[發(fā)明專利]一種應用雙極性離子交換膜技術生產(chǎn)牛磺酸的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410847352.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104593812A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 郭錫偉;王炳春;傅榮強;陳曉丹;李正浩;張治磊
• 申請（專利權）人: 山東天維膜技術有限公司
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04;C25B9/10;C25B13/02
• 代理公司: 濰坊鳶都專利事務所 37215
• 代理人: 周帥

技術領域

本發(fā)明涉及生產(chǎn)牛磺酸的方法，具體涉及一種應用雙極性離子交換膜技術生產(chǎn)牛磺酸的方法。

背景技術

牛磺酸又名2-氨基乙磺酸，是一種特殊的氨基酸，是人體必不可少的一種營養(yǎng)元素，有著平衡健康的奇妙功效，其具有多種生理功能，是人體健康必不可少的一種營養(yǎng)素；我國牛磺酸主要用于醫(yī)藥，作為食品營養(yǎng)也逐步被國人所認識與接受，市場需求的逐漸增加，勢必找出一條經(jīng)濟和環(huán)境可行的生產(chǎn)方法。

目前，牛磺酸制備的主要方法有二氯乙烷法、乙撐亞胺法、乙醇胺法、環(huán)氧乙烷法等，其中二氯乙烷法、環(huán)氧乙烷法物料中產(chǎn)生大量鹽分，分離困難、易造成環(huán)境污染且無法完全回收牛磺酸；因此，有必要于開發(fā)一條環(huán)境友好型且回收率高的生產(chǎn)工藝的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術不足，提供一種操作方便、效果良好、無廢水排放、回收率高的分離生產(chǎn)牛磺酸的環(huán)保方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的生產(chǎn)牛磺酸的方法，包括以下步驟：

（1）將硫酸鈉水溶液通入雙極性離子交換膜電滲析器的陽極室和陰極室，同時將水和濃度為8-10%的牛磺酸鈉水溶液分別通入雙極性離子交換膜電滲析器的堿室和料液室；在直流電場的作用下，陽極室內(nèi)的鈉離子進入堿室與雙極膜將水解離出的氫氧根離子結合成氫氧化鈉，雙極膜將水解離出的氫離子在料液室內(nèi)與牛磺酸根離子結合成牛磺酸，料液室內(nèi)的鈉離子則進入陰極室；從陽極室和陰極室流出的為硫酸鈉水溶液，從堿室流出的為氫氧化鈉溶液，從料液室流出的為牛磺酸水溶液；

（2）濃縮步驟（1）中所得的牛磺酸水溶液并使之析出結晶產(chǎn)物，濾出結晶產(chǎn)物即得牛磺酸。

步驟（1）的操作電流密度為40-800?A/m²，工作溫度為5-45?℃。優(yōu)選操作電流密度為400-500?A/m²，工作溫度為20-35?℃。

???所述硫酸鈉水溶液的濃度為0.1%-32.8%，優(yōu)選硫酸鈉水溶液的濃度為8%-10%。

所述雙極性離子交換膜電滲析器內(nèi)的硫酸鈉水溶液的流速為0.1-10?cm/s、優(yōu)選3-8?cm/s；水的流速為0.1-10cm/s、優(yōu)選3-5?cm/s；牛磺酸鈉水溶液的流速為0.1-10cm/s、優(yōu)選3-5?cm/s。

本發(fā)明的硫酸鈉水溶液作為導電介質(zhì)使用，在電場的作用下，陽極室中的硫酸鈉水溶液中的一部分鈉離子穿過陽離子膜進入堿室與雙極膜將水解離出的氫氧根離子結合成氫氧化鈉，氫氧化鈉隨堿室中的水以氫氧化鈉溶液的形式流出堿室出口，雙極膜將水解離出的氫離子在料液室內(nèi)與牛磺酸鈉溶液中的牛磺酸根離子結合成牛磺酸，以牛磺酸溶液的形式從料液室的出口流出，而料液室內(nèi)的牛磺酸鈉溶液中的鈉離子則通過陽離子膜進入陰極室并隨其內(nèi)的硫酸鈉水溶液流出，從陽極室和陰極室流出的硫酸鈉水溶液匯流后再循環(huán)使用。

本發(fā)明采用雙極性離子交換膜電滲析器生產(chǎn)牛磺酸和氫氧化鈉，完全取代了傳統(tǒng)的硫酸或鹽酸酸化工藝，提取過程利用雙極性離子交換膜水解離出的氫離子，無需外加酸，節(jié)省了酸的投入，同時無副產(chǎn)物硫酸鈉或氯化鈉的產(chǎn)生，廢水達到環(huán)保要求，使分離提純更簡單易行，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且降低了廢液的后處理工藝難度。

本方法采用雙極性離子交換膜電滲析技術，為牛磺酸的生產(chǎn)開辟了一條新的工藝過程；整個生產(chǎn)過程采用封閉式循環(huán)，無污染物的排放，且生產(chǎn)過程中不需要添加大量的化學試劑，是一個綠色工程的環(huán)保技術。且本方法具有模塊化雙極性離子交換膜單元，生產(chǎn)周期短，操作簡單，大大降低了勞動強度，且產(chǎn)品純度高，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

????圖1是雙極性離子交換膜電滲析器的結構示意圖。

具體實施方式