专利名称：一种从酱渣厌氧产酸混合发酵液中分离提取有机酸的方法
技术领域：
一种从酱渣厌氧产酸混合发酵液中分离提取有机酸的方法，属于有机固体废弃物资源化技术领域。
背景技术：
酱渣是指酿造酱油原料经制曲、发酵、淋出酱油后产生的固体残渣，据酿造原料不同，酱渣(干基)中含有约20 30%粗蛋白、7 18%粗脂肪、10%以上碳水化合物、20 24%粗纤维、8 12%水分、0.5 2%盐分和丰富的矿物质，再利用价值很高。我国是酱油生产及消费大国，仅2010年，就产生约470万吨的酱渣(含水75%)，目前酱渣主要是低价卖给农民用作肥料和饲料，但由于含盐度高，用量受到限制，而其回收利用和深度加工尚处于研究阶段，主要集中在提取油脂、膳食纤维、黄酮和鲜味剂等成分，但研究结果尚不理想。酱渣既是废物，又是很好的有机资源，其中有机物含量在86.0 91.5%左右，生物易降解有机组分在40%以上，这些生物易降解有机物主要是多糖、蛋白质等，它们对微生物来说是丰富的营养源，其厌氧发酵会产生多种挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid,VFA)，如乙酸、丙酸、丁酸等，它们可作为发酵工业原料生产高附加值的发酵产品(如角质酶)，或作为化工原料合 成其它产品(如聚乳酸)，然而，与传统纯培养发酵液不同，有机废弃物厌氧发酵液是混合培养液，成分复杂(大致组成为乙酸:丙酸:丁酸:戊酸为5:3:1:1)，含量不稳定且总酸浓度较低，因此，如何从混合培养发酵液中分离有机酸是酱渣厌氧发酵产酸的关键。目前，从混合发酵液中分离提取有机酸的方法主要有离子交换吸附法、液膜分离法、酯化法、精馏法、吸附法和络合萃取法，其中，又以络合萃取法的工艺最简单、提取效率最高，即使是这样，相对于工业化生产来说，络合萃取法仍然是效率低下，成本高昂，同时产生大量生产废水。本发明以酱渣厌氧产酸混合发酵液为原料，通过离心、萃取、反萃、真空蒸馏等工艺提取有机酸，省去了以往络合萃取法稀释剂的添加，同时有机酸提取率更高，回收的萃取剂效果良好，可重复多次使用，减少了废水排放，大大降低了生产成本，使得工业化成为可倉泛。
发明内容
本发明的目的在于发明一种提取率高、环境友好、生产成本低廉的从酱渣厌氧产酸混合发酵液中提取有机酸的方法。本发明的技术工艺包括以下几个步骤:1.原料:酱渣厌氧产酸混合发酵液；2.离心:酱洛厌氧产酸混合发酵液在4500 5000r/min下离心5min,取上清液；3.萃取:向2中制得的上清液中加入等体积的磷酸三丁酯，在4 10°C下恒温振荡5min,然后置于分液漏斗中在4 10°C下静置,待两相分层后分尚出有机相和水相,水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，在相同条件下重复萃取两次，合并有机相；4.反萃:向3中有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60 70°C恒温振荡5min ；5.真空蒸馏:将4中振荡混合液置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、90 980C >50 70r/min下旋转蒸发30min,浓缩液重新加入等体积的去离子水,在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸溶液，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。本发明的优点:1、通过离心、萃取、反萃、真空蒸馏等工艺提取有机酸，省去了以往络合萃取中稀释剂的添加，同时有机酸提取率更高，其混合有机酸回收率为93.29%、乙酸回收率为98.21%。2、回收的萃取剂效果良好，可重复多次使用，大大降低了生产成本，使得工业化成为可能。3、由于生产中无需添加稀释剂，同时回收的萃取剂回用效果良好，大大减少了废水排放，过程环境友好。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1:取混合发酵液5L,在4800r/min下离心5min,取得上清液4.8L,加入等体积的磷酸三丁酯，在4°C下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在4°C下静置30min，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，重复萃取两次，合并有机相；向有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60°C恒温振荡5min，再置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa>95°C>50r/min下旋转蒸发30min,浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。实施例2:取混合发酵液50L,在4800r/min下离心5min,取得上清液48L,加入等体积的磷酸三丁酯，在8°C下恒温振荡5min，然后置于分液漏斗中在8°C下静置30min，待两相分层后分离出有机相和水相，水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，重复萃取两次，合并有机相；向有机相中加入等体积的去离子水，混合后在70°C恒温振荡5min，再置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、98°C、60r/min下旋转蒸发30min,浓缩液重新加入等体积的去离子水，在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流程，用于有机酸的萃取。
权利要求
1.一种从酱渣厌氧产酸混合发酵液中分离提取有机酸的方法，其特征在于: (1)原料:酱渣厌氧产酸混合发酵液； (2)离心:酱洛厌氧产酸混合发酵液在4500 5000r/min下离心5min,取上清液； (3)萃取:向(2)中的上清液中加入等体积的磷酸三丁酯，在4 10°C下恒温振荡5min,然后置于分液漏斗中在4 10°C下静置,待两相分层后分离出有机相和水相,水相重新加入等体积的磷酸三丁酯，在相同条件下重复萃取两次，合并有机相； (4)反萃:向(3)中有机相中加入等体积的去离子水，混合后在60 70°C恒温振荡5min ； (5)真空蒸馏:将⑷中振荡混合液置入旋转蒸发器中，在真空度0.095MPa、90 980C>50 70r/min下旋转蒸发30min,浓缩液重新加入等体积的去离子水,在相同条件下重复反萃三次，合并馏出液即为提取的有机酸溶液，最终浓缩液即为回收的磷酸三丁酯，重新进入萃取流 程，用于有机酸的萃取。
全文摘要
本发明提供一种提取率高、环境友好、生产成本低廉的从酱渣厌氧产酸混合发酵液中分离提取有机酸的方法，原料采用酱渣厌氧产酸混合发酵液，通过离心、萃取、反萃、真空蒸馏等工艺提取有机酸，省去了以往络合萃取中稀释剂的添加，同时有机酸提取率更高，其混合有机酸回收率为93.29％、乙酸回收率为98.21％；回收的萃取剂效果良好，可重复多次使用，大大降低了生产成本，使得工业化成为可能，由于生产中无需添加稀释剂，同时回收的萃取剂效果良好，大大减少了废水排放，生产环境友好，符合清洁生产和可持续发展的概念。本发明技术科学合理，对实现混合发酵液的综合开发利用具有重要意义。
文档编号C07C51/48GK103242155SQ201310203940
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月29日 优先权日2013年5月29日
发明者李秀芬, 王新华, 任月萍 申请人:江南大学