专利名称：模拟移动床分离l-乳酸和d-乳酸专用分子筛及其制备方法
技术领域：
本发明涉及到一种分子筛的制备方法，特别涉及模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛的制备方法。
背景技术：
乳酸作为一种重要的有机酸，其分子中具有不对称碳原子，因此，乳酸有L-和 D-两种旋光异构体以及DL-外消旋体。由于人体只能对L-乳酸进行代谢，因此世界卫生组织明确规定，每人每天摄入的D-乳酸的量应该限制在100mg/kg体重以内，而L-乳酸并未有类似的限制。在世界范围内，高光学纯度的L-乳酸已经被广泛的应用在了食品业、医药业、美容保健业等行业。目前L-乳酸的生产比较常用的是利用根霉菌对淀粉等物质进行发酵直接生产 L-乳酸的方法。该方法所利用的菌株对生活环境要求高，对发酵底物的利用率较低，发酵过程中产生的副产物种类多，对后续的分离工艺要求严格；相比较之下，利用乳酸菌对淀粉等物质直接发酵，虽然同时产生L-乳酸和D-乳酸，但是发酵菌株对环境要求低、存活率高， 对底物利用率高，发酵过程中产生的副产物少。所以，如何充分利用乳酸菌发酵、分离生产 L-乳酸成为了比较热门的课题。目前可规模化分离L-乳酸和D-乳酸的方法还没有出现，而本发明所涉及到的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛的制备方法，可以很好的解决规模化分离L-乳酸和D-乳酸的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以分离L-乳酸和D-乳酸的模拟移动床专用分子筛的制备方法，通过本方法制作的分子筛，其表面覆盖有一层吸附层，层的厚度为15-50纳米。本发明是这样实现的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛及其制备方法，其特征在于包括溶胶、煅烧、三次反应和过滤工序，先采用溶胶-凝胶法和煅烧制备多孔隙颗粒载体，通过第一次化学反应使多孔隙颗粒载体表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷结合，在第一次化学反应物中加入戊二醛进行第二次化学反应，第二次化学反应物和牛血清白蛋白进行第三次化学反应，得到模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛产品。所述的多孔隙颗粒载体的制备是先将含有质量分数为3. 5-8. 5%的尿素水溶液与含水量彡10%的高岭土以1 1-2的比例混合制备溶胶，再在300-500°C的温度下煅烧2-4 小时，冷却，打磨成形，得到直径5-10mm的多孔隙颗粒载体。所述的一次反应是将所制备的多孔隙颗粒载体加入质量分数为3-5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷的无水甲苯混合液中浸泡，然后充入氮气，升温，搅拌进行一次化学反应， 得到多孔隙固体颗粒表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷形成化学键的反应物，过滤反应母液回收备用。所述的一次反应控制反应温度150-300°c，反应时间8-10小时。所述的二次反应是将多孔隙固体颗粒表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷形成化学键的反应物，加入3倍以上质量分数为6-10%的戊二醛，控制反应溶液的pH = 6. 5-8. 0，室温下搅拌4-7小时，反应结束后，过滤反应母液回收备用。所述的三次反应是在多孔隙固体颗粒以此与3-氨丙基三乙氧基硅烷和戊二醛反应结束后，过滤，再将其加入3倍以上含有质量分数为2. 5-5. 5 %的牛血清白蛋白，控制反应溶液的PH = 6. 5-8. 0，搅拌反应，结束后取出颗粒，使其自然晾干，即得到分子筛，过滤反应母液回收备用。所述的三次反应控制反应温度3_6°C，反应时间8-10小时。本发明的优点和积极效果1、本发明先采用溶胶-凝胶法形成多孔隙固体颗粒作为载体，再通过化学反应依次使颗粒表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷、戊二醛和牛血清白蛋白在设定的条件下反应形成化学键，最终得到吸附性能好、耐酸性强的分子筛。2、用本发明方法制备的分子筛，可以有效分离L-乳酸和D-乳酸，使用寿命长、分离系数高和生产效果好，适用于规模化模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸。3、各步反应母液均可回收再利用，降低消耗，节约成本，具有较好的经济效益。
图1 本发明工艺流程示意图。模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛及其制备方法，包括溶胶、煅烧、冷却、打磨、一次反应、过滤、二次反应、过滤、三次反应、过滤和晾干得到专用分子筛产品。
具体实施例方式实施例1首先将含有质量分数为3. 5%的尿素水溶液与含水量为9. 8%的高岭土按照1 1 的质量比混合形成液溶胶；将液溶胶放入马弗炉中500°C灼烧2小时，取出冷却至室温；将得到的多孔隙固体打磨形成若干个直径约为IOmm的颗粒；将这些颗粒浸入含质量分数为 3%的3-氨丙基三乙氧基硅烷的无水甲苯溶液中浸泡，然后将该固液混合物置于充有氮气的套炉中150°C加热10小时；加热结束后取出多孔隙颗粒，加入到3倍的含有质量分数为 6%的戊二醛，控制反应溶液的pH= 7. 0，23°C条件下搅拌4小时；取出多孔隙颗粒，将其再加入3倍的含有质量分数为2. 5%的牛血清白蛋白，控制反应溶液的pH = 7. 0，3°C下搅拌 8小时；取出颗粒物质，并将其自然晾干，得到目标产物。各阶段的反应母液分别回收备用。将上述方法得到的分子筛置于实验室规模的模拟移动床内，采用外消旋乳酸溶液为原料，进行5次循环分离，分离效果见表1 :表1 实验室模拟移动床专用分子筛应用结果 (单位Bx)
权利要求
1.一种模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛及其制备方法，其特征在于包括溶胶、煅烧、冷却、打磨、一次反应、过滤、二次反应、过滤、三次反应、过滤和晾干工序，先采用溶胶-凝胶法和煅烧制备多孔隙颗粒载体，通过第一次化学反应使多孔隙颗粒载体表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷结合，在第一次化学反应物中加入戊二醛进行第二次化学反应，然后再与牛血清白蛋白进行第三次化学反应，得到模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛产品。
2.根据权利要求1所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛制备方法，其特征在于所述的多孔隙颗粒载体的制备是先将含有质量分数为3. 5-8. 5%的尿素水溶液与含水量< 10%的高岭土以1 1-2的比例混合制备溶胶，再在300-500°C的温度下煅烧2-4小时，冷却，打磨成形，得到直径5-10mm的多孔隙颗粒载体。
3.根据权利要求1或2所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛制备方法，其特征在于所述的一次反应是将所制备的多孔隙颗粒载体加入质量分数为3-5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷的无水甲苯混合液中浸泡，然后充入氮气，升温，搅拌进行一次化学反应，得到多孔隙固体颗粒表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷形成化学键的反应物。
4.根据权利要求1或3所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛制备方法，其特征在于所述的一次反应控制反应温度150-300°C，反应时间8-10小时。
5.根据权利要求1所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛制备方法，其特征在于所述的二次反应是将多孔隙固体颗粒表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷形成化学键的反应物，加入3倍以上质量分数为6-10%的戊二醛，控制反应溶液的pH = 6. 5-8. 0，室温下搅拌4-7小时。
6.根据权利要求1所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛的制备方法， 其特征在于所述的三次反应是在多孔隙固体颗粒以此与3-氨丙基三乙氧基硅烷和戊二醛反应结束后，过滤，再将其加入3倍以上含有质量分数为2. 5-5. 5 %的牛血清白蛋白，控制反应溶液的PH = 6. 5-8. 0，搅拌反应，结束后取出颗粒，使其自然晾干，即得到分子筛。
7.根据权利要求1或6所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛的制备方法，其特征在于所述的三次反应控制反应温度3-6°C，反应时间8-10小时。
8.根据权利要求1所述的模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛的制备方法， 其特征在于所述的各阶段的反应母液分别回收，重复使用。
全文摘要
本发明公开了一种模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸专用分子筛及其制备方法，包括溶胶、煅烧、冷却、打磨、一次反应、过滤、二次反应、过滤、三次反应、过滤和晾干工序，先采用溶胶-凝胶法形成多孔隙固体颗粒作为载体，再通过化学反应依次使颗粒表面与3-氨丙基三乙氧基硅烷、戊二醛和牛血清白蛋白在设定的条件下反应形成化学键，最终得到吸附性能好、耐酸性强的分子筛。利用本发明方法制备的分子筛，可以有效分离L-乳酸和D-乳酸，使用寿命长、分离系数高和生产效果好，适用于规模化模拟移动床分离L-乳酸和D-乳酸。
文档编号C01B39/00GK102285664SQ20111013926
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者廖福真, 徐颖, 覃靖, 陈书勤, 韦雄辉, 黄健泉, 黄康宁 申请人:广西崇左市湘桂糖业有限公司