[发明专利]一种晶体L-乳酸的生产设备及利用所述生产设备生产晶体L-乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳酸的生产设备和乳酸的生产方法，特别是一种晶体L-乳酸的生产设备和利用所述生产设备生产晶体L-乳酸的生产方法。

背景技术

乳酸是以农副产品为原料，经微生物发酵，提取而制得的一种有机酸，被广泛用于食品、饮料、医药、保健品、化工、可降解塑料等诸多领域。乳酸由于分子结构中含有一个不对称碳原子，因此具有光学异构现象，具有L-型和D-乳酸两种。L-乳酸为左旋，D-乳酸为右旋，DL-乳酸为外消旋，由于D-乳酸不能被人体和动物体吸收利用，摄入量过多则会导致代谢紊乱，而L-乳酸可参与人与动物机体正常代谢，可作为优良的医药原料和食品添加剂，因此，我国近年来一直以L-乳酸的研发为重点。

对于晶体乳酸，经研究发现，其产品光学纯度、化学纯度等各项指标均比结晶前的乳酸液体要高，专利号为03818553.9的专利公开了包胶结晶乳酸、其制备方法及用途，此专利主要为对晶体乳酸进行包胶，并没有公开晶体乳酸的生产技术；而晶体乳酸用作食品添加剂比直接用乳酸液体更能保持食品风味。目前，现有技术中并没有晶体L-乳酸的稳定生产工艺技术以及生产设备被公布，即没有大型生产的企业进行晶体L-乳酸的工业化生产；仅仅有实验室的生产方法生产晶体L-乳酸，具体是采用浓缩蒸发使溶液中的L-乳酸含量达到85%以上，低温下自然结晶或者添加晶种结晶，最后用抽滤瓶实现固液分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工业化生产晶体L-乳酸的生产设备，并提供一种利用所述生产设备工业化生产晶体L-乳酸的生产方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种晶体L-乳酸的生产设备，所述生产设备包括浓缩蒸发器、L-乳酸储罐、酸水罐、结晶罐、鼓风机以及与L-乳酸溶液进料管道连接的离子交换设备，所述离子交换设备通过第一管道与所述浓缩蒸发器连接，所述浓缩蒸发器与所述酸水罐之间通过第二管道连接，所述浓缩蒸发器与所述L-乳酸储罐通过第三管道连接，所述L-乳酸储罐通过所述第五管道与所述结晶罐连接，所述鼓风机通过第七管道与所述结晶罐连接，所述结晶罐上设置有循环水冷却器和晶种添加管道，所述结晶罐的下料口的下方设置有固液分离器。

上述晶体L-乳酸的生产设备，所述酸水罐通过第四管道与所述结晶罐连接。

上述晶体L-乳酸的生产设备，所述固液分离器通过第六管道分别与所述离子交换设备和所述浓缩蒸发器连接。

一种利用上述生产设备生产晶体L-乳酸的方法，包括如下步骤：      （a）原料准备：L-乳酸溶液；      （b）除杂：L-乳酸溶液经与离子交换设备连接的L-乳酸溶液进料管道进入所述离子交换设备进行离子交换除杂；      （c）浓缩蒸发：除杂后的L-乳酸溶液经连接所述离子交换设备与浓缩蒸发器的第一管道进入所述浓缩蒸发器进行浓缩蒸发；      （d）蒸汽冷凝：所述浓缩蒸发器中产生的蒸汽经连接所述浓缩蒸发器与酸水罐的第二管道进入所述酸水罐冷凝；      （e）调节浓度：浓缩后的L-乳酸溶液经连接所述浓缩蒸发器与L-乳酸储罐的第三管道进入所述L-乳酸储罐中，并在所述L-乳酸储罐内调节L-乳酸浓度为85~99%；      （f）结晶：所述L-乳酸储罐内调好浓度的L-乳酸溶液经连接所述L-乳酸储罐与结晶罐的第五管道泵入所述结晶罐内，通过所述结晶罐上设置的循环水冷却器保持所述结晶罐内的温度为0—20℃，并通过设置在所述结晶罐上的晶种添加管道向所述结晶罐内加入晶种，然后利用鼓风机通过管道向所述结晶罐内吹入空气，维持4～8小时；      （g）固液分离：所述结晶罐内晶体L-乳酸和母液的通过所述结晶罐的下料口进入固液分离器进行固液分离。

上述方法，在步骤（a）中，所述L-乳酸溶液的质量百分比浓度为10~22%。

上述方法，在步骤（f）中，向所述结晶罐内加入晶种的质量为结晶罐内L-乳酸溶液质量的0.1～0.5%。

上述方法，在步骤（f）中，每隔5-10分钟向所述结晶罐内吹一次空气，所述结晶罐内每吨L-乳酸溶液的吹气量为10—50m³/h，每次吹气的时间为30—60秒。

上述方法，在步骤（g）中，所述酸水罐内冷凝液通过连接所述酸水罐与所述结晶罐的所述第四管道进入所述结晶罐，冲洗所述结晶罐内残余的晶体L-乳酸。

上述方法，在步骤（g）中固液分离器后得到的母液通过第六管道进入所述浓缩蒸发器或进入所述离子交换设备。