[發明專利]一種高純度低能耗的乳酸生產工藝

在審

• 申請號: 201810967349.0
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN110857445A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 董立華;劉海濤;董衛濤
• 申請（專利權）人: 濱州市華康夢之緣生物科技有限公司
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56;C12R1/845
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種低能耗高純度的乳酸制備工藝，在乳酸生產過程中采用超濾膜將產物乳酸從發酵罐中源源不斷的濾出，無需加入堿類調節發酵罐內pH，避免雜質引入同時還可避免酸抑制作用，省略了復雜的酸解及板框壓濾步驟，避免大量副產物產生的同時降低了能耗，具有很高的環境保護價值及經濟價值，并且本發明采用葡萄糖為原料，米根霉菌為發酵菌種，在制備過程中，通過米根霉的菌絲使其自團聚形成米根霉菌小球達到自固化的效果，避免游離的菌絲大面積團聚阻礙物料傳質，發酵過后菌種易與料液分離，分離后的菌種還可進行重復利用，具有很高的經濟價值，適用于工業生產。

技術領域

本發明涉及發酵工程技術領域，更具體的說是涉及一種高純度低能耗的乳酸 生產工藝。

背景技術

乳酸在工業、食品、醫藥等方面具有很多用途，被廣泛用作防腐劑、酸味劑 和還原劑。在罐頭、醬類和飲料的生產過程中，乳酸可代替苯甲酸、山梨酸鉀等 對人體有副作用的防腐劑，同時又可作為這些食品的酸味劑；在啤酒的生產過程 中可用乳酸調節pH值，不僅可以促進原料糖化，還可以抑制雜菌的生長；乳酸 在醫療方面有很多重要的應用，可用作消毒劑和載體劑；乳酸鈉制成的溶液可以 治療酸中毒、高鉀血癥等疾病；乳酸酯類物質可以用作藥物的溶劑，增加人體對 藥的吸收，降低副作用，還可制成片劑的潤滑劑由聚乳酸制成的臨床上由廣泛應 用的有緩釋膠囊制劑、可生物降解手術縫合線、生物植入片等；在化學工業中， 乳酸是生物可降解塑料聚乳酸的主要原料；乳酸還可用于皮革制造行業，使皮革 柔軟細膩，還能使纖維有光澤；乳酸還可用做合成樹脂涂料、膠黏劑、香料和石 油管道的清洗劑。

現有技術中的乳酸生產多采用化學合成法、酶合成法和發酵法，其中化學合 成法因為生產原料具有毒性且不能生產單旋光性的乳酸存在較大缺陷，并且采用 化學合成法生產的乳酸在于用做食品添加劑時還要去除其中的有毒化學物質，增 加處理的難度，生產工藝復雜；酶合成法只要是1,2-氯丙酸酶法和丙酮酸酶法轉 化法，但是這兩種方法均存在生產工藝復雜的缺點，不適用于現代工業化生產， 其主要是用做實驗室研究等；發酵法生產乳酸具有工藝簡便、生產條件溫和和產 品光化學純度高等優點，所以被工業生產上廣泛應用。

發酵法主要是采用乳酸菌對糖類物質發酵同時加入碳酸鈣進行中和，發酵完 成后經過濾酸解再純化得到純乳酸。但是現有技術中的發酵法生產乳酸的提取工 藝為乳酸鈣結晶-酸解工藝，即將發酵得到的乳酸鈣發酵液經板框過濾去除雜質； 用硫酸酸解，生成硫酸鈣；板框過濾去除硫酸鈣雜質；用活性炭脫色，再過濾去 除活性炭；采用離子交換去除無機鹽等；蒸發濃縮得到產品。該工藝成熟且易于 控制，但是工藝路線長且復雜，并且在純化過程產生大量的副產品和大量的水耗， 污染嚴重不符合可持續發展的理念，且獲得的產品純度較低。故如何提供一種工 藝簡便，能耗低且無污染且生產的乳酸濃度高、純度高的乳酸生產工藝，是本領 域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種直接從發酵液中提純乳酸的工藝，在生產過程 中將乳酸連續不斷的從物料中分離出來，避免了氫氧化鈣的加入以及后續的復雜 處理步驟，具有良好的提純效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高純度低能耗的乳酸生產工藝，包括以下步驟：

(1)原料準備：在調料罐內注入適量的水，將水溫升至50℃,打開攪拌器， 倒入葡萄糖粉，溶解并攪拌均勻，調節pH在5.5～6.0之間，轉入糖液儲罐待用；

(2)加熱滅菌：采用高溫蒸汽對物料輸送設備和發酵設備進行滅菌，物料 輸送設備和發酵設備滅菌完成后，開啟轉料泵，使物料通過噴射泵進入發酵罐， 同時使高溫蒸汽通入噴射泵，通過高溫蒸汽對物料加熱滅菌；

(3)發酵：待所述步驟(2)中滅菌后的設備及物料降溫至45～48℃，將菌 種接入至發酵罐中，開始發酵，保持發酵罐內溫度為45～50℃，壓力為0.4～0.8Mpa， 在發酵過程中，采用超濾膜進行初步分離，將產物乳酸從發酵料液中源源不斷的 分離出來，截留液繼續發酵；