1. 研究目的与意义

近几年,人们利用l-乳酸聚合生产的聚乳酸制造生物降解塑料、绿色包装材料农用薄膜,用以解决日益严重的环境污染问题,引起了世界的广泛关注,应用前景非常广阔,因此对l-乳酸的研究越来越引起人们的重视。

目前国内外l-乳酸的生产均选育特定的微生物用发酵法生产。但传统乳酸发酵所用的原料主要是淀粉类原料,如果能采用价廉的植物纤维原料,将大大拓展其生产原料的来源。目前,以植物纤维为原料的各种包装容器应用很多[1-2],主要有纸质餐具、纸杯、纸盘、方便面盒等,这些都属于纤维类废弃物。人们使用它是认为它比较环保,但实际上当这些纤维类包装容器废弃后,并不如人们所想象的那样容易自然降解[3],

因为这些废弃物在加工时为了满足一定特性,而加入了各种不同助剂,这些助剂不利于纤维素降解,所以将其废弃后容易造成二次白色污染,而且造成大量纤

2. 国内外研究现状分析

1国内外研究水平

乳酸的生产主要有化学合成和生物发酵两种方法,目前以后者备受国际学术界的关注。主要原因有化学合成法生产乳酸的原料,主要来自于石油裂解,而石油资源危机日益突出。为此,积极探索利用可再生资源进行乳酸的发酵生产,不仅能大大减少石油资源的消耗,还能降低乳酸的生产成本。当今由塑料制品造成的白色污染已成为最为严重的环境问题之一。世界上的塑料产量已逾亿,其广泛应用造成了废弃物的大量增加。而国际上在可生物降解塑料的研究中发现,聚乳酸具有良好的生物降解性及优良的使用特性,被公认为是理想的生物降解材料之一。淀粉、纤维素物质是世界上已知的最大的可再生资源,采用富含淀粉和纤维素的有机废弃物作为基质发酵生产乳酸,成为这一领域的重要发展方向,不仅可大幅度降低乳酸的生产成本,而且可以达到废物资源化的目的。美国农业研究局和威斯康星大学联合研究,将首楷榨汁所剩的纤维用酶转化成糖,糖用乳杆菌发酵生成乳酸,乳酸的产率约为纤维干重的。等人用贝类加工废弃物作底物,得到了的乳酸产出率日本学者等人曾对纤维素含量较高的有机废料进行发酵,得到了的乳酸产出率,效果很好。我国发酵乳酸工业的研究从年代开始,到目前为止,我国发酵法生产乳酸大都采用大米等淀粉质原料,不仅成本高而且粮耗大

。为了降低生产成本、开发廉价的生产原料,国内先后有采用玉米、土豆、魔芋等原料生产乳酸的报道出现,而利用纤维素原料生产乳酸的报道还不多见。我国庄桂等人以稻草纤维素为主料制备乳酸,最终发酵液中乳酸产量达几,转化率为。

3. 研究的基本内容与计划

3乳酸的生产工艺

3.1　液体深层发酵

　　可溶性淀粉存在于农作物废弃物和天然淀粉质原料中可用于液体深层发酵生产乳酸,在各种淀粉质原料中,木薯淀粉、高粱淀粉、玉米淀粉和马铃薯淀粉是

4. 研究创新点

4.工艺改进

4.1利用喷射液化技术，改进淀粉糊化、液化工艺

喷淋液化法由于设备及操作要求都比较简单，液化效果也不错，被多数厂家采用。但淀粉受热不均匀，酶的利用率较低。喷射液化是将蒸气直接通人已加人酶的淀粉液薄层中，在高温下保温使淀粉糊化、液化。近年来我国新型耐高温a一淀粉酶制剂的研制，极大地促进了液化工艺和液化设备的改进和提高。使液化喷射技术在乳酸生产行业的应用具有了实用和可靠性。选用的喷射液化器，要使料液在喷射器内形成高强度的微湍流，否则淀粉分散、蛋白质凝聚不好，影响液化效果利用液化喷射器的工艺参数是：粉浆泵入液化喷射器中，迅速升温至103oc，抽样检查达到要求后，进行二次喷射，温度达到135oc以上，通过维持塔直接