技术应用

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应用膜过滤脱除有机酸中金属离子和无机酸根离子

有机酸是一类含有羧酸、磺酸等基团的有机物的总称,包括柠檬酸、乳酸、醋酸、草酸、α-酮戊二酸、葡萄糖酸、羟乙基磺酸、酮异亮氨酸、某苯磺酸、偏苯三酸等。

有机酸的来源,包括植物提取、化学合成和生物合成。


受合成方法或提取方法的影响,有机酸中常含有少量Al³⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺等金属离子,或 Cl⁻、SO₄²⁻等无机酸根离子,需深度净化才能满足产品质量要求。这些金属离子或与无机酸根离子生成无机酸盐、或与有机酸生成有机酸盐。


通常,有机酸浓度较高,杂质离子含量较低。


常用脱除方法包括:离子交换树脂法、吸附法、沉淀法、纳滤法、电渗析法等。


纳滤法

纳滤膜通过电荷排斥、孔径筛分、介电相互作用、溶解扩散等机制,选择性地允许较小的有机酸分子(或阴离子)通过,同时高效截留带电的金属离子。

对金属离子的截留率,顺序一般为:Al³⁺、Fe³⁺ > Ca²⁺、Mg²⁺ > Na⁺、K⁺。

    1、发酵有机酸的纯化:如从柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸发酵液中去除 Ca²⁺、Mg²⁺等。

    2、有机酸生产中的催化剂回收:如从甲酸、乙酸生产废液中富集、回收均相催化剂金属离子。

    3、食品与医药级有机酸的精制:去除重金属杂质(如 Pb²⁺、Cd²⁺),提升产品纯度。

 

电渗析膜和双极膜电渗析法

    1、电渗析膜:在电场力的作用下,有机酸中无机盐定向通过离子交换膜,从有机酸中分离出去,得到金属离子含量较低的有机酸。

           适合高浓度物料中无机盐的脱除。

    2、双极膜:在电场力和双极膜的共同作用下,有机酸盐直接生成有机酸和无机碱。

           适合有机酸盐的盐→酸转型。

 

金属离子的限度要求决定了有机酸纯化工艺的路线,根据需求选择纳滤、电渗析、双极膜电渗析、离子交换层析等工艺,优化组合,取长补短,以满足产品质量要求。

 

博纳科技专注于物料的分离纯化,在有机酸纯化方面经验丰富,根据脱盐要求,根据有机酸和膜的性质,优选脱盐方法、筛选膜材质和精度,已实现如乳酸、柠檬酸、丁二酸、丁二磺酸、α-酮戊二酸、葡萄糖酸、羟乙基磺酸、酮异亮氨酸、苯磺酸类似物、偏苯三酸等有机酸的脱金属离子脱无机酸根离子,解决诸多行业内纯化难题。