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Verfahren zur Reinigung von 1Vlilchsäure. Die Reinigung von Milchsäure
begegnet in der Praxis bekanntlich großen Schwierigkeiten. Insbesondere wird die
Reinigung der durch Gärung aus Zuckerstoffe oder Stärke enthaltenden Ausgangsstoffen
gewonnenen Milchsäure oder milchsauren Salze durch Verunreinigungen sehr erschwert,
die aus den Ausgangsstoffen selbst herrühren oder aus ihnen durch Nebengärungen
entstehen. Besonders schwierig gestaltet sich auch die Trennung der Milchsäure von
den sie fast stets begleitenden flüchtigeren Säuren, insbesondere von der Buttersäure.
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Es ist nun gefunden worden, daß sich die Reinigung von Milchsäure
oder deren Lösungen sowie von Lösungen der Laktate dadurch vorteilhaft bewerkstelligen
läßt, daß man die Milchsäure oder die Laktate zunächst in das milchsaure Magnesium
überführt, dieses erforderlichenfalls reinigt, dann mit einer geeigneten Säure zerlegt
und die freie Milchsäure hierauf bei gewöhnlicher Temperatur oder in der Wärme mit
einem geeigneten Lösungsmittel auszieht.
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Die Überführung der rohen Milchsäurelösungen in Magnesiumlaktat läßt
sich sehr einfach durch Erwärmen der Lösungen mit einer geeigneten Magnesiumverbindung,
so z. B. Magnesiumkarbonat, Magnesiumhydroxyd, Magnesiumoxyd (Magnesia usta), bewerkstelligen.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens kann man die Milchsäuregärung
auch gleich in Gegenwart solcher, den entstehenden die Weitergärung hemmenden Säureüberschuß
absättigenden, Magnesiumverbindungen an Stelle des sonst hierfür üblichen Kalkes
vornehmen. Infolge seiner Schwerlöslichkeit läßt sich das Magnesiumlaktat leicht
ohne nennenswerte Verluste auswaschen. Wesentlich ist hierbei, daß, wie sich herausgestellt
hat, die Löslichkeit des Magnesiumlaktates durch die vorhandenen Verunreinigungen
im Gegensatze zu dem entsprechenden Kalksalze nicht wesentlich erhöht wird.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man
aus dem leichter löslichen Calciumlaktat oder einem beliebigen anderen löslichen
Laktat durch Umsetzung mit geeigneten Magnesiumsalzen, z. B. mit schwefelsaurer
Magnesia, Magnesiumlaktat, ausfällt. Hierbei hat sich ergeben, daß an. haftende
Mengen von schwefelsaurer Magnesia bei der Weiterbehandlung nicht störend wirken.
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Die erhaltene konzentrierte Lösung des Magnesiumlaktates wird dann
mit Schwefelsäure angesäuert und die Milchsäure hieraus in bekannter Weise durch
Ausziehen mit einem Lösungsmittel, wie Aceton, Äther o. dgl., das geeignet ist,
die Milchsäure aufzunehmen, gewonnen.
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Man kann weiter auch in der Weise vorgehen, daß man das Magnesiumlaktat
in Aceton, Äther o. dgl. aufschwemmt und nach Zusatz der genau berechneten Menge
Schwefelsäure oder einer um etwas niedrigeren Menge die Mischung bis zur Erschöpfung
rührt oder schüttelt. Dabei fällt Magnesiumsulfat in leicht abfiltrierbarer Form
aus, so daß hieraus
durch Waschen mit dem Lösung#mittel die noch
anhaftende Milchsäure leicht gewonnen werden kann. Es geht in den Äther ausschließlich
Milchsäure über. Magnesiumsulfat oder Magnesiumlaktat und etwa ursprünglich noch
anhaftende Verunreinigungen bleiben zurück. Durch diese Extraktion der Milchsäure
in der Kälte wird gleichzeitig eine Zersetzung der Milchsäure und die Bildung von
Milchsäure-Anhydrid weitgehend vermieden, und es verbleibt beim Abdampfen reine
Milchsäure. Etwa in den Lösungsmitteln noch vorhandene kleine Unreinlichkeiten können
nötigenfalls durch einmalige Behandlung mit Knochenkohle beseitigt werden. Beispiel
I. 2o kg technische Milchsäure werden mit der geeigneten Menge Wasser verdünnt und
mit einem kleinen Uberschusse über die berechnete Menge von Magnesia usta versetzt
und bis zur Lösung erhitzt; die dunkle Lösung wird durch Behandlung mit Tierkohle
aufgehellt. hach Einengen der Lösung kristallisiert das Magnesiumlaktat aus, das
schon sehr rein ist. Es kann erforderlichenfalls zur Herstellung von ganz reiner
Milchsäure noch einmal umkristallisiert «erden. Die konzentrierte Lösung von Magnesiumlaktat
wird mit Säure zerlegt, mit Äther ausgezogen und erforderlichenfalls nochmals mit
Tierkohle behandelt. Nach Verdunsten oder Abdestillieren des Lösungsmittels verbleibt
die reine Milchsäure. Beispiel II. 94 kg des nach Beispiel I gewonnenen Magnesiumlaktates
werden mit 28o 1 Äther aufgeschwemmt und mit 2o 1 konzentrierter Schwefelsäure '(enthaltend
3,43 kg H2S04) unter Rühren versetzt. Nach längerem Rühren oder Schütteln scheidet
sich das Magnesiumsulfat in leicht abfiltrierbarer Form aus. Die Lösung wird abgegossen
oder filtriert und das Magnesiumsulfat abgesogen und mit Äther ausgewaschen. Nach
Abdestillieren des Lösungsmittels bleibt die reine Milchsäure zurück. Beispiel III.
2o kg technische Milchsäure werden mit einer geeigneten Menge Wasser verdünnt und
mit einem kleinen Überschusse über die berechnete MengeMagnesia usta versetzt. Nach
Erhitzung bis zum Sieden tritt Lösung ein, die mit Tierkohle entfärbt wird. Das
nach dem Einengen auskristallisierende Laktat wird mit einer verdünnten Lösung von
Magnesiumlaktat, Magnesiumsulfat oder Magnesiumchlorid ausgewaschen und im übrigen,
wie nach Beispiel i oder 2, zur Gewinnung der reinen Milchsäure weiterbehandelt.
Durch diese besondere Reinigung des Magnesiumlaktates werden die Verunreinigungen
beseitigt, ohne daß größere Verluste an Magnesiumlaktat entstehen.
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Das in Wasser verhältnismäßig schwer lösliche Magnesiumsalz der Milchsäure
ist seit langem bekannt. Trotzdem ist es jedoch nie zur Reindarstellung von Milchsäure
aus den rohen Milch@äurelösungen benutzt worden. Schon diese Tatsache beweist, daß
der vorstehend beschriebene Weg nicht naheliegend gewesen sein kann. Die damit erzielten
Vorteile waren ebensowenig vorauszusehen; sonst hätte man -diesen Weg schon lange
gewählt und sich nicht mit weit schwierigeren und kostspieligeren Reinigungsverfahren
beholfen.
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Insbesondere ist die Trennung der Milchsäure von der Buttersäure,
dem stetigen Begleiter der durch Gärung gewonnenen Milchsäure, bisher sehr schwierig
gewesen, während sich schon aus den Löslichkeitsverhältnissen der entsprechenden
Kalksalze, verglichen mit denen der Magnesiumsalze, ergibt, welchen Vorteil die
Überführung der Gärungsäuren in die Magnesiumverbindungen bietet. Es löst sich Milchsaures
Calcium in 9,5 Teilen Wasser, Buttersaures - - 3,5 - -Milchsaures Magnesium - 28
- -Buttersaures - unbegrenzt.
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Weiter hervorzuheben ist die grobkristallinische Form, in der das
milchsaure Magnesium im Gegensatze zu dem schleimig, fein kri= stallinischen milchsauren
Kalk ausfällt. Hieraus ergibt sich auch eine leichtere Trennung der Magnesiumverbindung
von den Mutterlaugen.