本发明涉及乳酸发酵，具体涉及一种乳酸发酵液的过滤方法。
背景技术：
1、l-乳酸是乳酸的一种旋光异构体，其通常是以玉米淀粉为原料，经过生物发酵精制而成的一种有机酸，因其左旋的特征，具有很好的生物相融性，能与哺乳动物相融，可直接参与人体代谢、无任何副作用，被广泛应用于食品、医药等领域。目前，我国l-乳酸工业化生产主要以玉米淀粉为原料经发酵后得到，发酵结束后的料液成分较为复杂，含有菌体、残糖、蛋白质、色素、胶体、有机杂酸、无机盐等多种杂质，固形物含量为5％～7％。
2、目前，乳酸发酵液的处理方法一般以板框过滤机为载体进行固液分离，得到乳酸的滤液。然而对于固形物含量较高，且黏稠度高的发酵液，采用板框过滤，板框的滤网很容易堵塞，并且产生的板框渣较多，废渣处理难度大、环保压力大。
3、因此，亟需提供一种新的乳酸发酵液的过滤方法。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术采用板框过滤处理乳酸发酵液存在板框滤网易堵塞、板框渣较多、废渣处理难度大、环保压力大的缺陷，提供了一种新的乳酸发酵液的过滤方法。本发明的过滤方法适用于高固含量、高粘度乳酸发酵液的分离，滤网不易堵塞，废渣中含水率低、废渣产量低、易于处理；且乳酸的收率高。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明提供了一种乳酸发酵液的过滤方法，乳酸发酵液和/或其处理液经立式压滤机压滤，收集滤液，即可；所述乳酸发酵液和/或其处理液中固形物的质量占比不低于10wt％。
4、本发明中，所述乳酸发酵液和/或其处理液中固形物的质量占比为10-40wt％，较佳地为15-30wt％，例如为26.5wt％。
5、本发明中，所述固形物包括但不限于木质素、菌体等。
6、本发明中，所述乳酸发酵液和/或其处理液的粘度为50-300mpa·s，较佳地为80-150mpa·s，例如为100mpa·s。
7、本发明中，所述乳酸发酵液和/或其处理液中还含有乳酸、金属离子、色素、糖类和水等。所述金属离子包括钙离子、钾离子、镁离子和铁离子中的一种或多种。
8、本发明中，所述乳酸发酵液和/或其处理液的ph值在12以下，进一步为2-11，例如所述乳酸发酵液和/或其处理液的ph值可以为3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5等。
9、本发明中，所述乳酸发酵液和/或其处理液中乳酸的浓度在50％以下，进一步在30％以下，更进一步在10％以下。
10、本发明中，所述乳酸发酵液处理液的制备工艺包括：将乳酸发酵液加热，调节ph值为3-11，较佳地为5-10，继续进行二次加热和搅拌，即得。
11、本发明中，所述加热的温度为60-90℃，较佳地为70-80℃。
12、本发明中，通过碱性物质调节所述ph值，所述碱性物质选自碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种。
13、较佳地，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙和氢氧化钙中的至少一种，更优选为氢氧化钙。
14、本发明中，通过酸性物质调节所述ph值，所述酸性物质包括有机酸和/或无机酸，进一步选自盐酸、硝酸、硫酸、乙酸和亚硫酸中的至少一种，更优选为硫酸。
15、本发明中，所述二次加热的温度为80-100℃，进一步为85-95℃。
16、本发明中，所述二次加热的时间为1-8h，进一步为2-6h。
17、本发明中，乳酸发酵液为本领域常规的以包括但不限于六碳糖和/或五碳糖和/或农林废弃物水解处理获得的水解液为底物发酵生产乳酸得到的发酵液。所述六碳糖包括但不限于葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等；所述五碳糖包括但不限于木糖、阿拉伯糖、核糖、脱氧核糖等；所述农林废弃物包括但不限于玉米秸秆、小麦秸秆、蔗渣、木材、木屑中的至少一种。
18、例如，所述乳酸发酵液可采用专利申请cn112941117a中l-乳酸的制备方法制备得到。具体而言，例如通过对木质纤维素原料进行预处理、以生物降解的方式脱除抑制物、酶解、发酵等处理。如此，可以制备本发明所述的乳酸发酵液。
19、本发明中，所述二次加热的温度为80-100℃，进一步为85-95℃，例如80或90℃。
20、本发明中，所述二次加热的时间为1-8h，进一步为2-6h。
21、本发明对立式压滤机的具体结构不作特别限定。本领域技术人员知晓，一般而言，立式压滤机包括主要部件和辅助部件，所述主要部件包括板框组和工艺管路等，所述辅助部件包括顶紧机构、供压缩介质管路等，所述顶紧机构包括快速反应缸和锁紧销等。
22、进一步地，所述板框组包括滤腔、实心隔板，多个实心隔板将滤腔分隔成多个相互独立的子滤腔，每个子滤腔内设有至少一个过滤板，过滤板与实心隔板平行设置；每个过滤板的上侧板面和下侧板面分别设有用于排出滤液的第一滤液收集槽和用于通入料浆的型腔；每个实心隔板上的上侧板面均设有用于排放滤液的第二滤液收集槽；型腔与料浆的入料管路连通，第一/第二滤液收集槽与滤液的排放管路连通；每个过滤板的型腔内均设有用于对料浆进行过滤的滤布，还设有用于对滤布上的滤渣(滤饼)进行挤压的隔膜，隔膜上设有隔膜入口，用于供压缩介质进入隔膜内。压缩介质可以为气体或者液体(例如压榨水)等。
23、具体而言，于一实施方式中，料浆经入料管路进入过滤板下侧板面的型腔，在型腔内经滤布过滤后，滤液流到下一层过滤板的第一滤液收集槽或者实心隔板的第二滤液收集槽中，然后经滤液的排放管路排出；压缩介质从隔膜入口进入隔膜内使隔膜膨胀，以挤压滤饼，使固液分离更彻底。
24、本发明中，所述压滤包括过滤和挤压。
25、本发明中，控制过滤压力(进料压力)为0.4-1.0mpa，较佳地为0.6-0.9mpa，例如为0.65mpa，0.7mpa，0.75mpa，0.8mpa，0.85mpa，0.9mpa，0.95mpa等，以及上述任意两个点值组成的范围均属于本发明保护的范畴。
26、本发明中，所述挤压为对过滤后得到的滤饼进行挤压，控制挤压的压力0.8-1.6mpa，较佳地为0.9-1.4mpa，例如为0.9mpa。
27、本发明对挤压的时间没有特别的限定，可以为本领域常规，例如挤压的时间不小于1.5min，优选为2-5min，例如为2min。
28、根据本发明，所述压滤包括对乳酸发酵液和/或其处理液的过滤，以及对过滤后得到的滤饼进行的挤压的步骤；收集的滤液既包括经过滤分离得到的滤液，也包括对滤饼进行挤压，挤出的滤液。
29、本发明中，所述方法还包括采用洗水对压滤后形成的滤饼进行洗涤，收集洗液的步骤。当进行洗涤操作时，洗水通过料浆的入料管路进入滤腔，由于洗水注满滤腔，隔膜被抬起，洗水在通过滤饼后形成洗液，流入滤液的排放管路。
30、根据本发明，所述洗涤分1次或多次进行，较佳地，所述洗涤分多次进行，例如分2、3、4次进行。
31、根据本发明，当所述洗涤分多次进行时，每次洗涤的洗水用量相同或不同。
32、本发明中，所述洗水与乳酸发酵液和/或其处理液的体积比为(0.05-0.8)：1，较佳地为(0.1-0.7)：1，进一步较佳地为(0.2-0.6)：1，例如为0.2：1、0.3：1或0.6：1等。本发明所述洗水体积指的是总的洗水体积。
33、在本发明一较佳实施方案中，所述洗水与乳酸发酵液和/或其处理液的体积比为(0.2-0.6)：1，所述洗涤分三次进行，每次洗涤的洗水用量均相同。
34、本发明中，控制洗涤压力(进洗水压力)为0.4-1.0mpa，较佳地为0.5-0.8mpa。
35、本发明中，控制洗水的温度为25-95℃，较佳地为50-90℃。
36、本发明中，所述方法还包括对洗涤后的滤饼进行二次挤压，收集洗液的步骤。所述二次挤压的方式与一次挤压相同，压缩介质从隔膜入口进入隔膜内使隔膜膨胀，以挤压滤饼。
37、本发明中，控制二次挤压的压力0.8-1.6mpa，较佳地为0.9-1.4mpa。
38、本发明对二次挤压的时间也没有特别的限定，可以为本领域常规，例如控制二次挤压的时间不小于1.5min，优选为2-5min。
39、根据本发明，所述一次挤压和二次挤压的压力和时间可相同或不同，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择。
40、本发明中，当所述洗涤分多次进行时，每次洗涤后均进行二次挤压或最后一次洗涤后进行二次挤压，更佳地为每次洗涤后均进行二次挤压。
41、本发明中，所述方法还包括对滤饼进行风干的步骤。
42、根据本发明，可以对压滤后形成的滤饼进行风干，也可以对洗涤后的滤饼进行风干，还可以对经二次挤压后的滤饼进行风干。当分多次进行洗涤时，在最后一次洗涤后进行风干即可。
43、较佳地，采用压缩空气风干，控制压缩空气的压力为0.4-0.8mpa，较佳地为0.5-0.7mpa，例如0.6mpa。
44、较佳地，控制风干的时间为3-10min，例如为5min。
45、本发明中，所述方法还包括卸滤饼并使用蒸汽冷凝水(50℃)清洗滤布的步骤。
46、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本发明所用试剂和原料均市售可得。
47、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
48、本发明通过利用立式压滤机对乳酸发酵液和/或其处理液进行固液分离，滤网不易堵塞，所得滤液中乳酸浓度高，收率高；废渣少，废渣中含水量低，便于后续处理；且所用立式压滤机可灵活调节处理量，减少生产中不必要的浪费，节约成本，机械化程度高。