探索膜集成技术精制乳酸工艺研究

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1、南京工业大学硕士学位论文膜集成技术精制乳酸工艺研究姓名：张喜申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：邢卫红；李卫星20080605硕士学位论文摘要乳酸是一种重要的有机酸。广泛应用于食品、医药、生物降解材料、R化等生产领域。发酵法是目前工业乳酸最主要的生产方法，将淀粉糖化钙盐发酵加入硫酸酸解、过滤、蒸发得到粗品乳酸，该工艺存在纯化路线长、产品品质低、收率低等问题，同时粗品乳酸中还含有残糖，菌体，蛋白，有机色素，胶体以及部分无机盐等，因此必须选择合适的纯化工艺路线，进一步提高乳酸产品的品质及收率。本文采用陶瓷滤膜和双极膜电渗析集成技术进

2、行乳酸的纯化，获得了合适的操作条件。采用陶瓷滤膜和活性炭结合处理乳酸发酵液，考察了膜孔径、操作压差、膜面流速、料液温度、料液浓度、浓缩倍数、pH值等条件对膜通量及渗透液品质的影响规律，确定了合适的操作条件。实验表明：活性炭最适用量为2％，四种孔径的陶瓷膜通量均在0．075MPa时达到最大值，且孔径200nm的陶瓷膜膜通量最大为412L·m～．h一：膜面流速的提高，在一定范围内渗透通量有增大趋势，考虑操作能耗影响，膜面流速不宜过大。从过滤效果来看，加入活性炭以后，陶瓷膜对色度的去除率均达到99％以上。对陶瓷膜的污染机理及清洗方法进行了研

3、究，得出在乳酸钠发酵液体系中的膜污染主要归结为菌丝体，蛋白，糖以及易炭化物在膜表面的凝胶极化污染。针对以上污染机理，确定了采用O．5％HN03和0．5％NaoH相互交替的膜清洗程序，膜的纯水通量均能恢复到90％以上。对电渗析操作方式进行探讨，考察了电压电流变化、酸碱浓度关系以及盐室溶液浓度对双极膜电渗析制备乳酸的影响，针对乳酸钠体系，双极膜电渗析的最佳操作参数为：电压40V，电流8A，乳酸钠含量10％以下，在此操作条件下，乳酸钠的转化率可以达到99％以上，收率为95％左右，电流效率65％。关键词：乳酸发酵液乳酸钠陶瓷膜膜污染双极膜电渗

4、析ABSTRACTAs鲫imponanto唱anicacid，lacticacidiswidelyusedinf．00d，medicine，biode伊adablematerials，commodityproductionandsoon．Fe肌entationisthem匈ormethodtoproducelacticacidindustrially．Inthetraditionalproductionprocess，theglycosylatedstarchwaSfermented^rstlythroughneutralizedwi

5、thlimestone，andthensulphuricacid、ⅣasaddedintothefiItra．cedsolutionforobtaininglacticacid．Duet0thelongroute锄dlowemciency，theproductionoflacticaCidhadpoorquality．Generally，inthe：finalproducttherewereaf-ewofimputies，suchaSresidualsugar，bacteria，protein，pigmentandcolloidaIs

6、ubstaJlces．Therefore，thepurificationisimportantforproducingindustriallacticacid州thhi曲quaIit)，．IIltIlisstudy，theintegratedtechnologyofceramicultrafiItrationmembraneandbipolarmembraIledislysiswaLsputfonⅣa帕forproducinglacticacidinonefactoryofChina．The．fennentationwaSneutra

7、lizedwithsodiumhydroxide，whichishelpful缸decrcasingthesolidpollutants．TheceramicmembraneprocesswithactivecarbonwaSinVestigatedtocIari匆thefennentation．·Thefil缸ationexperimentswerecarriedouttostudytheef佗ctsofoperatingpar姗eters(membraneporesize，TMP，CFV，temperature，concentra

8、tioIl’conCentratingratioandpH)onmepermeabilityofcemlicmemb砌e．The．experimentalrcsultssho、Ⅳedmattheoptimizedoper