[发明专利]一种从酱渣厌氧产酸混合发酵液中分离提取有机酸的方法

说明书

技术领域

一种从酱渣厌氧产酸混合发酵液中分离提取有机酸的方法，属于有机固体废弃物资源化技术领域。

背景技术

酱渣是指酿造酱油原料经制曲、发酵、淋出酱油后产生的固体残渣，据酿造原料不同，酱渣(干基)中含有约20～30％粗蛋白、7～18％粗脂肪、10％以上碳水化合物、20～24％粗纤维、8～12％水分、0.5～2％盐分和丰富的矿物质，再利用价值很高。我国是酱油生产及消费大国，仅2010年，就产生约470万吨的酱渣(含水75％)，目前酱渣主要是低价卖给农民用作肥料和饲料，但由于含盐度高，用量受到限制，而其回收利用和深度加工尚处于研究阶段，主要集中在提取油脂、膳食纤维、黄酮和鲜味剂等成分，但研究结果尚不理想。

酱渣既是废物，又是很好的有机资源，其中有机物含量在86.0～91.5％左右，生物易降解有机组分在40％以上，这些生物易降解有机物主要是多糖、蛋白质等，它们对微生物来说是丰富的营养源，其厌氧发酵会产生多种挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid，VFA)，如乙酸、丙酸、丁酸等，它们可作为发酵工业原料生产高附加值的发酵产品(如角质酶)，或作为化工原料合成其它产品(如聚乳酸)，然而，与传统纯培养发酵液不同，有机废弃物厌氧发酵液是混合培养液，成分复杂(大致组成为乙酸∶丙酸∶丁酸∶戊酸为5∶3∶1∶1)，含量不稳定且总酸浓度较低，因此，如何从混合培养发酵液中分离有机酸是酱渣厌氧发酵产酸的关键。

目前，从混合发酵液中分离提取有机酸的方法主要有离子交换吸附法、液膜分离法、酯化法、精馏法、吸附法和络合萃取法，其中，又以络合萃取法的工艺最简单、提取效率最高，即使是这样，相对于工业化生产来说，络合萃取法仍然是效率低下，成本高昂，同时产生大量生产废水。

本发明以酱渣厌氧产酸混合发酵液为原料，通过离心、萃取、反萃、真空蒸馏等工艺提取有机酸，省去了以往络合萃取法稀释剂的添加，同时有机酸提取率更高，回收的萃取剂效果良好，可重复多次使用，减少了废水排放，大大降低了生产成本，使得工业化成为可能。

发明内容

本发明的目的在于发明一种提取率高、环境友好、生产成本低廉的从酱渣厌氧产酸混合发酵液中提取有机酸的方法。

本发明的技术工艺包括以下几个步骤：

1.原料：酱渣厌氧产酸混合发酵液；

2.离心：酱渣厌氧产酸混合发酵液在4500～5000r/min下离心5min，取上清液；

3.萃取：向2中制得的上清液中加入等体积的磷酸三丁酯，在4～10℃下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在4～10℃下静置，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，在相同条件下重复萃取两次，合并有机相；

4.反萃：向3中有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60～70℃恒温振荡5min；

5.真空蒸馏：将4中振荡混合液置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、90～98℃、50～70r/min下旋转蒸发30min，浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸溶液，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。

本发明的优点：

1、通过离心、萃取、反萃、真空蒸馏等工艺提取有机酸，省去了以往络合萃取中稀释剂的添加，同时有机酸提取率更高，其混合有机酸回收率为93.29％、乙酸回收率为98.21％。

2、回收的萃取剂效果良好，可重复多次使用，大大降低了生产成本，使得工业化成为可能。

3、由于生产中无需添加稀释剂，同时回收的萃取剂回用效果良好，大大减少了废水排放，过程环境友好。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：取混合发酵液5L，在4800r/min下离心5min，取得上清液4.8L，加入等体积的磷酸三丁酯，在4℃下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在4℃下静置30min，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，重复萃取两次，合并有机相；向有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60℃恒温振荡5min，再置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、95℃、50r/min下旋转蒸发30min，浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。

实施例2：取混合发酵液50L，在4800r/min下离心5min，取得上清液48L，加入等体积的磷酸三丁酯，在8℃下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在8℃下静置30min，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，重复萃取两次，合并有机相；向有机相中加入等体积的去离子水，混合后在70℃恒温振荡5min，再置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、98℃、60r/min下旋转蒸发30min，浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。