[发明专利]一种用于红乳酸纯化的阀阵式连续离交系统

说明书

本发明公开了一种用于红乳酸纯化的阀阵式连续离交系统，包括吸附区、解析区和再生区，每个区包括至少一根阴离子交换树脂柱；吸附区的阴离子交换树脂柱的进料为红乳酸溶液，解析区的阴离子交换树脂柱吸附有乳酸根，进料为硫酸溶液，再生区的阴离子交换树脂柱吸附的是硫酸根，进料为氨水溶液；吸附区的阴离子交换树脂柱吸附乳酸根饱和后切换到解析区，解析区的阴离子交换树脂柱上的乳酸根离子被解析完成后切换到再生区，再生区的阴离子交换树脂柱再生完成后切换到吸附区。本发明的系统通过树脂分区和树脂柱切换，连续运行，利用离子交换树脂上的基团能吸附乳酸根，将红乳酸溶液中乳酸与蛋白、多糖及盐类直接分开，变废为宝，提高了乳酸的收率。

技术领域

本发明涉及乳酸分离纯化技术，尤其涉及一种用于红乳酸纯化的阀阵式连续离交系统。

背景技术

L-乳酸（L-Lactic acid）：分子式:C₃H₆O₃、沸点:125℃，L-乳酸是以玉米淀粉、原料蔗糖、甜菜糖或其糖蜜等为原料，经过生物发酵精制而成的一种有机酸，为无色澄清粘性液体，水溶液显酸性反应。与水、乙醇或乙醚能任意混合，在氯仿中不溶。因其左旋的特征，具有很好的生物相融性，能与哺乳动物相融，可直接参与人体代谢、无任何副作用，被广泛应用于食品、医药等领域。

L-乳酸以含有淀粉的原料，经糖化后接入乳酸菌株进行发酵，发酵完成后经酸解、过滤、预浓缩、脱色、离交、浓缩膜过滤、浓缩、分子蒸馏等得到最终产品。发酵液经分子蒸馏处理得到轻相和重相，膜过滤产出的浓液和分子蒸馏产出的重相通称为红乳酸。红乳酸的乳酸浓度虽然可达60%以上，但红乳酸中含有糖、色素、蛋白、盐分等杂质，利用价值低，如图7所示，红乳酸的色度非常高。传统工艺是把红乳酸的一部分回配，一部分当废料。红乳酸由于含有糖分、蛋白等，不容易保存，作为废料时也难以处理。

因此，需要通过工业化的装置对红乳酸进行纯化处理。

发明内容

本发明为了提高红乳酸的利用率，提供一种工业化生产的阀阵式连续离子交换系统对红乳酸进行纯化，可增加红乳酸的附加值，减少废料的处理量，实现变废为宝。

本发明的技术方案为：一种用于红乳酸纯化的阀阵式连续离交系统，包括吸附区、解析区和再生区，每个区包括至少一根阴离子交换树脂柱；吸附区的阴离子交换树脂柱的进料为红乳酸溶液，解析区的阴离子交换树脂柱吸附有乳酸根，进料为硫酸溶液，再生区的阴离子交换树脂柱吸附的是硫酸根，进料为氨水溶液；吸附区的阴离子交换树脂柱吸附乳酸根饱和后切换到解析区，解析区的阴离子交换树脂柱上的乳酸根离子被解析完成后切换到再生区，再生区的阴离子交换树脂柱再生完成后切换到吸附区。

阴离子交换树脂柱为弱碱性阴离子交换树脂柱。

阀阵式连续离子交换系统通过PLC全自动控制连续运行。

阀阵式连续离子交换系统还包括水洗料区、水洗酸区、水淋洗区，水洗料区、水洗酸区、水淋洗区的进料为水；吸附区的阴离子交换树脂柱吸附饱和后切换到水洗料区中进行水淋洗后再切换到解析区，解析区的阴离子交换树脂柱在乳酸解析完成后切换到水洗酸区进行水淋洗后切换到再生区，再生区的阴离子交换树脂柱再生完成后切换到水淋洗区进行水淋洗后切换到吸附区。

阀阵式连续离子交换系统还包括反洗区，水洗酸区的阴离子交换树脂柱完成水淋洗后切换到反洗区进行树脂反洗，反洗完成后该阴离子交换树脂柱切换到再生区。

反洗区中的阴离子交换树脂柱为下进上排结构。

反洗区的进料为水或水淋洗区第一阴离子交换树脂柱快淋洗流出的稀氨水溶液。

吸附区包含2根或2根以上串联连接的阴离子交换树脂柱。

解析区包含2根或2根以上串联连接的阴离子交换树脂柱。

吸附区红乳酸溶液进料的质量浓度为10%-30%。