[发明专利]一种分离提取乳酸的方法、乳酸产品及其制备方法、乳酸钙颗粒的制备方法

说明书

本发明涉及生物发酵单体提取纯化领域，公开了一种分离提取乳酸的方法、乳酸产品及其制备方法、乳酸钙颗粒的制备方法，该方法包括：(1)采用第一萃取体系对第一溶液进行第一萃取处理，得到第一水溶液和第一有机溶液；(2)采用第二萃取体系对第一水溶液进行第二萃取处理，得到第二水溶液和第二有机溶液；第一溶液包括乳酸发酵液和/或乳酸发酵处理液；第二萃取体系包括第二络合萃取剂，第二络合萃取剂为中性磷氧型萃取剂和/或双配位磷氧型萃取剂。本发明通过萃取工艺从乳酸发酵液中高效地提取乳酸，具有选择性强、成本低、收率高等优点。

技术领域

本发明涉及生物发酵单体提取纯化领域，具体涉及一种分离提取乳酸的方法、乳酸产品及其制备方法、乳酸钙颗粒的制备方法。

背景技术

乳酸是生产可生物降解聚乳酸的原料，随着对生物可降解聚合物的需求日益增长，目前工业上多采用生物法生产乳酸，是以淀粉、葡萄糖、生物质等为原料，接种霉菌或乳酸菌类，通过发酵生成含乳酸或乳酸盐的发酵液，再经分离得到乳酸。乳酸发酵液是一种组成非常复杂的体系，除含乳酸外，还有大量的菌体、蛋白质、残糖、色素、无机盐、副产有机酸等代谢产物等等。特别以生物废弃物为原料的乳酸生物制造中，因原料的组成复杂，其中碳的组成有五碳糖、六碳糖及各种多糖等，色素含量和无机盐含量等都大幅高于以单一淀粉为原料的发酵液，使这一领域乳酸的提取与纯化困难重重。在实际的生产中，乳酸的提取成本也占到了总生产成本的50％～60％，提取方法的选择不仅直接影响产品的质量和收率，且是制约乳酸产业化的技术瓶颈和难点所在。

目前从发酵液中分离提取乳酸的方法主要有钙盐结晶法、酯化水解法、萃取法、分子蒸馏法、膜分离法、吸附法及与发酵耦合的原位分离技术。乳酸萃取工艺中，乳酸先通过萃取剂从发酵液中萃取出来，再通过反萃方式从萃取剂相中回收至另一种溶剂中。朱华雷等(乳酸萃取技术的研究进展,当代化工,2020,v.49；No.297(10):245-251)较全面总结了萃取乳酸的进展，无论采用磷氧类、胺类、醇类等都是针对乳酸分子的萃取。乳酸发酵液通常用钙盐调节pH，所得乳酸以乳酸钙形式存在，再加入硫酸酸解后进行提取。Xiulian Ren等(AASRI Procedia 3(2012)341-350)采用D2EHPA萃取乳酸发酵液中的Ca²⁺，使得水相H⁺升高，即水相得到乳酸(钙离子未完全萃取)。而如何利用萃取方法从乳酸发酵液直接分离乳酸目前尚无系统文献报道。

发明内容

本发明的目的是为了开发一种新的分离提取乳酸的方法。为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种乳酸产品，所述乳酸产品的化学纯度为98wt％以上，进一步为98.5wt％以上，和/或，所述乳酸产品中残留的金属离子的含量为100ppm以下。

本发明第二方面提供一种分离提取乳酸的方法，该方法包括：

(1)采用第一萃取体系对第一溶液进行第一萃取处理，得到第一水溶液和第一有机溶液，所述第一萃取处理使得所述第一溶液中的至少一部分金属离子被萃取到所述第一有机溶液中；

(2)采用第二萃取体系对所述第一水溶液进行第二萃取处理，得到第二水溶液和第二有机溶液，所述第二萃取处理使得所述第一水溶液中的至少一部分乳酸被萃取到所述第二有机溶液中；

其中，所述第一溶液包括乳酸发酵液和/或乳酸发酵处理液；

所述第二萃取体系包括第二络合萃取剂，所述第二络合萃取剂为中性磷氧型萃取剂和/或双配位磷氧型萃取剂。

优选地，该方法还包括步骤(3)：采用反萃取剂对所述第二有机溶液进行反萃取，得到乳酸水溶液或乳酸盐水溶液。

本发明第三方面提供一种乳酸产品的制备方法，该方法包括：采用本发明第二方面所述的方法得到乳酸水溶液或乳酸盐水溶液，然后将乳酸水溶液进行纯化得到乳酸产品，或者将乳酸盐水溶液先进行酸解得到乳酸水溶液，然后再进行纯化得到乳酸产品；