[發明專利]一種分離提取乳酸的方法、乳酸產品及其制備方法、乳酸鈣顆粒的制備方法

在審

• 申請號: 202110992044.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN115724734A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 楊晨;杜建華;孫曉靈;郜洪兵;謝勇;劉修才
• 申請（專利權）人: 上海凱賽生物技術股份有限公司;CIBT美國公司
• 主分類號: C07C59/08
• 分類號: C07C59/08;C07C51/42;C07C51/48;A23L29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及生物發酵單體提取純化領域，公開了一種分離提取乳酸的方法、乳酸產品及其制備方法、乳酸鈣顆粒的制備方法，該方法包括：(1)采用第一萃取體系對第一溶液進行第一萃取處理，得到第一水溶液和第一有機溶液；(2)采用第二萃取體系對第一水溶液進行第二萃取處理，得到第二水溶液和第二有機溶液；第一溶液包括乳酸發酵液和/或乳酸發酵處理液；第二萃取體系包括第二絡合萃取劑，第二絡合萃取劑為中性磷氧型萃取劑和/或雙配位磷氧型萃取劑。本發明通過萃取工藝從乳酸發酵液中高效地提取乳酸，具有選擇性強、成本低、收率高等優點。

技術領域

本發明涉及生物發酵單體提取純化領域，具體涉及一種分離提取乳酸的方法、乳酸產品及其制備方法、乳酸鈣顆粒的制備方法。

背景技術

乳酸是生產可生物降解聚乳酸的原料，隨著對生物可降解聚合物的需求日益增長，目前工業上多采用生物法生產乳酸，是以淀粉、葡萄糖、生物質等為原料，接種霉菌或乳酸菌類，通過發酵生成含乳酸或乳酸鹽的發酵液，再經分離得到乳酸。乳酸發酵液是一種組成非常復雜的體系，除含乳酸外，還有大量的菌體、蛋白質、殘糖、色素、無機鹽、副產有機酸等代謝產物等等。特別以生物廢棄物為原料的乳酸生物制造中，因原料的組成復雜，其中碳的組成有五碳糖、六碳糖及各種多糖等，色素含量和無機鹽含量等都大幅高于以單一淀粉為原料的發酵液，使這一領域乳酸的提取與純化困難重重。在實際的生產中，乳酸的提取成本也占到了總生產成本的50％～60％，提取方法的選擇不僅直接影響產品的質量和收率，且是制約乳酸產業化的技術瓶頸和難點所在。

目前從發酵液中分離提取乳酸的方法主要有鈣鹽結晶法、酯化水解法、萃取法、分子蒸餾法、膜分離法、吸附法及與發酵耦合的原位分離技術。乳酸萃取工藝中，乳酸先通過萃取劑從發酵液中萃取出來，再通過反萃方式從萃取劑相中回收至另一種溶劑中。朱華雷等(乳酸萃取技術的研究進展,當代化工,2020,v.49；No.297(10):245-251)較全面總結了萃取乳酸的進展，無論采用磷氧類、胺類、醇類等都是針對乳酸分子的萃取。乳酸發酵液通常用鈣鹽調節pH，所得乳酸以乳酸鈣形式存在，再加入硫酸酸解后進行提取。Xiulian Ren等(AASRI Procedia 3(2012)341-350)采用D2EHPA萃取乳酸發酵液中的Ca²⁺，使得水相H⁺升高，即水相得到乳酸(鈣離子未完全萃取)。而如何利用萃取方法從乳酸發酵液直接分離乳酸目前尚無系統文獻報道。

發明內容

本發明的目的是為了開發一種新的分離提取乳酸的方法。為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種乳酸產品，所述乳酸產品的化學純度為98wt％以上，進一步為98.5wt％以上，和/或，所述乳酸產品中殘留的金屬離子的含量為100ppm以下。

本發明第二方面提供一種分離提取乳酸的方法，該方法包括：

(1)采用第一萃取體系對第一溶液進行第一萃取處理，得到第一水溶液和第一有機溶液，所述第一萃取處理使得所述第一溶液中的至少一部分金屬離子被萃取到所述第一有機溶液中；

(2)采用第二萃取體系對所述第一水溶液進行第二萃取處理，得到第二水溶液和第二有機溶液，所述第二萃取處理使得所述第一水溶液中的至少一部分乳酸被萃取到所述第二有機溶液中；

其中，所述第一溶液包括乳酸發酵液和/或乳酸發酵處理液；

所述第二萃取體系包括第二絡合萃取劑，所述第二絡合萃取劑為中性磷氧型萃取劑和/或雙配位磷氧型萃取劑。

優選地，該方法還包括步驟(3)：采用反萃取劑對所述第二有機溶液進行反萃取，得到乳酸水溶液或乳酸鹽水溶液。

本發明第三方面提供一種乳酸產品的制備方法，該方法包括：采用本發明第二方面所述的方法得到乳酸水溶液或乳酸鹽水溶液，然后將乳酸水溶液進行純化得到乳酸產品，或者將乳酸鹽水溶液先進行酸解得到乳酸水溶液，然后再進行純化得到乳酸產品；