一种基于切向流膜技术用于酿酒黄水提取超高浓度乳酸的方法与流程

1.本发明涉及一种基于切向流膜技术用于酿酒黄水提取超高浓度乳酸的方法，属于酿酒技术领域。


背景技术：

2.黄水是固态法白酒酿造生产过程中，酒醅经过微生物的分解代谢，部分水分渗出，沉积到窖池底部的一种棕黄色、呈流体状的液体，属于固态酿造白酒过程中的副产物。黄水中含有丰富的有机酸、醇、醛等呈香风味物质，同时还含有氨基酸、糖类、酒精、腐殖质、酵母菌体自溶物、微生物菌体以及活细胞等。黄水中有机酸含量最高，其中乳酸含量居首，约占总有机酸含量的90％，其含量能达40～80g/l，同时黄水中的cod含量也非常高，不加处理直接排放，不仅污染环境，还会造成资源浪费，如能对其进行处理，把其中富含丰富的有机质如乳酸等物质分离提取出来，不仅能够使资源得到回收利用，还降低了高cod黄水的排放，对环境的保护具有重要意义。
3.目前从发酵液黄水中分离提取乳酸的主要方法有萃取法、钙盐法、酯化水解法、分子蒸馏法、吸附法等。这些方法通常具有工艺复杂、成本高、乳酸产率低(不高于60％)等缺点，如：萃取法中的萃取剂通常成本较高且具有毒性，制约了此方法的实施；钙盐法存在于乳酸钙结晶工艺收率低、过程耗费大量酸碱溶液以及能耗大、费人工；酯化水解法乳酸收率较低；分子蒸馏法产品单程收率低，设备投资较高；吸附法脱附过程大多需化学试剂，所得产品进一步提纯困难。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于切向流膜技术用于酿酒黄水提取超高浓度乳酸的方法。本方法操作简单、易于实现、环境友好且膜过滤、活性炭吸附、电解以及旋蒸浓缩方法具有协同作用，所得的乳酸溶液浓度高、杂质少。
5.本发明基于切向流膜技术用于酿酒黄水提取超高浓度乳酸的方法，首先使用200-300目的筛网对黄水进行预处理，过滤除去不溶性物质；随后采用不同孔径的滤膜对黄水进行串联梯次过滤，得到的滤液使用活性炭进行除色净味；再经电解除杂，使用旋转蒸发仪进行浓缩，即可获得高浓度乳酸溶液，乳酸浓度》600g/l，其它物质含量《5％，相比较黄水初始乳酸含量，其浓度提高了约16倍。
6.优选地，选取250目筛网对黄水原液进行预处理。
7.优选地，串联梯次过滤时采用三种不同孔径的滤膜进行过滤处理。具体的，在切向流膜设备中，黄水先经过大孔径滤膜进行粗滤，再通过中等孔径滤膜进行过滤，最后经过小孔径滤膜过滤得到最终的滤液。
8.进一步地，所述大孔径滤膜的参数为5000d-10000d，中等孔径滤膜的参数为500d-1000d，小孔径滤膜的参数为100d-200d。
9.进一步地，切向流膜设备使用时压力为1.8-3mpa，使用循环水对料液进行降温，防止膜过热，引起损坏。
10.优选地，选择目数40-80的颗粒活性炭，易于清洗，且吸附效果较好，用量为每100ml最终滤液中放入2g-8g活性炭进行吸附。
11.优选地，所述电解除杂时，选择面积0.3-0.5cm2的石墨电极，导电性能好且具有一定的吸附作用，电流密度为0.1-0.5a/cm2，电解时间为0.25-1h进行电解。
12.优选地，旋转蒸发仪的使用条件为：压力30-50mbar，温度40-50℃，转速20-25rpm。
13.本发明的有益效果体现在：
14.本发明提出了一种基于切向流膜技术用于酿酒黄水提取高浓度乳酸的方法，该工艺方法具有操作简单、易于实现、环境友好、所得乳酸纯度高杂质少等优点。通过膜过滤、活性炭吸附、电解以及旋蒸浓缩技术协同作用，获得浓度》600g/l的乳酸溶液。
附图说明
15.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
16.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
17.实施例1：
18.本实施例中基于切向流膜技术用于酿酒黄水提取超高浓度乳酸的方法，包括以下步骤：
19.取一定量的黄水原液用250目筛网进行预处理，过滤掉杂质物质，使用切向流膜设备进行过滤，先经过大孔径的膜进行粗滤，得到的滤液在经过中等孔径膜过滤，得到的滤液最后经过200d膜过滤得到最终滤液，其中压力设置为1.8mpa，使用循环水对料液进行降温，得到的滤液加入2％活性炭进行吸附，使用抽滤机将活性炭过滤掉，后将吸附后的溶液转入自制电解池中进行电解，控制电流密度为0.3a/cm2，电解0.5h，将电解后的溶液转移至旋转蒸发仪中使用旋转蒸发仪进行浓缩，压力为40mbar，温度为50℃，转速20rpm，浓缩时间约3h，得到浓缩液，测得乳酸含量650g/l。
20.实施例2：
21.取一定量的黄水原液用250目筛网进行预处理，过滤掉杂质物质，使用切向流膜设备进行过滤，先经过大孔径的膜进行粗滤，得到的滤液在经过中等孔径膜过滤，得到的滤液最后经过200d膜过滤得到最终滤液，其中压力设置为1.8mpa，使用循环水对料液进行降温。得到的滤液转入电解池中进行电解，控制电流密度为0.3a/cm2，电解0.5h，将电解后的溶液转移至旋转蒸发仪中使用旋转蒸发仪进行浓缩，压力为40mbar，温度为50℃，转速20rpm，浓缩时间约3h，得到浓缩液，测得乳酸含量520g/l。
22.实施例3：
23.取一定量的黄水原液用250目筛网进行预处理，过滤掉杂质物质，使用切向流膜设备进行过滤，先经过大孔径的膜进行粗滤，得到的滤液在经过中等孔径膜过滤，得到的滤液最后经过200d膜过滤得到最终滤液，其中压力设置为1.8mpa，使用循环水对料液进行降温，得到的滤液加入5％活性炭进行吸附，使用抽滤机将活性炭过滤掉，后将吸附后的溶液转移
至旋转蒸发仪中使用旋转蒸发仪进行浓缩，压力为40mbar，温度为50℃，转速20rpm，浓缩时间约3h，得到浓缩液，测得乳酸含量480g/l。
24.实施例4：
25.取一定量的黄水原液用250目筛网进行预处理，除杂，粗过滤后的溶液进入到切向流膜设备进行过滤，先经过大孔径的膜进行粗滤，得到的滤液在经过中等孔径膜过滤，最后经过200d膜过滤得到最终滤液，膜过滤压力为1.8mpa，使用循环水对料液进行降温，得到的滤液加入4％活性炭进行吸附，使用抽滤机将活性炭过滤掉，后将吸附后的溶液转入自制电解池中进行电解，控制电流密度为0.3a/cm2，电解0.5h，将电解后的溶液转移至旋转蒸发仪中使用旋转蒸发仪进行浓缩，压力为30mbar，温度为45℃，转速24rpm，浓缩时间约3h，得到浓缩液，测得乳酸含量620g/l。
26.实施例5：
27.取一定量的黄水原液用250目筛网进行预处理，除杂，粗过滤后的溶液进入到切向流膜设备进行过滤，先经过大孔径的膜进行粗滤，得到的滤液在经过中等孔径膜过滤，最后经过200d膜过滤得到最终滤液，膜过滤压力为2.2mpa，使用循环水对料液进行降温，得到的滤液加入6％活性炭进行吸附，使用抽滤机将活性炭过滤掉，后将吸附后的溶液转入自制电解池中进行电解，控制电流密度为0.3a/cm2，电解0.5h，将电解后的溶液转移至旋转蒸发仪中使用旋转蒸发仪进行浓缩，压力为30mbar，温度为40℃，转速24rpm，浓缩时间约3h，得到浓缩液，测得乳酸含量640g/l。
28.通过上述实施例，发现通过膜过滤、活性炭吸附、电解以及旋蒸浓缩技术的协同作用，能够大大提高乳酸的含量，获得超高浓度的乳酸溶液。
29.本发明所获得的乳酸产品，可应用于食品、医药、化工、饲料等领域。
30.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。