用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸的方法，屬于生物化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]乳酸作為三大有機(jī)酸之一，廣泛地應(yīng)用在食品、化工、醫(yī)藥、化妝品等工業(yè)領(lǐng)域。生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的鹽析廢液中含有大量的乳酸，不僅難處理，而且污染環(huán)境。將乳酸鏈球菌素廢液中的乳酸提取出來，不僅可以保護(hù)環(huán)境，減少公司污水處理的難度和費(fèi)用，而且可以變廢為寶，將提取出的乳酸用于工業(yè)生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。從發(fā)酵液中提取乳酸主要有離子交換吸附法，電滲析法和有機(jī)溶劑萃取法。其中電滲析法需要相應(yīng)的電滲析儀，成本和技術(shù)難度都比較高。有機(jī)溶劑萃取法容易產(chǎn)生有機(jī)溶劑的殘留，對人體造成危害。一般離子交換樹脂只是去除乳酸發(fā)酵液中的雜質(zhì)，而此方法可以直接吸附乳酸到離子交換柱上，洗脫后即可得到乳酸。操作步驟少，雜質(zhì)含量少，簡單易行，可重復(fù)使用，成本較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題看，本發(fā)明公開了一種用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸的方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，包括以下步驟:
[0006]Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白，弱堿性陰離子交換樹脂的處理，含量測定，弱堿性陰離子交換樹脂吸附乳酸，解析，回收，濃縮。
[0007]進(jìn)一步的，所述弱堿性陰離子交換樹脂為弱堿性陰離子交換樹脂315。
[0008]進(jìn)一步的，所述Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白的步驟為:
[0009]使用I?1.5%的活性炭，0.4%的MgS04加入到Nisin鹽析廢液中，再將該Nisin鹽析廢液放置于80°C水浴鍋中，200r/min攪拌lh，真空抽濾，除去活性炭，即可。
[0010]進(jìn)一步的，所述弱堿性陰離子交換樹脂的處理為:
[0011]a.乙醇浸泡24h，b.4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性，c.5%的Hcl浸泡Ih后水洗至中性，d.再用4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性；
[0012]進(jìn)一步的，所述含量測定為:
[0013]國標(biāo)法測定脫色、脫蛋白后Nisin發(fā)酵廢液的乳酸濃度，乳酸濃度為90_100g/L時的廢液即為樣液。
[0014]進(jìn)一步的，包括以下步驟:
[0015]①Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白:
[0016]用I?1.5%的活性炭，0.4%的MgSO4加入到Nisin發(fā)酵廢液中，再將其放置于80°C水浴鍋中，200r/min攪拌lh，真空抽濾，除去活性炭；
[0017]②弱堿性陰離子交換樹脂的處理:a.乙醇浸泡24h，b.4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性，c.5%的Hcl浸泡Ih后水洗至中性，d.再用4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性；
[0018]③含量測定:國標(biāo)法測定脫色，脫蛋白后廢液的乳酸濃度后，乳酸濃度為90-100g/L時的廢液即為樣液，將步驟②中處理好的樹脂裝柱，上述樣液和樹脂濕重以100ml/100g的比例上樣；
[0019]④弱堿性陰離子交換樹脂315吸附乳酸:
[0020]吸附時間:3?20h，
[0021]⑤解析，回收:先用2倍柱體積水快速沖洗柱子，以除去未與樹脂結(jié)合的殘液，再以2?2.5BV/h的速度用水解析，回收乳酸。此工藝操作簡單易行，成本低。
[0022]⑥濃縮:乳酸解析液濃縮的方法為:60?75°C抽真空濃縮。
[0023]進(jìn)一步的，步驟④中所述吸附時間為12_20h。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]本發(fā)明使用弱堿性陰離子交換樹脂來提取乳酸鏈球菌素生產(chǎn)過程中的鹽析過濾液中的乳酸，首先經(jīng)過脫色和去蛋白的處理，然后用弱堿性陰離子交換樹脂315來吸附乳酸，并用去離子水洗脫(一般離子交換樹脂只是去除乳酸發(fā)酵液中的雜質(zhì)，而此方法可以直接吸附乳酸到離子交換柱上，洗脫后即可得到乳酸。操作步驟少，雜質(zhì)含量少，簡單易行，可重復(fù)使用，成本較低)。方法簡單，步驟少，操作簡單易行，高效、成本低，乳酸提取率為70%左右；不僅可以生產(chǎn)乳酸(提取nisin發(fā)酵廢液中的乳酸)，變廢為寶，而且降低了廢水的COD值，減少環(huán)境污染，降低環(huán)境污染對人類的傷害。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例，實(shí)施例不應(yīng)視作對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0027]實(shí)施例1
[0028](I)取Nisin發(fā)酵廢液10L，加入10g活性炭，40g MgSO4,將攪拌器調(diào)至200r/min，80°C水浴加熱lh，脫色，脫蛋白。
[0029](2)國標(biāo)法測定脫色后廢液的乳酸濃度(乳酸濃度約100g/L)，即為樣液。
[0030](3)將處理好的樹脂裝柱后，按照樣液(乳酸濃度約100g/L)和樹脂濕重100ml/100g的比例上樣。
[0031](4)吸附4h左右，先用2柱體積水快速沖洗柱子，以除去未與樹脂結(jié)合的殘液。再以2.5BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
[0032](5) 65°C抽真空濃縮，得成品乳酸。
[0033](6)分別測定廢水原液和處理后廢水的C0D。結(jié)果:原液廢水COD為19000mg/L，處理后廢水COD為10000mg/L，COD去除率為49%。
[0034]實(shí)施例2
[0035](I)取Nisin發(fā)酵廢液20L，加入200g活性炭，80g MgSO4,將攪拌器調(diào)至200r/min，80°C水浴加熱lh，脫色，脫蛋白。
[0036](2)國標(biāo)法測定脫色后廢液的乳酸濃度(乳酸濃度約100g/L)，即為樣液。
[0037](3)將處理好的樹脂裝柱后，按照樣液(乳酸濃度約100g/L)和樹脂濕重lOOml/lOOg的比例上樣。
[0038](4)吸附5h左右，先用2柱體積水快速沖洗柱子，以除去未與樹脂結(jié)合的殘液。再以2BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
[0039](5) 65°C抽真空濃縮，得成品乳酸。
[0040](6)分別測定廢水原液和處理后廢水的COD。結(jié)果:原液廢水COD為19000mg/L，處理后廢水COD為10000mg/L，COD去除率為49%。
[0041]實(shí)施例3
[0042](I)取Nisin發(fā)酵廢液10L，加入10g活性炭，40g MgSO4,將攪拌器調(diào)至200r/min，80°C水浴加熱lh，脫色，脫蛋白。
[0043](2)國標(biāo)法測定脫色后廢液的乳酸濃度(乳酸濃度約100g/L)，即為樣液。
[0044](3)將處理好的樹脂裝柱后，按照樣液(乳酸濃度約100g/L)和樹脂濕重100ml/100g的比例上樣。
[0045](4)吸附3h左右，先用2柱體積水快速沖洗柱子，以除去未與樹脂結(jié)合的殘液。再以2.5BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
[0046](5) 65°C抽真空濃縮，得成品乳酸。
[0047](6)分別測定廢水原液和處理后廢水的C0D。結(jié)果:原液廢水COD為19000mg/L，處理后廢水COD為10000mg/L，COD去除率為49%。
[0048]實(shí)施例4
[0049](I)取Nisin發(fā)酵廢液20L，加入200g活性炭，80g MgSO4,將攪拌器調(diào)至200r/min，80°C水浴加熱lh，脫色，脫蛋白。
[0050](2)國標(biāo)法測定脫色后廢液的乳酸濃度(乳酸濃度約100g/L)，即為樣液。
[0051](3)將處理好的樹脂裝柱后，按照樣液(乳酸濃度約100g/L)和樹脂濕重100ml/100g的比例上樣。
[0052](4)吸附20h左右，先用2柱體積水快速沖洗柱子，以除去未與樹脂結(jié)合的殘液。再以2BV/h的速度用水解析，乳酸可被高效回收。
[0053](5) 65°C抽真空濃縮，得成品乳酸。
[0054](6)分別測定廢水原液和處理后廢水的C0D。結(jié)果:原液廢水COD為19000mg/L，處理后廢水COD為10000mg/L，COD去除率為49%。
【主權(quán)項】
1.用弱堿性陰離子交換樹脂提取NiSin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，包括以下步驟: Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白，弱堿性陰離子交換樹脂的處理，含量測定，弱堿性陰離子交換樹脂吸附乳酸，解析，回收，濃縮。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，所述弱堿性陰離子交換樹脂為弱堿性陰離子交換樹脂315。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，所述Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白的步驟為: 使用I?1.5%的活性炭，0.4%的MgSO4加入到Nisin鹽析廢液中，再將該Nisin鹽析廢液放置于80°C水浴鍋中，200r/min攪拌lh，真空抽濾，除去活性炭，即可。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，所述弱堿性陰離子交換樹脂的處理為:a.乙醇浸泡24h，b.4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性，c.5%的Hcl浸泡Ih后水洗至中性，d.再用4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，所述含量測定為: 國標(biāo)法測定脫色、脫蛋白后Nisin發(fā)酵廢液的乳酸濃度，乳酸濃度為90-100g/L時的廢液即為樣液。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，包括以下步驟: ①Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白: 用I?1.5%的活性炭，0.4%的MgSO4加入到Nisin發(fā)酵廢液中，再將其放置于80°C水浴鍋中，200r/min攪拌lh，真空抽濾，除去活性炭； ②弱堿性陰離子交換樹脂的處理:a.乙醇浸泡24h，b.4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性，c.5%的Hcl浸泡Ih后水洗至中性，d.再用4%的NaOH浸泡Ih后，水洗至中性； ③含量測定:國標(biāo)法測定脫色，脫蛋白后廢液的乳酸濃度后，乳酸濃度為90-100g/L時的廢液即為樣液，將步驟②中處理好的樹脂裝柱，上述樣液和樹脂濕重以100ml/100g的比例上樣； ④弱堿性陰離子交換樹脂315吸附乳酸: 吸附時間:3?20h， ⑤解析，回收:先用2倍柱體積水快速沖洗柱子，以除去未與樹脂結(jié)合的殘液，再以2?2.5BV/h的速度用水解析，回收乳酸； ⑥濃縮:乳酸解析液濃縮的方法為:60?75°C抽真空濃縮。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸，其特征是，步驟④中所述吸附時間為12_20h。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用弱堿性陰離子交換樹脂提取Nisin發(fā)酵廢液中的乳酸的方法，屬于生物化工領(lǐng)域。包括以下步驟：Nisin發(fā)酵廢液脫色、脫蛋白，弱堿性陰離子交換樹脂的處理，含量測定，弱堿性陰離子交換樹脂吸附乳酸，解析，回收，濃縮。操作步驟少，雜質(zhì)含量少，簡單易行，可重復(fù)使用，成本較低)。方法簡單，步驟少，操作簡單易行，高效、成本低，乳酸提取率為70％左右；不僅可以生產(chǎn)乳酸，而且降低了廢水的COD值，減少了環(huán)境污染對人類的傷害。
【IPC分類】C07C51/47, C07C59/08, C07C51/42
【公開號】CN104910006
【申請?zhí)枴緾N201510191256
【發(fā)明人】劉英梅, 蘇移山, 李珍愛, 朱云峰, 張林軍, 宗工理, 馬雙雙, 趙文剛
【申請人】山東福瑞達(dá)生物科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月21日