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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物化工领域,具体涉及一种纤维素乳酸发酵液分离纯化过程的脱色方法。
技术介绍
1、微生物发酵液中存在大量的色素分子,它们主要来源于培养基中的碳源和氮源以及微生物代谢产生的蛋白、多肽等;色素不仅会影响分离纯化的单元操作,还会影响产品色度和纯度。目前乳酸发酵液的脱色方法主要有活性炭、离子交换树脂和纳滤脱色法。其中活性炭脱色法比较成熟,但是依然存在很多不足。比如使用粉末或者颗粒活性炭,其脱色成本往往占分离纯化成本的50%以上。粉末活性炭使用过程中粉尘大,操作不便,而且部分粉末太细难以完全除去,影响后续分离纯化步骤;颗粒活性炭虽然操作较为方便,但是脱色效果较差,使用量大,成本高。
2、纤维素发酵生产乳酸相较于传统粮食发酵,增加了纤维素预处理和糖化过程,其色素含量更多、成分更复杂。一般脱色方案是将发酵液通过颗粒活性炭柱初步脱色,随后用粉末活性炭再脱色一次,发酵液透光率t430方可达到92%~95%。发酵液浓缩后色素聚集,透光率又降低至90%以下,需用粉末活性炭再脱色一次方可使透光率达到98%以上。该方法历经三次活性炭脱色,工艺复杂,耗时长,活性炭用量大,成本高。因此开发一种高效低成本的脱色方法,很有必要。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题,本专利技术提供一种纤维素乳酸发酵液的脱色方法。该方法不仅可以节约发酵液分离纯化过程中碱的用量,而且可以减少脱色过程中活性炭的用量;脱色后发酵液透光率t430大于99%,产物回收率大于97%。本专利技术不仅提高了乳酸的产品
2、为达到上述目的本专利技术采用以下技术方案
3、本专利技术提供一种纤维素乳酸发酵液的脱色方法,包括以下步骤:
4、(1)纤维素乳酸发酵液离心除去菌体和木质素,并测量体积和乳酸含量;
5、(2)发酵液中加入脱色剂过氧化钙,室温下搅拌一段时间;
6、(3)加入氢氧化钙调节发酵液至碱性;
7、(4)过滤或离心得到乳酸钙;
8、(5)加入稀硫酸得到乳酸溶液和硫酸钙沉淀;
9、(6)离心除去固形物;
10、(7)乳酸溶液过装好的颗粒活性炭柱,流出液直接用于下一步的分离纯化步骤。
11、步骤(1)中发酵液来源于木质纤维素(玉米秸秆、玉米叶、玉米芯、水稻秸秆、甘蔗渣、芒草、芦苇、麦草等)的乳酸发酵;乳酸含量由高效液相色谱通过外标法测量。
12、步骤(1)(4)和(6)中离心机转速为7000-9000rpm,离心温度为10℃-30℃。
13、步骤(2)中过氧化钙用量与发酵液体积比为0.1%~3% g/ml;搅拌时间为10~30分钟。
14、步骤(3)中碱性发酵液的ph为8~10;氢氧化钙用量与乳酸的摩尔比值为50~80%。
15、步骤(5)中乳酸溶液ph为1~3,稀硫酸浓度为1wt%~5wt%。
16、步骤(3)和(5)中ph值用ph试纸或ph计测量。
17、步骤(7)中脱色温度为10℃-30℃。
18、颗粒活性炭柱使用前先用稀盐酸或稀硫酸进行活化,活化所用酸浓度为0.1wt%~5wt%,活化温度为室温。
19、活性炭柱使用后可用稀硫酸的热溶液对色素进行洗脱以回收套用,所述稀硫酸浓度为0.1wt%~5wt%,洗脱温度为50~80℃。
20、步骤(7)中使用活性炭柱脱色后的乳酸溶液透光度t430大于99%,可直接用于下一步骤的分离纯化过程。
21、本专利技术以过氧化钙为初步脱色剂具有以下优势:
22、1 脱色步骤和碱化步骤可以在同一反应器内,操作简便;
23、2 过氧化钙脱色时产生的副产物氢氧化钙正好是碱化步骤所使用的碱,节约了碱的用量;
24、3 过氧化钙脱色时不产生其它固形物,与活性炭脱色法相比,省略了过滤除碳过程,工艺更加简约;
25、4 脱色在室温即可进行且效果卓著,与活性炭脱色法(50℃~80℃)相比,节约能源,降低成本;也省去了加热时间,工艺时长得到改善;
26、5 过氧化钙对发酵液的脱色效果显著,使用颗粒活性炭柱进行二次脱色时,活性炭柱所需吸附的色素量少,脱色效果好;
27、6活性炭柱的洗脱再活化利用更加容易,循环利用次数增加。
28、7本专利技术还避免了粉末活性炭的使用,降低了操作难度,也避免了超细粉末活性炭除不净对后续分离纯化步骤的影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:纤维素乳酸发酵液离心除去菌体和木质素,并测量体积和乳酸含量;发酵液中加入脱色剂,并在反应器中搅拌一段时间;加入氢氧化钙调节发酵液至碱性;过滤或离心得到乳酸钙;加入稀硫酸得到乳酸溶液和硫酸钙沉淀;离心除去固形物;乳酸溶液过装好的颗粒活性炭柱,流出液测透光率;活性炭柱使用热的稀酸溶液进行色素洗脱以回收套用。
2.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,用于乳酸发酵的木质纤维素原料包括玉米秸秆、水稻秸秆和甘蔗渣。
3.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,脱色剂为过氧化钙,过氧化钙用量与发酵液体积比为0.1%~3% g/mL。
4.根据权利要求3所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,使用过氧化钙脱色时,温度为10℃~30℃。
5.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,发酵液碱化后的pH为8~10。
6.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,氢氧化钙用量与乳酸的摩尔比
7.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,酸化过程中使用的稀硫酸浓度为1wt%~5wt%,乳酸溶液pH为1~3。
8.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,使用活性炭柱脱色时,温度为10℃~30℃。
9.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,活性炭柱进行色素洗脱时,所用稀酸为1wt%~5wt%的稀硫酸溶液,洗脱温度为50~80℃。
...【技术特征摘要】
1.一种纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:纤维素乳酸发酵液离心除去菌体和木质素,并测量体积和乳酸含量;发酵液中加入脱色剂,并在反应器中搅拌一段时间;加入氢氧化钙调节发酵液至碱性;过滤或离心得到乳酸钙;加入稀硫酸得到乳酸溶液和硫酸钙沉淀;离心除去固形物;乳酸溶液过装好的颗粒活性炭柱,流出液测透光率;活性炭柱使用热的稀酸溶液进行色素洗脱以回收套用。
2.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,用于乳酸发酵的木质纤维素原料包括玉米秸秆、水稻秸秆和甘蔗渣。
3.根据权利要求1所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方法,其特征在于,脱色剂为过氧化钙,过氧化钙用量与发酵液体积比为0.1%~3% g/ml。
4.根据权利要求3所述的纤维素乳酸发酵液的脱色方...
【专利技术属性】
技术研发人员:林俊辉,孙杰,徐人威,
申请(专利权)人:中化泉州石化有限公司,
类型:发明
国别省市:
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