[发明专利]一种以酱渣为原料生产有机酸的方法

说明书

技术领域

一种以酱渣为原料生产有机酸的方法，属于有机固体废弃物资源化技术领域。

背景技术

酱渣是指酿造酱油原料经制曲、发酵、淋出酱油后产生的固体残渣，据酿造原料不同，酱渣(干基)中含有约20～30％粗蛋白、7～18％粗脂肪、10％以上碳水化合物、20～24％粗纤维、8～12％水分、0.5～2％盐分和丰富的矿物质，再利用价值很高。我国是酱油生产及消费大国，仅2010年，就产生约470万吨的酱渣(含水75％)，目前酱渣主要是低价卖给农民用作肥料和饲料，但由于含盐度高，用量受到限制，而其回收利用和深度加工尚处于研究阶段，主要集中在提取油脂、膳食纤维、黄酮和鲜味剂等成分，但研究结果尚不理想。

酱渣既是废弃物，又是很好的有机资源，其中有机物含量在86.0～91.5％左右，生物易降解有机组分在40％以上，这些生物易降解有机物主要是多糖、蛋白质等，它们对微生物来说是丰富的营养源，其厌氧发酵会产生多种挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid，VFA)，如乙酸、丙酸、丁酸等，它们可作为发酵工业原料生产高附加值的发酵产品(如角质酶)，或作为化工原料合成其它产品(如聚乳酸)。

本发明以酱渣为原料，先用热碱对酱渣预处理，将其中的有机物转移到溶液中，通过厌氧发酵将其中的有机物高效转化为包括乙酸在内的小分子有机酸并得到酸化混合液，之后再经离心、萃取、反萃等工艺提取有机酸，获得包括乙酸在内的有机酸产品，该工艺可实现酱渣的资源化高效利用。

发明内容

本发明的目的在于发明一种以酱渣为原料生产有机酸的方法。

具体工艺步骤如下：

(1)原料：酱渣；

(2)预处理：将酱渣配制成固形物含量为50g/L～120g/L的水溶液，用NaOH溶液调pH值至11～12，用胶体磨磨5～15min，之后在60～95℃下，以90～150r/min的转速搅拌处理0.5～5h，然后在4500～6000r/min下离心5min，取上清液；

(3)厌氧产酸：将(2)中制得的上清液调pH值为8～9，以5～20％的接种量接种酸化污泥，在33～38℃下发酵7～10d，然后在4500～6000r/min下离心5min，取上清液；

(4)有机酸萃取：向(3)中制得的上清液中加入等体积的磷酸三丁酯，在4～10℃下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在4～10℃下静置，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，在相同条件下重复萃取两次，合并有机相；

(5)有机酸反萃：向(4)中制得的有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60～70℃恒温振荡5min，再置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、90～98℃、50～70r/min下旋转蒸发30min，浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸溶液，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。

本发明的优点

利用该工艺，可从酱渣中生产高附加值的乙酸等小分子有机酸，大大提高了酱渣的利用效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：取酱渣80g，溶于1L去离子水中，用NaOH调pH值为12，在80℃下，以140r/min搅拌处理2h，4500r/min下离心5min，取上清液调pH值为9，然后以15％的接种量接种酸化污泥，在35℃下发酵8d，4500r/min下离心5min，取上清液；向上清液中加入等体积的磷酸三丁酯，在5℃下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在5℃下静置，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，在相同条件下重复萃取两次，合并有机相；向上述有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60℃恒温振荡5min；将振荡混合液置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、90℃、60r/min下旋转蒸发30min，浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸溶液，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。

实施例2：取酱渣100g，溶于1L去离子水中，用NaOH调pH值为11，在90℃下，以150r/min搅拌处理3h，5000r/min下离心5min，取上清液调pH值为8，以7％的接种量接种酸化污泥，35℃下发酵11d，5000r/min下离心5min，取上清液；向上清液中加入等体积的磷酸三丁酯，在8℃下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在8℃下静置，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，在相同条件下重复萃取两次，合并有机相；向上述有机相中加入等体积的去离子水，混合后在70℃恒温振荡5min；将振荡混合液置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、95℃、70r/min下旋转蒸发30min，浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸溶液，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。