[发明专利]一种高纯度乳酸的生产工艺

说明书

本发明公开了一种高纯度的乳酸制备工艺，采用葡萄糖为原料，米根霉菌为发酵菌种，在菌种制备过程中，通过米根霉的菌丝使其自团聚形成米根霉菌小球达到自固化的效果，避免游离的菌丝大面积团聚阻碍物料传质，并且发酵过后菌种易与料液分离，分离后的菌种还可进行重复利用，重要的是采用米根霉菌发酵的乳酸产品光学纯度高，原料利用率高，结合多道后续纯化处理步骤，确保制品乳酸具有高纯度，且工艺简便，具有很高的经济价值，适用于工业生产。

技术领域

本发明涉及发酵工程技术领域，更具体的说是涉及一种高纯度乳酸的生产工 艺。

背景技术

乳酸在工业、食品、医药等方面具有很多用途，被广泛用作防腐剂、酸味剂 和还原剂。在罐头、酱类和饮料的生产过程中，乳酸可代替苯甲酸、山梨酸钾等 对人体有副作用的防腐剂，同时又可作为这些食品的酸味剂；在啤酒的生产过程 中可用乳酸调节pH值，不仅可以促进原料糖化，还可以抑制杂菌的生长；乳酸 在医疗方面有很多重要的应用，可用作消毒剂和载体剂；乳酸钠制成的溶液可以 治疗酸中毒、高钾血症等疾病；乳酸酯类物质可以用作药物的溶剂，增加人体对 药的吸收，降低副作用，还可制成片剂的润滑剂由聚乳酸制成的临床上由广泛应 用的有缓释胶囊制剂、可生物降解手术缝合线、生物植入片等；在化学工业中， 乳酸是生物可降解塑料聚乳酸的主要原料；乳酸还可用于皮革制造行业，使皮革 柔软细腻，还能使纤维有光泽；乳酸还可用做合成树脂涂料、胶黏剂、香料和石 油管道的清洗剂。

现有技术中的乳酸生产多采用化学合成法、酶合成法和发酵法，其中化学合 成法因为生产原料具有毒性且不能生产单旋光性的乳酸存在较大缺陷，并且采用 化学合成法生产的乳酸在于用做食品添加剂时还要去除其中的有毒化学物质，增 加处理的难度，生产工艺复杂；酶合成法只要是1,2-氯丙酸酶法和丙酮酸酶法转 化法，但是这两种方法均存在生产工艺复杂的缺点，不适用于现代工业化生产， 其主要是用做实验室研究等；发酵法生产乳酸具有工艺简便、生产条件温和和产 品光化学纯度高等优点，所以被工业生产上广泛应用。

发酵法主要是采用乳酸菌对糖类物质发酵同时加入碳酸钙进行中和，发酵完 成后经过滤酸解再纯化得到纯乳酸。但是现有技术中的发酵法生产的乳酸存在原 料转化率低、发酵周期长、产物纯度低等诸多缺陷，致使原料利用率、生产效率 低且成品品质差，并且乳酸菌在进行一次发酵后便丢弃无法重复利用，不利于工 业生产，故如何提供一种原料转化率高、发酵周期短、菌种可重复利用且制品纯 度高的乳酸生产工艺是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用葡萄糖发酵生产乳酸的方法，发酵料液内 的原料充分利用，且通过控制发酵条件缩短发酵周期，提高发酵效率，通过多道 后期提纯工艺确保制品具有更高的纯度，并且菌种可重复利用，增加经济效益。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高纯度乳酸生产工艺，包括以下步骤：

(1)原料准备：在调料罐内注入适量的水，将水温升至50℃,打开搅拌器， 倒入葡萄糖粉，溶解并搅拌均匀，调节pH在5.5～6.0之间，转入糖液储罐待用；

(2)加热灭菌：采用高温蒸汽对物料输送设备和发酵设备进行灭菌，物料 输送设备和发酵设备灭菌完成后，开启转料泵，使物料通过喷射泵进入发酵罐， 同时使高温蒸汽通入喷射泵，通过高温蒸汽对物料加热灭菌；

(3)发酵：待所述步骤(2)中灭菌后的设备及物料降温至45～48℃，将菌 种接入至发酵罐中，开始发酵，保持发酵罐内温度为45～50℃，压力为0.4～0.8Mpa， 通过加入Ca(OH)₂的饱和溶液维持料液pH为5.5～6.0，检测料液中的葡萄糖含 量，葡萄糖含量为0时，发酵结束；

(4)过滤絮凝：所述步骤(3)发酵结束后过滤除去菌种，菌种回收待用， 调节滤液pH值，并加入絮凝剂，使杂质絮凝；