【正文】 法有效控制“白色污染”但如果我們能以低成本生產(chǎn)聚乳酸，則可以將其推入市場，而從技術(shù)上解決環(huán)境污染問題。制成生物降解纖維，可用來制成可自動被人體吸收的手術(shù)縫合線，制成生物植片，已修復(fù)骨折或其他機體損傷。此外，乳酸可以添加于煙草中，能保持煙草的濕度，提高其品質(zhì)，用于制革工業(yè)中的脫石灰，使皮革變得細膩，用于反芻動物的飼料添加劑。在醫(yī)藥方面，由于乳酸，特別是L乳酸，具有很強的殺菌作用且對人體無害，因此，乳酸可以直接用作手術(shù)室、病房、實驗室、車間場所的消毒劑。肉、蔬菜的加工和保藏。在食品工業(yè)中，乳酸主要用作酸味劑、防腐劑和還原劑。乳酸結(jié)構(gòu)式由于乳酸分子內(nèi)有羥基和羧基，所以有自動酯化能力；乳酸濃度越高，這種趨勢就越強，一般濃乳酸溶液中20%或更多的乳酸自動酯化生成支鏈形式的乳酰乳酸的聚合體，又稱聚乳酸。 乳酸的概況 乳酸的性質(zhì)和用途乳酸（Lactic Acid）學(xué)名為2一羥基丙酸，其分子式為：C2H5OCOOH；分子中有一個不對稱碳原子，因此具有旋光性。但目前乳酸的普及應(yīng)用人有較大的瓶頸，尤其是在乳酸提取精制方面，乳酸的提取精制占到了乳酸生產(chǎn)成本的一半以上，因此，以最低成本提取最優(yōu)質(zhì)的乳酸新技術(shù)是目前亟待解決的問題，近年來，很多國家在乳酸提取新技術(shù)研究方面也有一定進展，主要有：乳酸鋅提取技術(shù)，溶劑萃取法提取技術(shù)，離子交換法提取技術(shù)，電滲析發(fā)提取技術(shù)等。年產(chǎn)3200噸乳酸工廠提取車間設(shè)計畢業(yè)論文1 緒論乳酸又名又名丙醇酸，它是世界上應(yīng)用廣泛的三大有機酸之一，它廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等輕化工領(lǐng)域，特別是在環(huán)保領(lǐng)域更有廣泛的應(yīng)用前景。目前工業(yè)化生產(chǎn)中，我國生產(chǎn)乳酸的主要采取的方法是微生物發(fā)酵法，同時開展了以米根霉深層發(fā)酵產(chǎn)L乳酸的研究工作，在生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化率、發(fā)酵周期等方面達到了國際水平，并建成了千噸以上規(guī)模的L乳酸生產(chǎn)數(shù)十家。在進行乳酸工廠提取車間設(shè)計時根據(jù)工廠的實際生產(chǎn)工藝和產(chǎn)能采取最優(yōu)的提取工藝，選取相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，合理布局設(shè)計，使生產(chǎn)操作可靠性、方便性達到生產(chǎn)要求，降低成本，最終使生產(chǎn)效益最大化。常見的乳酸主要有L乳酸（右旋性）、D乳酸（左旋性）和它們的混合物外消旋DL—乳酸，乳酸純品為無色液體，工業(yè)品為無色至淺黃色液體，無氣味，具有吸濕性；，(25/4℃)，熔點18℃，沸點122℃（2KPa)，能與水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚；在常壓下加熱分解。乳酸，乳酸鹽及其衍生物，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料、化工等領(lǐng)域?？捎糜陲嬃稀⑻枪?、糕點的生產(chǎn)，也可用于魚。例如：乳酸鹽硬酯酰乳脂酸鈣（CSL）大量用于面包加工，可使面包質(zhì)地松軟、細膩、而且可延長其保存期。另外，L乳酸還可以與許多化學(xué)物質(zhì)（葡萄糖、氨基酸等）配置成藥品。而聚L乳酸則以其可降解性和生物相容性廣泛應(yīng)用與許多產(chǎn)品的生產(chǎn)，如：緩釋劑膠囊制劑，可使血液中藥物濃度相對降低，提高療效，降低副作用。在環(huán)保產(chǎn)品方面，特別是在當(dāng)今全球面臨環(huán)境污染問題的今天，作為可降解日常生活用品工業(yè)原料的聚乳酸更是有廣泛的應(yīng)用前景。此外，乳酸衍生物也廣泛應(yīng)用與工業(yè)上產(chǎn)中。在檢驗乳酸質(zhì)量時，除對其外觀進行觀察外，還需檢驗以下指標(biāo)：1 乳酸含量、2 含量、3 Cl含量、4 重金屬（以Pb計）含量、5 Fe2+含量、6 Ca2+含量、7 砷含量、8 灼燒含量、9 易碳化物。乳酸生產(chǎn)中主要的分析項目有：原料（玉米粉、薯干粉）中的淀粉、蛋白質(zhì)、水分含量，糖化酶的酶活力，發(fā)酵工序中的總糖含量、殘?zhí)呛?、乳酸鈣含量、細菌生長及雜菌污染情況，乳酸提取工序中的酸解終點測定、乳酸含量、鐵離子、氯離子，以及上述的乳酸及乳酸鈣成品分析。 乳酸的生產(chǎn)技術(shù) 發(fā)酵法傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵法即為發(fā)酵—鈣鹽法，此方法是目前我國乳酸生產(chǎn)所主要采取的方法。采用乳酸菌進行發(fā)酵時，發(fā)酵原料可選擇如玉米、馬鈴薯等淀粉物質(zhì)；廢紙等纖維素物質(zhì)以及糖類物質(zhì)等各種易得生物質(zhì)作亦可作為發(fā)酵原料，除這些主要原料外，乳酸菌的生長和發(fā)酵還需要復(fù)雜的外來營養(yǎng)物。由于乳酸菌不能直接發(fā)酵淀粉質(zhì)原料，所以原料必須經(jīng)過糖化過程，轉(zhuǎn)變?yōu)樘琴|(zhì)原料才能用于發(fā)酵。產(chǎn)乳酸細菌有很多，其中德式乳桿菌是國內(nèi)外乳酸生產(chǎn)中常用的乳酸菌。且米根霉菌絲較大，易分離，且生產(chǎn)的L乳酸的純度較高。乳腈可以由丙烯腈生產(chǎn)的副產(chǎn)物而來，亦可由乙醛與氫氰酸反應(yīng)得到，乳腈水解即可得到乳酸，并可通過酯化法精制。反應(yīng)是在大氣壓力下進行，通過水的蒸發(fā)驅(qū)散反應(yīng)熱。在間歇式工藝中，停留時間為20～40 min，轉(zhuǎn)化率可達90％～95％。但由于乳腈法只能生產(chǎn)外消旋體乳酸，且其原料氫氰酸的劇毒性大大限制了生產(chǎn)和發(fā)展。而丙烯氧化法是在15~20℃將丙烯與液體N204反應(yīng)，得到1一硝基一2一羥基丙烷，然后用鹽酸或硫酸水解。因為糖類在酸和堿催化條件下可以發(fā)生降解，研究表明將纖維素和氫氧化鈣等無機堿或銨類有機堿共混于水中，在250℃、5～25 MPa的條件下可使纖維素迅速降解為乳酸。生物質(zhì)化學(xué)降解的研究是生物質(zhì)資源利用的重要途徑，而乳酸作為降解的產(chǎn)物之一具有很大的研究前景。除以上方法外，還曾有乙酸乙烯酯羰基化法、乙醛一氧化碳合成法等化學(xué)合成技術(shù)出現(xiàn)，除乙醛氫氰酸法外，其他的化學(xué)合成技術(shù)或因成本問題，或僅僅在理論探索，并未實現(xiàn)實際的規(guī)?；a(chǎn)。表1—2 發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸新技術(shù)優(yōu)缺點比較發(fā)酵方法優(yōu)點缺點固定化法 減少細菌流失，利于穩(wěn)定和連續(xù)化生產(chǎn)固定化載體穩(wěn)定性要求高，傳遞阻力和接觸面積問題對菌種的生產(chǎn)能力有影響電滲析發(fā)酵不需要中和沉淀，簡化后工藝：縮短了發(fā)酵周期：易于實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)較高的電力等能量消耗；副產(chǎn)大量鹽類：膜污染影響生產(chǎn)效率和成本膜法發(fā)酵(超濾、反滲透等)可連續(xù)性的移出產(chǎn)物減小抑制：維持高細胞濃度利于發(fā)酵膜清洗和殺菌較為困難液膜萃取(乳狀液膜、支撐液膜、中空纖維液膜)可實現(xiàn)固定化；大比表面積及高選擇性表面活性劑乳狀液膜操作復(fù)雜，滲透溶脹影響大：支撐液膜穩(wěn)定性不足：中空纖維液膜對料液要求較高，易于形成乳濁液萃取發(fā)酵能耗低、選擇性高、分離效率高：工業(yè)化技術(shù)成熟萃取劑與發(fā)酵菌對環(huán)境的pH值要求不同：萃取劑的毒性吸附發(fā)酸(離子交換、活性炭等)分離效果好，工藝技術(shù)研究較多易受污染需再生過程：交換效率易受進料條件影響；交換廢液需處理同時糖化發(fā)酵(SSF)糖化發(fā)酵過程同時進行，減少工藝步驟，利于降低成本需要尋找合適的糖化酶和發(fā)酵菌種；工藝控制要求高發(fā)酵法的各種技術(shù)各具特點，近年來，不少研究者嘗試多種技術(shù)耦合以實現(xiàn)取長補短也取得了一些有益的進展。 乳酸的提取和精制技術(shù)乳酸的提取精制是將粗產(chǎn)品制取成品乳酸的重要步驟，在傳統(tǒng)乳酸發(fā)酵法生產(chǎn)工藝中，提取精制過程耗費的費用為整個乳酸生產(chǎn)成本的一半以上。乳酸提取的新工藝技術(shù)有：乳酸鋅結(jié)晶工藝，采用此工藝，粗制品收率可由70%提高到80%以上，總體收率由40%~50%提高到60%~65%，溶劑萃取法提取乳酸，它具有操作簡便，對設(shè)備腐蝕性小，可連續(xù)自動化操作等優(yōu)點，離子交換法提取乳酸，該工藝簡單，乳酸回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，電滲析法提取乳酸等。由于乳酸發(fā)酵溫度（50℃）接近糖化酶最適合作用溫度（5560℃），適合二者同時進行。 發(fā)酵工藝條件 原料： 以大米為主要原料（大米粒徑），麩皮為輔助原料；大米：麩皮=4：1；加水比例為1：4，按淀粉計加入5～10u/g耐高溫淀粉酶。 （1）分類：屬真菌目，乳桿菌科，乳桿菌屬，細胞呈桿狀，～。能利用麥芽糖，蔗糖，葡萄糖，果糖，半乳糖、糊精等，發(fā)酵產(chǎn)生D乳酸，少數(shù)菌種產(chǎn)生DL乳酸，在不加中和劑的情況下，最高生成乳酸濃度可達16g/L，最適合生長溫度為45℃，在50℃時仍能旺盛生長、產(chǎn)酸，最高能耐55℃。 （2）菌種的擴大培養(yǎng)：乳酸發(fā)酵生產(chǎn)必須采用純種培養(yǎng)，并且接種量相當(dāng)大，一般為5%～10%，因此生產(chǎn)中需要采用菌種的擴大培養(yǎng)操作，其步驟如下：試管原種—→10mL試管—→200mL三角瓶—→13L三角瓶—→200300L種子罐—→20003000L種子罐。Bx麥芽汁的試管中，然后在45176。 （3）德式乳桿菌接種物成熟指標(biāo)：，細胞密度71010～81010個/mL，細胞大小為（7～8）um（～）um，鏡檢可見到2～4個細胞排列成鏈，細胞原生質(zhì)均勻，無大異染顆粒。 （4）種子罐培養(yǎng)：接種量：10%；；；周期3040小時。 （5）大罐發(fā)酵條件：a淀粉酶用量：100單位/天，敞口發(fā)酵；周期：約為70小時；發(fā)酵結(jié)束指標(biāo)：乳酸鈣含量：%左右；。 調(diào)漿池 將大米：麩皮=4：1進行投料，開動攪拌，加水比為1：4。 （1） 配料：種子培養(yǎng)基與發(fā)酵培養(yǎng)基相同，皆不必