專利名稱：以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備l-乳酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備L-乳酸的方法。
背景技術：
L-乳酸作為環(huán)境友好材料聚乳酸的原料，需求量逐年提高，但現(xiàn)有的制備L-乳酸方法主要采用玉米或其他淀粉質(zhì)原料作為培養(yǎng)基，玉米或其他淀粉質(zhì)原料的價格較高，且現(xiàn)有的制備L-乳酸方法多采用高壓蒸汽滅菌的方式進行培養(yǎng)基的滅菌，滅菌時間長、能耗較大，增加了L-乳酸的制備成本，現(xiàn)有方法制備得到的L-乳酸的價格達到了l萬元/噸以上，由于L-乳酸的價格昂貴，極大的限制了聚乳酸的生產(chǎn)和廣泛應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要是為了解決現(xiàn)有的制備L-乳酸方法制備成本高、滅菌時間長、能耗大的問題，而提供了以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法。
本發(fā)明以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法按照以下步驟進行一、淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l: 3 9的體積比混合，然后向混合液中加入占混合液質(zhì)量5% 7.5%的葡萄糖制成培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的pH值為6.0 6.5; 二、將步驟二的培養(yǎng)基置于微波設備中進行滅菌，微波滅菌時間為90 420s，微波功率為100 600W;三、將干酪乳桿菌鼠李糖亞種接入步驟二滅菌后的培養(yǎng)基中培養(yǎng)65 75h，培養(yǎng)溫度為35 38°C，干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為8% 10%，即得到L-乳酸。
本發(fā)明方法以淀粉生產(chǎn)廢水為原料，利用淀粉生產(chǎn)廢水中的營養(yǎng)成分，再投加適量的葡萄糖，得到供L-乳酸發(fā)酵的培養(yǎng)基，極大的降低了L-乳酸的制備成本，本發(fā)明采用微波滅菌方式對其培養(yǎng)基進行快速滅菌，滅菌時間僅需90 420s，與現(xiàn)有的現(xiàn)有的制備L-乳酸方法相比較，本發(fā)明方法滅菌時間短、能耗小，又進一步的降低了L-乳酸的制備成本，本發(fā)明方法制備得到的L-乳酸的價格為O. 55萬元/噸左右。本發(fā)明方法以淀粉生產(chǎn)廢水為主要原料制得的培養(yǎng)基，有利于干酪乳桿菌鼠李糖亞種(Lactobacillus casei subsp. rhamnosus)的生長，使得本發(fā)明方法發(fā)酵得到的L-乳酸的產(chǎn)率達到6. 58%以上。
我國是世界上淀粉產(chǎn)量僅次于美國的第二生產(chǎn)大國，淀粉在加工過程中，會產(chǎn)生大量的高濃度酸性有機廢水，按現(xiàn)在的淀粉加工工藝，每生產(chǎn)1噸淀粉大約產(chǎn)出6噸廢水，淀粉制造業(yè)每年產(chǎn)生的廢水量很大，且資源化利用很少。本發(fā)明的方法有效的利用了淀粉生產(chǎn)廢水，不僅降低的生產(chǎn)成本，還實現(xiàn)了淀粉生產(chǎn)廢水的回收再利用，減少淀粉生產(chǎn)廢水對環(huán)境的污染，且本發(fā)明方法制備得到L-乳酸后的淀粉生產(chǎn)廢水的COD去除率為41.93% 45.45%，減輕了對淀粉生產(chǎn)廢水后續(xù)處理的壓力，提高了后續(xù)處理的效率。
本發(fā)明的方法制備成本低，滅菌時間短，能耗小，制備得到L-乳酸的產(chǎn)率高。
具體實施例方式
本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法按照
以下步驟進行 一、淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l: 3 9的體積比混合，然后向混合液中加入占混合液質(zhì)量5% 7.5%的葡萄糖制成培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的pH值為6.0 6.5; 二、將步驟二的培養(yǎng)基置于微波設備中進行滅菌，微波滅菌時間為90 420s，微波功率為100 600W;三、將干酪乳桿菌鼠李糖亞種接入步驟二滅菌后的培養(yǎng)基中培養(yǎng)65 75h，培養(yǎng)溫度為35 38。C，干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為8% 10%，即得到L-乳酸。
本實施方式步驟二中的微波設備從四川大學購買得到，微波設備的型號為SANYOEM-202MSI，脈沖頻率為2450腿z，安裝接觸調(diào)壓器，可實現(xiàn)微波功率在0W 700W內(nèi)連續(xù)輸出。
本實施方式步驟三中的干酪乳桿菌鼠李糖亞種(Lactobacillus casei subsp.rhamnosus)現(xiàn)由中國工業(yè)微生物菌種保藏中心保藏，保藏號為CICC6013，該菌株可從市場上購買得到。
本實施方式制備得到的L-乳酸的價格為O. 55萬元/噸左右。
本實施方式發(fā)酵得到的L-乳酸的產(chǎn)率達到6. 58%以上，發(fā)酵過程糖酸轉化率為85% 90%，淀粉工業(yè)廢水的COD去除率為41.93% 45.45%。本發(fā)明方法不僅L-乳酸的制備，降低了L-乳酸的生產(chǎn)成本，還實現(xiàn)了淀粉生產(chǎn)廢水的回收再利用。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l: 5 7的體積比混和。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l: 6的體積比混和。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l: 5的體積比混和。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中淀粉生產(chǎn)工藝中玉米
浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l: 7的體積比混和。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中向混合液中加入占混合液6% 7%的葡萄糖制成培養(yǎng)基。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中向混合液中加入占混合液質(zhì)量百分數(shù)為7%的葡萄糖制成培養(yǎng)基。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一或二相同
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中向混合液中加入占混合液6%的葡萄糖制成培養(yǎng)基。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
六不同的是步驟二中微波滅菌時間為100 160s，微波功率為300 500W。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一、二或九不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種接培養(yǎng)基中培養(yǎng)68 72h，培養(yǎng)溫度為36 37。C。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一、二或九相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
一、二或九不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種接培養(yǎng)基中培養(yǎng)70h，培養(yǎng)溫度為36。C。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一、二或九相同。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
一、二或九不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種接培養(yǎng)基中培養(yǎng)65h，培養(yǎng)溫度為37。C。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一、二或九相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
十不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為8. 5% 9. 5%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
十不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為9%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為8%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十不同的是步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為10%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十七本實施方以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法按照以下步驟進行 一、淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照1:3.6的體積比混合，然后向混合液中加入占混合液質(zhì)量7%的葡萄糖制成培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的pH值為6.5;
二、 將步驟二的培養(yǎng)基置于微波設備中進行滅菌，微波滅菌時間為180s，微波功率為200W;
三、 將干酪乳桿菌鼠李糖亞種接入步驟二滅菌后的培養(yǎng)基中培養(yǎng)72h，培養(yǎng)溫度為37。C，干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為9%，即得到L-乳酸。
本實施方式步驟二中的微波設備可從微波設備公司購買得到。
本實施方式步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種可從中國科學院微生物研究所購買得到。本實施方式制備得到的L-乳酸的價格為O. 58萬元/噸。
本實施方式的采用微波滅菌的方法，滅菌時間短，耗能少，本實施方式發(fā)酵得到的L-乳酸的產(chǎn)率為6. 58%，發(fā)酵過程糖酸轉化率為90%，淀粉工業(yè)廢水的C0D去除率為45.45。/。。本發(fā)明方法不僅L-乳酸的制備，降低了L-乳酸的生產(chǎn)成本，還實現(xiàn)了淀粉生產(chǎn)廢水的回收再利用
權利要求
1.以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法按照以下步驟進行一、淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照1∶3～9的體積比混合，然后向混合液中加入占混合液質(zhì)量5％～7.5％的葡萄糖制成培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的pH值為6.0～6.5；二、將步驟二的培養(yǎng)基置于微波設備中進行微波滅菌，微波滅菌時間為90～420s，微波功率為100～600W；三、將干酪乳桿菌鼠李糖亞種接入步驟二滅菌后的培養(yǎng)基中培養(yǎng)65～75h，培養(yǎng)溫度為35～38℃，干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為8％～10％，即得到L-乳酸。
2 根據(jù)權利要求l所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟一中淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l:5 7的體積比混和。
3 根據(jù)權利要求l所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟一中淀粉生產(chǎn)工藝中玉米浸泡廢水和淀粉生產(chǎn)工藝廢水按照l:6的體積比混和。
4 根據(jù)權利要求1或2所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟一中向混合液中加入占混合液6% 7%的葡萄糖制成培養(yǎng)基
5 根據(jù)權利要求1或2所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟一中向混合液中加入占混合液質(zhì)量百分數(shù)為7%的葡萄糖制成培養(yǎng)基。
6 根據(jù)權利要求4所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟二中微波滅菌時間為100 160s，微波功率為300 500W。
7 根據(jù)權利要求l、 2或6所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種接培養(yǎng)基中培養(yǎng)68 72h，培養(yǎng)溫度為36 37。C。
8. 根據(jù)權利要求7所述的以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，其特征在于步驟三中干酪乳桿菌鼠李糖亞種的接種量為8. 5% 9. 5%。
全文摘要
以淀粉工業(yè)廢水為原料微波滅菌發(fā)酵制備L-乳酸的方法，它涉及一種制備L-乳酸的方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的制備L-乳酸方法制備成本高、滅菌時間長、能耗大的問題。方法一、以淀粉工業(yè)廢水為原料配制培養(yǎng)基；二、培養(yǎng)基微波滅菌；三、干酪乳桿菌鼠李糖亞種接入培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)即得到L-乳酸。本發(fā)明的方法制備成本低，滅菌時間短，能耗小，制備得到L-乳酸的產(chǎn)率高。
文檔編號C12P7/40GK101643756SQ20091030557
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權日2009年8月13日
發(fā)明者悅 張, 偉 徐, 鵬 王 申請人:哈爾濱工業(yè)大學