連續(xù)離子交換在L-乳酸分離中的應用.pdf

1、L-乳酸是一種重要的有機酸，應用廣泛，發(fā)展前景極為可觀。研究解決L-乳酸分離中存在的工藝長、成本高、效率低、環(huán)境污染等問題，有著重大的意義。本文針對發(fā)酵液成分復雜，除雜難度大等問題，采用絮凝工藝預處理發(fā)酵液，并優(yōu)化其工藝參數；通過靜態(tài)離子交換和固定床離子交換工藝研究，獲得連續(xù)離子交換工藝的基礎參數；對連續(xù)離子交換工藝和分區(qū)方案進行初步設計，優(yōu)化并確立連續(xù)離子交換的最佳工藝參數，實現L-乳酸的經濟、高效分離。主要研究結果如下：
　　

2、(1)通過單因素和響應面實驗，優(yōu)化了絮凝工藝預處理L-乳酸銨的工藝參數：硫酸鎂(MgSO4)添加量2‰、氫氧化鈣(Ca(OH)2)添加量5‰、活性炭添加量7‰、絮凝溫度80℃，絮凝時間40min。在此條件下，殘?zhí)侨コ?0.32%，蛋白質去除率90.96%，L-乳酸銨損失率3.22%。
　　(2)通過樹脂初篩實驗，篩選出具有較好分離效果的732樹脂，可在1min內迅速完成交換，飽和交換量345.97mg/g；通過解吸劑及其濃度的研

3、究，確立較適解吸劑0.5mol/L H2SO4。
　　(3)通過單因素實驗，確立了靜態(tài)離子交換實驗中影響顯著的因素僅有pH值，且pH值范圍4-5時獲得較好的離子交換效果；建立L-乳酸銨與732樹脂離子交換的吸附等溫線，擬合方程結果符合Langmuir類型；考察了流速和高徑比對固定床離子交換工藝的影響，確定較優(yōu)流速為40mL/min，較優(yōu)高徑比7.5:1，穿透時間21.5min，解吸時間60min，解吸率可達96%以上；在此條件下，

4、繪制固定床的吸附曲線和解吸曲線。
　　(4)以靜態(tài)和固定床離子交換實驗為基礎，初步設計連續(xù)離子交換中試分離L-乳酸的工藝流程和分區(qū)方案，考察各分區(qū)流速變化對連續(xù)離子交換工藝的影響，確定交換區(qū)(1-6#)、交換后水洗區(qū)(18-20#)、再生區(qū)(12-17#)、再生后水洗區(qū)(9-11#)和產品頂水區(qū)(7-8#)的較適進料流速分別為40、40、140、35和20mL/min，且各出口濃度呈周期性穩(wěn)定變化。
　　(5)對連續(xù)離子交換