[发明专利]利用生物发酵技术制备乳酸以生产高产率、高光纯丙交酯的方法和系统

权利要求书

1.一种利用生物发酵技术制备乳酸以生产丙交酯的方法，其特征在于，该方法包括：将乳酸发酵菌接种至发酵培养基中进行乳酸发酵，得到乳酸发酵液，将所述乳酸发酵液进行分离，得到光纯度高于99%的L-乳酸；

该方法还包括：

（1）在第一聚合条件下，将所述乳酸进行预缩聚反应，得到聚合度小于5的乳酸预聚体和含有乳酸的气相；其中，所述第一聚合条件包括：温度为140-160℃，压力为10-30KPa，时间为1-2小时；

（2）在第二聚合条件下，在降膜式反应器中，将乳酸预聚体进行缩聚反应，得到聚合度在10以下的乳酸低聚物；其中，所述第二聚合条件包括：温度为160-180℃，压力为3-10KPa；且所述第二聚合的温度高于所述第一聚合的温度，压力小于所述第一聚合的压力；

（3）将所述乳酸低聚物在催化剂的作用下进行解聚，得到含有丙交酯的产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述乳酸发酵菌为保藏编号为CGMCC No. 19507的鼠李糖乳杆菌。

3.一种生产丙交酯的方法，其特征在于，该方法包括：

（1）在第一聚合条件下，将乳酸进行预缩聚反应，得到聚合度小于5的乳酸预聚体和含有乳酸的气相；其中，所述第一聚合条件包括：温度为140-160℃，压力为10-30KPa，时间为1-2小时；

（2）在第二聚合条件下，在降膜式反应器中，将乳酸预聚体进行缩聚反应，得到聚合度在10以下的乳酸低聚物；其中，所述第二聚合条件包括：温度为160-180℃，压力为3-10KPa；且所述第二聚合的温度高于所述第一聚合的温度，压力小于所述第一聚合的压力；

（3）将所述乳酸低聚物在催化剂的作用下进行解聚，得到含有丙交酯的产物。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，步骤（2）中，所述乳酸低聚物包括第一液相乳酸低聚物和含有乳酸低聚物液滴的气相，该方法还包括：将所述气相进行旋流分离，得到第二液相乳酸低聚物，然后将所述第二液相乳酸低聚物液和第一液相乳酸低聚物在催化剂的作用下进行解聚，得到含有丙交酯的产物。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述降膜式反应器包括蒸发段，所述蒸发段的材质为钛或石墨；和/或

所述降膜式反应器包括液体收集段，所述液体收集段的材质为搪瓷或哈氏合金。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其中，步骤（3）中，所述催化剂为锌或锡的盐，或者锌或锡的氧化物，并且所述催化剂为膏状催化剂；和/或

所述解聚的条件包括：温度为180-210℃，压力为1-5KPa；且所述解聚的温度高于所述第二聚合的温度，压力小于所述第二聚合的压力；和/或

所述解聚在降膜式反应器中进行，该降膜式反应器包括蒸发段，所述蒸发段的材质为钛或石墨；和/或，所述降膜式反应器包括液体收集段，所述液体收集段的材质为搪瓷。

7.根据权利要求1或3所述的方法，其中，步骤（1）中，所述乳酸的水含量小于1重量%，所述乳酸通过将乳酸原料在一级浓缩塔中进行一级浓缩获得：所述一级浓缩塔包括一级雾化精馏段，所述一级雾化精馏段为一空桶体，材质为搪瓷或哈氏合金；所述一级浓缩的方法包括：

（i）将水含量小于10重量%的乳酸原料加热至90-120℃；

（ii）将加热后的乳酸原料以雾滴的形式引入一级雾化精馏段进行闪蒸，得到第一脱水乳酸雾滴和闪蒸汽，其中，所述闪蒸汽含有水蒸气和乳酸蒸汽；所述一级雾化精馏段的压力为20-50KPa；

（iii）使所述第一脱水乳酸雾滴下落的过程中与来自一级浓缩塔下部的乳酸气流逆向接触，其中，所述乳酸气流的温度高于所述第一脱水乳酸雾滴的温度，但低于乳酸的沸点，得到所述水含量小于1重量%的乳酸；

其中，所述乳酸气流来自步骤（1）中所述的含有乳酸的气相。