乳酸生产方法技术

本发明专利技术采用间歇式发酵法，采用淀粉含量较高的农副产品，如：大米、薯干、山芋、玉米和米糠等等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、过滤和浓缩等工序生产乳酸，其特征在于在发酵配料时控制各种原辅料的加入量，使发酵完成后的乳酸溶液浓度在９ｇ／Ｌ－２０ｇ／Ｌ之间，发酵完成并经常规处理后的乳酸溶液直接采用膜分离技术进行浓缩。本方法克服了现有间歇式生产方法中需要加入碳酸钙等一类物质以及需要加入硫酸分解且生成硫酸钙的弊端，又结合了膜分离技术。另外，还可得到乳酸链球菌肽和菌体粉等副产品。本方法减少了原辅材料的使用，简化了工艺，减少了废弃物的排放，回收利用了宝贵的水资源，其经济、社会效益十分显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到用生物化工技术加工农副产品成工业品有机酸的方法，更具体地说是涉及到用发酵法生产乳酸的方法。
技术介绍
目前，工业应用的大都采用淀粉含量较高的农副产品，如大米、薯干、山芋、玉米和米糠等等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、中和、沉淀、结晶、酸解、浓缩等工序生产出乳酸。在上述工序中，发酵是至关重要的重要的一环。根据接种类型的不同，可以生产不同乳酸，如D型乳酸和L型乳酸。在乳酸发酵工序中，在经过糊化、糖化处理的淀粉含量较高农副产品加入菌种，使其发酵，即发酵成乳酸。随着乳酸的不断增加，体系的PH值将随之发生变化，乳酸在发酵平衡中趋于饱和，发酵过程就会变得缓慢，直至停止。通常，采用加入碳酸钙等一类碱性物质，使其与乳酸反应生成乳酸钙，从而降低发酵体系中的乳酸含量，使发酵过程继续进行。在发酵完成后(通常指发酵液中残糖小于1g/L时)，再将精制乳酸钙与硫酸反应，酸解出乳酸，同时形成硫酸钙。采用这种方法生产得到的乳酸溶液浓度较高，约为100g/L。但由于其使用碳酸钙、硫酸等工业原料，产生硫酸钙等废弃物，对环境不友好，并且工艺生产成本较高。这种生产方法是在发酵罐中一次性装入各种原辅材料，然后发酵，直至发酵完成，然后再对乳酸钙进行处理，因此，常被称为间歇式钙盐法。近年来，用发酵法生产乳酸的工艺技术得到不断发展，其中一个值得注意的发酵方法就是所谓原位分离发酵技术，即采用电渗析、离子交换和膜分离等分离技术，在乳酸发酵过程中不断移去新增乳酸而保持PH值稳定，使发酵不受抑制地继续进行。然而，采用上述各种方法也存在不同程度的不足。如采用电渗析分离，可以移去乳酸而不需加碱控制PH值，但乳酸通过阳离子膜时有损耗，且阻塞严重。采用离子交换方式可以控制PH值，但树脂容量有限。上述各种方法的一个共同特点是发酵过程可以连续进行，随着乳酸的生成，乳酸不断被移去并被浓缩。因此，这些方法常被称为连续式发酵法。
技术实现思路
本专利技术采用间歇式发酵法，采用淀粉含量较高的农副产品，如大米、薯干、山芋、玉米米糠等等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、过滤、浓缩等工序生产乳酸，其特征在于在发酵配料时控制各种原辅料的加入量，使发酵完成后的乳酸溶液浓度在9g/L-20g/L之间，发酵完成并经常规处理后的乳酸溶液直接采用聚丙烯纤维棉和0.2μm微孔陶瓷棒微滤，然后再采用膜分离技术进行浓缩。更具体的说就是将经过糊化、糖化处理的淀粉含量较高的农副产品按照一定的量加入到发酵罐中(或者将淀粉含量较高的农副产品按照一定的量加入到发酵罐中，进行糊化和糖化处理)，其加入量应当保证发酵完成后乳酸溶液的浓度在9g/L-20g/L之间。加入量太少，生产效率低；加入量太多，则可能发酵不完全，造成原材料浪费。然后，根据生产的需要加入菌种(如需生产L型乳酸，则加入乳酸链球菌菌种)，按通常间歇式生产的方法控制发酵工艺技术条件，直至发酵完成。由于发酵完成后的乳酸浓度较低，因此，发酵的速度大于普通间歇式发酵方法。发酵完成后，将乳酸溶液通过离心机处理去除菌体，并对菌体进行处理可以得到乳酸链球菌肽和菌体粉等副产品。再在经过离心处理的乳酸溶液中加入絮凝剂经离心或沉淀去除有机杂质，再经过活性炭吸附、聚丙烯纤维棉微滤、0.2μm微孔陶瓷微滤等，然后，采用高压RO(反渗透)膜浓缩，并回收到可以直接用于发酵的纯净水。所谓高压RO膜浓缩是指将经过上述处理的乳酸溶液通过一定的压力加入到装有RO膜的分离系统中，通常压力为1-4Mpa，经RO膜分离后纯水和浓缩后的乳酸溶液分别从分离系统不同的出口流出，达到浓缩乳酸的目的。经过浓缩的乳酸溶液可以达到或超过采用现有的间歇式生产技术所要求的浓度。因此，可以采用现有技术对浓缩后的乳酸溶液进行处理，最终得到合格的乳酸产品。采用本方法即克服了现有间歇式生产方法中需要加入碳酸钙等一类物质进行中和以及需要加入硫酸进行酸解且生成硫酸钙的弊端，又结合了膜分离技术，且克服了连续式生产方法中膜分离技术中的不足。另外，还可得到乳酸链球菌肽和菌体粉等副产品。从整体上来说，本方法减少了原辅材料的使用，简化了工艺，减少了废弃物的排放，回收利用了宝贵的水资源，其经济、社会效益十分显著。下面结合实例对本方法作进一步的说明。实例1按照含总糖浓度为15g/L的要求配制发酵料液5升，按照料液总量6％(重量比)的比例接种乳酸链球菌培养物，发酵4天后，无残糖，PH值为3.5，即为发酵完成。此时，乳酸溶液的浓度约为9g/L。发酵完成后的乳酸溶液经离心处理去掉绝大部分菌体，在0.05Mpa压力下，过活性炭柱再去掉部分有机杂质，接着过聚丙烯纤维棉和0.2μm微孔陶瓷棒微滤，得到预处理后的乳酸溶液。采用陶氏TW30-1812-50低压反渗透膜进行浓缩分离。在0.8Mpa压力下，预处理后的乳酸溶液以1升/1小时的速度流出，得到乳酸含量为21g/L的粗乳酸。实例2、实例3与实例1的实验条件相同，仅是总糖浓度等参数有所变化。三个实例的结果如下表 权利要求1.一种间歇式，采用淀粉含量较高的农副产品，如大米、薯干、山芋、玉米米糠等等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、过滤、浓缩等工序生产乳酸，其特征在于在发酵配料时控制各种原辅料的加入量，使发酵完成后的乳酸溶液浓度在9g/L-20g/L之间，发酵完成并经常规处理后的乳酸溶液直接采用聚丙烯纤维棉和0.2μm微孔陶瓷棒微滤，然后再采用膜分离技术进行浓缩。2.根据权利要求1所述生产方法，其特征在于所述膜分离技术采用的分离膜为RO膜，即反渗透膜。3.根据权利要求1所述生产方法，其特征在于发酵完成后的乳酸溶液浓度在9g/L-20g/L之间。全文摘要本专利技术采用间歇式发酵法，采用淀粉含量较高的农副产品，如大米、薯干、山芋、玉米和米糠等等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、过滤和浓缩等工序生产乳酸，其特征在于在发酵配料时控制各种原辅料的加入量，使发酵完成后的乳酸溶液浓度在9g/L－20g/L之间，发酵完成并经常规处理后的乳酸溶液直接采用膜分离技术进行浓缩。本方法克服了现有间歇式生产方法中需要加入碳酸钙等一类物质以及需要加入硫酸分解且生成硫酸钙的弊端，又结合了膜分离技术。另外，还可得到乳酸链球菌肽和菌体粉等副产品。本方法减少了原辅材料的使用，简化了工艺，减少了废弃物的排放，回收利用了宝贵的水资源，其经济、社会效益十分显著。文档编号C12P7/40GK1724679SQ200510057160公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月8日 优先权日2005年7月8日专利技术者陈安俊 申请人:陈安俊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间歇式乳酸生产方法，采用淀粉含量较高的农副产品，如：大米、薯干、山芋、玉米米糠等等为原料，通过糊化、糖化、接种、发酵、过滤、浓缩等工序生产乳酸，其特征在于在发酵配料时控制各种原辅料的加入量，使发酵完成后的乳酸溶液浓度在９ｇ／Ｌ－２０ｇ／Ｌ之间，发酵完成并经常规处理后的乳酸溶液直接采用聚丙烯纤维棉和０．２μｍ微孔陶瓷棒微滤，然后再采用膜分离技术进行浓缩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安俊，
申请(专利权)人：陈安俊，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]