【正文】 ②發(fā)酵控制：德氏乳桿菌的特點是在45~50℃時進行繁殖，是一種耐高溫的乳酸菌，但不耐高酸，因此發(fā)酵過程保證酸堿值大于等于4，現(xiàn)今乳酸發(fā)酵所用的中和劑是碳酸鈣。（2）種子罐種子培養(yǎng)基的組成成分與發(fā)酵培養(yǎng)基的組成成分基本相同，每升培養(yǎng)基中葡萄糖量為150 g，碳酸鈣量為100 g。該菌種為兼性好氧菌，應(yīng)采用斜面凍結(jié)保存菌種，使用時進行活化處理，將原種轉(zhuǎn)接到10ml試管，在45℃下培養(yǎng)24小時，適當(dāng)轉(zhuǎn)接多次，再接種到發(fā)酵罐中。德氏乳桿菌在分類學(xué)上是屬于真細菌目、乳桿菌科、乳桿菌屬。酸解罐中添加濃H2SO4進行酸解，并加入活性炭進行脫色；然后通過板框壓濾機過濾和沉降過濾，除去CaSO4及雜質(zhì)。2 工藝設(shè)計及控制同步糖化發(fā)酵技術(shù)是將糊化液直接通入發(fā)酵罐中，并向其中添加糖化酶使淀粉糖化生成葡萄糖，糖化酶的酶活力隨溫度升高而增大，最適溫度為55℃。第二個主要因素是乳酸可以解決溫室效應(yīng)問題，二氧化碳和水反應(yīng)生成乳酸，乳酸又可通過降解成二氧化碳，所以其在降低溫室氣體方面有很大的作用。在發(fā)酵液中加入碳酸鈣與乳酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值，發(fā)酵結(jié)束后濃縮降溫結(jié)晶從而得到乳酸鈣晶體，乳酸鈣再與硫酸反應(yīng)制備乳酸，運用此法生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量較高，但其收率低（50％以下）、物耗高和廢水量大等缺點，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。雙極膜電滲析發(fā)酵法實現(xiàn)了發(fā)酵過程中乳酸的在線移除。膜分離是一種新型的化工分離方法，現(xiàn)今膜分離技術(shù)已經(jīng)在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但由于酯化反應(yīng)的特性，所以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的主要手段是及時從體系中脫除產(chǎn)物和水。酯化水解法是指通過甲醇與發(fā)酵液反應(yīng)后，蒸餾出的乳酸甲酯后再水解得到高純度的乳酸，從而獲得精品級乳酸的有效方法。 乳酸發(fā)酵提取分離方法分離方法主要有分子蒸餾提純、酯化水解法、膜分離法、結(jié)晶法、雙極膜電滲析法等幾種。該方法中糖化酶的最適反應(yīng)溫度應(yīng)該較高，且在一定范圍內(nèi)，仍保持有酶活性，可以通過提高溫度來增加酶活性，同時加快反應(yīng)速度和提高產(chǎn)品質(zhì)量。糖化過程中產(chǎn)生的葡萄糖立即就發(fā)酵生成乳酸，該法克服了高濃度葡萄糖對反應(yīng)的抑制作用和糖化酶對反應(yīng)的產(chǎn)物抑制作用。 乳酸的發(fā)酵方法乳酸發(fā)酵方法主要有半連續(xù)發(fā)酵法、連續(xù)發(fā)酵法、同步糖化發(fā)酵法、固定化發(fā)酵法和原位分離法發(fā)酵。（2）根霉菌發(fā)酵根霉屬中米根霉生產(chǎn)乳酸的能力最強。（1）細菌發(fā)酵細菌發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的主要機理是同型發(fā)酵，該法主要是將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸。一般野生菌都不滿足該要求，只有通過誘變等方法選育出適合發(fā)酵的菌種。菌種對發(fā)酵營養(yǎng)條件、生長周期、產(chǎn)量等起著決定性因素，發(fā)酵方法是指對優(yōu)良菌種提供良好的生存環(huán)境和營養(yǎng)需求，保證菌種的正常生長。 酶法合成酶法合成主要有本崎等[9]人研究的1, 2氯丙酸酶法和Hummd等人研究的丙酮酸酶法轉(zhuǎn)化法，但這兩個方法都有個缺點，就是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，不適用與工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)今主要應(yīng)用與實驗室研究。丙烯腈法是指先將丙烯腈和硫酸反應(yīng)，再將反應(yīng)產(chǎn)物和甲醇反應(yīng)，從而得到乳酸，再將其經(jīng)過分離和精餾得到純?nèi)樗岬倪^程。出口數(shù)量和價格總體呈上升趨勢。2008年西歐的乳酸生產(chǎn)量降低，其主要原因是當(dāng)時乳酸生產(chǎn)成本太高，使得PURAC停止其在西歐的乳酸生產(chǎn)，同時大部分廠家也因成本太高而停止生產(chǎn)，%，2008~%。明恒磊等對傳統(tǒng)的EDTA檢測方法做了改進，克服了傳統(tǒng)方法變色欠佳的缺點，他們在指示劑中添加茜素溶液做為襯色劑，提高顯色的對比度 [13]。乳酸還可以用于皮革制造行業(yè)，使皮革柔軟細膩，能使紡織纖維有光澤。乳酸酯類物質(zhì)可以用做溶解藥物的溶劑，增加人體對藥的吸收量，降低毒副作用，該物質(zhì)還能制成片劑的潤滑劑。乳酸被廣泛用作防腐劑、酸味劑和還原劑。呈強酸性，并具有吸濕性、旋光性，可與水、乙醇、乙醚、丙酮混溶。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要 乳酸是應(yīng)用最為廣泛的三大有機酸之一，本設(shè)計采用同步糖化發(fā)酵法來生產(chǎn)乳酸，同步發(fā)酵技術(shù)克服了傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)物抑制作用，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。（2） 經(jīng)濟效益分析。（5） 確定乳酸的生產(chǎn)工藝流程方案。 指導(dǎo) 教師 意見 簽名： 年 月 日 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生自查表（中期教學(xué)檢查用）學(xué)生姓名專業(yè)生物工程班級指導(dǎo)教師姓 名職稱講師課題名稱乳酸生產(chǎn)工藝設(shè)計個人精力實際投入日平均工作時間8小時周平均工作時間40小時迄今缺席天數(shù)無出勤率%100%指導(dǎo)教師每周指導(dǎo)次數(shù)5次每周指導(dǎo)時間（h）10小時備注2小時/天畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度（完成）內(nèi)容及比重已完成主要內(nèi)容%待完成主要內(nèi)容%（1） 設(shè)計整體規(guī)劃。 2周 （——）7. 設(shè)計經(jīng)濟效益估算評析。 2周 （——）3. 設(shè)計出乳酸生產(chǎn)工藝流程。，提出該設(shè)計研究的必要性。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書課題年產(chǎn)1000噸乳酸的生產(chǎn)工藝設(shè)計姓名專業(yè)班級 課題簡介乳酸在食品、醫(yī)藥、化工等方面廣泛應(yīng)用，且因聚乳酸的大量應(yīng)用導(dǎo)致乳酸的國際市場需求日益增大，但原有生產(chǎn)方法存在很多不足，故本設(shè)計在原有的生產(chǎn)工藝上加以改進，以德氏乳桿菌為菌種，以玉米為主原料，利用同步糖化發(fā)酵法，最終獲得純?nèi)樗?。設(shè)計要求：，掌握乳酸的國內(nèi)外生產(chǎn)的研究進展 設(shè)計思路：，并了解乳酸生產(chǎn)的最新研究進展。 、生產(chǎn)周期短的生產(chǎn)工藝任務(wù)完成階段及時間安排：1. 收集有關(guān)乳酸生產(chǎn)技術(shù)的資料 2周 （——）2. 完成論文開題報告和設(shè)計論文大綱。 2周 （——）6. CAD設(shè)計繪圖。 2天 （——）完成任務(wù)所具備的條件及因素：利用圖書館的資料、文獻，查閱的各種期刊和網(wǎng)絡(luò)資源，不斷提出問題，同指導(dǎo)老師探討，并融合所學(xué)的相關(guān)知識。（4） 分析各種乳酸提取方法的比較。70（1） 設(shè)備選型及物料衡算和能量衡算。（2） 由于本設(shè)計缺乏實驗生產(chǎn)數(shù)據(jù)，故其實際生產(chǎn)的可行性還有待實踐驗證。 關(guān)鍵詞：乳酸生產(chǎn)工藝，微生物發(fā)酵，同步糖化發(fā)酵法 Abstract Lactic acid is one of the three organic acids which widely used in the world, this design uses simultaneous saccharification and fermentation to produce lactic acid. Simultaneous saccharification and fermentation overes the inhibitory effect of traditional fermentation product, saving production cost, improving production efficiency. The design used the German Lactobacillus for strains and rice as the main raw materials, wheat bran auxiliary raw materials, adding CaCO3 as neutralizing agent and stabilizer of lactic acid fermentation, after fermentation, the fermentation liquid was pretreated, then a series of separation and reaction were used , finally, ion exchange treatment was adopted, we obtained lactic acid with a purity of 80%.Keywords: production of lactic acid, fermentation technology, synchronous fermentation technology 目 錄1 緒論 1 乳酸的性質(zhì)和應(yīng)用 1 乳酸的性質(zhì) 1 乳酸的應(yīng)用 1 乳酸的質(zhì)量檢測 1 全球市場狀況及生產(chǎn)狀況 2 全球市場狀況 2 全球乳酸的生產(chǎn)狀況 2 乳酸的生產(chǎn)方法 3 化學(xué)合成法 3 酶法合成 3 發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸 3 乳酸發(fā)酵過程的介紹 3 菌種 4 乳酸的發(fā)酵方法 4 乳酸發(fā)酵提取分離方法 5 我國發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸的現(xiàn)狀 6 我國發(fā)酵乳酸過程中存在的問題的解決方案 72 工藝設(shè)計及控制 8 同步糖化法生產(chǎn)乳酸的工藝流程 8 乳酸發(fā)酵條件及控制 9 原料 9 發(fā)酵的菌種 9 發(fā)酵工藝控制及注意事項 9 提取工藝及其控制 11 提取工藝流程 11 提取工藝條件 11 提取工藝的控制 113 工藝計算及設(shè)備選型 14 設(shè)計工藝的條件和要求 14 設(shè)備計算及選型 14 發(fā)酵罐的選型 14 調(diào)漿罐的選型 15 種子罐的選型 15 預(yù)熱罐的計算 15 壓料罐計算 16 第一次壓濾 16 第二次板框壓濾 16 雙效塔 16 酸解鍋 17 第三次板框壓濾 17 生產(chǎn)過程的物料衡算 17 發(fā)酵過程的物料平衡計算 17 提取過程的物料衡算 18 生產(chǎn)過程的能量衡算 19 發(fā)酵過程的能量計算 19 提取過程的能量衡算 204 效益評估 21 員工工資 21 概算過程 21 建筑工程費 21 設(shè)備購買費用 22 生產(chǎn)成本總估算 23 經(jīng)濟分析 235 工業(yè)三廢的處理 25 有機廢水的處理 25 廢氣的處理 25 廢渣的處理 256 工廠生產(chǎn)的安全措施 27結(jié) 論 28致 謝 29參考文獻 30附錄一：英文文獻附錄二：英文文獻翻譯