双极膜电渗析分离发酵液中l乳酸

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1、第７卷第６期生物加工过程Ｖｏｌ．７Ｎｏ．６２００９年１１月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｐｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏｖ．２００９ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１７６２－３６７８．２００９．０６．００９双极膜电渗析分离发酵液中Ｌ乳酸李娟，陈振，王鹏，姚黎明，张腊梅，王丽，郑之明（中国科学院等离子体物理研究所离子束生物工程重点实验室，合肥２３００３１）摘要：采用三室型双极膜电渗析装置将发酵液中的Ｌ乳酸钠转化为Ｌ乳酸。探讨操作电压、流速、进料Ｌ乳酸钠质量浓度等工艺参数对转化过程的影响，考察电渗析过程参数对转化

2、率、物料损失率、电流效率和能耗等技术指标的影响。在最优操作条件下（流速４０Ｌ／ｈ，电压１５Ｖ）对２Ｌ的１００２５ｇ／Ｌ乳酸钠发酵液进行分批重复电渗析处理。结果表明：整个过程的转化率为８１２２％，损失率为１５％，能耗为０８１ｋＷ·ｈ／ｋｇ，电流效率为９１８％，得到的Ｌ乳酸质量浓度可达１４４３１ｇ／Ｌ。电渗析残液补糖后可回到发酵罐中用于发酵生产Ｌ乳酸。关键词：双极膜；电渗析；Ｌ乳酸钠；Ｌ乳酸＋中图分类号：ＴＱ９２１３；Ｑ８５１文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－３６７８（２００９）０６－００４５－０６Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏ

3、ｆＬｌａｃｔｉｃａｃｉｄｆｒｏｍｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｂｒｏｔｈｂｙｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓＬＩＪｕａｎ，ＣＨＥＮＺｈｅｎ，ＷＡＮＧＰｅｎｇ，ＹＡＯＬｉｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬａｍｅｉ，ＷＡＮＧＬｉ，ＺＨＥＮＧＺｈｉｍｉｎｇ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｏｎＢｅａｍＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｓｍａＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｆｅｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＬｌａ

4、ｃｔｉｃａｃｉｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｒｏｍｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｂｒｏｔｈｂｙｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｔｈｒｅｅｃｈａｍｂｅｒｓ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅ，ｆｌｏｗｒａｔｅａｎｄｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍＬｌａｃｔａｔｅｏｎｓｏｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｓｕｃｈａｓｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｓｏｄｉｕｍｌａｃｔａｔｅ，ｌｏｓｓｒａｔｅ，ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｅ

5、ｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｉｎａｌＬｌａｃｔｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗａｓ１４４３１ｇ／ＬｗｈｅｎｆｅｄｂａｔｃｈｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅＬｌａｃｔｉｃａｃｉｄｆｒｏｍｔｈｅｂｒｏｔｈｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ１００２５ｇ／ＬｏｆｓｏｄｉｕｍＬｌａｃｔａｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅａｔ１５Ｖａｎｄｆｌｏｗｒａｔｅａｔ４０Ｌ／ｈ．Ｔｈｅｃｏ

6、ｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｓｏｄｉｕｍｌａｃｔａｔｅ，ｌｏｓｓｒａｔｅ，ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅ８１２２％，１５％，０８１ｋＷ·ｈ／ｋｇ，ａｎｄ９１８％．ＥｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄｗｉｔｈｇｌｕｃｏｓｅｗａｓｒｅｕｓｅｄａｓａｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｄｉｕｍｆｏｒＬｌａｃｔｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ；Ｌｓｏｄｉｕｍｌ

7、ａｃｔａｔｅ；Ｌｌａｃｔｉｃａｃｉｄ［３］乳酸（ＬＡ）是一种天然有机酸，广泛应用于食的使用性能和可降解的环境效应正备受关注。［１－２］品、医药、化学工业和环保等领域。特别是以目前，国内外普遍采用微生物发酵法来生产乳酸。Ｌ乳酸作为前体生产的聚乳酸（ＰＬＡ），由于其良好但Ｌ乳酸发酵产物通常以乳酸钙形式生成，需要硫收稿日期：２００９－０２－２３基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２００６ＡＡ０２０１０２）；安徽省重点攻关资助项目（０７０１０２０２０７６）作者简介：李娟（１９８５—）女，安徽桐城人，硕士研究生，研究方

8、向：生物物理学；郑之明（联系人），研究员，博士生导师，Ｅｍａｉｌ：ｚｍｚｈｅｎｇ＠ｉｐｐ．ａｃ．ｃｎ４６生物加工过程第７卷酸酸化后提取，这不仅增加了Ｌ乳酸生产成本，产钌材质，阴极为不锈钢材质。膜堆由６个单元组成，生的大量硫酸钙会污染环境，同时钙盐