JPH03183487A - Separation and recovery of organic acid - Google Patents
Separation and recovery of organic acidInfo
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- JPH03183487A JPH03183487A JP32221889A JP32221889A JPH03183487A JP H03183487 A JPH03183487 A JP H03183487A JP 32221889 A JP32221889 A JP 32221889A JP 32221889 A JP32221889 A JP 32221889A JP H03183487 A JPH03183487 A JP H03183487A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は有機酸の分離回収方法に関する。さらに詳しく
は、アミノ酸及び/又は可溶性蛋白質、及び有機酸場合
により無機成分を含有する水溶液を、陽イオン交換樹脂
で処理し、次いで陰イオン交換樹脂で処理することによ
る、該水溶液からの有機酸の分離回収方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for separating and recovering organic acids. More specifically, organic acids are removed from an aqueous solution containing amino acids and/or soluble proteins, and organic acids and optionally inorganic components by treating the solution with a cation exchange resin and then with an anion exchange resin. Concerning separation and recovery methods.
〈従来の技術〉
乳酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸等自然界に存在する
有機酸は、古代から飲食用として利用されていたが、今
日では、飲料、パン、メン類、漬は物等の食品や、塗料
、皮革、メツキ、洗剤用ビルダー、化粧品等の非食品分
野で幅広く利用されている。<Conventional technology> Organic acids that exist in nature, such as lactic acid, tartaric acid, citric acid, and malic acid, have been used for food and drink since ancient times, but today they are used in foods such as beverages, bread, noodles, and pickled vegetables. It is widely used in non-food fields such as paint, leather, plating, detergent builders, and cosmetics.
従来このような有機酸は、糖液等を醗酵させて得られた
有機酸含有水溶液(醗酵法)等から、有機酸を分離回収
して得られている。醗酵法で生成した有機酸の分離回収
は、有機酸をカルシウム塩として沈殿させて分離し、そ
の後カルシウム塩を遊離の有機酸としてから精製する等
の工程処理により行われている。Conventionally, such organic acids have been obtained by separating and recovering organic acids from an organic acid-containing aqueous solution (fermentation method) obtained by fermenting a sugar solution or the like. Separation and recovery of organic acids produced by fermentation methods is carried out through process treatments such as precipitating and separating the organic acids as calcium salts, and then purifying the calcium salts as free organic acids.
〈発明の解決課題〉
しかし、従来の製造方法は、有機酸を分離回収する工程
が非常に複雑であり、回収に時間がかかる、多大なエネ
ルギーや処理装置を必要とするので運転経費や建設費が
嵩む、等の欠点を有している。<Problem to be solved by the invention> However, in the conventional production method, the process of separating and recovering organic acids is very complicated, and recovery takes time, and requires a large amount of energy and processing equipment, which reduces operating costs and construction costs. It has disadvantages such as being bulky.
有機酸は、澱粉等の製造過程でも醗酵等によっても副生
ずる。しかし、このような澱粉等の製造過程で生じる有
機酸含有水溶液(以下、澱粉製造工程液とする)は、副
生された有機酸を含有するものの、不純物を大量に含有
し、又有機酸の成分濃度が低いことが多い。従って、澱
粉製造工程液からの有機酸の経済的な回収は不可能で、
副生された有機酸は未回収のまま処分されている。例え
ば、トウモロコシ澱粉の製造過程で得られるトウモロコ
ンの亜硫酸浸漬液中には、通常5〜30重量%のアミノ
酸、5〜30重量%の糖、3〜15%無機塩、5〜30
重量%の蛋白質とともに、5〜25重量%の副生した乳
酸が含有している。しかし、乳酸以外の不純物が多いの
で乳酸を経済的に回収することはできず、これを濃縮し
コーンステイープリカーとして主に家畜用飼料として消
費されている。Organic acids are produced as by-products during the manufacturing process of starch and the like, as well as during fermentation and the like. However, although the organic acid-containing aqueous solution (hereinafter referred to as starch manufacturing process liquid) generated in the manufacturing process of starch, etc. contains by-produced organic acids, it also contains a large amount of impurities, and also contains a large amount of impurities. Component concentrations are often low. Therefore, economical recovery of organic acids from starch production process liquids is not possible;
The organic acids produced as by-products are disposed of without being recovered. For example, the sulfite soaking solution of corn obtained in the process of producing corn starch usually contains 5 to 30% amino acids, 5 to 30% sugar, 3 to 15% inorganic salts, and 5 to 30% by weight of inorganic salts.
It contains 5-25% by weight of lactic acid as well as 5-25% by weight of protein. However, since it contains many impurities other than lactic acid, lactic acid cannot be economically recovered, and it is concentrated and consumed as cornstarch liquor, mainly as feed for livestock.
かかる事情に鑑み本発明者らは、アミノ酸、可溶性蛋白
質又は無機成分等を含有する有機酸含有水溶液から、有
機酸を選択的に効率良く分離回収する方法を見出すべく
鋭意検討した結果、該有機酸を先ず陽イオン交換樹脂で
処理し次いで該処理水溶液を陰イオン交換樹脂と接触処
理させると、有機酸が効率良く陰イオン交換樹脂に吸着
することを見い出し本発明を完成するに至った。In view of these circumstances, the present inventors have conducted intensive studies to find a method for selectively and efficiently separating and recovering organic acids from organic acid-containing aqueous solutions containing amino acids, soluble proteins, inorganic components, etc. The present inventors have discovered that organic acids can be efficiently adsorbed to an anion exchange resin by first treating them with a cation exchange resin and then contacting the treated aqueous solution with an anion exchange resin, thereby completing the present invention.
く課題の解決手段〉
すなわち本発明は、アミノ酸及び/又は可溶性蛋白質、
及び有機酸を含有する有機酸含有水溶液を、陽イオン交
換樹脂と接触処理を行い、次いで該陽イオン交換樹脂に
よる処理後の水溶液を陰イオン交換樹脂と接触処理する
ことにより、有機酸を陰イオン交換樹脂に吸着した後、
有機酸を吸着した該陰イオン交換樹脂と溶離剤を接触さ
せて、有機酸を溶離し、該溶離液から有機酸を回収する
ことを特徴とするアミノ酸及び/又は可溶性蛋白質、及
び有機酸を含有する有機酸含有水溶液からの有機酸の分
離回収方法である。Means for Solving the Problems> That is, the present invention provides amino acids and/or soluble proteins,
An organic acid-containing aqueous solution containing an organic acid and an organic acid is contacted with a cation exchange resin, and then the aqueous solution treated with the cation exchange resin is brought into contact with an anion exchange resin to convert the organic acid into an anion. After adsorbing to the exchange resin,
An amino acid and/or soluble protein containing an organic acid and an organic acid characterized in that the anion exchange resin adsorbed with an organic acid is brought into contact with an eluent to elute the organic acid and the organic acid is recovered from the eluent. This is a method for separating and recovering organic acids from organic acid-containing aqueous solutions.
本発明の有機酸とは、アミノ基を有するイオン交換樹脂
と塩を形式することができるものである。The organic acid of the present invention is one that can form a salt with an ion exchange resin having an amino group.
このような有機酸としては、例えば
(1)乳酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸、
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シトラコン酸、メ
サコン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタ
ル酸、トリオキシグルタル酸、オキソグルタル酸、1,
2−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカ
ルボン酸等の脂肪族、芳香族又は複素環のポリカルボン
酸、(2) エチレンジアミン4酢酸、ジエチレント
リアミン5酢酸、トリエチレンテトラミン6酢酸等のポ
リアミノポリカルボン酸、
(3)4.4’−カルボニルジイミノビスベンゼンスル
ホン酸、2.2’−カルボニルジイミノビスベンゼンス
ルホン酸等のポリスルホン酸、(4)2’−アデニル酸
、3′−アデニル酸、5′−アデニル酸、2′−イノシ
ン酸、3′−イノシン酸、5′−イノシン酸、2′−グ
アニル酸、3’−グアニル酸、5′−グアニル酸、2′
−キサンチル酸、3′−キサンチル酸、5′−キサンチ
ル酸、2′−シチジル酸、3′−シチジル酸、5′−シ
チジル酸、2′−ウリジル酸、3′−ウリジル酸、5′
−ウリジル酸、2′−チミジル酸、3′−チミジル酸、
5′−チミジル酸、イノシン−三燐酸、イノンンー二燐
酸、アデノシン−三燐酸、アデノシン−二燐酸、アデノ
シン−5′−四燐酸、グアノシン−三燐酸、グアノシン
−二燐酸、グアノシン−2′ 3′−燐酸、ウリジル
−三燐酸、ウリジル−二燐酸、チミジノー三燐酸、チミ
ジノ二燐酸及びこれらのN a 、 B a SK1ア
ンモニウム塩等のヌクレオチド、リボヌクレオチド及び
これらの誘導体、
(5)2−ホスホグリセリン酸、3−ホスホグリセリン
酸、1.3−ジホスホグリセリン酸、2.3ジホスホグ
リセリン酸、等のグリセリン酸燐酸、ジオキシアセトン
燐酸、グリセロ燐酸、グリセリンアルデヒド−3−燐酸
、ジオキシアセトン−1−燐酸、グリセチルホスホコリ
ン、等のグリセリンの酸エステル及びこれらのNa5B
a、に、アンモニウム塩、
(6) グルコース−1−燐酸、グルコース−6−燐
酸、グルコース−1,6−二燐酸、グルコース硫酸フル
クトース−1−燐酸、フルクトース−6−燐酸、等の糖
類の酸エステル及びこれらのNa。Examples of such organic acids include (1) lactic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid,
Succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, speric acid, azelaic acid, sebacic acid, citraconic acid, mesaconic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, terephthalic acid, trioxyglutaric acid, oxoglutaric acid, 1,
Aliphatic, aromatic or heterocyclic polycarboxylic acids such as 2-naphthalene dicarboxylic acid and 1,8-naphthalene dicarboxylic acid; (2) polyaminopolycarboxylic acids such as ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid and triethylenetetraminehexaacetic acid; , (3) polysulfonic acids such as 4.4'-carbonyldiiminobisbenzenesulfonic acid and 2.2'-carbonyldiiminobisbenzenesulfonic acid, (4) 2'-adenylic acid, 3'-adenylic acid, 5 '-Adenylic acid, 2'-inosinic acid, 3'-inosinic acid, 5'-inosinic acid, 2'-guanylic acid, 3'-guanylic acid, 5'-guanylic acid, 2'
-xanthylic acid, 3'-xanthylic acid, 5'-xantylic acid, 2'-cytidylic acid, 3'-cytidylic acid, 5'-cytidylic acid, 2'-uridylic acid, 3'-uridylic acid, 5'
-uridylic acid, 2'-thymidylic acid, 3'-thymidylic acid,
5'-thymidylic acid, inosine-triphosphate, ynone-diphosphate, adenosine-triphosphate, adenosine-diphosphate, adenosine-5'-tetraphosphate, guanosine-triphosphate, guanosine-diphosphate, guanosine-2'3'- Nucleotides, ribonucleotides and derivatives thereof, such as phosphoric acid, uridyl-triphosphate, uridyl-diphosphate, thymidino-triphosphate, thymidino-diphosphoric acid and their Na, B a SK1 ammonium salts, (5) 2-phosphoglyceric acid, Glyceric acid phosphoric acid such as 3-phosphoglyceric acid, 1.3-diphosphoglyceric acid, 2.3-diphosphoglyceric acid, dioxyacetone phosphoric acid, glycerophosphoric acid, glyceraldehyde-3-phosphoric acid, dioxyacetone-1- Acid esters of glycerin such as phosphoric acid, glycetylphosphocholine, etc. and their Na5B
a, ammonium salt, (6) sugar acids such as glucose-1-phosphoric acid, glucose-6-phosphoric acid, glucose-1,6-diphosphoric acid, glucose-sulfate fructose-1-phosphoric acid, fructose-6-phosphoric acid, etc. Esters and their Na.
Ba、に、アンモニウム塩、ミオイノシトール−1−燐
酸、ホスファチジン酸、
等が挙げられる。特に好ましくは、乳酸、酒石酸、クエ
ン酸、グルコン酸、又はリンゴ酸が挙げられる。Examples of Ba include ammonium salts, myo-inositol-1-phosphoric acid, phosphatidic acid, and the like. Particularly preferred are lactic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid, or malic acid.
有機酸含有水溶液は、アミノ酸及び/又は可溶性蛋白質
、及び上述の有機酸を含有するものであれば、本発明の
方法による処理の対象とすることができ、特に制限され
ないが、有機酸を0.1重量%以上含有している溶液に
おいて本発明の効果が好ましく発揮される。このような
有機酸含有水溶液としては、とうもろこし、馬鈴薯、甘
藷、コムギ、コメタピオカ、サゴ等の澱粉の製造過程で
得られる澱粉製造工程液、澱粉糖、ビート糖、ケインシ
ュガー等の糖製品の製造工程で得られる有機酸を含有し
た水溶液、及び糖の醗酵液等が挙げられる。中でも前述
したトウモロコシ澱粉の製造過程で得られるトウモロコ
シの亜硫酸浸漬液が特に好ましく用いられる。The organic acid-containing aqueous solution can be treated by the method of the present invention as long as it contains an amino acid and/or a soluble protein, and the above-mentioned organic acid, and is not particularly limited. The effects of the present invention are preferably exhibited in solutions containing 1% by weight or more. Examples of such organic acid-containing aqueous solutions include starch manufacturing process liquids obtained during the manufacturing process of starch such as corn, potato, sweet potato, wheat, cometa pioca, and sago, and the manufacturing process of sugar products such as starch sugar, beet sugar, and cane sugar. Examples include an aqueous solution containing an organic acid obtained in , and a fermented sugar solution. Among these, the corn sulfite soaking solution obtained in the above-mentioned corn starch manufacturing process is particularly preferably used.
本発明に用いられる陽イオン交換樹脂は、分子中にスル
ホン酸、カルボン酸、ホスホン酸等の遊離酸性基を有す
るものであればよく、樹脂基体、形状、その製造方法は
特に制限されない。The cation exchange resin used in the present invention may be any resin having a free acidic group such as sulfonic acid, carboxylic acid, or phosphonic acid in its molecule, and there are no particular restrictions on the resin substrate, shape, or manufacturing method.
かかる陽イオン交換樹脂としては、一般には、(1)市
販のデュオライトC−20、デュオライトC−26、ア
ンバーライトIR−120、アンバーライト200(以
上ローム・アンド・ハース社製)、ダイヤイオン5K−
IB(三菱化成社製〉、ダウニック50、ダウニックM
PC−1(以上ダウケミカル社製)等の分子中に一3Q
、)Iを有するイオン交換樹脂、
(2)市販のデュオライトC−464、イマック2−5
、アンバーライトIRC−50(以上ローム・アンド・
ハース社製)、スミカイオンKC−506、KC−50
8(以上住友化学社製)等の分子中に−COO)Iを有
するイオン交換樹脂、
(3)市販のデュオライトC−467、(ローム・アン
ド・ハース社製)スミキレートMC−95(住友化学社
製)等の分子中に−po3Lを有するイオン交換樹脂等
が挙げられる。Such cation exchange resins generally include (1) commercially available Duolite C-20, Duolite C-26, Amberlite IR-120, Amberlite 200 (manufactured by Rohm and Haas), Diaion; 5K-
IB (manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation), Downic 50, Downic M
-3Q in the molecule such as PC-1 (manufactured by Dow Chemical Company)
,) Ion exchange resin having I, (2) Commercially available Duolite C-464, Imac 2-5
, Amberlight IRC-50 (ROHM &
Haas Corporation), Sumikaion KC-506, KC-50
(3) Commercially available Duolite C-467, Sumikylate MC-95 (manufactured by Rohm and Haas) (Sumitomo Chemical) Examples include ion-exchange resins having -po3L in the molecule, such as (manufactured by Co., Ltd.).
前記有機酸を含有する水溶液と該陽イオン交換樹脂の接
触は、一般には常温以上、好ましくは20〜90℃の温
度において行われる。接触方法は特に制限されるもので
はなく、例えば、有機酸を含有する水溶液中へ陽イオン
交換樹脂を浸漬する方法、陽イオン交換樹脂を充填した
塔中へ有機酸含有水溶液を通液する方法等が一般に採用
される。処理操作が容易であることから陽イオン交換樹
脂を充填した塔中へ有機酸含有水溶液を通液する方法が
好ましく用いられる。The aqueous solution containing the organic acid and the cation exchange resin are generally brought into contact at a temperature of room temperature or higher, preferably 20 to 90°C. The contact method is not particularly limited, and examples include a method of immersing a cation exchange resin in an aqueous solution containing an organic acid, a method of passing an aqueous solution containing an organic acid into a column filled with a cation exchange resin, etc. is generally adopted. A method in which the organic acid-containing aqueous solution is passed through a column filled with a cation exchange resin is preferably used because the treatment operation is easy.
陽イオン交換樹脂の使用量は処理対象とする有機酸を含
有する溶液中の組成、用いるイオン交換樹脂の種類等に
よっても変わり、それぞれの条件に応じて適宜設定され
るが、一般には、好ましくはカチオン性不純物の0.5
倍当量以上の交換容量に相当する量が使用される。The amount of cation exchange resin used varies depending on the composition of the solution containing the organic acid to be treated, the type of ion exchange resin used, etc., and is set appropriately according to each condition, but in general, preferably 0.5 of cationic impurities
An amount corresponding to an exchange capacity of double equivalents or more is used.
陽イオン交換樹脂で処理された有機酸含有水溶液は、引
き続き次工程の陰イオン交換樹脂による処理に付される
。The organic acid-containing aqueous solution treated with the cation exchange resin is subsequently subjected to the next step of treatment with an anion exchange resin.
従って上記処理後の陽イオン交換樹脂には、金属イオン
やアミノ酸が吸着しているので、適宜水洗・洗浄後溶離
剤を陽イオン交換樹脂に接触甘しめて、吸着された金属
イオンやアミノ酸を溶離除去後、再使用に付される。Therefore, metal ions and amino acids are adsorbed on the cation exchange resin after the above treatment, so the adsorbed metal ions and amino acids are eluted and removed by washing with water and softening the eluent in contact with the cation exchange resin. Afterwards, it is reused.
この溶離剤としては吸着された金属イオンやアミノ酸を
溶離出来るものであれば特に制限されないが、−船には
硫酸、塩酸、硝酸、燐酸等の鉱酸の水溶液が用いられる
。溶離剤として用いられる鉱酸溶液の濃度は約0.1規
定以上、好ましくは0.5〜4規定の水溶液が用いられ
る。濃度が約0.1規定未満の場合には溶離性が悪くな
るので好ましくない。The eluent is not particularly limited as long as it can elute adsorbed metal ions and amino acids, but an aqueous solution of mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid is used. The mineral acid solution used as the eluent has a concentration of about 0.1N or more, preferably an aqueous solution of 0.5 to 4N. If the concentration is less than about 0.1N, the elubility will deteriorate, which is not preferable.
溶離剤の使用量、温度、接触時間は特に制限されるもの
ではなく、溶離剤の種類、濃度、イオン交換樹脂の種類
、吸着された金属イオンやアミノ酸の種類、量等によっ
て変わり、これは適宜予備実験を行うことによって設定
することができる。The amount of eluent used, temperature, and contact time are not particularly limited, and vary depending on the type and concentration of the eluent, the type of ion exchange resin, the type and amount of adsorbed metal ions and amino acids, and may be adjusted as appropriate. It can be set by conducting preliminary experiments.
接触方法も特に制限されたものではなく、前記アミノ酸
含有水溶液と陽イオン交換樹脂との処理と同様な方法が
採用される。The contact method is not particularly limited either, and a method similar to that used for the treatment of the amino acid-containing aqueous solution and the cation exchange resin may be employed.
かかる方法で溶離再生された陽イオン交換樹脂はそのま
ま、又は必要に応じて適宜水洗洗浄処理された後、再使
用される。The cation exchange resin eluted and regenerated by this method is reused as it is or after being washed with water as necessary.
有機酸を含有する水溶液と陽イオン交換樹脂との接触処
理により得られた処理水溶液は、陰イオン交換樹脂と接
触処理され、該有機酸を陰イオン交換樹脂に吸着せしめ
る。本発明に用いられる陰イオン交換樹脂は、陽イオン
交換樹脂により処理された水溶液中の有機酸を吸着する
能力を有するものであればよく、樹脂基体、形状、その
製造方法は特に制限されないが、一般には、分子中に1
.2又は3級のアミノ基からなる官能基を有する弱塩基
性陰イオン交換樹脂が該処理水溶液中の有機酸に対する
吸着性に優れるので好ましく、特にポリアルキレンポリ
アミノ基を有する樹脂が好ましく用いられる。A treated aqueous solution obtained by contacting an aqueous solution containing an organic acid with a cation exchange resin is contacted with an anion exchange resin to cause the organic acid to be adsorbed onto the anion exchange resin. The anion exchange resin used in the present invention may be any resin as long as it has the ability to adsorb organic acids in the aqueous solution treated with the cation exchange resin, and the resin base, shape, and manufacturing method thereof are not particularly limited. Generally, 1 in the molecule
.. A weakly basic anion exchange resin having a functional group consisting of a secondary or tertiary amino group is preferable because it has excellent adsorption to the organic acid in the treated aqueous solution, and a resin having a polyalkylene polyamino group is particularly preferably used.
かかる陰イオン交換樹脂としては、スミカイオン■KA
−800、スミカイオン■KA−850、スミカイオン
■に^−890(以上、住友化学工業■製)、ダイヤイ
オン■WA20、ダイヤイオン■W^10、ダイヤイオ
ン■CR−20(以上、三菱化成工業■製)、アンバー
ライト[F]IR−48、アンバーライト@IR−45
(以上、ローム・アンド・ハース社製)等が挙げられる
。As such anion exchange resin, Sumikaion ■KA
-800, Sumikaion ■KA-850, Sumikaion ■^-890 (manufactured by Sumitomo Chemical), Diaion ■WA20, Diaion ■W^10, Diaion ■CR-20 (all manufactured by Mitsubishi Chemical) ), Amberlight [F] IR-48, Amberlight @IR-45
(all manufactured by Rohm and Haas), etc.
陽イオン交換樹脂により処理された水溶液と該陰イオン
交換樹脂の接触は、一般には常温以上、好ましくは20
〜90℃の温度において行われる。The contact between the aqueous solution treated with the cation exchange resin and the anion exchange resin is generally carried out at room temperature or above, preferably at 20°C.
It is carried out at a temperature of ~90°C.
接触方法は特に制限されるものではなく、例えば、該水
溶液中へ陰イオン交換樹脂を浸漬する方法、陰イオン交
換樹脂を充填した塔中へ該水溶液を通液する方法等が採
用される。一般には、処理操作が容易であることから陰
イオン交換樹脂を充填した塔中へ該水溶液を通液する方
法が好ましく用いられる。The contact method is not particularly limited, and for example, a method of immersing the anion exchange resin in the aqueous solution, a method of passing the aqueous solution into a tower filled with the anion exchange resin, etc. are employed. Generally, a method in which the aqueous solution is passed through a column filled with an anion exchange resin is preferably used because the treatment operation is easy.
陰イオン交換樹脂の使用量は、処理対象とする有機酸を
含有する水溶液中の有機酸濃度、用いるイオン交換樹脂
の種類等によっても変わり、それぞれの条件に応じて適
宜設定される。一般には、好ましくは処理対象の水溶液
中の有機酸の当量の0.5〜3倍の交換容量に相当する
量用いられる。The amount of anion exchange resin used varies depending on the concentration of the organic acid in the aqueous solution containing the organic acid to be treated, the type of ion exchange resin used, etc., and is appropriately set according to each condition. Generally, it is preferably used in an amount corresponding to an exchange capacity of 0.5 to 3 times the equivalent of the organic acid in the aqueous solution to be treated.
有機酸を吸着せしめた陰イオン交換樹脂は、必要に応じ
て水で洗浄される。その後溶離剤を陰イオン交換樹脂に
接触せしめて、吸着された有機酸を溶離し回収する。The anion exchange resin that has adsorbed the organic acid is washed with water as necessary. Thereafter, an eluent is brought into contact with the anion exchange resin to elute and recover the adsorbed organic acid.
この溶離剤としては、陰イオン交換樹脂に吸着した有機
酸を溶離し、該溶離液から有機酸を分離出来るものであ
れば特に制限されないが、一般には硫酸、塩酸、硝酸、
燐酸等の鉱酸、又は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化カルシウム、アンモニア等の塩基性化合物の
水溶液が用いられる。The eluent is not particularly limited as long as it can elute the organic acid adsorbed on the anion exchange resin and separate the organic acid from the eluent, but generally sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid,
An aqueous solution of a mineral acid such as phosphoric acid or a basic compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or ammonia is used.
溶離剤は有機酸の分離に差し支えない限り有機溶媒を含
んでいてもよい。The eluent may contain an organic solvent as long as it does not interfere with the separation of the organic acid.
溶離剤の使用量は特に制限されるものではなく、溶離剤
の種類、濃度、イオン交換樹脂の種類、吸着された有機
酸の種類、量等によって変わり、これは適宜予備実験を
行うことによって設定することができるが、一般には回
収する有機酸の0.5倍当量以上、好ましくは1.0〜
10倍当量用いられる。The amount of eluent used is not particularly limited and varies depending on the type and concentration of the eluent, the type of ion exchange resin, the type and amount of adsorbed organic acid, and can be determined by conducting preliminary experiments as appropriate. However, it is generally 0.5 times equivalent or more of the organic acid to be recovered, preferably 1.0 to
10 times equivalent amount is used.
溶離剤として用いられる鉱酸溶液の濃度は約0.1規定
以上、好ましくは0.5〜4規定の水溶液が用いられる
。濃度が約0.1規定未満の場合には有機酸の溶離性が
悪く、大量の溶離液を用いる必要があり、溶離液から有
機酸を分離するのが難しくなるので好ましくない。The mineral acid solution used as the eluent has a concentration of about 0.1N or more, preferably an aqueous solution of 0.5 to 4N. If the concentration is less than about 0.1N, the organic acid has poor elubility, a large amount of eluent needs to be used, and it becomes difficult to separate the organic acid from the eluent, which is not preferred.
有機酸を吸着した陰イオン交換樹脂と溶離剤の接触温度
は特に制限されるものでは無い。ただし鉱酸を用いる場
合等、温度が低いと有機酸がイオン交換樹脂中に析出し
好ましくない場合がある。The contact temperature between the anion exchange resin adsorbing the organic acid and the eluent is not particularly limited. However, when a mineral acid is used, if the temperature is low, the organic acid may precipitate into the ion exchange resin, which is not preferable.
又、冷却して結晶析出により回収する場合には、鉱酸等
からなる溶離剤を少量用いて溶離液中の有機酸の濃度を
高くする方が望ましいが、このためには接触温度は高い
方が好ましい。ただし、温度が高すぎるとイオン交換樹
脂の官能基の劣化がおこる。In addition, when recovering by cooling and crystal precipitation, it is preferable to use a small amount of an eluent such as a mineral acid to increase the concentration of organic acid in the eluent. is preferred. However, if the temperature is too high, the functional groups of the ion exchange resin will deteriorate.
従って、最適な温度は有機酸、陰イオン交換樹脂の種類
及び陰イオン交換樹脂に吸着された有機酸の量、溶離液
の種類、濃度等によって変るので、適宜予備実験にり設
定することが出来るが、通常約20〜90℃の温度にお
いて実施される。Therefore, the optimal temperature varies depending on the organic acid, the type of anion exchange resin, the amount of organic acid adsorbed on the anion exchange resin, the type of eluent, the concentration, etc., and can be set appropriately through preliminary experiments. is usually carried out at a temperature of about 20-90°C.
この温度は溶離剤を加熱および/または陰イオン交換樹
脂の入っている容器を外部から加熱することに達せられ
る。This temperature can be reached by heating the eluent and/or by externally heating the vessel containing the anion exchange resin.
接触時間も特に制限されるものではない。The contact time is also not particularly limited.
接触方法も特に制限されるものではなく、例えば有機酸
を吸着した陰イオン交換樹脂を充填した塔中へ溶離剤を
通液する方法、溶離剤の中へ有機酸を吸着した陰イオン
交換樹脂を浸漬し次いで濾過分離する方法等が採用され
る。一般には、有機酸を吸着した陰イオン交換樹脂を充
填した塔中へ溶離剤を通液する方法が操作性の点から好
ましく採用され、特に鉱酸を用いる場合等溶離時に有機
酸の析出が起こりやすい場合は、析出による目詰まり防
止の為に上向流で通液する方法が好ましく用いられる。The contact method is not particularly limited either, for example, a method in which the eluent is passed through a column filled with an anion exchange resin that has adsorbed an organic acid, or an anion exchange resin that has adsorbed an organic acid in the eluent. A method such as soaking and then filtration separation is adopted. In general, it is preferable to pass the eluent through a column filled with an anion exchange resin that has adsorbed organic acids, from the viewpoint of operability. Especially when mineral acids are used, organic acids may precipitate during elution. If it is easy to do so, a method of passing the liquid in an upward flow is preferably used to prevent clogging due to precipitation.
陰イオン交換樹脂からの溶離液中の有機酸濃度の低い場
合には、該溶離液を上記溶離剤の全部または一部として
用いることができる。この方法により、溶離費用の低減
と廃水負荷の低減が可能となるとともに、有機酸濃度の
高い溶離液が得られるので、該溶離液からの有機酸の回
収が容易になる。When the eluent from the anion exchange resin has a low concentration of organic acid, the eluent can be used as all or part of the eluent. This method makes it possible to reduce elution costs and wastewater load, and also to obtain an eluent with a high concentration of organic acids, making it easy to recover organic acids from the eluent.
有機酸は、上記の方法により得られた溶離液から結晶と
して析出され分離回収される。The organic acid is precipitated as crystals from the eluate obtained by the above method and is separated and recovered.
溶離剤として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を
用いる場合、生ずる有機酸の塩は水への溶解度が大きい
。従って、鉱酸を溶離剤として用いる時に懸念される有
機酸の析出の問題は無くなるが、溶離液からの冷却によ
る有機酸の回収が困難となり、冷却による有機酸の回収
のためには、鉱酸等により有機酸が遊離の状態で存在す
るようにpH調整をする必要がある。When sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are used as an eluent, the resulting organic acid salt has a high solubility in water. Therefore, the problem of precipitation of organic acids, which is a concern when mineral acids are used as eluents, is eliminated, but it becomes difficult to recover organic acids from the eluent by cooling. It is necessary to adjust the pH so that the organic acid exists in a free state.
溶離液から有機酸の結晶を生成させ、該結晶を分離回収
する方法としては、■溶離液を静置する方法、■冷却し
結晶を析出させる方法、■有機酸に対して貧溶性の溶媒
を溶離剤に加えて有機酸の溶解度を低減せしめ、有機酸
を結晶として析出せしめて該結晶を分離回収する方法、
■溶離液の一部または全量を濃縮せしめ有機酸を結晶と
して分離回収する方法、■溶離液に水酸化カルシウムや
塩化カルシウムを加え有機酸の難溶性塩を析出せしめて
、有機酸の塩として分離回収する方法等公知の方法が採
用され、有機酸の種類および溶離液中の有機酸濃度、溶
離液の種類等により適宜適した処決が採用される。Methods for generating organic acid crystals from the eluent and separating and recovering the crystals include: 1) allowing the eluent to stand still, 2) cooling to precipitate the crystals, and 2) using a solvent that is poorly soluble for the organic acid. A method of reducing the solubility of an organic acid in addition to an eluent, causing the organic acid to precipitate as crystals, and separating and recovering the crystals;
■ A method of concentrating part or all of the eluent and separating and recovering the organic acid as crystals; ■ Adding calcium hydroxide or calcium chloride to the eluent to precipitate the poorly soluble salt of the organic acid and separating it as an organic acid salt. A known method such as a recovery method is employed, and an appropriate treatment is adopted depending on the type of organic acid, the concentration of the organic acid in the eluent, the type of the eluent, etc.
前記の析出した有機酸の結晶は濾過等により溶離液より
分離回収される。The precipitated organic acid crystals are separated and recovered from the eluent by filtration or the like.
上記の如き方法により、分離回収した有機酸の結晶はそ
のまま、または必要に応じ再結晶等により精製を行い、
さらに必要に応じ乾燥することにより有機酸のそれぞれ
の用途に供される。The organic acid crystals separated and recovered by the method described above can be used as is, or if necessary, purified by recrystallization, etc.
Furthermore, by drying as necessary, the organic acid can be used for each purpose.
鉱酸を溶離剤として用いた場合有機酸を分離回収した後
の溶離液は1、必要により濃度調整等を行った後溶離剤
として再使用することができる。When a mineral acid is used as an eluent, the eluent after separating and recovering the organic acid can be reused as the eluent after adjusting the concentration if necessary.
不純物が蓄積しない範囲で循環再使用することにより、
溶離剤の使用量および加熱、冷却のエネルギーが少なく
てすみ、かつ廃水負荷が大幅に低減される。By recycling and reusing as long as impurities do not accumulate,
The amount of eluent used and the energy for heating and cooling are reduced, and the waste water load is significantly reduced.
有機酸を溶離した後の陰イオン交換樹脂はそのまま、ま
たは必要に応じて水または水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アン
モニア等の塩基化合物、又は塩酸、硫酸、燐酸等の鉱酸
の水溶液で処理した後、再び有機酸回収用の塩基性イオ
ン交換樹脂として繰り返し用いることができる。After eluting the organic acid, the anion exchange resin can be used as it is, or if necessary, it can be treated with water or a basic compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, ammonia, or hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, etc. After treatment with an aqueous solution of mineral acid, it can be used repeatedly as a basic ion exchange resin for recovering organic acids.
(発明の効果〉
本発明の有機酸含有水溶液からの有機酸の回収方法によ
れば、従来経済的な回収が困難であった澱粉製造工程液
、糖製造工程液、糖の醗酵液等、アミノ酸、蛋白質、無
機成分等を多量に含有する水溶液中の有用な有機酸の回
収が簡単な操作方法設備で可能となる。従って、その工
業的価値は極めて高いものである。(Effects of the Invention) According to the method for recovering organic acids from organic acid-containing aqueous solutions of the present invention, it is possible to recover amino acids such as starch manufacturing process liquids, sugar manufacturing process liquids, sugar fermentation liquids, etc., which were conventionally difficult to economically recover. It becomes possible to recover useful organic acids from aqueous solutions containing large amounts of proteins, inorganic components, etc. using simple operating procedures and equipment.Therefore, its industrial value is extremely high.
〈実施例〉
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されない。<Examples> The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1
とうもろこしを亜硫酸に浸漬し澱粉を除去して得られた
、乳酸40g/lアミノ酸4.5g/j!、無機金属イ
オン1.9g/j!、蛋白質その他有機固形成分計42
.2g/lの組成からなる有機酸含有水溶液21を、陽
イオン交換樹脂デュオライ) C−26(ローム・アン
ド・ハース社製)500−と、分子中に1級および2級
のアミノ基からなるポリアルキレンポリアミノ基を有す
る陰イオン交換樹脂スミカイオンKA 890 (住友
化学社製)500−を各々充填した内径40sφのカラ
ムに、液温度40℃、通液速度S V 2hr’で、陽
イオン交換樹脂(C−26)→陰イオン交換樹脂(K^
890)の順序で通液し、有機酸を陰イオン交換樹脂に
吸着処理した。その後、有機酸を吸着した該陰イオン交
換樹脂に25℃の1規定水酸化す) IJウム水溶液i
fと水11を順次通液速度S V 2hr−’にて通液
し、計2j!の溶離液を得て有機酸を溶離回収した。各
工程毎の分析結果を表1に示した。なお表1中の数値は
、各工程において使用し又は流出した水溶液の全量くい
ずれも2N)中の各成分の含量である。Example 1 Corn was soaked in sulfurous acid to remove starch, lactic acid 40g/l amino acid 4.5g/j! , inorganic metal ions 1.9g/j! , protein and other organic solid components meter 42
.. An organic acid-containing aqueous solution 21 having a composition of 2 g/l was mixed with a cation exchange resin Duolite C-26 (manufactured by Rohm and Haas) 500- and a polyester containing primary and secondary amino groups in the molecule. A cation exchange resin (C -26) → Anion exchange resin (K^
890), and the organic acid was adsorbed onto the anion exchange resin. After that, the anion exchange resin that has adsorbed the organic acid is subjected to 1N hydroxide at 25°C).
F and water 11 were passed sequentially at a passing rate S V 2hr-', totaling 2j! An eluent was obtained and the organic acid was eluted and recovered. The analysis results for each step are shown in Table 1. The numerical values in Table 1 are the contents of each component in the total amount of aqueous solution used or discharged in each step (all amounts are 2N).
(以下余白〉
表
実施例2
クエン酸129 g / 42 、グルコース、キシロ
ース、アラビノース等の炭水化物針10g/lその他蛋
白質アミノ酸等の有機固形成分計50 g/I!、)(
=、Na”、Ca”、Mg”、Fe”−等の無機金属イ
オン計6.0g/fの組成からなるpH2,4,45℃
の醗酵により得られた有機酸含有水溶液Ifを処理対象
の有機酸含有水溶液として用い、溶離液として60℃の
1規定塩酸11を25℃のl規定水酸化ナトリウム水溶
液11の代わりに用いた以外は、実施例1と同様な方法
で処理をしたところ、溶離液22中のクエン酸、炭水化
物、有機固形成分、無機金属イオンの全含有量は各々1
16.2g、0.1 g> 、7.2g、 0、I
g>であった。(See the margins below) Table Example 2 Citric acid 129 g/42, carbohydrate needles such as glucose, xylose, arabinose, etc. 10 g/l Other organic solid components such as proteins, amino acids, etc. Total 50 g/I!,)
=, pH 2, 4, 45°C with a total composition of 6.0 g/f of inorganic metal ions such as Na", Ca", Mg", Fe"-, etc.
The organic acid-containing aqueous solution If obtained by fermentation was used as the organic acid-containing aqueous solution to be treated, and 1N hydrochloric acid 11 at 60°C was used as the eluent instead of 1N sodium hydroxide aqueous solution 11 at 25°C. When treated in the same manner as in Example 1, the total contents of citric acid, carbohydrates, organic solid components, and inorganic metal ions in the eluent 22 were each 1.
16.2g, 0.1g>, 7.2g, 0,I
g>.
実施例3
アミノ酸20g/IL−グルコース100 g /11
グルコン酸13g/l無機金属イオン3.9g/Rの水
溶液51を処理対象の有機酸水溶液として用いた以外は
実施例1と同様な処理を行ツIこところ、溶離液21中
のグルコン酸、アミノ酸、L−グルコース、無機金属イ
オンの組成は、各々58.3 g、 0.1g>
、0.1g> 、0.1 g>であつ実施例1〜3よ
り、本発明方法の有機酸の分離回収方法は、従来経済的
な回収が困難であったアミノ酸、蛋白質、無機成分を含
有する水溶液中の有機酸の回収に有効であることは、明
白である。Example 3 Amino acid 20g/IL-glucose 100g/11
The same treatment as in Example 1 was carried out except that the aqueous solution 51 containing 13 g/l of gluconic acid and 3.9 g/R of inorganic metal ions was used as the aqueous solution of the organic acid to be treated. The compositions of amino acids, L-glucose, and inorganic metal ions are 58.3 g and 0.1 g, respectively>
, 0.1 g>, 0.1 g>, and from Examples 1 to 3, the method of separating and recovering organic acids of the present invention contains amino acids, proteins, and inorganic components that were previously difficult to economically recover. It is clear that this method is effective for recovering organic acids from aqueous solutions.
(以下余白)(Margin below)
Claims (1)
有する有機酸含有水溶液を、陽イオン交換樹脂と接触処
理を行い、次いで該陽イオン交換樹脂による処理後の水
溶液を陰イオン交換樹脂と接触処理して、有機酸を陰イ
オン交換樹脂に吸着せしめた後、有機酸を吸着した該陰
イオン交換樹脂と溶離剤を接触させることにより、有機
酸を溶離し、該溶離液から有機酸を回収することを特徴
とする有機酸含有水溶液からの有機酸の分離回収方法。 2)有機酸含有水溶液が、トウモロコシの亜硫酸浸漬液
であることを特徴とする請求項1記載の有機酸の分離回
収方法。 3)有機酸が乳酸、酒石酸、クエン酸、りんご酸又はグ
ルコン酸であることを特徴とする請求項1記載の有機酸
の分離回収方法。 4)陰イオン交換樹脂が、1級、2級若しくは3級のア
ミノ基からなる官能基を有する弱塩基性陰イオン交換樹
脂であることを特徴とする請求項1記載の有機酸の分離
回収方法。 5)アミノ基がポリアルキレンポリアミノ基であること
を特徴とする請求項4記載の有機酸の回収方法[Scope of Claims] 1) An organic acid-containing aqueous solution containing an amino acid and/or soluble protein and an organic acid is contacted with a cation exchange resin, and then the aqueous solution after the treatment with the cation exchange resin is anionized. After the organic acid is adsorbed on the anion exchange resin by contact treatment with an ion exchange resin, the organic acid is eluted by contacting the anion exchange resin that has adsorbed the organic acid with an eluent. 1. A method for separating and recovering an organic acid from an aqueous solution containing an organic acid, the method comprising recovering the organic acid from an aqueous solution containing an organic acid. 2) The method for separating and recovering organic acids according to claim 1, wherein the organic acid-containing aqueous solution is a sulfurous acid soaking solution of corn. 3) The method for separating and recovering an organic acid according to claim 1, wherein the organic acid is lactic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid or gluconic acid. 4) The method for separating and recovering organic acids according to claim 1, wherein the anion exchange resin is a weakly basic anion exchange resin having a functional group consisting of a primary, secondary or tertiary amino group. . 5) The method for recovering organic acids according to claim 4, wherein the amino group is a polyalkylene polyamino group.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32221889A JP2850421B2 (en) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | Organic acid separation and recovery method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32221889A JP2850421B2 (en) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | Organic acid separation and recovery method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183487A true JPH03183487A (en) | 1991-08-09 |
| JP2850421B2 JP2850421B2 (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=18141268
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32221889A Expired - Lifetime JP2850421B2 (en) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | Organic acid separation and recovery method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850421B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006212617A (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Hiroyuki Yoshida | Method for separating / recovering phosphoric acid, organic acid, amino acid, and method for treating organic matter |
| JP2014516252A (en) * | 2011-04-20 | 2014-07-10 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト | Method for purifying L-cysteine |
| JP2020015684A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 日東電工株式会社 | Method for concentrating formic acid solution and method for producing formic acid solution |
| JP2022101620A (en) * | 2017-06-22 | 2022-07-06 | アーチャー-ダニエルズ-ミッドランド カンパニー | Method for Separation and Purification of Dicarboxylic Acid-Containing Mixture |
-
1989
- 1989-12-11 JP JP32221889A patent/JP2850421B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006212617A (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Hiroyuki Yoshida | Method for separating / recovering phosphoric acid, organic acid, amino acid, and method for treating organic matter |
| JP2014516252A (en) * | 2011-04-20 | 2014-07-10 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト | Method for purifying L-cysteine |
| JP2022101620A (en) * | 2017-06-22 | 2022-07-06 | アーチャー-ダニエルズ-ミッドランド カンパニー | Method for Separation and Purification of Dicarboxylic Acid-Containing Mixture |
| JP2020015684A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 日東電工株式会社 | Method for concentrating formic acid solution and method for producing formic acid solution |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2850421B2 (en) | 1999-01-27 |
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