Способ получения молочной кислоты - RU2019102326A
Код документа: RU2019102326A
Формула
1. Способ получения чистой молочной кислоты из жидкого сывороточного побочного продукта, который содержит по меньшей мере 30 г/л лактозы и по меньшей мере 1500 м.д. хлорида, включающий стадии:
нейтрализации сывороточного побочного продукта основным гидроксидом металла с получением осадка, содержащего кальций и фосфат; отделения осадка от сывороточного побочного продукта с получением осветленного сывороточного побочного продукта;
инкубации осветленного сывороточного побочного продукта с бактериями, способными к биопревращению лактозы в молочную кислоту, с получением ферментативного бульона, содержащего молочную кислоту в форме соли молочной кислоты;
подкисления ферментативного бульона для высвобождения молочной кислоты из соли молочной кислоты;
удаления из бульона осадка, полученного при подкислении; и
обработки подкисленного ферментативного бульона для выделения чистой молочной кислоты.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что основной гидроксид металла представляет собой гидроксид кальция или гидроксид бария.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт выбран из сывороточного пермеата, концентрированного сывороточного пермета и безлактозного сывороточного пермеата.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт выбран из концентрированного сывороточного пермеата и безлактозного сывороточного пермеата.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт представляет собой концентрированный сывороточный пермеат, содержащий по меньшей мере 200 г/л лактозы.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт представляет собой безлактозный сывороточный пермеат, содержащий по меньшей мере 240 г/л лактозы.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт нагревают после нейтрализации и до отделения осадка.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что стадии нейтрализации и разделения обеспечивают снижение содержания кальция в сывороточном побочном продукте на 65%-85% (сухой массы).
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что стадии нейтрализации и разделения обеспечивают снижение содержания фосфата в сывороточном побочном продукте на 75%-95% (сухой массы).
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий стадию фильтрации осветленного сывороточного побочного продукта с применением нанофильтрации/диафильтрации для удаления одновалентных ионов.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что на стадии нанофильтрации/диафильтрации используют мембрану с номинальным отсечением по молекулярной массе примерно 150-300 дальтон и от 2 до 5 объемов воды для диафильтрации.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обработка подкисленного ферментативного бульона для выделения чистой молочной кислоты включает ультрафильтрацию для удаления белков, липидов, окрашенных частиц и высокомолекулярных соединений.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обработка подкисленного ферментативного бульона для выделения чистой молочной кислоты включает стадии катионного обмена и анионного обмена.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт представляет собой безлактозный сывороточный пермеат, и указанный способ включает стадии:
нейтрализации безлактозного сывороточного пермеата гидроксидом кальция с получением осадка, содержащего кальций и фосфат;
отделения осадка от безлактозного сывороточного пермеата с получением осветленного безлактозного сывороточного пермеата;
фильтрации осветленного безлактозного сывороточного пермеата с применением нанофильтрации/диафильтрации для удаления одновалентных ионов для дополнительного осветления безлактозного сывороточного пермеата; инкубации осветленного безлактозного сывороточного пермеата с бактериями, способными к биопревращению лактозы в молочную кислоту, с получением ферментативного бульона, содержащего лактат кальция;
подкисления ферментативного бульона для высвобождения молочной кислоты из лактата кальция;
удаления из бульона осадка, полученного при подкислении; и
обработки подкисленного ферментативного бульона посредством катионного обмена и анионного обмена для удаления солей; и
обезвоживания подкисленного ферментативного бульона с получением чистой молочной кислоты.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сывороточный побочный продукт является единственным источником лактозы для бактерий на стадии ферментации.
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выделенная молочная кислота имеет чистоту по меньшей мере 80%.
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выделенная молочная кислота имеет чистоту по меньшей мере 90%.
18. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выделенная молочная кислота представляет собой L-молочную кислоту.
19. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выделенная молочная кислота имеет изомерную чистоту по меньшей мере 98% L-молочной кислоты.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перед подкислением ферментативный бульон обрабатывают для удаления бактериальных клеток.
21. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ферментативный бульон подкисляют примерно до рН 2.
22. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ферментативный бульон подкисляют серной кислотой.
23. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что осадок, полученный при подкислении, отделяют от ферментативного бульона центрифугированием.
24. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что подкисленный ферментативный бульон подвергают ультрафильтрации с получением пермеата, содержащего молочную кислоту.
25. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для UF используют мембрану, имеющую номинальное отсечение по молекулярной массе от 800 до 1200 дальтон.
26. Способ по п. 24 или 25, отличающийся тем, что пермеат, содержащий молочную кислоту, подвергают ионному обмену для удаления ионов из пермеата.
27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что пермеат подвергают катионному обмену и анионному обмену.
28. Способ получения высокочистой молочной кислоты из сывороточных побочных продуктов, которые содержат по меньшей мере 30 г/л лактозы и по меньшей мере 1500 м.д. хлорида, включающий стадии предварительной обработки сывороточного пермеата для удаления минералов посредством химического осаждения с получением осветленного сывороточного пермеата, бактериальной ферментации осветленного сывороточного пермеата с получением ферментативного бульона, содержащего молочную кислоту в
форме соли молочной кислоты, и последующей обработки ферментативного бульона с выделением чистой молочной кислоты.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что предварительная обработка включает нейтрализацию сывороточного побочного продукта гидроксидом щелочного металла.
30. Способ по любому из пп. 28 или 29, отличающийся тем, что осадок удаляют центрифугированием.
31. Способ по любому из пп. 28-30, отличающийся тем, что бактерии представляют собой штамм Bacillus coagulans.
32. Способ по любому из пп. 28-31, отличающийся тем, что бактерии представляют собой адаптированный штамм Bacillus coagulans.
