发酵液中乳酸的分离提取研究进展

乳酸是合成聚乳酸的原料,生物法制备乳酸是目前工业上生产乳酸的主要方法。但乳酸发酵液成分复杂,后续的分离提纯过程成了制约乳酸生产的技术瓶颈和难点,也决定着乳酸的品质与收率。本文对乳酸发酵液的主要的分离提取工艺进行了介绍,包括结晶分离技术、酯化水解法、萃取法、分子蒸馏法、膜分离法、吸附法及与发酵耦合的原位分离技术。并提出单一的分离技术很难有效提取乳酸,需将多种技术集成、改良提纯工艺路线。其中,将各种新型高效的集成技术与发酵过程的有机结合,实现连续或半连续的发酵过程,可提高乳酸产率和产品质量,有望形成高效率、高品质、低污染、低能耗、可工业化的乳酸提纯工艺路线。     

应用吸附树脂从发酵液中提取乳酸的研究

应用吸附树脂提取发酵液中的乳酸，可克服传统钙盐分离法存在的问题。应用国产叔胺型Ｄ－３０１树脂吸附发酵液中的乳酸。探讨Ｄ－３０１树脂的吸附性能以及解吸剂的选择，并与交联型乙烯基吡啶树脂的性能进行比较。     

氟铵助溶法从粉煤灰提取氧化铝新工艺的研究

针对传统的从粉煤灰中提取氧化铝方法存在的问题，采用氟化铵助溶法从粉煤灰中提取氧化铝。从实验原理、工艺路线、工艺参数等方面进行实验研究。研究结果表明，采用氟铵助溶法提取氧化铝，铝的溶出率和Al2O2的含量均可达到97％以上；采用氟铵助溶工艺，反应基本上处于常温常压下工作，避免了高温烧结工艺，节约了能源，降低了成本；生产过程中产生的废气、废液、废渣基本实现了合理利用。     

十二水硫酸铁铵催化合成乳酸酯

以十二水硫酸铁铵为催化剂 ,催化乳酸和醇的酯化作用 ,制备了 8种乳酸酯。     

从发酵液中分离乳酸的新工艺

介绍了采用膜分离与离子交换相结合分离乳酸的新工艺。与传统的乳酸钙结晶法相比，新工艺具有提高产品收率、降低生产成本、缩短生产周期等优点。     

乳酸乙酯合成研究现状与发展趋势

乳酸乙酯具有无毒、可生物降解、溶解性好等特点,在工业上可以作为 “绿色溶剂”取代目前使用的有毒有害的有机溶剂。结合作者课题组近年的研究工作,对以乳酸和乳酸铵两种物质为原料,通过化学法和生物法合成乳酸乙酯的国内外发展情况和最新研究成果进行了综述与分析。总结了以不同原料和不同方法合成乳酸乙酯的优点和不足,对乳酸乙酯合成的发展趋势进行了展望。     

络合萃取法提取发酵液中丁二酸铵

为提高微生物发酵法生产丁二酸的产品提取收率,用三辛胺/正辛醇体系对发酵液进行络合萃取。比较硫酸和阳离子交换树脂两种前处理发酵液方式对络合萃取丁二酸的影响以及用氨水反萃制备丁二酸铵。结果表明,通过阳离子交换树脂前处理发酵液,三辛胺/正辛醇体系对丁二酸的萃取率高于硫酸前处理,达到91.3%;氨水是一种优良反萃剂;萃取剂重复使用5次,平均萃取率为90.4%,平均反萃率为94.9%,且萃取率和反萃率未见明显下降。     

发酵液中乳酸的盐析萃取

研究了一种利用盐析萃取法分离发酵液中乳酸的新方法. 通过系统考察乳酸在不同盐析萃取体系中的分配规律,发现K2HPO4-甲醇和K2HPO4-乙醇体系适合分离发酵液中的乳酸. 发酵液中乳酸浓度为167 g/L时,采用25%(w) K2HPO4-26%(w)甲醇盐析萃取体系,乳酸的分配系数和回收率分别为4.01和86.0%;采用14%(w) K2HPO4-30%(w)乙醇盐析萃取体系,乳酸的分配系数和回收率分别为3.23和90.6%. 此时上相中残余葡萄糖、菌体和可溶性蛋白的去除率分别达67.3%, 100%和85.9%.     

发酵液中乳酸的电渗析法分离

采用电渗法分离发酵液中低浓度乳酸,考察了电渗析器的操作条件对极限电流密度和乳酸电年速率的影响,并分别用修正的Ｗｉｌｓｏｎ公式和乳酸电渗析速率方程描述了它们之间的关系。     

乳酸发酵液电渗析过程中氨基酸的迁移现象

使用三室双极膜电渗析法处理乳酸发酵液时,杂质氨基酸的迁移会影响回收乳酸的纯度. 通过对乳酸发酵液电渗析过程中氨基酸迁移现象的研究,发现各种不同氨基酸的迁移速率主要受其初始浓度、pI值与料室pH值的差值、阴离子交换膜对其选择性及其自身电迁移率的影响. 根据此规律,建立了离子迁移速率计算模型,通过与实际过程比较,表明其可有效预测杂质氨基酸的迁移情况,估算特定体系达到预定收率时的纯度. 实验验证结果表明,氨基酸的迁移率为32.5%,与对照实验(82.6%)相比,降低率为60.7%. 通过调节氢渗漏控制料室pH值、提高阴膜对乳酸的专一选择性等可控制氨基酸向酸室迁移,以获取更高的乳酸纯度.     

米皮乳酸发酵饮料复合稳定剂的研究

米皮乳酸发酵饮料原料价格低廉、富含膳食纤维和矿物质等营养元素、口感风味独特,是一种极其有发展前途的保健饮料。但是米皮乳酸发酵饮料容易发生分层或沉淀现象,所以饮料的稳定性研究是一个关键的问题。本文通过大量实验研究了米皮乳酸发酵饮料的稳定性的稳定剂配方,对不同稳定剂配方的米皮酸奶的稳定剂进行测定分析的最佳配方为:CMC添加量(羧甲基纤维素钠)0.08%、黄原胶添加量0.25%、三聚磷酸钠添加量0.02%、果胶添加量0.20%,稳定效果由一天内的静置分层提升到3个月都无分层现象。     

乳酸左氧氟沙星中的乳酸的HPLC测定

建立了HPLC法测定乳酸左氧氟沙星中的乳酸含量.采用ZOILBAX 300一SCX柱.0.0025mol/L硫酸溶液-乙腈(85:15)为流动相,检测波长为210nm.乳酸的回收率为99.6%,RSD为0.95%.     

青霉素发酵液膜过滤工艺研究

采用膜法处理青霉素发酵液,可以大大提高滤液质量,提高青霉素生产收率2.31%,同时可以降低后续工段的生产负荷,降低废水中的有机物含量,节能降耗,减少环保费用,有利于清洁生产.     

发酵液中丙酮酸提取工艺研究

采用萃取-精馏法从发酵液中回收丙酮酸,重点研究了萃取-精馏法的工艺路线,详细讨论了不同萃取剂、不同酸调节pH值不同pH值以及减压精馏条件下不同塔顶温度、不同补料量对丙酮酸回收率的影响。最终确定了较好的工艺条件,获得了较高的产率,并且使产物中的丙酮酸含量达到99.1%以上。     

基于离子交换层析技术提取发酵液中的丙酸

用7种不同性能的阴离子交换树脂吸附发酵液中丙酸,考察了发酵液酸化方式及pH值对吸附量的影响,分析了不同浓度H2SO4的解吸情况,比较了多柱串联组合层析提高丙酸收率的可行性. 结果表明,大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂ZGD630对发酵液中的丙酸吸附量最高,采用H型阳离子交换树脂D001酸化工艺,当pH值由6.5降至3时,ZGD630树脂对发酵液中丙酸的静态吸附量从54.34 mg/g提高至110 mg/g,动态吸附量达152.5 mg/g. 用4 mol/L H2SO4进行解吸,丙酸浓度最高达81.8 g/L,为初始发酵液的2.12倍. 采用3柱串联组合层析时丙酸收率达62.15%,较单柱层析显著提高.     

发酵液中吩嗪-1-羧酸的初步分离工艺

通过考察吩嗪-1-羧酸(PCA)在不同pH值下的溶解度,利用PCA碱溶酸沉的性质,采用絮凝法去除发酵液中的大分子蛋白质和菌丝体等杂质,初步分离出代谢产物PCA;研究了絮凝剂用量、发酵液稀释倍数、pH值及温度对过滤速度、终产品PCA含量和回收率的影响. 结果表明,当以聚氯化铝为絮凝剂、发酵液稀释4倍、絮凝pH值为8.5、絮凝温度为30℃时,所得产品中PCA含量达69.9%,产品对发酵液的PCA回收率为91.3%.     

Separation of Fermentation Products by Membrane Techniques. II. Conversion of Lactate to Lactic Acid by Electrodialysis

ABSTRACT

The yield of an electrodialysis unit operating for the conversion of lactate to lactic acid (LA) is depressed by low conductivity of the lactic acid solution. Experiments performed with a laboratory electrodialysis unit (ED) designed to establish the limiting current density i_lim for the whole unit and for each of the membrane/solution elements revealed high voltage drops for membranes in contact with the lactic acid solution. By filling the LA compartment with a cation-exchange resin as the conducting turbulence promoter, it was possible to increase i_lim from 2.7 ± 0.3 to 18.3 ± 2.0 mA/cm². With a resin suspension the rate of lactic acid formation was 6.0 mol^{â2 â1}, the current efficiency amounted to 92%, and the energy consumption was 3.3 kWg^â1. A hypothesis for the 7-fold increase of i_lim by filling the LA compartment with a grained conducting resin is presented.