玉米浸泡水中乳酸的提取分离工艺研究

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乳酸应用十分广泛,市场上的高纯度乳酸已经供不应求。工业上生产乳酸的方法中,化学合成法成本高,方法难以普及;发酵法的提纯过程困难,对环境污染大。基于以上方法的不足,溶剂萃取法具有低成本、工艺简单、产品纯度高、对环境污染小等诸多优点。因此,本课题选择溶剂萃取法提取分离玉米浸泡水中的乳酸。首先,从萃取、反萃、分相等角度选择出性能优异的萃取剂,本课题确定了N414作为提取玉米浸泡水中乳酸的萃取剂,90%体积分数的N414和10%体积分数的稀释剂正丁醚的混合物作为最佳萃取体系。单级萃取乳酸的最佳工艺条件为:原液p H值为1.5,萃取时间5 min,相比为3:1,萃取温度为30℃。在该条件下,乳酸的萃取饱和容量为11.32 g/L。多级逆流萃取级数为6级,乳酸的萃取率可达到99%。为除去有机相负载中草酸等杂质,进行多级逆流洗涤工艺研究,最佳工艺条件为:洗液为10 g/L的乳酸水溶液,洗涤相比为15:1,洗涤级数为10级,洗涤温度为40℃,在该条件下洗涤后的负载乳酸纯度高于98%。最后,选择双蒸水为反萃剂,直接得到乳酸产品,最佳反萃工艺条件为:相比为2.2:1,级数为12级,温度为60℃,在该条件下乳酸的反萃率可达100%,浓度为16.3 g/L,纯度可达99%。运用斜率法研究乳酸和草酸的萃取机理,得到了萃取系数和反应热力学参数。通过红外扫描分析得到了萃取剂N414与乳酸主要以分子间氢键作用结合。此外,对整个萃取工艺进行了经济效益评估,利润较高,具有很好的应用价值。
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