[发明专利]一种L-乳酸发酵液精制提纯方法

说明书

本发明公开一种L‑乳酸发酵液精制提纯方法，包括以下步骤：加热灭菌、絮凝过滤、浓缩酸解过滤、活性炭脱色、离子交换、纳滤膜过滤、顺序式模拟移动床、MVR浓缩和分子蒸馏。本发明在纳滤膜过滤后用顺序式模拟移动床代替第二次离子交换系统，除去杂糖、盐分和其他有机杂酸，使得分子蒸馏过程中重相乳酸量减少，大幅提高L‑乳酸的成品质量。

技术领域

本发明涉及乳酸提纯技术领域，具体的是一种L-乳酸发酵液精制提纯方法。

背景技术

乳酸作为一种重要的有机酸，广泛存在于人体，动物体和植物中。乳酸、乳酸盐及其衍生物，在食品、饲料、化工和医药等领域具有广泛的应用。近期L-乳酸聚合生成的聚L-乳酸作为新材料，制造的生物可降解材料、绿色包装材料及家用薄膜等，解决了日益严重的环境白色污染问题，被认为是新世纪最有发展前途的新材料，应用前景非常广阔。

目前大多工艺生产中从粗品L-乳酸溶液之后的提纯处理中，大致的精制方法如下：酸解清液先经过活性炭脱色后进行第一次离子交换去除多价离子，然后经过纳滤膜低分子糖份和多价离子，最后再依次经过第二次离子交换和分子蒸馏进行除杂。该工艺具有易于控制，设备要求简单等优点，但产品提取率低，纯度不高。造成目前乳酸提取率低和纯度不高的原因有：发酵液中的糖类、色素、多价离子和其他有机杂酸不能有效去除，大大影响了乳酸的收率和纯度；精制过程中除糖不充分，导致成品乳酸中残糖或其他还原性物质影响产品质量。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种L-乳酸发酵液精制提纯方法，在纳滤膜过滤后用顺序式模拟移动床代替第二次离子交换系统，除去杂糖、盐分和其他有机杂酸，使得分子蒸馏过程中重相乳酸量减少，大幅提高L-乳酸的成品质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种L-乳酸发酵液精制提纯方法，包括以下步骤：

(1)加热灭菌：将乳酸发酵液加热至80～90℃，进行发酵乳的灭菌，添加氢氧化钙调节PH至10～12，保温搅拌15～60min固液分离，收集发酵清液；

(2)絮凝过滤：向发酵清液中加入絮凝剂聚苯烯酰胺，静置1-3小时后，板框过滤去除菌丝体残渣，得到乳酸钙浓缩液；

(3)浓缩酸解过滤：对乳酸钙浓缩液依次采取MVR蒸发浓缩后，加入硫酸进行酸解经带式过滤得到粗乳酸；

(4)活性炭脱色：用颗粒活性炭对粗乳酸进行脱色，温度控制在40～50℃，脱色时间为45～60min；

(5)离子交换：离子交换柱由阳离子柱和阴离子柱串联组成，上述脱色液依次经过阳离子交换和阴离子换后得到离交液；

(6)纳滤膜过滤：利用纳滤膜过滤去除滤液中低分子糖份和多价离子，得到膜清液和膜浓液；

(7)顺序式模拟移动床：将上述膜清液继续流入顺序式模拟移动床设备，得到高L-乳酸含量的提取液和高杂质组分的残液；

(8)MVR浓缩：将顺序式模拟移动床色谱分离设备所得提取液蒸发至L-乳酸浓度为85％；

(9)分子蒸馏：利用分子蒸馏设备将浓缩后的精制L-乳酸中低沸点的杂质蒸发，得到轻相成品L-乳酸和重相高杂质乳酸相。

进一步优选地，步骤(4)中颗粒活性炭脱色的进料方式为低进高出，粗乳酸在活性炭柱内的停留时间为45min-60min，得到的脱色液色值小于30hazen。

进一步优选地，步骤(5)中阳离子柱采用强酸性阳离子交换树脂为填料，阴离子柱采用弱碱性阴离子交换树脂为填料。