一种生产L-乳酸的方法

摘要

本发明涉及一种生产L-乳酸的方法。该方法以农作物秸秆和米根霉为原料，具体操作步骤包括：A.制备秸秆糖化液，B.加入辅料接种米根霉发酵，C.重复发酵25批次，D.发酵清液酸化，E.超滤，F.纳滤，G.反渗透，H.离子交换，I.真空浓缩得到质量百分浓度85％的L-乳酸产品。本发明以农作物秸秆水解糖液为主要原料制备L-乳酸，显著降低L-乳酸的生产成本；采用米根霉一次接种增殖，菌体多次重复利用生产L-乳酸，缩短L-乳酸发酵周期，L-乳酸的发酵强度显著提高；采用先进的膜分离、离子交换集成技术，提高了乳酸的产品质量；本发明过程简单，连续性强。

主权项

一种生产L-乳酸的方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)将农作物秸秆玉米秸秆粉碎后过40目筛，采用稀碱液、稀酸液、纤维素酶依次处理，制得含糖质量百分比为8-12％的糖化液10L；(2)将制得的质量百分比为8-12％糖化液加入发酵罐中，同时加入碳酸钙400-600g、硝酸铵30-35g、磷酸二氢钾3-5g、磷酸二氢钠2-3g、硫酸锌3-4g、硫酸镁3-4g和硫酸亚铁0.8-1.0g，灭菌冷却至32℃～34℃，接种孢子浓度为1011个/L的米根霉(Rhizopusoryzae)AS3.819孢子悬液500mL，在32℃～34℃进行通气搅拌发酵，发酵时间60-65h；停止通风及搅拌，罐中残糖浓度小于5g/L，静置；米根霉菌体自然沉降到发酵罐底，采用正压排出5/6体积的L-乳酸发酵液；(3)按步骤(2)在发酵罐内重新加入物料，在32℃～34℃进行通气搅拌发酵，重复25批次，每个批次发酵时间20～22h；每个批次发酵结束，停止通风及搅拌，米根霉菌体留在罐底重复利用，正压放出5/6体积的L-乳酸发酵液；(4)将步骤(2)和(3)得到的L-乳酸发酵液合并，按质量/体积比加入4.5‰(w/v)氢氧化钙、7.5‰(w/v)活性炭和3‰(w/v)硫酸镁，在70℃下搅拌45min，静置，离心过滤除去杂质，得到L-乳酸发酵清液；(5)采用98％浓硫酸对L-乳酸发酵清液进行酸化，静置沉淀，除去硫酸钙，得到酸化发酵液；(6)将酸化发酵液通过截留分子量为3000道尔顿的卷式超滤膜，操作压力0.8Mpa，浓缩比为10，除去蛋白质等大分子杂质，得到超滤浓缩液和超滤透过液，超滤浓缩液经过活性炭吸附处理后重新过滤；(7)将超滤透过液采用纳滤膜过滤，截留分子量150～300道尔顿，操作压力1.0MPa，透过液体积占进料体积的95％，得到纳滤浓缩液和纳滤透过液，纳滤浓缩液进入超滤膜超滤；(8)将纳滤透过液采用反渗透预浓缩，操作压力4MPa，得到质量分数为18％的L-乳酸预浓缩液；(9)将L-乳酸预浓缩液依次经过强酸性阳离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂脱除无机盐，得到脱盐L-乳酸溶液；(10)脱盐L-乳酸溶液进入真空蒸馏单元进行浓缩，得到质量百分浓度85％的L-乳酸产品，质量达到GB2023-2003标准。