聚乳酸生產(chǎn)之乳酸提取占到了總生產(chǎn)成本的50%-60%——從發(fā)酵液中提取乳酸的主要方法有鈣鹽法和萃取法

　　乳酸作為聚乳酸合成單體和一種重要的有機(jī)酸，其市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，用途愈加廣泛，可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、醫(yī)用高分子材料、化工工業(yè)等領(lǐng)域。

　　目前工業(yè)上多采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸，以淀粉(如玉米粉、大米粉、紅薯粉等)、葡萄糖等糖類為原料，接種微生物(如米根霉、乳酸菌類等)，通過(guò)發(fā)酵生成含乳酸或乳酸鹽的發(fā)酵液，再經(jīng)分離提取得到乳酸產(chǎn)品。

　　發(fā)酵過(guò)程中，乳酸的生成會(huì)使發(fā)酵體系PH值降低，從而抑制菌體的正常生長(zhǎng)和產(chǎn)酸，需要通過(guò)添加酸中和劑如碳酸鹽或氫氧化物(如CaC03、Na0H、氨水等)來(lái)控制發(fā)酵體系的pH值，使發(fā)酵過(guò)程得以順利進(jìn)行。

　　乳酸發(fā)酵液是一種成分非常復(fù)雜的混合物，除含有乳酸外，還有大量的菌體及碎片、蛋白質(zhì)、殘?zhí)恰⑸?、無(wú)機(jī)鹽、發(fā)酵副產(chǎn)物以及未轉(zhuǎn)化的淀粉等雜質(zhì)，而它們多來(lái)源于原料、未消耗完全的培養(yǎng)基及發(fā)酵的中間副產(chǎn)物。這些雜質(zhì)的存在為乳酸后續(xù)的分離、精制帶來(lái)了很大的困難，而在實(shí)際的生產(chǎn)中，乳酸的提取成本也占到了總生產(chǎn)成本的50%-60%。

　　因此乳酸的分離提取就變得尤為重要，它是制約乳酸生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)瓶頸和難點(diǎn)所在。尤其是蛋白、糖類、無(wú)機(jī)鹽在乳酸提純過(guò)程中難以被脫除，它們的存在會(huì)使得后續(xù)的精制過(guò)程(如分子蒸餾)難以進(jìn)行，所得乳酸產(chǎn)品收率低，產(chǎn)品品質(zhì)也不高。

　　從發(fā)酵液中提取乳酸的主要方法有鈣鹽法、萃取法、吸附法、酯化法及膜分離法等，考慮到生產(chǎn)成本、環(huán)境污染及生產(chǎn)穩(wěn)定性等問(wèn)題，目前工業(yè)化生產(chǎn)大多采用鈣鹽法，即乳酸鈣結(jié)晶-酸解工藝。該工藝流程為:首先對(duì)發(fā)酵液中的乳酸鈣進(jìn)行濃縮結(jié)晶，接著加入硫酸進(jìn)行酸化、加入活性炭脫色后，將含有乳酸的脫色液進(jìn)行超濾處理，除去其中的部分糖類和大分子化合物等，再經(jīng)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂脫除其中的雜質(zhì)離子，濃縮，最后經(jīng)分子蒸餾即可得到精制后的成品乳酸。該工藝相對(duì)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單，存在的主要問(wèn)題有離子交換過(guò)程消耗大量的酸堿，并產(chǎn)生大量的廢水，且整個(gè)工藝乳酸損失量大、收率低，所得產(chǎn)品純度低，達(dá)不到聚合級(jí)質(zhì)量指標(biāo)要求。

　　為了解決以上乳酸分離提取過(guò)程中乳酸損失量大、收率低、純度低、污染嚴(yán)重、能耗大、工藝繁瑣以及不能連續(xù)化生產(chǎn)等問(wèn)題，鄭州天一萃取采用新型離子溶劑將粗乳酸溶液中的乳酸通過(guò)耦合吸附提取，使乳酸與水和其它雜質(zhì)進(jìn)行了有效分離，再利用溶劑的熱敏效應(yīng)將乳酸與溶劑分離。該工藝技術(shù)特點(diǎn)如下：

　　(1)效率高：耦合吸附分離后原液中乳酸殘存濃度較低;

　　(2)選擇性強(qiáng)：只吸附乳酸及其極性相同物質(zhì)，不吸附其它物質(zhì);

　　(3)生產(chǎn)成本低：由于耦合吸附分離在常壓下進(jìn)行，不需要消耗其它原材料;

　　(4)分離質(zhì)量高：產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到和部分超過(guò)國(guó)際同類產(chǎn)品水平;

　　(5)生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)化;

　　(6)勞動(dòng)條件和生產(chǎn)環(huán)境明顯改善。

　　采用天一萃取溶劑萃取法提純?nèi)樗幔罱K得到的產(chǎn)品收錄高、產(chǎn)品品質(zhì)好，熱穩(wěn)定性好，各項(xiàng)指標(biāo)均合格且優(yōu)于國(guó)標(biāo)要求。