[發明專利]從乳酸生產的廢水中提取乳酸的方法

無效

• 申請號: 201210152716.4
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102659564A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 謝斌;馮頂亮
• 申請（專利權）人: 安徽中糧生化格拉特乳酸有限公司
• 主分類號: C07C59/08
• 分類號: C07C59/08;C07C51/42
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪;白京萍

技術領域

本發明涉及一種從乳酸生產的廢水中提取乳酸的方法。

背景技術

乳酸是一種極為重要的有機酸，廣泛應用于食品、醫藥和化學工業。工業生產乳酸主要是采用微生物發酵法，在我國，發酵原料大都以玉米、山芋淀粉糖類為主。乳酸發酵液的成分很復雜，除乳酸外，還包括菌絲體、殘糖、蛋白質、色素、其它有機酸、無機鹽等多種雜質。由于使用乳酸多以食品醫療為主，因此對乳酸的質量要求極其嚴格，從乳酸發酵液到乳酸成品需經過很多過程、不斷提高乳酸純度才能滿足市場客戶的要求。在發酵液到成品提純的每一過程步驟中，或多或少都會存在乳酸損失，一般情況下，根據乳酸成品質量要求不同，乳酸工廠從發酵到成品收率只有80%—90%，也就是說我們乳酸發酵用的玉米或是山芋中的淀粉糖有10%—18%損失了。目前乳酸市場規模每年消耗50萬噸乳酸，以85%的收率計算，每年浪費的淀粉糖就有7.5萬噸，價值約2.8億元人民幣。我國是人口大國，一直以來都政府十分重視糧食問題，以糧食為原料生產乳酸的成本受糧食價格的影響非常大，因此，提高乳酸收率，回收廢水中的乳酸具有非常深遠的意義，但因乳酸發酵成分原本就十分復雜，導致廢水中的成分同樣十分復雜，給乳酸回收工作帶來極大困難。

現有傳統的及改進的乳酸鈣結晶和酸解方法存在提取率低；萃取法所用的萃取劑有毒，而且乳酸很難高效地從有機相中分離；高分子樹脂吸附法存在高分子樹脂的選擇性、靜態交換容量低的問題；分子蒸餾法存在蒸餾乳酸后釜底物有色、膠黏物質多導致的乳酸損失大。而且這些方法皆無法提取廢水中低濃度的乳酸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種從乳酸生產的廢水中提取乳酸的方法，要求使用該方法提取乳酸的收率高，且得到的乳酸的純度高。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種從乳酸生產的廢水中提取乳酸的方法，通過使用納濾膜過濾、反滲透膜過濾和陰離子交換樹脂吸附相結合的方法提取乳酸。

具體說，包括以下步驟：

（1）將乳酸生產的廢水經板框過濾及濾棒芯過濾，得到過濾清液；

（2）將過濾清液經納濾膜過濾，得到納濾滯留物料及納濾料液；

（3）步驟（2）得到的納濾料液經反滲透濾膜過濾，得到反滲透濾膜滯留物料及反滲透濾膜穿透物料；

（4）將反滲透濾膜滯留物料流過陰離子交換樹脂，即可得到被吸附在陰離子交換樹脂內的乳酸溶液。

為簡潔說明問題起見，以下對本發明所述從乳酸生產的廢水中提取乳酸的方法均簡稱為本方法。

有關納濾膜和反滲透膜對不同物質的截留率見下表：

將乳酸生產的廢水經板框過濾及濾棒芯過濾后，留取過濾清液，即可去除乳酸生產的廢水中游離的懸浮顆粒物質、膠體物質等一些較大的雜質顆粒；納濾膜對糖類、蛋白質、色素、大分子有機酸物質、菌絲體有很強的截流阻止作用，因此這些物質可利用納濾膜去除；反滲透膜對乳酸等物質又有很強的截流作用，對部分其它陰離子的截流效果偏差，去除了部分其它陰離子；再將反滲透濾膜滯留物料流過陰離子交換樹脂，陰離子交換樹脂即可吸附乳酸、陰離子，陽離子被分離出去。即可達到從乳酸生產的廢水中去除雜質、提取乳酸的目的，提取乳酸的收率高，且得到的乳酸的純度高。

作為本方法的優化，所述步驟（1）中所述板框過濾的過濾布孔徑為20-25um，進料壓力不高于4.5bar；所述濾棒芯過濾為采用0.45um的濾棒芯過濾，過濾壓力不高于2.5bar。

所述步驟（2）所述采用納濾膜過濾的物料溫度不高于30℃、進料壓力為15-18?bar，納濾膜的循環壓力控制為18-22?bar，納濾膜滯留物總出口流量為進口總流量的1/6—1/18。

所述：步驟（4）所述采用反滲透濾膜過濾的的物料溫度不高于30℃、進料壓力為15—18?bar?，反滲透濾膜的循環壓力為18—21bar，反滲透濾膜滯留物出口流量為進口總流量的1/10—1/15。

所述陰離子交換樹脂為315型陰離子交換樹脂。

所述步驟（3）所述陰離子交換樹脂進行濕法裝柱，反滲透濾膜滯留物以1.2BV—1.5BV/h?的流速上柱，同時檢測上柱過程中流出液的電導率，陰離子柱流出液的電導率為1.4—1.8?ms/cm時，停止上柱。

所述陰離子交換樹脂的洗脫液是濃度為2—6%的硫酸溶液，洗脫液的用量為所述的陰離子交換柱的進料體積的1.2—1.5?倍，對所述陰離子交換樹脂洗脫后，采用空氣壓空陰離子樹脂，得到含有洗脫液的乳酸溶液。