[發明專利]一種非鈣鹽法自動循環連續發酵生產乳酸的方法

無效

• 申請號: 200710062812.9
• 申請日: 2007-01-18
• 公開（公告）號: CN101225413A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 任曉峰
• 申請（專利權）人: 肇東愛爾乳酸有限公司
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慶敏

技術領域

本發明涉及一種非鈣鹽法自動循環連續發酵生產乳酸的方法，屬于生物技術領域。

背景技術

傳統發酵工藝采用有機酸鈣鹽法，其生產流程長、自動化程度低、污染嚴重，成本高、產品質量差等問題。

傳統的鈣鹽法發酵生產有機酸的工藝路線為：玉米、淀粉調漿→液化→發酵→板框過濾→凈化處理→蒸發→酸解反應→脫色→醪液分離→脫色→精過濾→濃縮→離子交換→活性炭柱脫色→膜過濾→濃縮→成品包裝。

該工藝用于發酵過程菌種轉接增殖后間歇單罐發酵存在著發酵自動化控制低，易染菌，退化，變異，致使發酵液質量波動大，轉化率低，設備利用率低，造成發酵設備一次性投資大。而且由于發酵過程的用CaCO₃作為中和劑轉化為有機鹽類，在生產系統中需要二次的凈化處理和采用硫酸酸解反應轉化為有機酸，造成工藝流程長，設備腐蝕嚴重，提純分離效果差，系統損失大，收率低，成本高，環境污染嚴重，工人勞動強度大，產品質量差等缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種非鈣鹽法自動循環連續發酵生產乳酸的方法，該方法提高了發酵效率、發酵質量和發酵的技術水平，發酵過程環境污染零排放，適應于有機酸發酵的工業化生產。

為了實現本發明目的，本發明的一種非鈣鹽法自動循環連續發酵生產乳酸的方法，該方法包括如下步驟：調漿，液化，糖化，配料，連消滅菌，連續發酵，膜過濾，乳酸分離，提純，蒸發，其中，在連續發酵階段，采用NaOH、KOH或氨水為中和劑控制PH值6～6.5，當發酵液的電導率≥30μs，葡萄糖含量達到0.1～1g/l時，對發酵液進行過濾，菌體增殖量與排出量均控制在15～20％，所述膜過濾后的透析液進入乳酸分離提純，過濾截留部分返回到發酵罐，所述乳酸分離、提純后的剩余物返回配料罐，使整個發酵工藝循環連續進行。

其中，還可將膜過濾15～20％的截留部分返回配料備用。

本發明所述的連續發酵工藝采用在不同的發酵階段使用不同培養基配方，不斷改變N、P、Mg、Mn、NH₄、K等元素的含量，以致控制菌體增殖量。

本發明在發酵過程可采用五種不同的培養基，培養基溫度均控制在60～65℃，PH值6～6.5。具體培養基如下：

培養基配方A為(kg/m³，以下同)：葡萄糖60～150，乳酸鹽≤1.5，WPH(乳清水解液)5～10，NH₄H₂PO₄?0.5～1.5，KH₂PO₄?1～0.5，MgSO₄·7H₂O?0.5～1.0，MnSO₄·H₂O?0.1～0.01。用無菌水無離子水配制。

培養基B，組方與培養基A不同的是：WPH?3～15，KH₂PO₄?0.1～0.01。

培養基C，其組成基本同培養基B，不同的是去除KH₂PO₄，減少NH₄H₂PO₄為0.5～0.1。

培養基D，其組成為：葡萄糖60～150，乳酸鹽≤1.5，WPH≤0.47，NH₄PO₄≤0.1，MnSO₄≤0.01。用工藝熱水配料調漿后滅菌加入。

培養基E，其組分如下：氮源≤1.162，UFPE₂(一級電滲析截留液)≤0.756，R_OIR(反滲透的截留液)≤1.093。

本發明的發酵與常用的間歇單罐發酵不同，采用多罐相連通進行發酵，比如采用4罐或6罐進行。先將培養基A加入第一個發酵罐中，當第一個發酵罐滿后時，改為培養基B，在第二發酵罐滿后時，分別將兩個發酵罐分到四個發酵罐后，改為培養基C。當發酵罐均滿時，改用培養基D，在開始出料后使用培養基E。

而且此時，發酵過程與膜過濾相耦合，所述膜過濾后的透析液進入乳酸分離提純，超濾截留部分返回到發酵罐中，所述乳酸分離、提純后的剩余物返回配料罐中，使整個發酵工藝循環連續進行。

本發明的發酵過程中，20～50天為一個周期(是本批菌種所需的發酵時間)，菌體增殖與排出量控制在15～20％，溫度50±1℃，PH值6～6.5。