高純度乳酸蒸餾裝置的設(shè)計(jì)

乳酸是通過(guò)對(duì)富含碳水化合物的原材料（如葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉或乳清）進(jìn)行發(fā)酵，然后再經(jīng)過(guò)一系列提純工藝而獲得的。提純后的乳酸在食品、制藥、化妝品、塑料以及化工行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。

如今，提純?nèi)樗嶙钪匾膽?yīng)用之一是用于生產(chǎn)聚乳酸（PLA），以制造生物塑料化合物和消費(fèi)品。以源自可再生糖類(lèi)、玉米或小麥的原料為基礎(chǔ)，乳酸通過(guò)發(fā)酵獲得，并最終轉(zhuǎn)化為一種 100% 可生物堆肥的生物塑料材料。塑料的可生物堆肥性是全球最重要的可持續(xù)性要求之一。對(duì)于這種生物塑料的生產(chǎn)， VTA 公司提供了生產(chǎn)熱穩(wěn)定性乳酸的工藝解決方案。使用熱穩(wěn)定性乳酸對(duì)于避免在將乳酸轉(zhuǎn)化為塑料產(chǎn)品的下游聚乳酸聚合過(guò)程中出現(xiàn)變色現(xiàn)象至關(guān)重要。

乳酸通常是以未提純的狀態(tài)生產(chǎn)出來(lái)的，這種狀態(tài)下的乳酸含有諸如殘留糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、肽類(lèi)以及一些有色雜質(zhì)等物質(zhì)。

此外，乳酸的濃度對(duì)于其應(yīng)用而言往往是不夠的。

乳酸的主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：

· 通過(guò)熱穩(wěn)定性測(cè)試。將產(chǎn)品加熱至 180 到 200 攝氏度之間的溫度，產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)任何諸如顏色顯著變化（變成棕色）、濃度降低或氣味改變等情況，而這些現(xiàn)象都表明發(fā)生了分解反應(yīng)。受污染的乳酸無(wú)法通過(guò)熱穩(wěn)定性測(cè)試。熱穩(wěn)定性測(cè)試的結(jié)果有助于制造商為特定的應(yīng)用選擇合適質(zhì)量的乳酸，并確保最終產(chǎn)品的安全性和有效性。

· 鹽類(lèi)、重金屬和有機(jī)酸的濃度低。

· 外觀呈無(wú)色。

蒸餾是獲取超高純度乳酸且實(shí)現(xiàn)最高產(chǎn)率的首選工藝。

蒸餾是在真空條件下進(jìn)行的，目的是降低沸點(diǎn)并防止發(fā)生熱降解。

蒸餾裝置中所使用的材料必須能夠耐受乳酸的腐蝕性。這些材料一般是雙相不銹鋼系列。

實(shí)現(xiàn)最高純度的關(guān)鍵是一個(gè)多級(jí)蒸餾過(guò)程，該過(guò)程是為滿(mǎn)足客戶(hù)的特定要求而設(shè)計(jì)的。一個(gè)典型的工藝設(shè)計(jì)至少包括以下步驟：

1. 粗乳酸是以水溶液的形式提供的。在進(jìn)行真空蒸餾之前，必須通過(guò)多級(jí)降膜蒸發(fā)去除水分。這一過(guò)程得到的濃縮液是一種乳酸含量高達(dá) 80% 的溶液，可作為下一步提純工序的原料。

這種預(yù)濃縮溶液需進(jìn)行薄膜蒸餾，從而得到一種不含水的中間產(chǎn)物。

2. 作為最后的精制步驟，無(wú)論是采用短程蒸餾，還是使用薄膜蒸發(fā)器作為再沸器的塔式蒸餾，都能產(chǎn)出高純度的乳酸。在這一步驟中，較短的停留時(shí)間是關(guān)鍵。（通過(guò)這種方式）能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò) 99% 的純度水平。

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