CN104910006A - 用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸 - Google Patents

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苏移山
李珍爱
朱云峰
张林军
宗工理
马双双
赵文刚
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
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Abstract

本发明提供了一种用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸的方法，属于生物化工领域。包括以下步骤：Nisin发酵废液脱色、脱蛋白，弱碱性阴离子交换树脂的处理，含量测定，弱碱性阴离子交换树脂吸附乳酸，解析，回收，浓缩。操作步骤少，杂质含量少，简单易行，可重复使用，成本较低)。方法简单，步骤少，操作简单易行，高效、成本低，乳酸提取率为70％左右；不仅可以生产乳酸，而且降低了废水的COD值，减少了环境污染对人类的伤害。

Description

用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸
技术领域
本发明涉及一种用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸的方法，属于生物化工领域。
背景技术
乳酸作为三大有机酸之一，广泛地应用在食品、化工、医药、化妆品等工业领域。生产乳酸链球菌素的盐析废液中含有大量的乳酸，不仅难处理，而且污染环境。将乳酸链球菌素废液中的乳酸提取出来，不仅可以保护环境，减少公司污水处理的难度和费用，而且可以变废为宝，将提取出的乳酸用于工业生产，提高经济效益。从发酵液中提取乳酸主要有离子交换吸附法，电渗析法和有机溶剂萃取法。其中电渗析法需要相应的电渗析仪，成本和技术难度都比较高。有机溶剂萃取法容易产生有机溶剂的残留，对人体造成危害。一般离子交换树脂只是去除乳酸发酵液中的杂质，而此方法可以直接吸附乳酸到离子交换柱上，洗脱后即可得到乳酸。操作步骤少，杂质含量少，简单易行，可重复使用，成本较低。
发明内容
为克服现有技术存在的问题看，本发明公开了一种用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸的方法。
本发明的技术方案是：
用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，包括以下步骤：
Nisin发酵废液脱色、脱蛋白，弱碱性阴离子交换树脂的处理，含量测定，弱碱性阴离子交换树脂吸附乳酸，解析，回收，浓缩。
进一步的，所述弱碱性阴离子交换树脂为弱碱性阴离子交换树脂315。
进一步的，所述Nisin发酵废液脱色、脱蛋白的步骤为：
使用1～1.5％的活性炭，0.4％的MgSO4加入到Nisin盐析废液中，再将该Nisin盐析废液放置于80℃水浴锅中，200r/min搅拌1h，真空抽滤，除去活性炭，即可。
进一步的，所述弱碱性阴离子交换树脂的处理为：
a.乙醇浸泡24h，b.4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性，c.5％的Hcl浸泡1h后水洗至中性，d.再用4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性；
进一步的，所述含量测定为：
国标法测定脱色、脱蛋白后Nisin发酵废液的乳酸浓度，乳酸浓度为90-100g/L时的废液即为样液。
进一步的，包括以下步骤：
①Nisin发酵废液脱色、脱蛋白：
用1～1.5％的活性炭，0.4％的MgSO4加入到Nisin发酵废液中，再将其放置于80℃水浴锅中，200r/min搅拌1h，真空抽滤，除去活性炭；
②弱碱性阴离子交换树脂的处理：a.乙醇浸泡24h，b.4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性，c.5％的Hcl浸泡1h后水洗至中性，d.再用4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性；
③含量测定：国标法测定脱色，脱蛋白后废液的乳酸浓度后，乳酸浓度为90-100g/L时的废液即为样液，将步骤②中处理好的树脂装柱，上述样液和树脂湿重以100ml/100g的比例上样；
④弱碱性阴离子交换树脂315吸附乳酸：
吸附时间：3～20h，
⑤解析，回收：先用2倍柱体积水快速冲洗柱子，以除去未与树脂结合的残液，再以2～2.5BV/h的速度用水解析，回收乳酸。此工艺操作简单易行，成本低。
⑥浓缩：乳酸解析液浓缩的方法为：60～75℃抽真空浓缩。
进一步的，步骤④中所述吸附时间为12-20h。
本发明的有益效果是：
本发明使用弱碱性阴离子交换树脂来提取乳酸链球菌素生产过程中的盐析过滤液中的乳酸，首先经过脱色和去蛋白的处理，然后用弱碱性阴离子交换树脂315来吸附乳酸，并用去离子水洗脱(一般离子交换树脂只是去除乳酸发酵液中的杂质，而此方法可以直接吸附乳酸到离子交换柱上，洗脱后即可得到乳酸。操作步骤少，杂质含量少，简单易行，可重复使用，成本较低)。方法简单，步骤少，操作简单易行，高效、成本低，乳酸提取率为70％左右；不仅可以生产乳酸(提取nisin发酵废液中的乳酸)，变废为宝，而且降低了废水的COD值，减少环境污染，降低环境污染对人类的伤害。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)取Nisin发酵废液10L，加入100g活性炭，40g MgSO4，将搅拌器调至200r/min，80℃水浴加热1h，脱色，脱蛋白。
(2)国标法测定脱色后废液的乳酸浓度(乳酸浓度约100g/L)，即为样液。
(3)将处理好的树脂装柱后，按照样液(乳酸浓度约100g/L)和树脂湿重100ml/100g的比例上样。
(4)吸附4h左右，先用2柱体积水快速冲洗柱子，以除去未与树脂结合的残液。再以2.5BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
(5)65℃抽真空浓缩，得成品乳酸。
(6)分别测定废水原液和处理后废水的COD。结果：原液废水COD为19000mg/L，处理后废水COD为10000mg/L，COD去除率为49％。
实施例2
(1)取Nisin发酵废液20L，加入200g活性炭，80g MgSO4，将搅拌器调至200r/min，80℃水浴加热1h，脱色，脱蛋白。
(2)国标法测定脱色后废液的乳酸浓度(乳酸浓度约100g/L)，即为样液。
(3)将处理好的树脂装柱后，按照样液(乳酸浓度约100g/L)和树脂湿重100ml/100g的比例上样。
(4)吸附5h左右，先用2柱体积水快速冲洗柱子，以除去未与树脂结合的残液。再以2BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
(5)65℃抽真空浓缩，得成品乳酸。
(6)分别测定废水原液和处理后废水的COD。结果：原液废水COD为19000mg/L，处理后废水COD为10000mg/L，COD去除率为49％。
实施例3
(1)取Nisin发酵废液10L，加入100g活性炭，40g MgSO4，将搅拌器调至200r/min，80℃水浴加热1h，脱色，脱蛋白。
(2)国标法测定脱色后废液的乳酸浓度(乳酸浓度约100g/L)，即为样液。
(3)将处理好的树脂装柱后，按照样液(乳酸浓度约100g/L)和树脂湿重100ml/100g的比例上样。
(4)吸附3h左右，先用2柱体积水快速冲洗柱子，以除去未与树脂结合的残液。再以2.5BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
(5)65℃抽真空浓缩，得成品乳酸。
(6)分别测定废水原液和处理后废水的COD。结果：原液废水COD为19000mg/L，处理后废水COD为10000mg/L，COD去除率为49％。
实施例4
(1)取Nisin发酵废液20L，加入200g活性炭，80g MgSO4，将搅拌器调至200r/min，80℃水浴加热1h，脱色，脱蛋白。
(2)国标法测定脱色后废液的乳酸浓度(乳酸浓度约100g/L)，即为样液。
(3)将处理好的树脂装柱后，按照样液(乳酸浓度约100g/L)和树脂湿重100ml/100g的比例上样。
(4)吸附20h左右，先用2柱体积水快速冲洗柱子，以除去未与树脂结合的残液。再以2BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
(5)65℃抽真空浓缩，得成品乳酸。
(6)分别测定废水原液和处理后废水的COD。结果：原液废水COD为19000mg/L，处理后废水COD为10000mg/L，COD去除率为49％。

Claims (7)

1.用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，包括以下步骤：
Nisin发酵废液脱色、脱蛋白，弱碱性阴离子交换树脂的处理，含量测定，弱碱性阴离子交换树脂吸附乳酸，解析，回收，浓缩。
2.根据权利要求1所述的用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，所述弱碱性阴离子交换树脂为弱碱性阴离子交换树脂315。
3.根据权利要求1所述的用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，所述Nisin发酵废液脱色、脱蛋白的步骤为：
使用1～1.5％的活性炭，0.4％的MgSO4加入到Nisin盐析废液中，再将该Nisin盐析废液放置于80℃水浴锅中，200r/min搅拌1h，真空抽滤，除去活性炭，即可。
4.根据权利要求1所述的用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，所述弱碱性阴离子交换树脂的处理为：a.乙醇浸泡24h，b.4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性，c.5％的Hcl浸泡1h后水洗至中性，d.再用4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性。
5.根据权利要求1所述的用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，所述含量测定为：
国标法测定脱色、脱蛋白后Nisin发酵废液的乳酸浓度，乳酸浓度为90-100g/L时的废液即为样液。
6.根据权利要求1-5任一所述的用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，包括以下步骤：
①Nisin发酵废液脱色、脱蛋白：
用1～1.5％的活性炭，0.4％的MgSO4加入到Nisin发酵废液中，再将其放置于80℃水浴锅中，200r/min搅拌1h，真空抽滤，除去活性炭；
②弱碱性阴离子交换树脂的处理：a.乙醇浸泡24h，b.4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性，c.5％的Hcl浸泡1h后水洗至中性，d.再用4％的NaOH浸泡1h后，水洗至中性；
③含量测定：国标法测定脱色，脱蛋白后废液的乳酸浓度后，乳酸浓度为90-100g/L时的废液即为样液，将步骤②中处理好的树脂装柱，上述样液和树脂湿重以100ml/100g的比例上样；
④弱碱性阴离子交换树脂315吸附乳酸：
吸附时间：3～20h，
⑤解析，回收：先用2倍柱体积水快速冲洗柱子，以除去未与树脂结合的残液，再以2～2.5BV/h的速度用水解析，回收乳酸；
⑥浓缩：乳酸解析液浓缩的方法为：60～75℃抽真空浓缩。
7.根据权利要求6所述的用弱碱性阴离子交换树脂提取Nisin发酵废液中的乳酸，其特征是，步骤④中所述吸附时间为12-20h。
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