陶瓷膜过滤在耐热级l-乳酸提取工艺中的应用

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1、第一章绪论1．1乳酸的性质1．1．1乳酸的分子结构乳酸，英文名Lacticacid，学名为a．羟基丙酸(c【-hydroxypropanoicacid)，分子式为C2H50COOH，分子量90．08，是一种天然存在的有机酸，广泛存在于人体、动物、植物和微生物中【1，21。乳酸分子内含有一个不对称的C原子，因此具有旋光性，从而具有D．型和L．型两种构型‘21。L．乳酸为右旋，D．乳酸是左旋的，DL．乳酸为消旋性，其结构式如下：叫H0D(-)-季【酸L(+)一季【璐图1．1乳酸异构体的结构式Fig．1—1Structuralformulaofisomeroflactic

2、acid1．1．2乳酸的理化性质乳酸异构体的理化性质如表1．1所示【3】：表1-1乳酸异构体的理化性质Tab．1—1Physicochemicalpropertiesofisomeroflacticacid构型熔点／℃比旋光度【a]20D解离常数熔化热(KJ／m01)L52．8-54+3．31．37x10．416．87D52．8-54．3．31．37x10-416．87DL16．8-3301．37x10．411．35乳酸易与水互溶，很不容易结晶出来。乳酸浓度达60％以上有很强的吸湿性，商品乳酸通常为60％溶液，药典级的乳酸含量为85．0％～90．0％，食品级的乳酸含

3、量为80％以上，耐热级L．乳酸含量在88％～90％11,2J。通常乳酸为无色透明或浅黄色糖浆状的粘性液，几乎无臭或微带有脂肪酸臭，味酸。与水、乙醇、乙醚、丙二醇、甘油、丙酮混溶，它几乎不溶于氯仿、石油醚、二硫化碳和苯，相对密度1．249[4。，沸点122。C(2KPa)，常压沸点190℃。在67～133Pa的真空条件下反复分馏，可以得到高纯度的乳酸，进而获得单斜晶体的结晶乳酸。但乳酸属热敏性物质，为保证乳酸无明显的分解，蒸馏温度不能超过130"(2。由于乳酸含有一个羟基和一个羧基，因此它可以参与许多反应。如氧化反应、还原反应、缩合反应和酯化反应等【5J。耐热级L．乳

4、酸就是高纯度的L乳酸，在180"C条件下加热2h，其色度值低于50，没有颜江南人学硕I：学位论文色变化。1．2乳酸的应用与供需情况1．2．1乳酸的应用乳酸是一种重要的有机酸，乳酸、乳酸盐及其衍生物，广泛应用于食品、医药、化工等领域[2,6-9】。1．2．1．1乳酸在食品工业中的应用16l目前在世界乳酸总消费中，食品工业约占60％，由于乳酸的酸性柔和且稳定，有助于食品的风味，在食品工业上广泛用做酸味剂、防腐剂和还原剂。在美国和西欧，软饮料生产用酸味剂方面，有L．乳酸取代柠檬酸之趋向【『71。在啤酒生产中已禁止用磷酸调节麦芽汁pH而改用L．乳酸。世界上四分之一的乳酸用来

5、生产硬脂酰乳酯乳酸，它的盐类大量用于面包加工，不但使面包质地松软、细腻，而且可延长其保存期12,8】。1．1．2．2乳酸在医药业中的应用191乳酸，特别是L．乳酸，对人畜无害，而且具有很强的杀菌作用，其杀菌作用几倍地高于柠檬酸、酒石酸、琥珀酸，可以用作手术室、病房、实验室、车间等场所的消毒剂【2l。L．乳酸、L．乳酸钠与葡萄糖、氨基酸等复合配制成输液，可治疗酸中毒及高钟血症。L．乳酸铁、L一乳酸钠、L．乳酸钙是补充金属元素的良好药品【2，引。聚乳酸具有良好的生物相容性、生物可降解性，可作为生物医用高分子材料，如医学中需要的暂时性材料，如手术缝合线、药物控释的载体等，

6、以及组织工程用的合成材料【10，ll】。1．1．2．3乳酸在化学工业中的应用乳酸添加于烟草中，能保持烟草的湿度，提高卷烟的质量。乳酸可用于制革工业中的脱狄剂，乳酸还可用来处理纺织纤维，可使之易于着色，增加光泽，使触感柔软。乳酸乙酯作为“绿色溶剂”可以取代氯化烃溶剂，在电子学、航空和航天以及半导体工业中作为精细金属清洁剂。在化妆品和清洁卫生用品方面，乳酸和乳酸钠、乳酸钙可提供保湿方面的性能。酰基乳酸酯是化妆品和保养用品中有效的乳化剂、物料填充和稳定剂，可改进由于老龄而造成的皮肤结构和外表的老化，起到保护皮肤的作用。由于人体内只具有代谢L．乳酸的酶，D．乳酸不能被人体吸

7、收，并且站量使用对人体有毒。因此，世界卫生组织提倡L．乳酸作为食品添力【J，剐和内服药品，取代目前普遍使用的DL．乳酸。随着生产成本的下降，L．乳酸方面未来最大的市场，将是聚乳酸(PLA)塑料制品的丌发。由于PLA能100％地被生物所降解，故有望解决世界性的“白色污染”的老大难问题。这一重大的科研成果，业已引起世界主要乳酸生产国的极大兴趣【21。1．2．2乳酸的供需情况1．2．2．1国外生产和消费情况目前世界上乳酸的总生产能力约为25万讹，产量约为13万比，主要生产地区为美国、2第一章绪论西欧和日本等，近80％的生产厂家采用发酵法进行生产【12】。发酵法的原料荷