Application de la technologie de séparation des membranes en céramique dans la production d'acide lactique

L'acide lactique est un acide organique naturel important. En tant que l'un des trois acides organiques traditionnels, il existe largement chez les animaux, les plantes et les micro-organismes. Selon sa rotation optique, il peut être divisé en type L et type D, dans lesquels l'acide L-lactique peut être décomposé et absorbé par le corps humain, ainsi, sa demande sur le marché est beaucoup plus grande et il a des applications importantes dans les industries alimentaires, médicales et chimiques. L'Organisation mondiale de la santé préconise l'utilisation de l'acide L-lactique comme additif alimentaire et de la médecine orale pour remplacer l'acide DL-lactique actuellement couramment utilisé. L'acide polylactique (PLA) produit avec de l'acide L-lactique, en plus d'avoir des propriétés de brillance et de traitement similaires à celles du polystyrène, peut également être biodégradable, il a donc de larges perspectives de développement, mais la clé est de réduire les coûts de production et de produire de l'acide L-lactique de haute qualité et à faible coût.

1. les méthodes d'extraction et de purification de l'acide lactique

1.1 Méthodes traditionnelles d'extraction et de purification de l'acide lactique

À l'heure actuelle, la production d'acide L-lactique est principalement basée sur la fermentation biologique. Le procédé traditionnel: fermentation de la farine de maïs → neutralisation → filtration de plaque et de cadre → hydrolyse acide → filtration de plaque et de cadre → estérification et hydrolyse → concentré en produit final

Le bouillon de fermentation d'acide lactique est un système très complexe, contenant une grande quantité de thalle, de protéines, de sucre résiduel, de pigments, de sels inorganiques, d'acides organiques sous-produits et d'amidon non converti. De plus, afin de réduire l'influence de l'acide lactique sur l'activité des bactéries lactiques, il est également nécessaire d'ajouter du calcium lourd tel que l'hydroxyde de calcium pour convertir l'acide lactique en lactate de calcium. Par conséquent, le processus de séparation et de purification de l'acide lactique est relativement compliqué. Le processus traditionnel nécessite généralement un filtre à plaque, une acidification, une décoloration du charbon actif, un échange d'ions, une évaporation en plusieurs étapes, etc. Dans le processus traditionnel, la filtration des plaques et des cadres est utilisée deux fois pour séparer le solide et le liquide dans le liquide d'alimentation. La plaque et le cadre sont un processus de filtration sans issue typique, qui repose principalement sur la couche de gâteau filtrant formée sur le tissu filtrant pour filtrer, qui ne peut éliminer que partiellement les solides insolubles (mycélium, matières premières, protéines dénaturées, etc.) dans le liquide d'alimentation. Pour les protéines solubles, les pigments et autres substances macromoléculaires et certains minuscules solides, ils ne peuvent pas être éliminés. Par conséquent, le filtrat est de mauvaise qualité et contient une grande quantité de protéines solubles et d'autres impuretés. En raison de la présence de protéines solubles, une grande quantité d'émulsification sera produite dans le processus ultérieur, ce qui entraînera certaines difficultés pour la séparation et la purification du produit, entraînant une baisse de la qualité des produits, Et comme une grande quantité de dénaturant et d'aide au filtre sont généralement ajoutés pendant la filtration de la plaque et du cadre, le résidu de filtre n'est pas facile à traiter et le coût de fonctionnement est augmenté. Par conséquent, il est impératif de mettre à jour et d'améliorer la technologie de traitement du bouillon de fermentation acide lactique.

Technologie de séparation des membranes 1.2 utilisée dans l'extraction et la purification de l'acide lactique

Selon le processus original de l'acide L-lactique, combiné avec les caractéristiques de la filtration par membrane, le processus de production après la mise à niveau technique est:

Fermentation de la farine de maïs → neutralisation → filtration de plaque et de cadre → membrane d'ultrafiltration → hydrolyse acide → filtre de plaque et de cadre → membrane de nanofiltration décoloration→ purifiée et concentrée en produits finis

2. les avantages de la technologie de séparation de membrane appliquée dans la production d'acide lactique

(1) UtilisationTechnologie d'ultrafiltrationPour éliminer les protéines et les pigments macromoléculaires afin de clarifier le filtrat, réduire la charge des processus ultérieurs et améliorer l'efficacité de la production, augmentant ainsi le rendement des processus ultérieurs et améliorant la qualité du produit.

(2) Après avoir adopté le processus d'ultrafiltration, le bouillon de fermentation n'a pas besoin d'ajouter des floculants et des aides au filtre, ce qui réduit les coûts de production.

(3) Étant donné que la solution de concentré d'ultrafiltration ne contient pas de floculants et d'aides filtrantes, elle peut être transformée en alimentation après séchage, ce qui réduit la pollution de l'environnement et augmente les avantages.

(4) La membrane de nanofiltration peut éliminer davantage les impuretés macromoléculaires dans le liquide d'alimentation et améliorer la qualité du produit.

(5) La membrane de nanofiltration peut pénétrer complètement dans la molécule d'acide lactique et intercepter considérablement le sucre réducteur, ce qui réduit la teneur en sucre du produit final et améliore la stabilité thermique du produit.

3. Résumé

Pour la séparation des cellules microbiennes et l'élimination de macromolecuProtéines lar, la technologie de séparation membranaire a des effets significatifs. À l'heure actuelle, l'utilisation de la technologie de séparation par membrane pour remplacer la filtration traditionnelle des plaques et des cadres est devenue la tendance de développement de l'industrie de production d'acide lactique.