DE60218688T2

DE60218688T2 - Elektrodialyse von mehrwertigen metallsalzen

Info

Publication number: DE60218688T2
Application number: DE60218688T
Authority: DE
Inventors: J. David Elma GENDERS; Dan Clarence HARTSOUGH
Original assignee: Electrosynthesis Co Inc
Current assignee: Electrosynthesis Co Inc
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: ATE355885T1; US6712946B2; DE60218688D1; CN1258393C; US20020189950A1; DK1409116T3; EP1409116A1; EP1409116B1; WO2002102499A1; EP1409116A4; CN1516615A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Elektrodialyseverfahren mit mehreren Kompartimenten zur Rückgewinnung von Säurewerten aus Metallsalzen, insbesondere multivalente Metallsalze, die bei Zugabe einer Base im Wesentlichen unlösliche Niederschläge (Hydroxide oder Oxide) bilden, wie beispielsweise Calciumsalze von Glukonsäurederivaten. Diese Erfinder entdeckten, dass die Verwendung einer billigen Säure als Protonenquelle, insbesondere in einer Elektrodialysezelle mit einer Konfiguration mit vier Kompartimenten, die Umwandlung solcher multivalenter Metallsalze zu einem wünschenswerten Säureprodukt und einem löslichen multivalenten Salznebenprodukt gestattet.
STAND DER TECHNIK
Die Rückgewinnung von Säurewerten aus multivalenten Metallsalzen durch Elektrodialyse wurde nicht praktiziert, weil die Membranen von Elektrodialysezellen einem Verschmutzen mit Niederschlag von unlöslichem Hydroxid unterworfen sein können, wenn multivalente Metallsalze in die Säure- und Basebestandteile gespalten werden. Eine Elektrodialyse mit vier Kompartimenten, auch doppelte Umsetzung oder Metathese genannt, ist eine nützliche Technik zur Rückgewinnung der Säurewerte aus solchen Salzströmen. Metathese wurde verwendet, um Iminodiessigsäure, ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Produktion von Glyphosatherbiziden, aus ihrem Natriumsalz zurück zu gewinnen, wurde aber nicht für die Rückgewinnung wertvoller Säuren von multivalenten Metallsalzen angewandt. Außerdem wurde das Verfahren mit vier Kompartimenten nicht für die Rückgewinnung wertvoller Glukonsäurederivate wie beispielsweise 2-Keto-L-Gulonsäure (einem wichtigen Zwischenprodukt bei der Herstellung von Vitamin C) aus multivalenten Metallsalzen der Säure angewandt.
In Fällen, bei denen die Säureform eines multivalenten Metallsalzes wertvoller ist als das Salz, ist es wünschenswert, das Salz in die Säure umzuwandeln. Herkömmliche Verfahren zur Rückgewinnung des Säurewertes aus einem Salz umfassten das Ausfällen des Kations durch Zugabe einer Säure wie beispielsweise Schwefelsäure, die ein unlösliches multivalentes Metallsalz bildet. Es wurden auch Kationen- oder Anionenaustauschharze verwendet, um das multivalente Kation gegen ein Proton auszutauschen, um die gewünschte Säure zu produzieren. In manchen Fällen produzieren diese Verfahren die Säure aber nicht in ausreichender Reinheit oder Konzentration oder sind nicht wirtschaftlich. Salz spaltende Elektrodialyseverfahren mit bipolaren Membranen sind zum Herstellen konzentrierter und gereinigter Säuren aus Salzen geeignet, da das Anion durch für Anionen durchlässige Membranen transportiert wird. Bei der Salz spaltenden Elektrodialyse wird aber auch die korrespondierende Base aus dem Salz gebildet, und daher können die bipolaren Membranen und/oder Kationenmembranen mit unlöslichen Niederschlägen verschmutzen, wenn es sich bei dem Kation um ein multivalentes Metall handelt. Elektrodialyse mit mehreren Kompartimenten gestattet die Rückgewinnung von Säurewerten und vermeidet diese potenziellen Verschmutzungsprobleme.
Die Notwendigkeit der Rückgewinnung von Säurewerten aus einem multivalenten Metallsalz lässt sich an der Produktion von Ascorbinsäure aus Zuckern über Fermentation zeigen. Die Fermentation verwandelt den Zucker in ein 2-Keto-L-Gulonsäuresalz (hiernach KLG-Säuresalz), ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Ascorbinsäure. KLG muss vor der Umwandlung zu Ascorbinsäure in die freie Säureform verwandelt werden. Die Fermentation kann nicht durchgeführt werden, um freie KLG zu bilden, da KLG-Säure eine relativ starke organische Säure ist (pKa = 2,7). Wässrige Lösungen von KLG-Säure sind daher zu sauer, um den Ablauf der Fermentation zuzulassen. Dem Fermenter wird eine geeignete Base zugegeben, um einen fast neutralen pH-Wert aufrecht zu erhalten und ein KLG-Salz zu bilden. Im Falle des zur Bildung von KLG verwendeten Bakteriums ist Calciumhydroxid die am besten geeignete Base. KLG-Produktivität, -ausbeute, -titer und Zellvitalität sind alle signifikant reduziert, wenn monovalente Basen, wie beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumhydroxid verwendet werden, um den pH-Wert während der Fermentation zu kontrollieren. Das bevorzugte Produkt der Fermentation ist daher eine Lösung von Calcium-KLG. Ein herkömmlicher Ansatz zur Ansäuerung von CaKLG₂ ist die Zugabe von Schwefelsäure bis zur Äquivalenz, wodurch KLG-Säure und Calciumsulfat gebildet werden. Calciumsulfat ist kaum löslich, also wird Calciumsulfat abfiltriert, und zurück bleibendes lösliches Calciumsulfat kann durch Kationen- und Anionenaustauschschritte entfernt werden. Dieser Prozess produziert große Mengen an Calciumsulfatabfall, der gegen eine Gebühr deponiert werden muss und relativ hohe Betriebskapitalskosten hat, da Kationen- und Anionenaustausch und Verdunstung großer Mengen von Wasser aus der relativ verdünnten Brühe erforderlich sind.
Eine Elektrodialyse mit vier Kompartimenten (Metathese) ist eine attraktive Alternative, da sie konzentrierte und gereinigte KLG-Säure direkt aus der Fermentationsbrühe und ein lösliches Calciumsalznebenprodukt mit möglichem wirtschaftlichem Wert produzieren würde. Entsprechend sind Elektrodialyseverfahren mit vier Kompartimenten entwickelt worden, um die Rückgewinnung des Säurewertes aus einem multivalenten Metallsalz zu erlauben.
Das US-Patent Nr. 6,187,570 beschreibt Elektrodialyseverfahren für die Reinigung und Rückgewinnung von Glukonsäureserivaten wie beispielsweise 2-Keto-L-Gulonsäure aus Lösungen, die aus Fermentationsreaktoren und In-vitro-Reaktoren genommen werden. Insbesondere schlägt das Dokument die Zugabe von Schwefelsäure vor, um das KLG-Salz zu protonieren und Calciumkation als das Sulfat auszufällen. Die angesäuerte Brühe wird dann einem Kationenaustausch unterzogen, um Calcium vollständig zu entfernen. Insbesondere wird das Ausfällen verwendet, um das Metallkation (Calcium) weitgehend zu entfernen. Das Ausfällen lässt jedoch in der Brühe einen Teil des Kations zurück, der beseitigt werden muss. Insbesondere wird eine Fermentationsbrühe behandelt, aus der das Metallsalz (M+ A-) aus dem gewünschten Endprodukt (2HKLG) entfernt werden muss.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, einen Metallsalzbeseitigungsschritt in der Brühe und einen anschließenden Prozess der Reinigung der Brühe, wie im US-Patent Nr. 6,187,570 beschrieben, zu vermeiden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Hauptaufgabe dieser Erfindung, ein neuartiges Elektrodialyseverfahren (Metatheseverfahren) mit mehreren Kompartimenten für die Rückgewinnung von Säurewerten aus multivalenten Kationensalzen bereitzustellen, die bei Zugabe von Hydroxid unlösliche Niederschläge ausbilden.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein neuartiges Elektrodialyseverfahren bereitzustellen, um CaKLG₂ in konzentrierte und gereinigte KLG-Säure und ein lösliches Calciumsalznebenprodukt umzuwandeln. Diese Aufgaben können besonders gut mit einem Elektrodialyseverfahren mit vier Kompartimenten erfüllt werden, das folgende Schritte umfasst:

(a) Einführen einer ersten Zufuhrlösung in ein erstes Zufuhrkompartiment der Elektrodialyse, wobei die Zufuhrlösung ein multivalentes Metallsalz in Wasser aufweist, wie beispielsweise CaKLG₂;
(b) Einführen einer zweiten Zufuhrlösung in ein zweites Zufuhrkompartiment der Elektrodialyse, die aus einer Lösung einer starken Säure in Wasser besteht, beispielsweise eine wässrige Lösung von Salzsäure;
(c) Transportieren eines Anions des multivalenten Metallsalzes, wie beispielsweise das KLG-Anion, durch eine Anionenaustauschmembran und in ein Säureproduktkompartiment;
(d) Ausbilden des entsprechenden Säureproduktes (KLG-Säure) in dem Säureproduktkompartiment durch Einführen von Protonen aus der zweiten Elektrodialysezufuhrkompartimentlösung neben dem KLG-Säurekompartiment. Das Proton aus der starken Säurelösung in dem zweiten Zufuhrkompartiment wird durch eine Kationenaustauschmembran in das Säureproduktkompartiment transportiert.
(e) Entfernen des multivalenten Metallkations wie beispielsweise Calcium aus dem ersten Zufuhrkompartiment, indem es durch eine Kationenaustauschmembran und in das Kompartiment des Calciumsalznebenproduktes transportiert wird, und
(f) Ausbilden des löslichen Calciumsalznebenproduktes, wie beispielsweise Calciumchlorid, durch Transportieren des Anions der starken Säure aus dem zweiten Zufuhrkompartiment durch eine Anionenaustauschmembran in das Kompartiment des Calciumsalz-Nebenproduktes.

In dieser Ausführungsform wird das multivalente Metallsalz in ein wertvolleres Säureprodukt und ein lösliches Salz des multivalenten Kations als Nebenprodukt verwandelt. Dies wird erreicht, indem eine starke Säure als zweiter Elektrodialysezufuhrstrom bereitgestellt wird, der Protonen lie fert, um das gewünschte Säureprodukt zu bilden, und Anionen liefert, um das lösliche multivalente Metallsalznebenprodukt zu bilden. Das Nebenprodukt kann ein potenziell wertvolles Produkt mit einem gleichen oder größeren Wert als die zugegebene starke Säure sein, so dass das Nebenprodukt den wirtschaftlichen Gesamtvorteil des Metatheseprozesses erhöht. Beispiele solcher Koprodukte umfassen Calciumchlorid und Calciumnitrat.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die eine Figur ist eine Diagrammansicht einer repräsentativen Elektrodialysezelle mit vier Kompartimenten, die zur Ausführung der Erfindung geeignet ist, zur Umwandlung eines multivalenten Metallkationensalzes wie beispielsweise CaKLG₂ in das entsprechende wertvolle Säureprodukt (KLG-Säure) und ein lösliches Calciumsalznebenprodukt wie z. B. Calciumchlorid.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung wird eine erste Zufuhrlösung hergestellt, die beispielsweise ein multivalentes Metallkationensalz in Wasser aufweist, beispielsweise als eine Fermentationsbrühe, die Calcium-KLG enthält. Es können alle Mikroorganismen verwendet werden, die in der Lage sind, Kohlenhydrate in Gegenwart der während der Fermentation der Brühe zugeführten multivalenten Kationen zu KLG umzuwandeln, um einen pH-Wert aufrecht zu erhalten, der sich für eine anhaltende KLG-Produktion eignet. Wenn es sich bei der Zufuhr beispielsweise um eine Fermentationsbrühe handelt, können wahlweise Vorbehandlungsschritte für die Metathesezufuhrlösung einen beliebigen oder alle der folgenden Schritte umfassen: (i) Filtration zum Entfernen von Zellen und anderem Teilchenmaterial; (ii) Nanofiltration und/oder Diafiltration zum Entfernen von Zuckern, Nährstoffen, Proteinen, Farbkörpern und anderen Membranverschmutzungsstoffen sowie von anorganischen Salzen; (iii) Kohlenstoffbehandlung zum Absorbieren von Farbkörpern und anderen organischen Verunreinigungen; (iv) Anionenaustausch zum Entfernen von Verunreinigungen, die die ED-Membranen verschmutzen könnten; (v) Behandlung mit polymeren adsorbierenden Harzen zum Entfernen von Verunreinigungen und (vi) Konzentration/Reinigung durch Standardelektrodialyse zum Einengen und Reinigen z. B. des Calciumsalzes.
Die Zufuhrlösung kann in den Elektrodialysestapel mit vier Kompartimenten, dargestellt in 1, eingeführt werden. In dem Metathese-Prozess wird ein Calciumsalz, wie beispielsweise Calcium-KLG (CaKLG₂), in eine gereinigte und konzentrierte Säure wie beispielsweise HKLG-Säure und ein lösliches Calciumsalznebenprodukt wie beispielsweise Calciumchlorid überführt, indem das CaKLG₂ in das Zufuhrkompartiment 1 und HCL-Lösung in Zufuhrkompartiment 2 gegeben werden. Das KLG-Anion wird von neutralen Zuckern getrennt. Der Elektrodialysezellstapel mit vier Kompartimenten (1) umfasst des Weiteren mindestens einen Satz von Kationen- und Anionenmembranen (zwei Kationen- und zwei Anionenmembranen) (C1 und C2) und (A1 und A2). In dem Elektrodialysestapel mit vier Kompartimenten ist mindestens eines der vier Kompartimente zwischen einer Anode (+) und einer Kathode (-) angelegt.
Die Anionenaustauschmembranen (A1-A2) können stark, mittel oder schwach basisch sein und sind aus quaternären oder tertiären Ammoniumgruppen zusammengesetzt. Die Anionenmembranen müssen stabil sein und sollten geringen Widerstand gegen Anionentransport besitzen. Es könnte daher bevorzugt sein, für den Transport größerer Anionen wie beispielsweise KLG eine offenere Anionenaustauschmembran zu verwenden (Anionenmembran A1 in 1). Darüber hinaus sollte die A nionenaustauschmembran A1 den Transport neutraler Zucker aus der Fermentationsbrühe verhindern. Obgleich praktisch jede Anionenaustauschmembran als Anionenmembran A2 verwendet werden kann, so lange sie stabil ist und einen geringen Widerstand gegen Anionentransport aufweist, könnte es bevorzugt sein, eine Säureblockeranionenmembran zu verwenden, beispielsweise eine, die unter der Marke Neosepta^® ACM erhältlich ist, um die Diffusion der Zufuhr der starken Säure (Zufuhr 2) in den Nebenproduktstrom aus multivalentem Metallsalz zu minimieren.
Die Kationenaustauschmembranen (C1-C2) können schwach sauer (z. B. von Carbonsäuretyp), mäßig sauer (z. B. vom Phosphonsäuretyp) oder stark sauer (Sulfonsäurekationenaustauschgruppen) sein. Die Kationenmembranen sollten stabil sein und einen geringen Widerstand in der zu elektrodialysierenden Lösung aufweisen. Es könnte daher bevorzugt sein, eine offenere Kationenaustauschmembran für den Transport größerer multivalenter Metallkationen zu verwenden, wie beispielsweise Calcium (Kationenmembran C1 in 1), und könnte perfluorierte Membranen wie beispielsweise Nafion^® von DuPont oder eine beliebige andere nicht perfluorierte Kationenaustauschmembran wie beispielsweise Neosepta CMX-SB umfassen. Es versteht sich, dass mehrere der Einheiten mit vier Kompartimenten, die Kationen- und Anionenmembranen aufweisen, zusammen in einem Elektrodialysestapel mit einem einzelnen Elektrodenpaar an den äußeren Enden gestapelt sein können. In 1 besteht eine Wiederholungseinheit aus C1- und A1-Kationen- und Anionenaustauschmembranen zum Transport von CaKLG₂ und C2- und A2-Kationen- und Anionenaustauschmembranen für den Transport von Salzsäure. Die Elektrodialysezellen der Erfindung können daher 1 bis 10 Einheiten oder mehr umfassen.
Unter dem Einfluss des Potenzialfelds wandert das Chloridanion, das mit der Zufuhr der starken Säure assoziiert ist (Zufuhr 2 in 1) durch die Anionenmembran 2 (A2) und geht Kombinationen mit dem multivalenten Metallkation aus Zufuhr 1 ein, welches durch die Kationenmembran 1 (C1) wandert, in das Kompartiment des multivalenten Metallsalznebenproduktes, wodurch das lösliche multivalente Metallsalznebenprodukt gebildet wird, d. h. Calciumchlorid. Protonen aus Zufuhr 2 wandern durch die Kationenmembran 2, C2, in Richtung auf die Kathode (-) in das Säureproduktkompartiment, wo sie Kombinationen mit multivalenten Metallsalzanionen eingehen, beispielsweise KLG-Anionen, welche durch die Anionenmembran 1, A1, in Richtung auf die Anode wandern, wodurch eine gereinigte und konzentrierte Lösung einer Säure, wie beispielsweise KLG-Säure, gebildet wird und in der Zufuhrlösung 1 neutrale Zucker zurückbleiben. Die Zufuhrlösung 1 kann fast vollständig aufgebraucht werden.
In dem in 1 gezeigten Beispiel wird, zusammen mit einem Nebenprodukt, Calciumchlorid, das für die Rückgewinnung und den Verkauf geeignet ist, eine konzentrierte und gereinigte Lösung von KLG-Säure gebildet, die für die weitere Verarbeitung zur Bildung von Ascorbinsäure geeignet ist.
Die Metathese-Stapel in 1 umfassen eine Anode und eine Kathode, die mit einem Elektrolyt gespült werden. Die Anode sollte gegenüber den Elektrolysebedingungen stabil sein und kann Kohlenstoffe wie beispielsweise Grafit, Bleidioxid, Edelmetalle oder Legierungen von Pt, Pd, Ir, Au, Ru etc., auf einem Trägermetall, wie beispielsweise Ti oder Ta, etc., galvanisierten Edelmetalle oder Legierungen aufweisen. Im Allgemeinen besteht die Reaktion an der Anode (+) aus der Oxydierung von Wasser zur Herstellung von Wasserstoff und Protonen nach Reaktion 1: 2H₂O ---> O₂ + 4H⁺ + 4e^- (1)
Die Kathode sollte stabil sein und kann Edelmetalle und Legierungen, Nickel, Stahle, etc. aufweisen. Die Reaktion an der Kathode ist im Allgemeinen die Produktion von Wasserstoff und Hydroxid durch Reduktion von Wasser nach Reaktion 2: 2H₂O + 2e^- ---> H₂ + 2OH^- (2)
Da multivalente Kationen in dem Verfahren vorhanden sind, sind die Anolyt- und Katholytströme vorzugsweise eine Lösung einer inerten starken Säure, wie beispielsweise Schwefelsäure oder Salpetersäure, zur Verhinderung der Bildung unlöslicher Hydroxide in den Elektrodenspüllösungen. Für die Konfiguration mit vier Kompartimenten sind die Elektrodenspülströme vorzugsweise außerhalb der Zelle zusammengefasst (nicht gezeigt) und durch Kationenmembranen neben den Säureprodukt-Kompartimenten begrenzt, so dass nur Protonen in die Spülströme und aus den Spülströmen transportiert werden und die Gesamtzusammensetzung des Spülstroms nicht verändert wird.
Der Metathesezellstapel von 1 kann bei einer Einheitszellspannung von etwa 0,1-10 Volt je Membransatz und mehr bevorzugt von 0,5-5 Volt je Satz betrieben werden. Der Temperaturbereich sollte zwischen 5 und 100°C liegen und weiter bevorzugt von 20 bis 60°C. Höhere Temperaturen könnten einen Abbau einiger der Membranen verursachen. Der Prozess kann kontinuierlich oder in einem Chargenmodus ablaufen.
Der obigen ausführlichen Beschreibung zufolge ist es möglich, dass Verunreinigungen in der multivalenten Metallsalzzufuhrlösung die Membranen verschmutzen und zu einem Leistungsverlust führen könnten. Die Zelle und die Membranen können an Ort und Stelle (im ED-Stapel) mit sauren Lösungen gereinigt werden, einschließlich mit Salpeter- oder Salzsäure oder anderen Mineralsäuren, um etwaige multivalente Metallniederschläge zu entfernen und organische Ver schmutzungsstoffe von den Membranen zu entfernen. Es können auch basische Waschlösungen verwendet werden, vorzugsweise nach einem Säurewaschschritt, um organische Verschmutzungsstoffe von den Membranen zu entfernen. Andere Waschlösungen wie beispielsweise Percarbonsäuren, nicht-ionische oder ionische Detergenzien oder Alkohole sind möglich, so lange sie die erforderliche Membranreinigung nicht beeinträchtigen und die Membranleistung nicht verringern. Das Verfahren der Reinigung an Ort und Stelle (Clean-in-Place, CIP) kann eine erhöhte Temperatur der Waschlösung umfassen, so lange die Membranen gegenüber den Temperaturen stabil sind.
Die Erfindung ist aus dem folgenden Beispiel klarer zu erkennen und besser verständlich.
BEISPIEL
Die Rückgewinnung von KLG-Säure ist ausgehend von Calcium-KLG in einem Elektrodialysestapel mit vier Kompartimenten gezeigt, wobei:
Es wurde eine Fermentationsbrühe hergestellt, die 12,7% KLG als Ca(KLG)₂ enthält, mikrofiltriert, um Zellen zu entfernen, und mit aktiviertem Kohlenstoff behandelt, um Farb- und Membranverschmutzungsstoffe zu entfernen. Neun 25-1-Chargen dieser Brühe mit einem pH-Wert von 5,5 wurden durch das erste Zufuhrkompartiment einer FuMA-Tech^TM ED100 Laborelektrodialysezelle mit vier Kompartimenten geleitet, die mit 10 Sätzen von Neosepta CMX-SB-Kationen- und Neosepta-AXE-01-Anionenmembranen zum Transport von CaKLG₂ und 10 Sätzen von Neosepta CMX-SB/Neosepta AXE-01 Kationen- und- Anionenmembranen zum Transport von HCl ausgestattet waren. Die Metathese-Zelle entspricht der aus 1. Die Fläche der Metathesezelleinheit beträgt 100 cm² aktive Fläche je Membran und die Lücke zwischen den Membranen beträgt 0,6 mm. Durch das zweite Zufuhrkompartiment wurde wässrige HCl-Lösung bei einer konstanten Konzentration von etwa 0,4 molar geleitet. Es wurde konzentrierte HCl zugegeben, um die Stärke dieser Zufuhrlösung aufrecht zu erhalten. Das Säurekompartiment wurde zu Beginn mit 13,4% KLG-Säureprodukt aus einer vorherigen Elektrodialyse gefüllt und das Nebenproduktsalzkompartiment wurde mit einer Lösung gefüllt, die etwa 1% CaCl₂ enthielt. Dem Nebenproduktsalzkompartiment wurde kontinuierlich Wasser zugeführt, um diese Konzentration von CaCl₂ während der Elektrodialyse aufrecht zu erhalten.
Die erste Zufuhrlösung wurde durch den Stapel umgewälzt und bei einer kontrollierten Spannung von 2,0 Volt je Zelle und einer Temperatur von 55°C betrieben, bis 95% des KLG entfernt waren. Die Konzentration des KLG-Säureproduktes war 26,9%. Die Gesamtelektrodialysedauer war 70,3 Stunden. Die Zelle wurde zwischen Chargen mit 20% Salpetersäure bei 55°C für 30 Minuten gewaschen. Die mittlere Stromdichte war 83,6 mA cm^-2. Die mittlere Stromeffizienz für den KLG-Transport war 76%. Die mittlere Stromeffizienz für den Calciumtransport war 90%. Nach dem Experiment wurden in der Zelle keine Calciumablagerungen gefunden.

Claims

Verfahren zum Herstellen von 2-Keto-L-Gulonsäure in einer Elektrodialysezelle mit mehreren Kompartimenten, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: (i) Einführen einer ersten Zufuhrlösung in ein erstes Zufuhrkompartiment der Elektrodialysezelle, wobei die erste Zufuhrlösung ein multivalentes Metallsalz eines Glukonsäurederivates aus einem Fermentationsprozess umfasst; (ii) Einführen einer zweiten Zufuhrlösung in ein zweites Zufuhrkompartiment der Elektrodialysezelle, wobei die zweite Zufuhrlösung eine Säure aufweist, die geeignet ist, um Protonen und Anionen zu liefern, welche lösliche Salznebenprodukte mit dem multivalenten Metall aus dem multivalenten Metallsalz des Glukonsäurederivates bilden; (iii) Transportieren von Anionen des Metallsalzes des Glukonsäurederivates in dem ersten Zufuhrkompartiment durch eine Anionenaustauschmembran und in ein Säureproduktkompartiment; (iv) Ausbilden der 2-Keto-K-Gulonsäure aus den Anionen des Metallsalzes des Glukonsäurederivates in dem Säureproduktkompartiment durch Einführen der Protonen durch eine Kationenaustauschmembran in dem zweiten Zufuhrkompartiment und (v) Ausbilden des löslichen Salznebenproduktes durch Transportieren multivalenter Kationen des multivalenten Metallsalzes des Glukonsäurederivates in dem ersten Zufuhrkompartiment durch eine Kationenaustauschmembran und wobei Anionen der Säure durch eine Anionenaustauschmembran aus dem zweiten Zufuhrkompartiment transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Elektrodialysezelle um eine Elektrodialysezelle mit vier Kompartimenten handelt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem multivalenten Kation um Calcium oder Magnesium handelt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Salznebenprodukt um Calciumchlorid handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Säure um eine starke Säure handelt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der starken Säure und eine anorganische Säure handelt.
Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Säure als Mitglied der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Salpetersäure, Salzsäure und Bromwasserstoffsäure besteht.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metallsalz des Glukonsäurederivates um ein Calciumsalz von 2-Keto-L-Gulonsäure handelt.