| 题名 | 乳酸提取新工艺的初步研究 |
| 作者 | 郭广威 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-06-03 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 丛威 |
| 关键词 | 电渗析 离子交换 双极膜 |
| 其他题名 | Preliminary Study of a Novel Lactic Acid Extraction Process |
| 学位专业 | 生物化工 |
| 中文摘要 | 乳酸发酵液中乳酸的提取与精制，直接影响产品的质量和收率，且其操作费用一般占整个产品成本的50％~60％。因此，寻求更为经济、有效的分离方法，是乳酸生产亟待解决的重要课题。双极膜电渗析具有过程简单、效率高、废物排放少等特点，可为某些物质资源的再生和回收、降低物质和能源消耗、减少废物排放、消除环境污染以及某些酸和碱的分离和制备提供新的途径。 本文在综合分析现有乳酸分离提取方法优缺点的基础之上，结合乳酸生产的实际情况，选择离子交换法和双极膜电渗析作为主要提取手段，提出了一条用阴离子交换树脂分离提取乳酸，交换柱用无机酸洗脱再生，离子交换废液用双极膜电渗再生为酸和碱，生成的酸和碱分别用于洗脱和发酵的乳酸提取新工艺。 首先初步比较了双极膜电渗析乳酸盐模拟溶液提取乳酸和无机盐模拟溶液再生酸碱的能耗，考察了配对阳离子及乳酸盐浓度对于双极膜电渗析回收乳酸能耗的影响。结果表明电渗析无机盐再生酸碱的能耗要低于直接电渗析乳酸盐的能耗，随着浓度的升高，电渗析氯化铵的能耗降低幅度要大于氯化钠。 接着考察了实现乳酸盐-无机盐转化的离子交换的操作参数，采用经过优化的洗脱液浓度和流量，以乳酸铵上柱吸附，每洗脱1摩尔乳酸耗费1.11摩尔盐酸，乳酸钠上柱吸附耗费1.28摩尔盐酸，实验选定铵盐作为研究对象。 根据实际生产情况，进一步提高盐室的模拟料液的进料浓度（186 g/L），比较了该条件下乳酸铵和氯化铵模拟料液双极膜电渗析再生酸碱的情况。研究了离子交换膜、吹氨、电压对于电渗析过程性能的影响。平均电流密度26 mA/cm2条件下，双极膜电渗析乳酸铵提取乳酸的能耗为70 kWh/kmol，双极膜电渗析氯化铵再生盐酸和氨水的能耗为42 kWh/kmol。 186 g/L乳酸铵上柱离子交换，用电渗析相等摩尔浓度(2.078 mol) 氯化铵进行双极膜电渗析得到的盐酸进行洗脱，在优化的操作条件下得到1摩尔乳酸消耗1.22摩尔盐酸。新工艺得到1 kmol乳酸的能耗为51.24 kWh,直接双极膜电渗析乳酸铵提取1 kmol乳酸的能耗为70 kWh，初步验证了本文提出工艺路线的可能性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 94 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1224]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭广威. 乳酸提取新工艺的初步研究[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2008. |
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