Optimierung der Elektrodialyse bei der Aufarbeitung von Milchsäure

Abstract

Zur Produktion biologisch abbaubarer Kunststoffe gewinnt Milchsäure zunehmend an Bedeutung. Bei der kontinuierlichen Fermentation von Glucose aus Hydrolysat von Roggenschrot entsteht Natriumlactat in löslicher Form. Mit Hilfe der Elektrodialyse über mono- und bipolare Membranen erfolgt eine Aufkonzentrierung und Konversion in Milchsäure. Die Elektrodialyse wird in Abhängigkeit von der direkt messbaren Leitfähigkeit im Diluatkreislauf (monopolar) bzw. Salzkreislauf (bipolar) betrieben. Die durchgeführten Untersuchungen haben ergeben, dass allein die Leitfähigkeit aufgrund verschiedener Mineralstoffe im Ablauf der Fermentation zu Aussagen führen kann, die einer optimalen Fahrweise der Elektrodialyse entgegenstehen. Dagegen führen die ebenfalls direkt messbaren Werte für die Stromstärke und die Spannung während des Ablaufes der Elektrodialyse zu eindeutigen Aussagen zum Stoff-transport im elektrischen Feld. Mit dieser einfachen Methode lässt sich für das dargestellte Beispiel die Konzentration für Natriumlactat von 219 g/l auf 235 g/l steigern. Der Wirkungsgrad (Stromausbeute) erhöht sich dabei auf 84 %. Bei der Konversion des Natriumlactats in Milchsäure erhöht sich die Konzentration der Milchsäure von 171 g/l auf 182 g/l bei einer Zunahme des Wirkungsgrades auf 77 %.