專利名稱：L-乳酸和/或l-乳酸鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法。
背景技術(shù)：
乳酸是重要的生物化工產(chǎn)品，廣泛用于醫(yī)藥、食品、日化、化工、石油、皮革等領(lǐng)域。 近年來(lái)國(guó)際上利用L-乳酸聚合生產(chǎn)生物降解材料聚乳酸，并發(fā)展迅速，聚乳酸優(yōu)異的可降解性，向世界展示了 L-乳酸的巨大發(fā)展前景。L-乳酸鈉/鉀適用于肉制品中，由于它們的 PH值為中性并略帶咸味，保鮮作用顯著，L-乳酸鈉/鉀作為抑菌劑被廣泛用于香腸、火腿、 禽肉等產(chǎn)品中。目前，從L-乳酸發(fā)酵液中提取L-乳酸的方法主要是鈣鹽法，即在上述的發(fā)酵液中加入濃硫酸進(jìn)行酸解，以產(chǎn)生硫酸鈣沉淀和粗乳酸，且進(jìn)行過濾除去硫酸鈣沉淀；粗乳酸再經(jīng)活性炭脫色、去離子處理、納濾、濃縮、分子蒸餾等后提取步驟，以制成工業(yè)級(jí)和食品級(jí) L-乳酸。納膜過濾所使用的陶瓷膜、有機(jī)膜、金屬膜價(jià)格昂貴，使用壽命短，對(duì)膜返洗處理時(shí)產(chǎn)生大量廢水，廢水的處理成本較高；分子蒸餾的能耗高。L-乳酸鈉/鉀的生產(chǎn)，大都采用氫氧化鈉/氫氧化鉀與精制L-乳酸直接反應(yīng)制得。這使得現(xiàn)有方法的工藝步驟多、設(shè)備購(gòu)置成本和使用成本高、能耗高、生產(chǎn)成本不易控制，以致L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，采用本方法，L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制造成本較低。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，依次包括以下工藝步驟
a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液；
b)采用絮凝和過濾、離心、超濾中的任一種方法，對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理，得發(fā)酵清
液；
c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液；
d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液；
e)采用陰離子吸附交換樹脂對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和/或L-乳酸鹽。為能簡(jiǎn)潔說明問題起見，以下對(duì)本發(fā)明所述L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法均簡(jiǎn)稱為本方法。采用以上的技術(shù)方案后，本方法僅有五個(gè)工藝步驟，不再使用納膜過濾、分子蒸餾這兩個(gè)工藝步驟，這樣，與現(xiàn)有方法相比，本方法的工藝步驟少、設(shè)備購(gòu)置成本和使用成本低、能耗低、生產(chǎn)成本易于控制。因此，采用本方法，L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制造成本較低。本方法中a)步驟中的L-乳酸發(fā)酵液是以淀粉、葡萄糖、果糖、甜菜糖或其糖蜜為碳源，通過嗜淀粉乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜熱芽孢桿菌或米根霉中的任一菌種發(fā)酵制得，發(fā)酵過程中實(shí)時(shí)流加pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，pH調(diào)節(jié)劑的重量百分比濃度為20-30%，所述的pH調(diào)節(jié)劑為碳酸鈣或氫氧化鈣，制得L-乳酸鈣濃度為100-200g/L的L-乳酸發(fā)酵液。b)步驟中先將L-乳酸發(fā)酵液的pH調(diào)到9. 0-11. 0，再采用堿性絮凝劑對(duì)該L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理，絮凝溫度為90-95°C ；或b)步驟中采用轉(zhuǎn)速3000-6000rpm的離心機(jī)， 對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理；或b)步驟中采用截留分子量1000-20000D的超濾膜，對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理。以除去生物質(zhì)、蛋白質(zhì)、菌體、部分多糖及其他大分子物質(zhì)。C)步驟中對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解處理的條件為溫度85_95°C，壓力控制在 0. 01-0. 5bar ；c)步驟中酸解液pH為1. 5-2. 5時(shí)酸解結(jié)束，對(duì)酸解液進(jìn)行過濾處理，得L-乳酸濃度為100-200g/L的酸解濾清液。本方法采用低壓酸解，在酸解的同時(shí)，對(duì)酸解液進(jìn)行濃縮及脫除部分低壓可揮發(fā)物。d)步驟中對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理的條件為使酸解濾清液以0. 5-3. OBV/h的流速過碳柱脫色，碳柱中裝填的活性炭為活性炭GH-15、活性炭GX830中的任一種。脫色的同時(shí)，可去除酸解濾清液中的蛋白質(zhì)等有機(jī)大分子。e)步驟中讓脫色液以0. 5-2. OBV/h的流速流經(jīng)陰離子吸附交換樹脂，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)，用無(wú)機(jī)酸作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，得L-乳酸，用無(wú)機(jī)堿或無(wú)機(jī)鹽作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，得相應(yīng)的L-乳酸鹽，洗脫劑的濃度控制在0. 05-2. ON、流速控制在0. 5-3. OBV/h，所述的陰離子吸附交換樹脂為對(duì)L-乳酸具有選擇交換性的陰離子吸附交換樹脂，所述的無(wú)機(jī)酸為硫酸、鹽酸、硝酸中的任一種，所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任一種，所述的無(wú)機(jī)鹽為氯化鉀、硫酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鉀、磷酸鉀中的任一種。脫色液流經(jīng)陰離子吸附交換樹脂時(shí)，脫色液所含的乳酸根離子與陰離子吸附交換樹脂上的堿性活性基團(tuán)進(jìn)行吸附交換。所述的陰離子吸附交換樹脂可以為下列樹脂和它們的混合物
產(chǎn)品牌號(hào)名稱類型
D201苯乙烯大孔強(qiáng)堿
D202苯乙烯大孔強(qiáng)堿
D301苯乙烯大孔弱堿
700苯乙烯大孔弱堿
以上所列各種陰離子吸附交換樹脂均可外購(gòu)，且對(duì)L-乳酸均具有吸附、交換力。需要說明的是，在本方法的e)步驟中，所述的陰離子吸附交換樹脂不受以上列出的樹脂產(chǎn)品名稱和牌號(hào)所限。
具體實(shí)施例方式以下通過下面給出的實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明。但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1
L-乳酸和L-乳酸鈉的制備方法，依次包括以下工藝步驟 a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液發(fā)酵所用的菌種為本領(lǐng)域已知的嗜熱芽孢桿菌，發(fā)酵所用的種子培養(yǎng)基及其制備、發(fā)酵培養(yǎng)基的配方及其制備為現(xiàn)有技術(shù)部分，這里不再贅述，發(fā)酵培養(yǎng)基中以濃度為200g/ L 的葡萄糖為碳源、酵母粉為氮源進(jìn)行發(fā)酵；發(fā)酵溫度為50_52°C，發(fā)酵過程中實(shí)時(shí)流加pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值，使pH為6. 0-6. 2，pH調(diào)節(jié)劑為重量百分比濃度為20%的氫氧化鈣，當(dāng)葡萄糖耗完、發(fā)酵結(jié)束時(shí)，制得2700ml、L-乳酸鈣濃度為159g/L的L-乳酸發(fā)酵液。通過調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基中的葡萄糖濃度和pH調(diào)節(jié)劑的濃度，來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)酵物的濃度。b)對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行絮凝、過濾處理，得發(fā)酵清液
取a)步驟制得的L-乳酸鈣濃度為159g/L的L-乳酸發(fā)酵液2700ml，先用重量百分比濃度為30%的氫氧化鈣將L-乳酸發(fā)酵液的pH調(diào)到9. 0，再采用堿性絮凝劑并在絮凝溫度為 950C的條件下對(duì)該L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行絮凝處理，絮凝60分鐘，堿性絮凝劑為聚丙烯酰胺， 以除去生物質(zhì)、蛋白質(zhì)、菌體、部分多糖及其他大分子物質(zhì)；繼續(xù)以硅藻土為介質(zhì)，通過抽濾并用50ml去離子水洗滌濾餅，得^00ml、L-乳酸鈣濃度為152g/L的發(fā)酵清液，抽濾可同時(shí)去除由氫氧化鈣所帶入的不溶物。c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液
對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解處理的條件為采用重量百分比濃度為98%的硫酸，溫度85°C，壓力控制在0. Ibar ；酸解液pH為2. 5時(shí)酸解結(jié)束，對(duì)酸解液進(jìn)行抽濾處理，得2200ml、L-乳酸濃度為135g/L的酸解濾清液。本方法采用低壓酸解，在酸解的同時(shí)，對(duì)酸解液進(jìn)行濃縮及脫除部分低壓可揮發(fā)物。d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液
對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理的條件為使酸解濾清液以0. 5BV/h的流速過碳柱脫色， 碳柱的裝填體積為IOOOml，碳柱中裝填的活性炭為活性炭GH-15，得2200ml、L_乳酸濃度為 132g/L的脫色液。脫色的同時(shí)，可去除酸解濾清液中的蛋白質(zhì)等有機(jī)大分子。e)采用陰離子吸附交換樹脂分別對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和L-乳酸鈉 讓IOOOml脫色液以0. 5BV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體
積為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為D201X2苯乙烯大孔強(qiáng)堿樹脂， 進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)酸作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)酸為1000ml、0. 5N濃度的硫酸，洗脫流速為0. 5BV/h，得 1000ml、L-乳酸濃度為131g/L的L-乳酸；
讓IOOOml脫色液以0. 5BV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為D201X4苯乙烯大孔強(qiáng)堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)堿作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)堿為1000ml、0. 5N濃度的氫氧化鈉，洗脫流速為0. 5BV/h, 得1000ml、濃度為160g/L的L-乳酸鈉；
脫色液流經(jīng)所述的陰離子吸附交換樹脂時(shí)，脫色液所含的乳酸根離子與陰離子吸附交換樹脂上的堿性活性基團(tuán)進(jìn)行吸附交換。實(shí)施例2
L-乳酸和L-乳酸鉀的制備方法，依次包括以下工藝步驟 a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液
本實(shí)施例中通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液的具體步驟和參數(shù)均與實(shí)施例1的a)步驟相同，這里不再贅述，并制得2700ml、L-乳酸鈣濃度為159g/L的L-乳酸發(fā)酵液。b)對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行絮凝、過濾處理，得發(fā)酵清液
取a)步驟制得的L-乳酸鈣濃度為159g/L的L-乳酸發(fā)酵液2700ml，先用重量百分比濃度為30%的氫氧化鈣將L-乳酸發(fā)酵液的pH調(diào)到10. 0，再采用堿性絮凝劑并在絮凝溫度為90°C的條件下對(duì)該L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行絮凝處理，絮凝60分鐘，堿性絮凝劑為聚丙烯酰胺，以除去生物質(zhì)、蛋白質(zhì)、菌體、部分多糖及其他大分子物質(zhì)；繼續(xù)以硅藻土為介質(zhì)，通過抽濾并用50ml去離子水洗滌濾餅，得^10ml、L-乳酸鈣濃度為150g/L的發(fā)酵清液，抽濾可同時(shí)去除由氫氧化鈣所帶入的不溶物。c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液
對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解處理的條件為采用重量百分比濃度為98%的硫酸，溫度90°C，壓力控制在0. 3bar ；酸解液pH為2. 0時(shí)酸解結(jié)束，對(duì)酸解液進(jìn)行抽濾處理，得2300ml、L-乳酸濃度為128g/L的酸解濾清液。本方法采用低壓酸解，在酸解的同時(shí)，對(duì)酸解液進(jìn)行濃縮及脫除部分低壓可揮發(fā)物。d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液
對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理的條件為使酸解濾清液以1. 8BV/h的流速過碳柱脫色， 碳柱的裝填體積為IOOOml，碳柱中裝填的活性炭為活性炭GX830，得2300ml、L_乳酸濃度為 126g/L的脫色液。脫色的同時(shí)，可去除酸解濾清液中的蛋白質(zhì)等有機(jī)大分子。e)采用陰離子吸附交換樹脂分別對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和L-乳酸鉀 讓IOOOml脫色液以1. 3BV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積
為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為D202苯乙烯大孔強(qiáng)堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)酸作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)酸為IOOOmlU. ON濃度的鹽酸，洗脫流速為1. 8BV/h，得1000ml、 L-乳酸濃度為124g/L的L-乳酸；
讓IOOOml脫色液以1. 3BV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為D202苯乙烯大孔強(qiáng)堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)鹽作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)堿為IOOOmlU. ON濃度的氯化鉀，洗脫流速為1.8BV/h，得 1000ml、濃度為178g/L的L-乳酸鉀；
脫色液流經(jīng)所述的陰離子吸附交換樹脂時(shí)，脫色液所含的乳酸根離子與陰離子吸附交換樹脂上的堿性活性基團(tuán)進(jìn)行吸附交換。實(shí)施例3
L-乳酸和L-乳酸鉀的制備方法，依次包括以下工藝步驟 a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液
發(fā)酵所用的菌種為本領(lǐng)域已知的嗜熱芽孢桿菌，發(fā)酵所用的種子培養(yǎng)基及其制備、發(fā)酵培養(yǎng)基的配方及其制備為現(xiàn)有技術(shù)部分，這里不再贅述，發(fā)酵培養(yǎng)基中以濃度為220g/ L 的葡萄糖為碳源、酵母粉為氮源進(jìn)行發(fā)酵；發(fā)酵溫度為50-52°C，發(fā)酵過程中實(shí)時(shí)流加pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)PH值，使pH為6. 0-6. 2，pH調(diào)節(jié)劑為重量百分比濃度為25%的氫氧化鈣，當(dāng)葡萄糖耗完、發(fā)酵結(jié)束時(shí)，制得2700ml、L-乳酸鈣濃度為195g/L的L-乳酸發(fā)酵液。通過調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基中的葡萄糖濃度和pH調(diào)節(jié)劑的濃度，來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)酵物的濃度。
b)對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行離心處理，得發(fā)酵清液
取a)步驟制得的L-乳酸鈣濃度為195g/L的L-乳酸發(fā)酵液2700ml，采用轉(zhuǎn)速6000rpm 的離心機(jī)對(duì)其進(jìn)行離心處理，以除去生物質(zhì)、蛋白質(zhì)、菌體、部分多糖及其他大分子物質(zhì)，并用50ml去離子水洗滌濾餅，得2740ml、L-乳酸鈣濃度為190g/L的發(fā)酵清液。c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液
對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解處理的條件為采用重量百分比濃度為98%的硫酸，溫度95°C，壓力控制在0. 5bar ；酸解液pH為1. 5時(shí)酸解結(jié)束，對(duì)酸解液進(jìn)行抽濾處理，得2400ml、L-乳酸濃度為148g/L的酸解濾清液。本方法采用低壓酸解，在酸解的同時(shí)，對(duì)酸解液進(jìn)行濃縮及脫除部分低壓可揮發(fā)物。d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液
對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理的條件為使酸解濾清液以3. OBV/h的流速過碳柱脫色， 碳柱的裝填體積為1000ml，碳柱中裝填的活性炭為活性炭GH-155，得2400ml、L-乳酸濃度為147g/L的脫色液。脫色的同時(shí)，可去除酸解濾清液中的蛋白質(zhì)等有機(jī)大分子。e)采用陰離子吸附交換樹脂分別對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和L-乳酸鉀 讓IOOOml脫色液以2. OBV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積
為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為D301苯乙烯大孔弱堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)酸作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)酸為1000ml、2. ON濃度的硝酸，洗脫流速為3. OBV/h，得1000ml、 L-乳酸濃度為145g/L的L-乳酸；
讓IOOOml脫色液以2. OBV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為D301苯乙烯大孔弱堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)堿作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)堿為1000ml、2. ON濃度的氫氧化鉀，洗脫流速為3. OBV/h，得 1000ml、濃度為208g/L的L-乳酸鉀；
脫色液流經(jīng)所述的陰離子吸附交換樹脂時(shí)，脫色液所含的乳酸根離子與陰離子吸附交換樹脂上的堿性活性基團(tuán)進(jìn)行吸附交換。實(shí)施例4
L-乳酸和L-乳酸鈉的制備方法，依次包括以下工藝步驟 a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液
本實(shí)施例中通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液的具體步驟和參數(shù)均與實(shí)施例3的a) 步驟相同，這里不再贅述，并制得2700ml、L-乳酸鈣濃度為195g/L的L-乳酸發(fā)酵液。b)對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行超濾處理，得發(fā)酵清液
取a)步驟制得的L-乳酸鈣濃度為195g/L的L-乳酸發(fā)酵液2700ml，采用截留分子量 5000D的超濾膜對(duì)其進(jìn)行超濾處理，以除去生物質(zhì)、蛋白質(zhì)、菌體、部分多糖及其他大分子物質(zhì)，并用400ml去離子水對(duì)超濾濃相進(jìn)行透析，以提高超濾收率，得3000ml、L-乳酸鈣濃度為172g/L的發(fā)酵清液。c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液
對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解處理的條件為采用重量百分比濃度為98%的硫酸，溫度90°C，壓力控制在0. 2bar ；酸解液pH為2. 2時(shí)酸解結(jié)束，對(duì)酸解液進(jìn)行抽濾處理，得2300ml、L-乳酸濃度為155g/L的酸解濾清液。本方法采用低壓酸解，在酸解的同時(shí)，對(duì)酸解液進(jìn)行濃縮及脫除部分低壓可揮發(fā)物。d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液
對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理的條件為使酸解濾清液以2. OBV/h的流速過碳柱脫色， 碳柱的裝填體積為IOOOml，碳柱中裝填的活性炭為活性炭GX830，得2300ml、L_乳酸濃度為 153g/L的脫色液。脫色的同時(shí)，可去除酸解濾清液中的蛋白質(zhì)等有機(jī)大分子。e)采用陰離子吸附交換樹脂分別對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和L-乳酸鈉 讓IOOOml脫色液以1. 5BV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積
為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為700苯乙烯大孔弱堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)酸作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)酸為IOOOmlU. 5N濃度的硝酸，洗脫流速為2. OBV/h，得1000ml、 L-乳酸濃度為151g/L的L-乳酸；
讓IOOOml脫色液以1. 5BV/h的流速流經(jīng)離子交換柱進(jìn)行分離，離子交換柱的裝填體積為1000ml，離子交換柱中裝填的陰離子吸附交換樹脂為700苯乙烯大孔弱堿樹脂，進(jìn)料同時(shí)對(duì)廢液進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)(即進(jìn)料完成時(shí))，用無(wú)機(jī)鹽作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，所述的無(wú)機(jī)鹽為IOOOmlU. 5N濃度的硫酸鈉，洗脫流速為2. OBV/h，得 1000ml、濃度為190g/L的L-乳酸鈉；
脫色液流經(jīng)所述的陰離子吸附交換樹脂時(shí)，脫色液所含的乳酸根離子與陰離子吸附交換樹脂上的堿性活性基團(tuán)進(jìn)行吸附交換。需要說明的是a)步驟中的L-乳酸發(fā)酵液還可以淀粉、果糖、甜菜糖或其糖蜜為碳源，通過嗜淀粉乳桿菌、干酪乳桿菌或米根霉中的任一菌種發(fā)酵制得，PH調(diào)節(jié)劑還可為碳酸鈣；e)步驟中所述的無(wú)機(jī)堿還可為氨水，所述的無(wú)機(jī)鹽還可為硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鉀、磷酸鉀中的一種；本方法中，還可單獨(dú)制備L-乳酸或L-乳酸鹽。以上所述的僅是本發(fā)明的四種實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，依次包括以下工藝步驟a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液；b)采用絮凝和過濾、離心、超濾中的任一種方法，對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理，得發(fā)酵清液；c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液；d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液；e)采用陰離子吸附交換樹脂對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和/或L-乳酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，其特征在于a)步驟中的L-乳酸發(fā)酵液是以淀粉、葡萄糖、果糖、甜菜糖或其糖蜜為碳源，通過嗜淀粉乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜熱芽孢桿菌或米根霉中的任一菌種發(fā)酵制得，發(fā)酵過程中實(shí)時(shí)流加pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，pH調(diào)節(jié)劑的重量百分比濃度為20-30%，所述的pH調(diào)節(jié)劑為碳酸鈣或氫氧化鈣，制得L-乳酸鈣濃度為100-200g/L的L-乳酸發(fā)酵液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，其特征在于b)步驟中先將L-乳酸發(fā)酵液的pH調(diào)到9.0-11. 0，再采用堿性絮凝劑對(duì)該L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理，絮凝溫度為90-95°C ；或b)步驟中采用轉(zhuǎn)速3000-6000rpm的離心機(jī)，對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理；或b)步驟中采用截留分子量1000-20000D的超濾膜，對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，其特征在于c)步驟中對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解處理的條件為溫度85-95°C，壓力控制在 0. 01-0. 5bar ；c)步驟中酸解液pH為1. 5-2. 5時(shí)酸解結(jié)束，對(duì)酸解液進(jìn)行過濾處理，得L-乳酸濃度為100-200g/L的酸解濾清液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，其特征在于d)步驟中對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理的條件為使酸解濾清液以0.5-3. OBV/h的流速過碳柱脫色，碳柱中裝填的活性炭為活性炭GH-15、活性炭GX830中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，其特征在于e)步驟中讓脫色液以0.5-2. OBV/h的流速流經(jīng)陰離子吸附交換樹脂，當(dāng)達(dá)到吸附交換飽和時(shí)，用無(wú)機(jī)酸作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，得L-乳酸，用無(wú)機(jī)堿或無(wú)機(jī)鹽作為洗脫劑對(duì)所述樹脂進(jìn)行洗脫，得相應(yīng)的L-乳酸鹽，洗脫劑的濃度控制在0. 05-2. ON、流速控制在0. 5-3. OBV/h，所述的陰離子吸附交換樹脂為對(duì)L-乳酸具有選擇交換性的陰離子吸附交換樹脂，所述的無(wú)機(jī)酸為硫酸、鹽酸、硝酸中的任一種，所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任一種，所述的無(wú)機(jī)鹽為氯化鉀、硫酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、硫酸鉀、磷酸鉀中的任一種。
全文摘要
一種L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制備方法，依次包括以下工藝步驟a)通過微生物發(fā)酵制備L-乳酸發(fā)酵液；b)采用絮凝和過濾、離心、超濾中的任一種方法，對(duì)L-乳酸發(fā)酵液進(jìn)行處理，得發(fā)酵清液；c)對(duì)發(fā)酵清液進(jìn)行酸解、過濾處理，得酸解濾清液；d)對(duì)酸解濾清液進(jìn)行脫色處理，得脫色液；e)采用陰離子吸附交換樹脂對(duì)脫色液進(jìn)行分離，制得L-乳酸和/或L-乳酸鹽。采用以上的技術(shù)方案后，本方法僅有五個(gè)工藝步驟，不再使用納膜過濾、分子蒸餾這兩個(gè)工藝步驟，這樣，與現(xiàn)有方法相比，本方法的工藝步驟少、設(shè)備購(gòu)置成本和使用成本低、能耗低、生產(chǎn)成本易于控制。因此，采用本方法，L-乳酸和/或L-乳酸鹽的制造成本較低。
文檔編號(hào)C12R1/245GK102517346SQ20111042158
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉春堯, 張明剛, 李文友 申請(qǐng)人:安徽中糧生化格拉特乳酸有限公司