、光学純度の高い乳酸を製造できる菌体を用いて各種糖類の発酵により製造される。その際、原料となる糖類は精製グルコース等を含む発酵培地のみならず、ガラクトース、フルクトース、キシロース等の各種ペントース、ヘキトースを含む混合糖系が用いられることが多い。混合糖系としては、例えばセルロースを含む植物バイオマスの加水分解によって得ることができる。しかしながら、混合糖系は、従来のグルコース等を含む発酵培地を利用する系に比べて、植物バイオマスに由来するリグニン等の不純物をより多く含んでいる。発酵液中の乳酸濃度は、プロセス方式や、グルコース等の初期原料濃度により異なる。一般的には、原料添加と発酵液の抜き出しを連続的又は断続的に行うプロセスの場合には3〜6重量%、バッチプロセスの場合には発酵を実施する菌体の生育条件を維持するため15重量%(=初期グルコース濃度)程度で行われる。 Of course, lactic acid as a raw material is suitable for polymer raw materials with high optical purity, and is usually produced by fermentation of various saccharides using cells capable of producing lactic acid with high optical purity. In that case, the saccharide used as a raw material is not only a fermentation medium containing purified glucose and the like, but also a mixed sugar system containing pentoses such as galactose, fructose, and xylose, and hexose is often used. The mixed sugar system can be obtained, for example, by hydrolysis of plant biomass containing cellulose. However, the mixed sugar system contains more impurities such as lignin derived from plant biomass than the conventional system using a fermentation medium containing glucose and the like. The concentration of lactic acid in the fermentation liquor varies depending on the process method and the initial raw material concentration such as glucose. In general, 3 to 6% by weight in the case of a process in which raw material addition and extraction of fermentation broth are performed continuously or intermittently, and in the case of a batch process, to maintain the growth conditions of the cells to be fermented It is performed at about 15% by weight (= initial glucose concentration).
発酵により得られた乳酸をポリマー原料として用いるためには、不純物を除去し、濃縮する精製工程が必須となる。(特許文献1)に記載される方法においては、乳酸を乳酸カルシウムの形態で含む乳酸発酵液を加熱し、約60℃〜150℃の温度下で蒸発器により水分蒸発させて乳酸カルシウムを濃縮し、その後、硫酸を添加しカルシウムイオンを硫酸カルシウムとして析出させた後、有機溶媒を用いた抽出操作によりミネラル分、代謝副生成物等の不純物を除去し、精製乳酸を得ている。しかし、このような方式では、溶媒抽出による精製を行っているため、有機溶媒等の再生処理が必要となり、システムが複雑化し、多量の二次廃棄物が発生する等の課題がある。 In order to use lactic acid obtained by fermentation as a polymer raw material, a purification step of removing impurities and concentrating is essential. In the method described in (Patent Document 1), a lactic acid fermentation broth containing lactic acid in the form of calcium lactate is heated, and water is evaporated by an evaporator at a temperature of about 60 ° C. to 150 ° C. to concentrate calcium lactate. Then, after adding sulfuric acid and precipitating calcium ions as calcium sulfate, impurities such as minerals and metabolic byproducts are removed by an extraction operation using an organic solvent to obtain purified lactic acid. However, in such a system, since purification is performed by solvent extraction, regeneration processing of an organic solvent or the like is required, the system becomes complicated, and a large amount of secondary waste is generated.
また、(特許文献2)では、乳酸発酵液にイオン交換脱塩処理を行うことで、金属イオン等を除去した後、濃縮・蒸留精製を行うプロセスに関する発明が開示されている。(特許文献2)に記載されている実施例によれば、脱塩対象の乳酸発酵液は、液のpHが2.25と酸性であり、カルシウムイオン及び硫酸イオンを含む。このことから、脱塩対象の乳酸発酵液としては、(特許文献1)で記載されるような、乳酸発酵をカルシウム添加により中和しながら促進し、得られた乳酸カルシウムに硫酸を添加し、硫酸カルシウム沈殿を晶析で除去した後の液を想定していると考えられる。また、上記の脱塩対象乳酸には、発酵工程で用いた混合糖液等の栄養分に由来するナトリウム等の金属イオン系の不純物や、菌体における代謝反応に起因する、コハク酸、酒石酸、ピルビン酸、酢酸等の有機酸の不純物を含有する。したがって、(特許文献2)の方式では、陽イオン交換樹脂によりカルシウムを中心とする金属イオン系の不純物を除去すると共に、陰イオン交換樹脂により、硫酸イオンを中心とする陰イオン系の不純物を除去する。このような方式においては、薬洗によるイオン交換樹脂の再生処理により、無機塩を多く含む排水が発生する。最初に陽イオンを除去し後から陰イオンを除去する場合には、強酸性陽イオン交換樹脂塔、及びそれに続く弱塩基性陰イオン交換樹脂塔による処理を行うことが望ましい。逆に、最初に陰イオンを除去する場合には、強塩基性陰イオン交換樹脂塔、及びそれに続く弱酸性陽イオン交換樹脂塔による処理を行うことが望ましい。これにより、後半のイオン交換樹脂塔における再生処理での排水発生量が低減される。脱塩処理後、残存する水分や各種不純物については蒸留や活性炭処理等により除去される。 In addition, (Patent Document 2) discloses an invention relating to a process of performing concentration and distillation purification after removing metal ions and the like by performing ion exchange desalting treatment on a lactic acid fermentation broth. According to the example described in (Patent Document 2), the lactic acid fermentation broth to be desalted is acidic with a pH of 2.25 and contains calcium ions and sulfate ions. From this, as described in (Patent Document 1), the lactic acid fermentation broth to be desalted is promoted while neutralizing lactic acid fermentation by adding calcium, and sulfuric acid is added to the obtained calcium lactate, It is thought that the liquid after removing calcium sulfate precipitation by crystallization is assumed. In addition, the lactic acid to be desalted includes succinic acid, tartaric acid, and pyrubin due to metal ion impurities such as sodium derived from nutrients such as mixed sugar solution used in the fermentation process and metabolic reactions in the cells. Contains organic acid impurities such as acid and acetic acid. Therefore, in the method of (Patent Document 2), metal ion impurities centered on calcium are removed by a cation exchange resin, and anion impurities centered on sulfate ions are removed by an anion exchange resin. To do. In such a system, wastewater containing a large amount of inorganic salt is generated by the regeneration treatment of the ion exchange resin by chemical washing. In the case where the cation is first removed and then the anion is removed, it is desirable to perform treatment with a strongly acidic cation exchange resin tower and a subsequent weakly basic anion exchange resin tower. On the other hand, when an anion is first removed, it is desirable to perform treatment with a strongly basic anion exchange resin tower and a subsequent weakly acidic cation exchange resin tower. Thereby, the amount of waste water generated in the regeneration treatment in the latter ion exchange resin tower is reduced. After the desalting treatment, remaining water and various impurities are removed by distillation, activated carbon treatment, or the like.
一方、(特許文献3)では、ナトリウム等の陽イオン系不純物が含まれる乳酸を用いて、ラクチド法によりポリ乳酸を製造する際、乳酸をラクチドに転換するまでに著しい光学純度の低下が発生し、得られるラクチドはいわゆるメソラクチドを多く含むことが記載されている。これは、ナトリウム等の陽イオン系不純物が乳酸中に多く含まれると、乳酸又は乳酸オリゴマーの末端カルボキシル基が電離してエノール化反応が起きやすい状態となるためと考えられる。したがって、ポリ乳酸の製造に用いる原料乳酸においては、できるだけナトリウム等の陽イオン系不純物が除去されていることが望ましい。このような観点から、(特許文献2)に記載されるイオン交換脱塩の技術は、ポリマー原料用の乳酸の製造にとって適切な技術の一つと考えられる。しかしながら、上記技術の適用においても、次のような課題が残る。 On the other hand, in (Patent Document 3), when polylactic acid is produced by the lactide method using lactic acid containing a cationic impurity such as sodium, a significant decrease in optical purity occurs before the lactic acid is converted to lactide. It is described that the obtained lactide contains a large amount of so-called meso lactide. This is presumably because when a large amount of cationic impurities such as sodium is contained in lactic acid, the terminal carboxyl group of lactic acid or a lactic acid oligomer is ionized and an enolization reaction is likely to occur. Therefore, it is desirable to remove cationic impurities such as sodium as much as possible in the raw lactic acid used for the production of polylactic acid. From such a viewpoint, the ion exchange desalting technique described in (Patent Document 2) is considered to be one of the techniques suitable for the production of lactic acid for polymer raw materials. However, the following problems remain in the application of the above technique.
すなわち、陽イオン交換樹脂塔が破過すると、その後は陽イオン系不純物が除去されずに樹脂塔から処理液が排出される。これを回避するためには、樹脂塔が破過する前に再生処理を行う必要があるが、実際には樹脂塔の破過を現場で運転中にモニターする適切な方法がない。特に、微量不純物であるアルカリ金属イオンについては、乳酸や主要不純物であるカルシウムイオンの存在もあり、モニターが困難である。これは、イオン交換樹脂では通常、除去するイオンの種類により吸着選択性が異なることに起因する。吸着選択性は通常、イオンの濃度及び価数が大きく水和イオン半径が小さいほど大きいことが知られている。例えば乳酸中にナトリウム、カリウム、カルシウムの各陽イオンが含まれる場合、濃度に違いがなければ、ナトリウム、カリウム、カルシウムの順番で樹脂塔から漏洩する。カルシウムの漏洩については、主要な不純物であることから、電気伝導度等のモニタリングにより検知できる可能性がある。しかしながら、ナトリウムやカリウムについては濃度が低いため、モニタリングによる検知は困難であり、検知可能なカルシウムの漏洩に基づいて樹脂塔の破過を判定すると、それまでに排出された処理液にはナトリウムやカリウムが漏洩していることとなる。このような乳酸を原料としてポリ乳酸を重合すると、これらのアルカリ金属イオンの作用により、途中工程で得られるラクチドの光学純度が著しく低下するため、適切な重合物が得られない。 That is, when the cation exchange resin tower breaks through, the treatment liquid is discharged from the resin tower without removing cation impurities thereafter. In order to avoid this, it is necessary to perform a regeneration treatment before the resin tower breaks through. However, there is actually no appropriate method for monitoring breakthrough of the resin tower during operation on site. In particular, alkali metal ions, which are trace impurities, are difficult to monitor due to the presence of lactic acid and calcium ions, which are major impurities. This is due to the fact that ion exchange resins usually have different adsorption selectivity depending on the type of ions to be removed. It is known that the adsorption selectivity is usually larger as the ion concentration and valence are larger and the hydrated ion radius is smaller. For example, when each cation of sodium, potassium, and calcium is contained in lactic acid, if there is no difference in concentration, it leaks from the resin tower in the order of sodium, potassium, and calcium. Since calcium leakage is a major impurity, it may be detected by monitoring electrical conductivity. However, since the concentration of sodium and potassium is low, it is difficult to detect by monitoring. When the breakthrough of the resin tower is determined based on the detectable leakage of calcium, sodium or potassium is not contained in the treatment liquid discharged so far. Potassium is leaking. When polylactic acid is polymerized using such lactic acid as a raw material, the optical purity of lactide obtained in the intermediate step is remarkably lowered by the action of these alkali metal ions, so that an appropriate polymer cannot be obtained.
本発明は、上述の実情に鑑み、発酵により得られた乳酸をイオン交換法により脱塩精製して、ポリマー原料として適切な乳酸を製造するための、精製乳酸の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing purified lactic acid for producing lactic acid suitable as a polymer raw material by desalting and purifying lactic acid obtained by fermentation by an ion exchange method in view of the above circumstances. And
本発明者らは、上記目的を解決すべく鋭意検討を行った結果、陽イオン系の不純物を含む乳酸発酵液をイオン交換樹脂により脱塩する際、陽イオン交換樹脂塔を直列に複数段接続する必要があると考えた。これは、初段の樹脂塔がカルシウムイオンの漏洩により破過する時点において、それまでに漏洩したアルカリ金属等の、カルシウムよりも漏洩しやすい陽イオンを後段の陽イオン交換樹脂塔で吸着除去できるためである。図1に、従来の技術と比較した本発明の特徴を概念的に示す。本発明により、脱塩後の処理液に陽イオン系の不純物が許容できない高濃度で含まれる事象が発生することを抑制することができる。初段の陽イオン交換樹脂塔は、カルシウムイオンに対する吸着選択性が比較的大きな樹脂を用いることが望ましい。そのような樹脂としては通常、架橋度が8〜14%程度のものを選択すると良い。また、本発明者らは、陽イオン系不純物の漏洩に関し、微量成分であるアルカリ金属イオンはモニターが困難である一方、主要成分であるカルシウムイオンについては、その漏洩を電気伝導度等によりモニタリングすることが可能であることを見出した。したがって、陽イオン交換樹脂塔を直列に複数段接続したシステムを用いる際、ある特定の樹脂塔とその後段の樹脂塔との間、例えば初段の樹脂塔と二段目の樹脂塔の間で電気伝導度等をモニタリングすることで、初段の樹脂塔が破過して再生処理が必要となる時点を検知することができる。後段の樹脂塔はその際、必要に応じて再生処理すれば良い。さらに、陽イオン交換樹脂塔を直列に複数段接続するシステムにおいて、後段の樹脂塔では、初段の樹脂塔よりもイオン間の吸着選択性が小さいイオン交換樹脂を用いると、より効率的なシステムが構築できることを見出した。これは、後段の樹脂塔の目的が主に吸着選択性の小さいアルカリ金属イオンの除去にあり、仮に初段の樹脂塔が破過して後段の樹脂塔にカルシウムイオンが流入しても、アルカリ金属イオンの除去を極力妨げないようにするためである。そのようなカルシウムイオンに対する吸着選択性が比較的低いイオン交換樹脂は、図2に示すように通常樹脂の架橋度が小さいものであり、特に架橋度が4%以下のものが望ましい。また、乳酸製造プラントの連続運転においては、このように陽イオン交換樹脂塔が直列に設置されたシステムを複数個並列に備えることが望ましい。これにより、ある樹脂塔システムにおいて再生処理が必要となった段階で、通液可能な別の樹脂塔システムに処理系統を切り替え、プラント全体の連続運転を維持することができる。そしてこれらにより、処理液に含まれる陽イオン系不純物の濃度を最小限に抑制し、ポリ乳酸重合工程での光学純度低下に関わる不具合を低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned object, the present inventors connected a plurality of cation exchange resin towers in series when desalting a lactic acid fermentation broth containing cation impurities with an ion exchange resin. I thought it was necessary. This is because, at the time when the first stage resin tower breaks through due to leakage of calcium ions, the cation that easily leaks than calcium, such as alkali metals that have leaked so far, can be adsorbed and removed by the subsequent cation exchange resin tower. It is. FIG. 1 conceptually shows the features of the present invention compared to the prior art. According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of an event in which a cationic impurity contains an unacceptably high concentration in the treatment liquid after desalting. The first-stage cation exchange resin tower desirably uses a resin having a relatively high adsorption selectivity for calcium ions. As such a resin, it is usually preferable to select a resin having a crosslinking degree of about 8 to 14%. In addition, regarding leakage of cationic impurities, the present inventors monitor alkali metal ions, which are trace components, while monitoring leakage of calcium ions, which are main components, based on electrical conductivity and the like. I found that it was possible. Therefore, when using a system in which a plurality of cation exchange resin towers are connected in series, electrical connection is made between a specific resin tower and a subsequent resin tower, for example, between the first resin tower and the second resin tower. By monitoring the conductivity or the like, it is possible to detect the time when the first stage resin tower breaks through and the regeneration process is necessary. In this case, the latter resin tower may be regenerated as necessary. Furthermore, in a system in which a plurality of cation exchange resin towers are connected in series, a more efficient system can be obtained by using an ion exchange resin having lower adsorption selectivity between ions in the latter resin tower than in the first resin tower. I found out that it can be built. The purpose of the latter resin tower is mainly to remove alkali metal ions with low adsorption selectivity. Even if the first resin tower breaks through and calcium ions flow into the latter resin tower, the alkali metal ions can be removed. This is to prevent the removal of ions as much as possible. As shown in FIG. 2, such an ion exchange resin having a relatively low adsorption selectivity for calcium ions usually has a low degree of crosslinking of the resin, and particularly preferably has a degree of crosslinking of 4% or less. Moreover, in the continuous operation of the lactic acid production plant, it is desirable to provide a plurality of systems in which the cation exchange resin towers are installed in series as described above in parallel. As a result, at the stage where regeneration treatment is required in a certain resin tower system, the processing system can be switched to another resin tower system through which liquid can flow, and the continuous operation of the entire plant can be maintained. As a result, it has been found that the concentration of cationic impurities contained in the treatment liquid can be suppressed to a minimum, and problems associated with a decrease in optical purity in the polylactic acid polymerization step can be reduced, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)発酵により得られた乳酸を乳酸カルシウムの形態で含有する乳酸カルシウム含有溶液を濃縮精製する精製乳酸の製造方法であって、乳酸カルシウム含有溶液に硫酸を添加し、カルシウムイオンを硫酸カルシウムとして分離する工程、及び硫酸カルシウムを分離した溶液を、直列に設置された複数の陽イオン交換樹脂塔、及び陰イオン交換樹脂塔に供給し、不純物を除去する工程を含む前記精製乳酸の製造方法。
(2)直列に設置された複数の陽イオン交換樹脂塔における、樹脂塔とその後段の樹脂塔との間で、溶液へのカルシウムイオンの漏洩を検知する上記(1)に記載の精製乳酸の製造方法。
(3)直列に設置された複数の陽イオン交換樹脂塔において、後段の樹脂塔のカルシウムイオンに対する吸着選択性が、初段の樹脂塔に比べて低い上記(1)又は(2)に記載の精製乳酸の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A method for producing purified lactic acid by concentrating and purifying a calcium lactate-containing solution containing lactic acid obtained by fermentation in the form of calcium lactate, wherein sulfuric acid is added to the calcium lactate-containing solution, and calcium ions are converted into calcium sulfate. The method for producing purified lactic acid, comprising a step of separating, and a step of removing impurities by supplying a solution obtained by separating calcium sulfate to a plurality of cation exchange resin towers and anion exchange resin towers arranged in series.
(2) In a plurality of cation exchange resin towers installed in series, leakage of calcium ions into the solution is detected between the resin tower and the resin tower at the subsequent stage. Production method.
(3) In a plurality of cation exchange resin towers installed in series, the purification selectivity according to the above (1) or (2), in which the adsorption selectivity for calcium ions of the latter resin tower is lower than that of the first resin tower. A method for producing lactic acid.
本発明によれば、乳酸発酵液の脱塩精製工程が改良され、光学純度の観点から高品質なポリマーを製造するための原料として、不純物濃度が適切なレベル以下に低減された乳酸を製造することができる。また、陽イオン交換樹脂塔を再生処理するタイミングを適切に把握できることから、再生処理に伴い発生する排水量を必要最低限に抑制することができる。さらに、金属イオンを含む塩類を適切に除去することで、後段の蒸留精製工程における設備規模や必要エネルギー量を低減することができ、精製乳酸を製造する際のコストを低減することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the process for desalting and purifying lactic acid fermentation broth is improved, and lactic acid having an impurity concentration reduced to an appropriate level or less is produced as a raw material for producing a high-quality polymer from the viewpoint of optical purity. be able to. In addition, since the timing for regenerating the cation exchange resin tower can be properly grasped, the amount of waste water generated in the regenerating process can be suppressed to the minimum necessary. Furthermore, by appropriately removing salts containing metal ions, the equipment scale and required energy amount in the subsequent distillation purification process can be reduced, and the cost for producing purified lactic acid can be reduced. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、本発明に係る精製乳酸の製造方法を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る精製乳酸の製造方法の一実施形態は、発酵により得られた乳酸を乳酸カルシウムの形態で含有する乳酸カルシウム含有溶液を所定の温度とし、逆浸透膜により当該乳酸カルシウム含有溶液に含まれる水分を除去することで、乳酸カルシウムを濃縮する工程を含んでいる。ここで、乳酸カルシウム含有溶液は、乳酸発酵能を有する微生物を利用した発酵プロセスにより得ることができる。発酵プロセスとは、培地に含まれる糖を基質とし、上記微生物による乳酸発酵によって乳酸を生成する工程をいう。
Hereinafter, a method for producing purified lactic acid according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
One embodiment of the method for producing purified lactic acid according to the present invention includes a calcium lactate-containing solution containing lactic acid obtained by fermentation in the form of calcium lactate at a predetermined temperature, and is contained in the calcium lactate-containing solution by a reverse osmosis membrane. A step of concentrating calcium lactate by removing the generated water. Here, the calcium lactate-containing solution can be obtained by a fermentation process using a microorganism having lactic acid fermentation ability. The fermentation process refers to a step of producing lactic acid by lactic acid fermentation by the microorganism using the sugar contained in the medium as a substrate.
なお、この発酵プロセスにおいて上記微生物が基質として利用する糖類は、特に限定されないが、種々の糖化原料から糖化プロセスによって得られる多糖類、オリゴ糖及び単糖類を挙げることができる。糖化プロセスは、一般的に、炭素源、窒素源、及びその他の栄養分を含む発酵原料を、乳酸発酵に好適な糖に変換する工程である。糖化原料としては、トウモロコシ澱粉、ジャガイモ澱粉等の澱粉類、アミロースを含む生ごみ、植物バイオマス等のセルロース等が挙げられる。これらの糖化原料は、破砕機等で破砕し、細分化する等の前処理が施されても良い。 In addition, although the saccharide which the said microorganisms utilize as a substrate in this fermentation process is not specifically limited, The polysaccharide, oligosaccharide, and monosaccharide obtained by a saccharification process from various saccharification raw materials can be mentioned. The saccharification process is generally a step of converting a fermentation raw material containing a carbon source, a nitrogen source, and other nutrients into a sugar suitable for lactic acid fermentation. Examples of the saccharification raw material include starches such as corn starch and potato starch, garbage including amylose, cellulose such as plant biomass, and the like. These saccharified raw materials may be subjected to a pretreatment such as crushing with a crusher or the like and subdividing.
糖化プロセスでは、細分化された糖化原料を消化する酵素を投入することで、糖化原料の一部又は全部を多糖類、オリゴ糖あるいは単糖類にまで分解することができる。消化酵素としては、アミラーゼやセルラーゼを挙げることができる。これら消化酵素による分解処理は、消化酵素の至適温度、例えば約40℃〜約60℃で行われる。これにより、糖化原料が加水分解され、グルコース、マルトース、オリゴ糖や多糖類に変換される。アミラーゼは、工業的にはアスペルギルス・オリゼーや枯草菌等の微生物の生産物として得ることができる。また、得られた糖類を含む溶液には、糖類以外の不純物が含まれている。この場合、例えば遠心分離等で固液分離することで、糖化されなかった澱粉、アミロース等の固形分を除去し、デカンターにより油膜除去した後、液体クロマトグラフィー処理を行うことで、糖類を主に含む溶液を生成することができる。この溶液を発酵プロセスに使用することができる。また、糖化プロセスを経て糖類を含む溶液を生成する代わりに、ショ糖、甜菜糖、廃糖蜜等の糖蜜類を原料として用いることもできる。 In the saccharification process, a part or all of the saccharification raw material can be decomposed into polysaccharides, oligosaccharides or monosaccharides by introducing an enzyme that digests the fragmented saccharification raw material. Examples of digestive enzymes include amylase and cellulase. The decomposition treatment with these digestive enzymes is performed at an optimum temperature of the digestive enzymes, for example, about 40 ° C to about 60 ° C. As a result, the saccharification raw material is hydrolyzed and converted into glucose, maltose, oligosaccharide or polysaccharide. Amylase can be industrially obtained as a product of microorganisms such as Aspergillus oryzae and Bacillus subtilis. Moreover, impurities other than saccharides are contained in the obtained solution containing saccharides. In this case, for example, the solids such as starch and amylose that have not been saccharified are removed by solid-liquid separation by, for example, centrifugation, and the oil film is removed by a decanter, and then liquid chromatography is performed to mainly remove sugars. A solution can be produced. This solution can be used in the fermentation process. Moreover, molasses, such as sucrose, sugar beet sugar, and molasses, can also be used as a raw material instead of producing | generating the solution containing saccharides through a saccharification process.
好適な乳酸発酵の原料の例として、糖化プロセスで得られた糖類を含む発酵培地の他に、ポリ乳酸の製造過程で得られる乳酸材料を含む再循環系、又は乳酸材料を含有する溶液を調製するため加水分解した再循環ポリ乳酸(例えば、消費者より回収した廃棄物(post−consumer waste)又はポリ乳酸の製造過程で生じた廃棄物)が挙げられる。 As an example of a suitable raw material for lactic acid fermentation, in addition to the fermentation medium containing saccharides obtained in the saccharification process, a recirculation system containing lactic acid material obtained in the production process of polylactic acid, or a solution containing lactic acid material is prepared. Therefore, hydrolyzed recycled polylactic acid (for example, waste collected from consumers (post-consumer waste) or waste produced in the production process of polylactic acid) can be used.
発酵プロセスでは、炭酸カルシウム及び/又は水酸化カルシウムの存在下で、糖類を原料として乳酸発酵を行うことにより、生合成された乳酸が溶液中に乳酸カルシウムとして生成する。その際の糖類の濃度は通常10〜20重量%とすることが好ましい。 In the fermentation process, biosynthesized lactic acid is produced in the solution as calcium lactate by performing lactic acid fermentation using saccharides as a raw material in the presence of calcium carbonate and / or calcium hydroxide. In this case, the concentration of saccharide is usually preferably 10 to 20% by weight.
乳酸発酵は、細菌類、菌類又は酵母等、代謝によって乳酸を生成する微生物を用いて行うことができる。このような微生物としては、本来的に乳酸発酵能を有する微生物、あるいは乳酸発酵に関与する遺伝子(遺伝子群)が導入され、乳酸発酵能を付与された微生物のいずれも使用することができる。 Lactic acid fermentation can be performed using microorganisms that produce lactic acid by metabolism, such as bacteria, fungi, or yeast. As such a microorganism, either a microorganism that inherently has lactic acid fermentation ability or a microorganism to which a gene (gene group) involved in lactic acid fermentation has been introduced and to which lactic acid fermentation ability has been imparted can be used.
乳酸発酵能を有する微生物としては、通常は、ラクトバチルス属の細菌が使用される。菌類に関しては、リゾープス属の菌類が使用される。好適な酵母としては、サッカロミセス・セレビシエ等のサッカロミセス属の酵母が使用される。 As the microorganism having lactic acid fermentation ability, bacteria of the genus Lactobacillus are usually used. For fungi, fungi of the genus Rhizopus are used. Suitable yeasts include those belonging to the genus Saccharomyces such as Saccharomyces cerevisiae.
乳酸発酵は、細菌発酵に関しては、通常、約30℃〜約60℃、酵母発酵に関しては、通常、約20℃〜約45℃の温度範囲で行われる。菌類発酵に関しては、その温度範囲は広範であるが、約25℃〜約50℃の範囲内であることが多い。 Lactic acid fermentation is usually performed in a temperature range of about 30 ° C. to about 60 ° C. for bacterial fermentation and usually about 20 ° C. to about 45 ° C. for yeast fermentation. For fungal fermentation, the temperature range is broad but often is in the range of about 25 ° C to about 50 ° C.
発酵プロセスにおいて、乳酸発生に伴うpH低下により、微生物の機能低下を生ずることがある。これを防ぐため、一般的にpH調整剤として、通常、水酸化アルカリ又は水酸化アルカリ土類(水酸化カルシウム)、炭酸カルシウム、石灰乳、アンモニア水、又はアンモニアガスをpH調整剤として添加し、中性を保つ。pH調整剤の添加に伴い、pH調整剤の陽イオンが解離乳酸と結合し、乳酸塩が生成される。特に本発明においては、pH調整剤として、カルシウム塩、すなわち炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等を、乳酸発酵溶液に添加する。これにより、発酵により生成された乳酸が乳酸カルシウムの形態で存在し、乳酸発酵によるpHの低下が防止されるため、乳酸発酵を継続することができる。 In the fermentation process, the function of the microorganism may be reduced due to a decrease in pH accompanying the generation of lactic acid. In order to prevent this, generally, as a pH adjuster, usually an alkali hydroxide or alkaline earth hydroxide (calcium hydroxide), calcium carbonate, lime milk, ammonia water, or ammonia gas is added as a pH adjuster, Keep neutral. Along with the addition of the pH adjuster, the cation of the pH adjuster is combined with dissociated lactic acid to produce lactate. Particularly in the present invention, a calcium salt, that is, calcium carbonate, calcium hydroxide or the like is added to the lactic acid fermentation solution as a pH adjuster. Thereby, the lactic acid produced | generated by fermentation exists in the form of calcium lactate, and since the fall of pH by lactic acid fermentation is prevented, lactic acid fermentation can be continued.
以上のように、発酵原料を微生物で発酵させることにより、乳酸を乳酸カルシウムの形態で含有する乳酸カルシウム含有溶液を得る。通常、乳酸カルシウム含有溶液には、不純物と呼ばれる乳酸以外の化合物が含まれるため、遠心分離等の手法を用いて固液分離し、固体分を除去する。不純物の一例として、細胞片、残留炭水化物、栄養分等が挙げられる。不純物は、最終的に得られる精製乳酸の用途によって適宜、所定の濃度以下となるように除去される。発酵液中の乳酸濃度は、製造方法に依存する。バッチ方式の場合には、糖類がほぼ100%の収率で乳酸に変換されるが、連続方式(発酵液を連続抜出、糖類を連続供給)の場合には、3〜6重量%の濃度であると効率が良い。 As described above, by fermenting the fermentation raw material with microorganisms, a calcium lactate-containing solution containing lactic acid in the form of calcium lactate is obtained. Usually, since the calcium lactate-containing solution contains a compound other than lactic acid called impurities, solid-liquid separation is performed using a method such as centrifugation to remove the solid content. Examples of impurities include cell debris, residual carbohydrates, nutrients and the like. Impurities are appropriately removed so as to be a predetermined concentration or less depending on the use of the finally obtained purified lactic acid. The concentration of lactic acid in the fermentation broth depends on the production method. In the case of the batch method, saccharides are converted into lactic acid with a yield of almost 100%, but in the case of the continuous method (fermented liquor is continuously extracted and sugar is continuously supplied), the concentration is 3 to 6% by weight. Is efficient.
次に、イオン交換樹脂塔を用いる本発明に係る精製プロセスに先立ち、必要に応じて、不純物を除去した乳酸カルシウム含有溶液の濃縮を実施する。この濃縮工程は、乳酸カルシウム含有溶液に含まれる乳酸カルシウム濃度を高める処理であり、逆浸透膜(RO膜)等により大きな熱エネルギーを用いずに濃縮する方法が望ましい。これにより、精製時の乳酸の収率を増加させることができると同時に、後段の精製プロセスにおける蒸留工程での被処理液量を低減し、精製プロセス全体での処理エネルギーコストを低減することができる。また、蒸留塔における濃縮は分離性に優れるものの、被処理液を高温で保持する必要があり、熱エネルギーの問題だけでなく、乳酸の光学純度低下の要因ともなり得る。本発明の脱塩方式を採用することで、蒸留工程における乳酸の劣化が抑制され、ポリ乳酸製造時の原料収率が向上する。また、イオン交換による脱塩工程の前に乳酸カルシウムの濃縮を行うことで、乳酸発酵液中の不純物濃度も増大する。その結果、イオン交換樹脂に対する不純物金属イオンの吸着速度が増大し、高い空塔速度で脱塩処理が可能となる利点がある。ただし、RO膜による濃縮では、濃縮対象である乳酸カルシウムの濃度が溶解度以上となって析出しないよう、配慮が必要である。なお、上記濃縮工程は必要に応じて省略し、後段の蒸留工程において集中的に乳酸濃縮を行うこともできる。 Next, prior to the purification process according to the present invention using an ion exchange resin tower, the calcium lactate-containing solution from which impurities have been removed is concentrated as necessary. This concentration step is a process for increasing the concentration of calcium lactate contained in the calcium lactate-containing solution, and a method of concentrating without using large thermal energy with a reverse osmosis membrane (RO membrane) or the like is desirable. As a result, the yield of lactic acid during purification can be increased, and at the same time, the amount of liquid to be treated in the distillation step in the subsequent purification process can be reduced, and the processing energy cost in the entire purification process can be reduced. . Further, although concentration in the distillation column is excellent in separability, it is necessary to keep the liquid to be treated at a high temperature, which may cause not only a problem of thermal energy but also a decrease in optical purity of lactic acid. By adopting the desalting method of the present invention, deterioration of lactic acid in the distillation process is suppressed, and the raw material yield during the production of polylactic acid is improved. In addition, the concentration of impurities in the lactic acid fermentation liquor increases by concentrating calcium lactate before the desalting step by ion exchange. As a result, there is an advantage that the adsorption rate of the impurity metal ions to the ion exchange resin is increased and the desalting treatment can be performed at a high superficial velocity. However, in the concentration by the RO membrane, it is necessary to consider that the concentration of calcium lactate to be concentrated does not exceed the solubility and precipitate. In addition, the said concentration process can be abbreviate | omitted as needed, and lactic acid concentration can also be concentrated in the latter distillation process.
また、RO膜を用いる濃縮は、乳酸発酵後の乳酸カルシウム含有溶液をほとんど加熱/冷却する必要がないため、乳酸カルシウム含有溶液に不要な熱履歴を加えることがなく、このため、熱履歴に起因する乳酸の光学異性化を低減することができる。ここで、光学異性化とは、L型乳酸とD型乳酸との間の変換(異性化)反応を意味する。工業用途によっては、乳酸の光学純度が重要となる。一例として、食品用途にはL型の光学純度が95%以上であることが必要である。微生物による発酵においては、いずれかの光学異性体を主に生産する。例えば、ラクトバチルス・デルブリュッキは主にD−乳酸を生産し、ラクトバチルス・カゼイは主にL−乳酸を生産する。なお、95%の光学純度とは、含有する乳酸もしくは乳酸塩のうち、95%が2つの光学異性体(L型、D型)のいずれか一方であることを意味する。 Concentration using RO membranes does not require heating / cooling of the calcium lactate-containing solution after lactic acid fermentation, so that no unnecessary heat history is added to the calcium lactate-containing solution. The optical isomerization of lactic acid can be reduced. Here, optical isomerization means a conversion (isomerization) reaction between L-type lactic acid and D-type lactic acid. Depending on the industrial application, the optical purity of lactic acid is important. As an example, the L-type optical purity needs to be 95% or more for food use. In the fermentation by microorganisms, any optical isomer is mainly produced. For example, Lactobacillus delbrucchi mainly produces D-lactic acid, and Lactobacillus casei mainly produces L-lactic acid. The optical purity of 95% means that 95% of the contained lactic acid or lactate is one of two optical isomers (L-type and D-type).
このため、乳酸の光学純度は用途によっては重要であり、濃縮工程や蒸留工程における加熱処理により低下することがある。したがって、上述したRO膜による濃縮工程は、熱履歴を極力小さくでき、光学異性化を抑制し、乳酸の光学純度を高く維持することができるため好ましい。 For this reason, the optical purity of lactic acid is important depending on the application, and may be lowered by heat treatment in the concentration step or distillation step. Therefore, the above-described concentration step using the RO membrane is preferable because the thermal history can be minimized, optical isomerization can be suppressed, and the optical purity of lactic acid can be maintained high.
以上のような濃縮工程の後、得られた乳酸カルシウム濃縮液に硫酸を添加し、カルシウムイオンを硫酸カルシウムとして分離する。すなわち、乳酸カルシウム濃縮液を酸性化し、乳酸カルシウムの形態で溶液に含まれる乳酸を、解離形態、すなわち塩形態から非解離の酸形態へと変換する。乳酸カルシウムを遊離乳酸へと変換する方法としては、例えば、硫酸等の強鉱酸を濃縮溶液へ添加する方法を挙げることができる。硫酸を乳酸カルシウム濃縮液に添加することにより、硫酸カルシウムと共に遊離乳酸が生成する。硫酸カルシウムは水にほとんど不溶解のため、結晶化により容易に除去することができる。硫酸カルシウムの結晶化及び濾過の方法としては公知のものを用いることができる。例えば、回転ドラム式減圧フィルタ、遠心分離器等により硫酸カルシウムを除去することができる。 After the concentration step as described above, sulfuric acid is added to the obtained calcium lactate concentrate to separate calcium ions as calcium sulfate. That is, the calcium lactate concentrate is acidified to convert lactic acid contained in the solution in the form of calcium lactate from a dissociated form, that is, from a salt form to a non-dissociated acid form. Examples of a method for converting calcium lactate to free lactic acid include a method of adding a strong mineral acid such as sulfuric acid to a concentrated solution. By adding sulfuric acid to the calcium lactate concentrate, free lactic acid is produced together with calcium sulfate. Since calcium sulfate is almost insoluble in water, it can be easily removed by crystallization. Known methods for crystallizing and filtering calcium sulfate can be used. For example, calcium sulfate can be removed by a rotary drum type vacuum filter, a centrifugal separator or the like.
次に、硫酸カルシウムを除去した後、溶液に含まれる不純物イオンを除去するため、直列式陽イオン交換樹脂塔と陰イオン交換樹脂塔とを用いた脱塩工程を実施する。まず、硫酸カルシウムを除去した溶液中に残留するカルシウムイオンや、発酵原料に不純物として含まれるナトリウム、カリウム、マグネシウム等の金属陽イオンを、陽イオン交換により除去する。必要に応じて、陽イオン交換の前段に、活性炭による微粒子吸着工程を挿入しても良い。陽イオン交換においては、上記乳酸溶液中の金属陽イオンを、水素イオンで置換するイオン交換樹脂と接触させることによって除去する。陽イオン交換の結果、固形物として析出した金属イオンは、沈降分離等を用いて固液分離し、溶液から除去する。金属イオンを除去した溶液に含まれる、発酵過程の副生成物である乳酸以外の硫酸イオン及び比較的低分子量の有機酸陰イオン、例えば酢酸イオン、ギ酸イオン等は陰イオン交換法によって除去することができる。硫酸イオン及び有機酸陰イオンは、硫酸イオン及び有機酸陰イオンをヒドロキシルイオンで置換する陰イオン交換樹脂と接触させることによって除去する。陰イオン交換は、通常、一段の樹脂塔で行われるが、必要に応じて複数段の樹脂塔により行っても良い。 Next, after removing calcium sulfate, in order to remove impurity ions contained in the solution, a desalting step using a series cation exchange resin tower and an anion exchange resin tower is performed. First, calcium ions remaining in the solution from which calcium sulfate has been removed and metal cations such as sodium, potassium and magnesium contained as impurities in the fermentation raw material are removed by cation exchange. If necessary, a fine particle adsorption step using activated carbon may be inserted before the cation exchange. In cation exchange, the metal cation in the lactic acid solution is removed by contacting with an ion exchange resin that substitutes with hydrogen ions. As a result of the cation exchange, the metal ions deposited as solids are separated from the solution by solid-liquid separation using sedimentation separation or the like. Sulfate ions other than lactic acid and organic acid anions with relatively low molecular weight, such as acetate ions and formate ions, that are contained in the solution from which metal ions have been removed, are removed by anion exchange. Can do. Sulfate ions and organic acid anions are removed by contacting the sulfate ions and organic acid anions with an anion exchange resin that replaces the hydroxyl ions. Anion exchange is usually performed in a single-stage resin tower, but may be performed in a plurality of stages of resin towers as necessary.
本脱塩工程では、発酵により得られた乳酸溶液を、陽イオン交換樹脂を用いた樹脂塔を直列に複数段設置したシステムを用いて、金属陽イオンを除去する。その際、上記の樹脂塔システムにおいて、初段の樹脂塔でカルシウムイオンを吸着除去し、後段の樹脂塔で残りの陽イオンを除去することを特徴とする。初段の樹脂塔でカルシウムイオンの漏洩が発生する破過状態になると、その時点までに、カルシウムイオンよりも吸着選択性の低いアルカリ金属イオン等の陽イオンが初段の樹脂塔から排出される処理液中に漏洩している。その際に、後段の陽イオン交換樹脂塔がバックアップとして機能し、これらを吸着除去することができ、脱塩工程終了後の乳酸処理液に陽イオン系の不純物が許容できない高濃度で含まれる事象が抑制される。初段の、カルシウムイオンに対する吸着選択性が比較的大きい陽イオン交換樹脂は通常、架橋度が8〜14%程度のものを選択すると良い。架橋度がある程度大きいイオン交換樹脂では、樹脂表面における吸着孔径が小さく密に存在する。孔径が小さいことは、吸着できるイオンが水和半径の小さなものに限られることを意味する。逆に、後段の樹脂塔にはカルシウムイオンに対する吸着選択性の低い陽イオン交換樹脂を用いることが望ましく、そのようなイオン交換樹脂の架橋度は4%以下のものを選択すると良い。これは、低架橋度の樹脂では、表面の吸着孔径が比較的大きく、水和イオン半径が吸着選択性に及ぼす影響が小さくなる傾向があるためである。また、複数の陽イオン交換樹脂塔において、ある特定の樹脂塔とその後段の樹脂塔との間、例えば初段の樹脂塔と二段目の樹脂塔との間で、初段の樹脂塔から排出される処理液へのカルシウムイオンの漏洩を検知するための計測を行うことで、初段の樹脂塔が破過して再生処理が必要となる時点を判断することができる。後段の樹脂塔はその際、必要に応じて再生処理すれば良い。上記システムにおいては、後段の樹脂塔は基本的に初段のバックアップが目的であり、乳酸発酵プロセスで混入するカルシウムイオン以外の金属イオン量や被脱塩処理液のpHが明確であれば、それに応じて後段の樹脂塔の規模を必要最小限にすることができる。なお、カルシウムイオン濃度は、実質的に硫酸カルシウムの溶解度に支配されるため、乳酸発酵プロセスにおいて混入するカルシウム量には依存しない。後段の樹脂塔の規模に関して、例えば乳酸発酵液単位量当りのナトリウムイオン濃度が1であり、カルシウムイオンによる初段の樹脂塔の破過が乳酸発酵液の処理量として100単位量に到達すると発生する場合、当該pH値における後段の樹脂塔のナトリウムイオン吸着容量が100になる規模に設定すると、初段の再生処理に合わせて、後段の再生処理を行うことができる(実際には、もう少し余裕を持たせた設備規模とすることが好ましい)。初段の樹脂塔と二段目の樹脂塔との間でカルシウムイオン漏洩を検知するための簡便な計測・モニター方法としては、電気伝導度、pH、糖度(屈折率)等を測定する方法が挙げられる。これらの中では、電気伝導度による方法がカルシウムイオンの漏洩に対する感度が強いため望ましい。乳酸製造プラントの連続運転においては、このような直列に設置された複数の陽イオン交換樹脂塔を有するシステムを、複数系統並列に備えることが望ましい。これにより、ある樹脂塔の再生処理が必要となった段階で、通液可能な別の樹脂塔システムに処理系統を切り替え、プラントの連続運転を妨げることを回避できる。 In this desalting step, the metal cation is removed from the lactic acid solution obtained by fermentation using a system in which a plurality of resin towers using a cation exchange resin are installed in series. At that time, the above-mentioned resin tower system is characterized in that calcium ions are adsorbed and removed in the first resin tower, and the remaining cations are removed in the latter resin tower. Treatment liquid in which cations such as alkali metal ions having lower adsorption selectivity than calcium ions are discharged from the first stage resin tower when the breakthrough state in which calcium ion leakage occurs in the first stage resin tower Leaking inside. At that time, the latter cation exchange resin tower functions as a backup and can adsorb and remove them, and the lactic acid treatment liquid after the desalting process contains an unacceptably high concentration of cationic impurities. Is suppressed. The first-stage cation exchange resin having a relatively high adsorption selectivity for calcium ions is usually selected from those having a crosslinking degree of about 8 to 14%. In an ion exchange resin having a certain degree of cross-linking, the adsorption pore diameter on the resin surface is small and dense. A small pore size means that ions that can be adsorbed are limited to those having a small hydration radius. On the contrary, it is desirable to use a cation exchange resin having low adsorption selectivity for calcium ions in the latter resin tower, and it is preferable to select such an ion exchange resin having a crosslinking degree of 4% or less. This is because a resin having a low degree of crosslinking has a relatively large adsorption pore diameter on the surface, and the influence of the hydrated ion radius on the adsorption selectivity tends to be small. Further, in a plurality of cation exchange resin towers, it is discharged from the first stage resin tower between a specific resin tower and the latter resin tower, for example, between the first stage resin tower and the second stage resin tower. By performing measurement for detecting leakage of calcium ions into the processing solution, it is possible to determine when the first stage resin tower breaks through and regeneration processing is necessary. In this case, the latter resin tower may be regenerated as necessary. In the above system, the latter resin tower is basically intended for backup of the first stage, and if the amount of metal ions other than calcium ions mixed in the lactic acid fermentation process and the pH of the desalting solution are clear, it is Thus, the scale of the latter resin tower can be minimized. In addition, since the calcium ion concentration is substantially controlled by the solubility of calcium sulfate, it does not depend on the amount of calcium mixed in the lactic acid fermentation process. Regarding the scale of the latter resin tower, for example, the sodium ion concentration per unit quantity of lactic acid fermentation liquor is 1, and it occurs when breakthrough of the first stage resin tower by calcium ions reaches 100 unit quantity as the treatment amount of lactic acid fermentation liquor. In this case, when the sodium ion adsorption capacity of the subsequent resin tower at the pH value is set to a scale of 100, the subsequent regeneration process can be performed in accordance with the first regeneration process (actually, there is a little more margin). It is preferable to set the scale of the equipment to be small). As a simple measurement / monitoring method for detecting calcium ion leakage between the first-stage resin tower and the second-stage resin tower, there is a method of measuring electrical conductivity, pH, sugar content (refractive index), etc. It is done. Among these, the method based on electric conductivity is desirable because of its high sensitivity to calcium ion leakage. In continuous operation of a lactic acid production plant, it is desirable to provide such a system having a plurality of cation exchange resin towers arranged in series in parallel. Thereby, at the stage where the regeneration treatment of a certain resin tower becomes necessary, it is possible to prevent the continuous operation of the plant from being hindered by switching the treatment system to another resin tower system through which liquid can flow.
次に、不純物を除去した後、溶液に含まれる水分を除去して乳酸を濃縮する。この濃縮工程には、減圧、遠心薄膜化等による加熱濃縮等の手法を用いることができる。濃縮工程の温度は約60℃〜約150℃、圧力は4kPa〜10kPa程度が望ましい。濃縮工程により80重量%の乳酸溶液を得ることができる。濃縮の後、蒸留精製により、さらに有機物系の不純物を除去することができる。蒸留には、蒸留塔等の公知の手段を用いることができる。蒸留塔を用いた場合、蒸留温度は60℃〜130℃、蒸留圧力は500Pa〜2000Pa程度とすることが望ましい。蒸留塔は複数用いることができ、通常1〜5基程度が用いられる。蒸留精製により90重量%の乳酸溶液を得ることができる。本発明では、上述した乳酸カルシウム含有溶液に対して逆浸透膜を用いた濃縮を行う場合、加熱による濃縮、蒸留での水分除去量は、逆浸透膜濃縮を用いない場合に比べて低減されるので、省エネルギーを実現できる。蒸留精製工程では高温処理が必要であるため、蒸留時の熱履歴に起因して、僅かながら光学異性体が発生する恐れがある。また、溶液に含まれる不純物の熱劣化に伴い、溶液の色調が濃くなる場合がある。これらに対する仕上げ工程として、以下のような手法を用いることができる。すなわち、発生した光学異性体は、限外濾過膜を用いて除去することができる。例えば、1〜2μm径、0.2〜0.5μm径の限外濾過膜を順に通すことで、99%以上の光学純度を得ることができる。不純物の熱劣化については、着色を低減する目的で、必要に応じて活性炭やイオン交換樹脂等を用いた追加の分離工程を行っても良い。使用目的によって、必要であれば、蒸留、液体クロマトグラフィー等でさらに精製、濃縮を行っても良い。 Next, after removing impurities, water contained in the solution is removed to concentrate lactic acid. In this concentration step, a method such as heat concentration by decompression, centrifugal thinning, or the like can be used. The temperature of the concentration step is preferably about 60 ° C. to about 150 ° C., and the pressure is preferably about 4 kPa to 10 kPa. An 80% by weight lactic acid solution can be obtained by the concentration step. After the concentration, further organic impurities can be removed by distillation purification. For the distillation, known means such as a distillation column can be used. When a distillation column is used, it is desirable that the distillation temperature is 60 ° C. to 130 ° C. and the distillation pressure is about 500 Pa to 2000 Pa. A plurality of distillation columns can be used, and usually about 1 to 5 groups are used. A 90% by weight lactic acid solution can be obtained by distillation purification. In the present invention, when concentration using a reverse osmosis membrane is performed on the above-mentioned calcium lactate-containing solution, the amount of water removed by concentration and distillation by heating is reduced compared to the case where reverse osmosis membrane concentration is not used. Therefore, energy saving can be realized. Since a high temperature treatment is required in the distillation purification process, a slight amount of optical isomers may be generated due to the heat history during distillation. Moreover, the color tone of a solution may become deep with the thermal deterioration of the impurity contained in a solution. As a finishing process for these, the following method can be used. That is, the generated optical isomer can be removed using an ultrafiltration membrane. For example, an optical purity of 99% or more can be obtained by sequentially passing ultrafiltration membranes having a diameter of 1 to 2 μm and a diameter of 0.2 to 0.5 μm. Regarding the thermal deterioration of impurities, an additional separation step using activated carbon, ion exchange resin, or the like may be performed as necessary for the purpose of reducing coloring. Depending on the purpose of use, if necessary, further purification and concentration may be performed by distillation, liquid chromatography or the like.
以上に説明したような、精製乳酸の製造方法に含まれる糖化プロセス及び発酵プロセス、並びに精製プロセスの一実施形態のフローチャートを、それぞれ図3及び4に示す。図3及び4に示すように、まず澱粉等の糖化原料を原料破砕工程1にて破砕し、糖化工程2においてアミラーゼ等の糖化酵素を添加することにより糖化し、未反応の澱粉を固液分離工程3で除去する。続く発酵プロセスにおける乳酸発酵工程11では、得られた糖化液に乳酸菌とpH調整剤として水酸化カルシウムとを添加し、発酵により乳酸を乳酸カルシウムとして含む乳酸カルシウム含有溶液を得る。乳酸カルシウム含有溶液に含まれる固形分を固液分離工程12で分離し、逆浸透膜濃縮工程13にて水分を除去する。次に、図4の精製プロセスにおいて、酸性化工程21において濃縮溶液を硫酸で酸性化し、カルシウムイオンを硫酸カルシウムとして晶析させ、固液分離工程22で分離する。次に、得られた酸性化溶液を陽イオン交換工程23に通し、ナトリウム、マグネシウム等の発酵原料由来の金属イオンや、析出によって除去できなかったカルシウムイオンを金属塩とし、固液分離工程24にて除去する。さらに陰イオン交換工程25にて、不純物に起因する有機酸イオン等を除去し、加熱濃縮工程26並びに蒸留塔による蒸留精製工程27を経て、90重量%乳酸溶液を得る。陽イオン交換工程23と陰イオン交換工程25は、再生処理時にプラントを停止させないため、並列に複数の系統を所有していることが望ましい。最後に、得られた精製乳酸溶液に含まれる光学異性体を、仕上げ工程28により除去し、光学純度99.5%以上の精製乳酸溶液を得ることができる。
The saccharification process and fermentation process included in the method for producing purified lactic acid as described above, and the flowcharts of one embodiment of the purification process are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. As shown in FIGS. 3 and 4, saccharification raw materials such as starch are first crushed in the raw material crushing step 1, and saccharification is performed by adding a saccharifying enzyme such as amylase in the
図5は、陽イオン交換工程23の詳細を示す図である。はじめに、弁31、34、39、42が開いており、弁33、35、38、40、51、53、54、55、58、59、60、62、72、73、76は閉じているものとする。また、ポンプ45、46、56、61、65、66、74は停止、ポンプ30、36、41は稼動しているものとする。第一陽イオン交換塔32と第三陽イオン交換塔52は、主に乳酸溶液中のカルシウムイオンを除去するためのもので、架橋度8〜14%程度の陽イオン交換樹脂を用いることが望ましい。また、第二陽イオン交換塔37と第四陽イオン交換塔57は、主にカルシウム以外の陽イオンを除去するためのもので、架橋度4%以下の陽イオン交換樹脂を用いることが望ましい。
FIG. 5 is a diagram showing details of the
固液分離工程22から送られてきた乳酸溶液は、ポンプ30により第一陽イオン交換塔32の上部に供給される。乳酸溶液は第一陽イオン交換塔32の内部を重力により流れ落ちて第一陽イオン交換塔32の下部から排出された後、ポンプ36によって第二陽イオン交換塔37の上部に供給される。乳酸溶液は第二陽イオン交換塔37の内部を重力により流れ落ちて第二陽イオン交換塔37の下部から排出された後、ポンプ41により固液分離工程24へ供給される。第一陽イオン交換塔32では初め、全ての陽イオンが吸着除去される。しかし、塔内の吸着容量が消費されると、吸着選択性の小さなアルカリ金属等の陽イオンから順番に第一陽イオン交換塔32から漏洩し始める。第一陽イオン交換塔32から漏洩した陽イオンは、第二陽イオン交換塔37において吸着除去される。第一陽イオン交換塔32からカルシウムイオンが漏洩し始めた段階で、電気伝導度の測定等によるカルシウムイオン漏洩モニター47が検知する。これにより、第一陽イオン交換塔32からのカルシウムイオン漏洩確認を受け、弁31、34、39、42を閉じ、代わりに弁51、54、59、62を開く。合わせて、ポンプ36、41を停止し、代わりにポンプ56、61を稼動させる。これにより、固液分離工程22から送られてきた乳酸溶液は、ポンプ30により第三陽イオン交換塔52の上部に供給される。乳酸溶液は第三陽イオン交換塔52の内部を重力により流れ落ちて第三陽イオン交換塔52の下部から排出された後、ポンプ56により第四陽イオン交換塔57の上部に供給される。乳酸溶液は第四陽イオン交換塔57の内部を重力により流れ落ちて第四陽イオン交換塔57の下部から排出された後、ポンプ61により固液分離工程24へ供給される。
The lactic acid solution sent from the solid-
一方、第一陽イオン交換塔32については、その間、酸による再生処理を行う。バルブ72、33、35を開くと共に、ポンプ74、45を稼動させる。再生薬剤供給タンク71から、再生薬剤(硫酸等)がポンプ74によりノズル43を経由して第一陽イオン交換塔32の上部から供給される。供給された再生薬剤は、第一陽イオン交換塔32の内部を重力により流れ落ちて第一陽イオン交換塔32の下部から排出された後、ポンプ45により酸廃液タンク75に供給される。所定の再生処理が終了した段階で、バルブ72、33、35を閉じると共に、ポンプ74、45を停止させる。第二陽イオン交換塔37についても、必要に応じて第一陽イオン交換塔32と同様に、酸による再生処理を行う。バルブ72、38、40を開くと共に、ポンプ74、46を稼動させる。再生薬剤供給タンク71から、再生薬剤(硫酸等)がポンプ74によりノズル44を経由して第二陽イオン交換塔37の上部から供給される。供給された再生薬剤は第二陽イオン交換塔37の内部を重力により流れ落ちて第二陽イオン交換塔37の下部から排出された後、ポンプ46により酸廃液タンク75に供給される。所定の再生処理が終了した段階で、バルブ72、38、40を閉じると共に、ポンプ74、46を停止させる。
On the other hand, about the 1st
以下同様に、カルシウムイオン漏洩モニター67により第三陽イオン交換塔52からのカルシウムイオン漏洩の検知を受け、弁51、54、59、62を閉じ、代わりに弁31、34、39、42を開く。合わせて、ポンプ56、61を停止し、代わりにポンプ36、41を稼動させる。これにより、固液分離工程22から送られてきた乳酸溶液はポンプ30により第一陽イオン交換塔32の上部に再び供給される。乳酸溶液は第一陽イオン交換塔32の内部を重力により流れ落ちて第一陽イオン交換塔32の下部から排出された後、ポンプ36により第二陽イオン交換塔37の上部に供給される。乳酸溶液は第二陽イオン交換塔37の内部を重力により流れ落ちて第二陽イオン交換塔37の下部から排出された後、ポンプ41により固液分離工程24へ供給される。そして、第三陽イオン交換塔52については、その間、酸による再生処理を行う。バルブ72、53、55を開くと共に、ポンプ74、65を稼動させる。再生薬剤供給タンク71から、再生薬剤(硫酸等)がポンプ74によりノズル63を経由して第三陽イオン交換塔52の上部から供給される。供給された再生薬剤は第三陽イオン交換塔52の内部を重力により流れ落ちて第三陽イオン交換塔52の下部から排出された後、ポンプ65により酸廃液タンク75に供給される。所定の再生処理が終了した段階で、バルブ72、53、55を閉じると共に、ポンプ74、65を停止させる。第四陽イオン交換塔57についても、必要に応じて第三陽イオン交換塔52と同様に、酸による再生処理を行う。バルブ72、58、60を開くと共に、ポンプ74、66を稼動させる。再生薬剤供給タンク71から、再生薬剤(硫酸等)がポンプ74によりノズル64を経由して第四陽イオン交換塔57の上部から供給される。供給された再生薬剤は第四陽イオン交換塔57の内部を重力により流れ落ちて第四陽イオン交換塔57の下部から排出された後、ポンプ66により酸廃液タンク75に供給される。所定の再生処理が終了した段階で、バルブ72、58、60を閉じると共に、ポンプ74、66を停止させる。
Similarly, the calcium ion leakage monitor 67 detects the calcium ion leakage from the third
酸廃液タンク75の内部に蓄えられた酸廃液の量が所定の値に達したところで、弁76を開き、酸廃液を排出する。酸廃液を排出後、弁76は閉じられる。酸廃液タンク75から排出された酸廃液は、陰イオン交換工程25において同様に発生する再生薬剤の廃液(通常、苛性ソーダ等のアルカリ廃液)と混合、中和され、無機塩(硫酸ソーダ等)を含む廃液として、系外放出される。
When the amount of the acid waste liquid stored in the acid
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
グルコース水溶液を原料とし、ラクトバチルス属の細菌と共に発酵槽へ投入し、発酵させた。上記発酵槽に水酸化カルシウムを中和剤として添加し、pHを6.2〜6.8に保った。発酵温度は52℃に設定し、72時間発酵させた。得られた乳酸発酵液中の乳酸濃度は、乳酸カルシウム濃度として計測した場合、4.5重量%存在した。なお、乳酸カルシウムの濃度については、液体クロマトグラフィー(日立ハイテクノロジーズ社製、LaChrom L−7000)を用いて測定した。上記乳酸発酵液を、発酵温度である50℃を保持したまま、逆浸透膜(GE Water Technologies社製、Duratherm HWS RO HR)を用いて圧力3MPaにて水分を除去した。その結果、乳酸カルシウム濃度として計測した乳酸濃度が20重量%である濃縮乳酸発酵液が得られた。得られた乳酸発酵液を42℃に冷却し、98%硫酸溶液を加え、溶液中のカルシウムイオンを硫酸カルシウムとして結晶化させた。硫酸カルシウムの結晶は遠心分離により分離した。42℃における硫酸カルシウムの溶解度は3g/Lであり、溶解度以上の硫酸カルシウムは固体として分離することができる。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, the technical scope of this invention is not limited to a following example.
Example 1
An aqueous glucose solution was used as a raw material, which was introduced into a fermenter together with bacteria of the genus Lactobacillus, and fermented. Calcium hydroxide was added as a neutralizing agent to the fermentor, and the pH was maintained at 6.2 to 6.8. The fermentation temperature was set to 52 ° C. and fermented for 72 hours. The lactic acid concentration in the obtained lactic acid fermentation broth was 4.5% by weight when measured as the calcium lactate concentration. In addition, about the density | concentration of calcium lactate, it measured using the liquid chromatography (The Hitachi High-Technologies company make, LaChrom L-7000). Water was removed from the lactic acid fermentation liquor at a pressure of 3 MPa using a reverse osmosis membrane (manufactured by GE Water Technologies, Duratherm HWS RO HR) while maintaining the fermentation temperature at 50 ° C. As a result, a concentrated lactic acid fermentation broth having a lactic acid concentration of 20% by weight measured as the calcium lactate concentration was obtained. The obtained lactic acid fermentation broth was cooled to 42 ° C., a 98% sulfuric acid solution was added, and calcium ions in the solution were crystallized as calcium sulfate. The calcium sulfate crystals were separated by centrifugation. The solubility of calcium sulfate at 42 ° C. is 3 g / L, and calcium sulfate having a solubility or higher can be separated as a solid.
硫酸カルシウム固体を分離した酸性化乳酸溶液(pH1.5)を、第一陽イオン交換樹脂塔(三菱化学社製、強酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンPK220、架橋度11%)及び第二陽イオン交換樹脂塔(三菱化学社製、強酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンPK208、架橋度4%)に流通させた。その後、遠心分離により金属塩を除去した。続いて陰イオン交換樹脂塔(三菱化学社製、弱塩基性陰イオン交換樹脂ダイヤイオンWA30)に流通させ、その後の遠心分離により、硫酸塩、有機酸塩を除去した。陰イオン交換樹脂については、高濃度の乳酸液の流通に伴う樹脂の急激な膨潤の影響を回避するため、前処理として濃度1%の乳酸水溶液を樹脂に流通させることで、樹脂の緩やかな膨潤を誘導した。以上のようなイオン交換樹脂を用いた精製により、残留カルシウムイオンと、発酵原料由来のナトリウム、カリウム、マグネシウム等の陽イオン、発酵時に生成する不純物としての硫酸イオン、有機酸イオンを50meq/Lまで低減することができた。 The acidified lactic acid solution (pH 1.5) from which the calcium sulfate solid was separated was mixed with the first cation exchange resin tower (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, strongly acidic cation exchange resin Diaion PK220, degree of crosslinking 11%) and the second cation. The polymer was passed through an exchange resin tower (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, strongly acidic cation exchange resin Diaion PK208, degree of cross-linking 4%). Thereafter, the metal salt was removed by centrifugation. Subsequently, the mixture was passed through an anion exchange resin tower (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., weakly basic anion exchange resin Diaion WA30), and then sulfate and organic acid salt were removed by centrifugation. For anion exchange resins, in order to avoid the effects of rapid swelling of the resin accompanying the flow of a high-concentration lactic acid solution, a gentle 1% concentration of lactic acid aqueous solution is circulated through the resin as a pretreatment. Induced. By purification using the ion exchange resin as described above, residual calcium ions, cations derived from fermentation raw materials such as sodium, potassium and magnesium, sulfate ions as impurities generated during fermentation, and organic acid ions up to 50 meq / L It was possible to reduce.
第一陽イオン交換樹脂塔においては、当初陽イオンの漏洩がない時間帯が継続した後、ナトリウム、カリウム、カルシウムの順にイオンの漏洩が開始された。しかし、その際でも、第二陽イオン交換樹脂塔を経た処理液からは各種陽イオンの漏洩は認められなかった。第一陽イオン交換樹脂塔において、カルシウムイオンの漏洩開始時刻はナトリウムイオンの漏洩開始時刻の約二倍程度の時間経過があった後に認められ、イオン濃度は140ppm程度に到達した。その際、カルシウム濃度の上昇にあわせて、モニターしていた電気伝導度が有意に上昇し、この段階で硫酸によるイオン交換樹脂の再生処理を行った。また、第二陽イオン交換樹脂塔についても、合わせてイオン交換樹脂の再生処理を行った。これにより、各陽イオン交換樹脂塔の吸着能力は回復した。 In the first cation exchange resin tower, ion leakage started in the order of sodium, potassium, and calcium after a time period in which there was no cation leakage at first. However, even at that time, no leakage of various cations was observed from the treatment liquid that passed through the second cation exchange resin tower. In the first cation exchange resin tower, the leakage start time of calcium ions was recognized after about twice as long as the leakage start time of sodium ions, and the ion concentration reached approximately 140 ppm. At that time, as the calcium concentration increased, the monitored electrical conductivity increased significantly. At this stage, the ion exchange resin was regenerated with sulfuric acid. In addition, the second cation exchange resin tower was also subjected to regeneration treatment of the ion exchange resin. Thereby, the adsorption capacity of each cation exchange resin tower was recovered.
イオン交換処理後の溶液を、100℃、10kPaにて加熱濃縮し、80重量%の乳酸溶液を得た。濃縮した乳酸溶液を、130℃、1kPaで蒸留し、不純物を除去すると共に、90重量%の乳酸溶液を得た。得られた90重量%乳酸溶液を、2μm径、0.5μm径の限外濾過膜を順に通すことで、99.5%の光学純度を得た。測定は液体クロマトグラフィーにより実施した。 The solution after the ion exchange treatment was heated and concentrated at 100 ° C. and 10 kPa to obtain an 80% by weight lactic acid solution. The concentrated lactic acid solution was distilled at 130 ° C. and 1 kPa to remove impurities and obtain a 90% by weight lactic acid solution. The obtained 90% by weight lactic acid solution was passed through an ultrafiltration membrane having a diameter of 2 μm and a diameter of 0.5 μm in order to obtain an optical purity of 99.5%. The measurement was performed by liquid chromatography.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、図5等においては、2つの陽イオン交換樹脂塔を直列に設置する場合について説明したが、これに限定されず、3つ以上の陽イオン交換樹脂塔を直列に設置しても良い。その場合、溶液へのカルシウムイオンの漏洩の検知は、通常は初段の樹脂塔と2段目の樹脂塔との間で行うが、必要に応じて、2段目以降の樹脂塔とそれより後段の樹脂塔との間で検知を行っても良い。その他、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることが可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, although FIG. 5 etc. demonstrated the case where two cation exchange resin towers were installed in series, it is not limited to this, You may install three or more cation exchange resin towers in series. In this case, leakage of calcium ions into the solution is usually detected between the first resin tower and the second resin tower, but if necessary, the second and subsequent resin towers and the subsequent stages. Detection may be performed with the resin tower. In addition, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1 原料破砕工程
2 糖化工程
3 固液分離工程
11 乳酸発酵工程
12 固液分離工程
13 逆浸透膜濃縮工程
21 酸性化工程
22 固液分離工程
23 陽イオン交換工程
24 固液分離工程
25 陰イオン交換工程
26 加熱濃縮工程
27 蒸留精製工程
28 仕上げ工程
31、33、34、35、38、39、40、42、51、53、54、55、58、59、60、62、72、73、76 弁
30、36、41、45、46、56、61、65、66、74 ポンプ
32 第一陽イオン交換塔
37 第二陽イオン交換塔
52 第三陽イオン交換塔
57 第四陽イオン交換塔
47、67 カルシウムイオン漏洩モニター
71 再生薬剤供給タンク
75 酸廃液タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw
Claims (3)
乳酸カルシウム含有溶液に硫酸を添加し、カルシウムイオンを硫酸カルシウムとして分離する工程、及び
硫酸カルシウムを分離した溶液を、直列に設置された複数の陽イオン交換樹脂塔、及び陰イオン交換樹脂塔に供給し、不純物を除去する工程
を含む前記精製乳酸の製造方法。 A method for producing purified lactic acid by concentrating and purifying a calcium lactate-containing solution containing lactic acid obtained by fermentation in the form of calcium lactate,
A step of adding sulfuric acid to a calcium lactate-containing solution to separate calcium ions as calcium sulfate, and supplying the separated solution of calcium sulfate to a plurality of cation exchange resin towers and anion exchange resin towers installed in series And a method for producing the purified lactic acid, comprising a step of removing impurities.
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