乳酸发酵工艺
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目前世界乳酸产量达20万吨每年，其中荷兰purac公司10万 吨每年，美国ADM公司6.5万吨每年。根据日本有关专家估 计，若干年内世界L-乳酸的消费量将达到300万吨。
乳酸发酵工艺
1944年重庆振元化学药品厂，曾以德氏 乳杆菌发酵生产乳酸钙，目前我国有十 几家生产厂，年生产能力约13~14万吨。
图-2.2 乳酸聚合技术：以乳酸直接缩聚乳的酸一发步酵工法艺，及经丙交酯再开环聚合的二步法
聚乳酸和传统热塑塑料的功能性比较
对比参数
聚乙烯
聚乳酸
聚氯乙烯
乳酸发酵工艺
（3）乳酸工业的发展
1982年世界乳酸产量2.42.8万吨，1989年增至3.0万吨 ， 其中5060％为发酵法生产的，主要是DL－型乳酸和乳酸钙。
荷兰、巴西、西班牙、美国、日本都相继扩建和新建了具有 相当规模的L-乳酸厂，其中尤以美国为甚，Dow chemical co.和Cargill两公司已联合完成年产7000吨聚乳酸的中试,并 于2002年初宣布将投资3亿美元建世界上最大的第一套年产 14万吨聚乳酸生产线。
乳酸发酵工艺
1989年 Hang等， 采用米根霉NRRL395以玉 米为原料直接发酵生产L－乳酸354 g/1000 g 玉米。
1989年 Hang等， 采用海藻酸钙固定化米 根霉孢子生产L－乳酸，最高产酸62 g/L，糖 转化率达72％。
1990年 KirKovits 等 采用凝结芽孢杆菌 DSM5169菌株在含糖190 g/L，酵母膏3 g/L培 养基中，52℃ 培养39小时，生成140 g/L L－ 乳酸，其中L－乳酸纯度达99 .8％。
乳酸发酵工艺
（2） 国内发展过程： 1944年 重庆振元化学药品厂， 采用德
氏乳杆菌发酵生产乳酸钙。 1985～1992年 无锡第二制药厂、河北
秦皇岛乳酸厂、沈阳乳酸厂、银川乳酸 钙厂等采用“双酶法处原料，大型发酵 罐生产乳酸及乳酸钙。 1991年 蒋明株等，采用米根霉发酵L－ 乳酸小试。
乳酸发酵工艺
1991年 刘祖同等，固定化米根霉EL－ 56发酵生产L－乳酸。
1992年 曹本昌等，分离筛选干酪乳杆菌 鼠李糖亚种菌株进行L－乳酸发酵。
1997年 金其荣等分离选育出产L-乳酸占 总酸99.6%米根霉突变株，适用于糖、 玉米粉等多种原料。
2000年 安徽丰原生化公司引进国外的 “工程细菌”进行年产5000吨的L-乳酸 发酵生产，产酸达180g/L。
乳酸发酵工艺
图-2.1 与乳酸发酵有关的优化环境和L-聚乳酸的环境循环
乳酸发酵工艺
聚乳酸的合成
乳酸聚合成聚乳酸的技术，在实验室规模已行之有年，并不稀奇。 简单可分为以乳酸直接缩聚的一步法，及先将乳酸脱水成丙交酯、再开 环聚合的二步法 (Galotta, 2002; Gruber, 2004; Henton et al, 2005; Mehta,2005)。一步法须一面缩聚、一面脱水，以免乳酸缩聚时产生的 水分又将聚乳酸降解。但是要将水分从熔融的黏稠聚乳酸中吸出，十分 困难，目前只有同济大学及三井化学使用一步法聚合 (Ajioka et al, 1995;Sakashita, 2004)，其他公司均使用二步法（图-2.1）。一步法须 较高纯度的乳酸为原料。
的乳链球菌。为纯种培养乳 酸菌、进行工业化生产奠定基础。 1881年 Charles E.Avery公司， 采用纯种发酵工业化生产乳酸。 1894年 EijKman， 发现鲁氏毛霉产少量乳酸。
乳酸发酵工艺
1911年 斋藤， 采用华根霉生产D－乳酸。 1917－1918年 赤木， 采用德氏乳杆菌以甘薯淀粉
为原料进行工业化生产乳酸。 1936年 Ward， 分离获得优良L－乳酸产生菌－米根
霉，并进行表面培养生产L－乳酸，对糖的转化率为 40～50％，后又提高到62～67％。 1938年 Ward， 采用米根霉在旋转发酵罐中通风，液 体培养，生产L－乳酸，转化率达70～75％。 1950年 Bernhauer， 采用米根霉以葡萄糖为碳源， L－乳酸转化率达80％，淀粉为碳源转化率为45～ 48 ％。 1982年 Stenroon等， 采用海藻酸钙固定化德氏乳 杆菌，最大转化率达97％（90％以上为D－乳酸）。
乳酸发酵工艺
3.1 概述 3.2乳酸发酵微生物和发酵机制
乳酸发酵工艺
3.1 概述
3.1.1乳酸发酵简史 3.1.2 乳酸的性质
乳酸发酵工艺
3.1 概述 3.1.1乳酸发酵简史
（1） 国外发展过程： 1780年 席勒（Scheele）, 从酸乳中提炼制得乳酸。 1857年 巴斯德（Pasteur）, 发现使牛乳变酸的乳酸菌。 1878年 李斯特，成功地分离出乳酸细菌，命名为乳杆菌，即今天
生产规模最大的是河南郸城金丹乳酸公 司，年产8万吨。
最近安徽丰原集团公司从比利时引进菌 种可达180g/L，新建了年产2万吨的生产 线。
乳酸发酵工艺
乳酸发酵工艺
L-乳酸的用途
食品 糖果、饮料、
果汁、葡萄酒、
医药 乳酸钠静脉注射液 和肾透析溶液
乳酸酯 化工
树脂溶剂
乳酸
农药 饲料添加剂 防腐剂
材料
聚乳酸
乳酸发酵工艺
化妆品
保湿及美白
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2.乳酸的用途
乳酸及其衍生物在食品、饮料、医药、工业和聚合物等不同的市场内有广泛 的应用。 1. 乳酸可加到糖果、饮料、果汁、葡萄酒、和奶制品如酸奶作为增香剂、酸 味剂或者防腐剂，在啤酒生产过程中作调酸剂代替磷酸。 2. 硬脂酰乳酸盐可作为面包的改良剂。 3. 乳酸钠可用于静脉注射液和肾透析溶液。乳酸钠、乳酸、和其他有机酸的 混合物用于化妆品中有助保湿及美白。 4. 乳酸钙可为乳品饮料添加钙质以及制成药用钙片。 5. 其它乳酸盐如铝、铜、铁、锰、镁和锌等可添加到运动性饮料和保健品中 来补充矿物质。 6. 乳酸酯（甲基，乙基、异丙基、丁基、2-乙基己基乳酸盐）可用于化学和电 子工业，及作树脂溶剂用于液晶显示器、可读写磁盘、集成电路和集成电路 板的生产过程中。乳酸及其盐也可用于化学法电镀、皮革加工、纺织染色等。
乳酸发酵工艺
1944年重庆振元化学药品厂，曾以德氏 乳杆菌发酵生产乳酸钙，目前我国有十 几家生产厂，年生产能力约13~14万吨。
图-2.2 乳酸聚合技术：以乳酸直接缩聚乳的酸一发步酵工法艺，及经丙交酯再开环聚合的二步法
聚乳酸和传统热塑塑料的功能性比较
对比参数
聚乙烯
聚乳酸
聚氯乙烯
乳酸发酵工艺
（3）乳酸工业的发展
1982年世界乳酸产量2.42.8万吨，1989年增至3.0万吨 ， 其中5060％为发酵法生产的，主要是DL－型乳酸和乳酸钙。
荷兰、巴西、西班牙、美国、日本都相继扩建和新建了具有 相当规模的L-乳酸厂，其中尤以美国为甚，Dow chemical co.和Cargill两公司已联合完成年产7000吨聚乳酸的中试,并 于2002年初宣布将投资3亿美元建世界上最大的第一套年产 14万吨聚乳酸生产线。
乳酸发酵工艺
1989年 Hang等， 采用米根霉NRRL395以玉 米为原料直接发酵生产L－乳酸354 g/1000 g 玉米。
1989年 Hang等， 采用海藻酸钙固定化米 根霉孢子生产L－乳酸，最高产酸62 g/L，糖 转化率达72％。
1990年 KirKovits 等 采用凝结芽孢杆菌 DSM5169菌株在含糖190 g/L，酵母膏3 g/L培 养基中，52℃ 培养39小时，生成140 g/L L－ 乳酸，其中L－乳酸纯度达99 .8％。
乳酸发酵工艺
（2） 国内发展过程： 1944年 重庆振元化学药品厂， 采用德
氏乳杆菌发酵生产乳酸钙。 1985～1992年 无锡第二制药厂、河北
秦皇岛乳酸厂、沈阳乳酸厂、银川乳酸 钙厂等采用“双酶法处原料，大型发酵 罐生产乳酸及乳酸钙。 1991年 蒋明株等，采用米根霉发酵L－ 乳酸小试。
乳酸发酵工艺
1991年 刘祖同等，固定化米根霉EL－ 56发酵生产L－乳酸。
1992年 曹本昌等，分离筛选干酪乳杆菌 鼠李糖亚种菌株进行L－乳酸发酵。
1997年 金其荣等分离选育出产L-乳酸占 总酸99.6%米根霉突变株，适用于糖、 玉米粉等多种原料。
2000年 安徽丰原生化公司引进国外的 “工程细菌”进行年产5000吨的L-乳酸 发酵生产，产酸达180g/L。
乳酸发酵工艺
图-2.1 与乳酸发酵有关的优化环境和L-聚乳酸的环境循环
乳酸发酵工艺
聚乳酸的合成
乳酸聚合成聚乳酸的技术，在实验室规模已行之有年，并不稀奇。 简单可分为以乳酸直接缩聚的一步法，及先将乳酸脱水成丙交酯、再开 环聚合的二步法 (Galotta, 2002; Gruber, 2004; Henton et al, 2005; Mehta,2005)。一步法须一面缩聚、一面脱水，以免乳酸缩聚时产生的 水分又将聚乳酸降解。但是要将水分从熔融的黏稠聚乳酸中吸出，十分 困难，目前只有同济大学及三井化学使用一步法聚合 (Ajioka et al, 1995;Sakashita, 2004)，其他公司均使用二步法（图-2.1）。一步法须 较高纯度的乳酸为原料。
的乳链球菌。为纯种培养乳 酸菌、进行工业化生产奠定基础。 1881年 Charles E.Avery公司， 采用纯种发酵工业化生产乳酸。 1894年 EijKman， 发现鲁氏毛霉产少量乳酸。
乳酸发酵工艺
1911年 斋藤， 采用华根霉生产D－乳酸。 1917－1918年 赤木， 采用德氏乳杆菌以甘薯淀粉
为原料进行工业化生产乳酸。 1936年 Ward， 分离获得优良L－乳酸产生菌－米根
霉，并进行表面培养生产L－乳酸，对糖的转化率为 40～50％，后又提高到62～67％。 1938年 Ward， 采用米根霉在旋转发酵罐中通风，液 体培养，生产L－乳酸，转化率达70～75％。 1950年 Bernhauer， 采用米根霉以葡萄糖为碳源， L－乳酸转化率达80％，淀粉为碳源转化率为45～ 48 ％。 1982年 Stenroon等， 采用海藻酸钙固定化德氏乳 杆菌，最大转化率达97％（90％以上为D－乳酸）。
乳酸发酵工艺
3.1 概述 3.2乳酸发酵微生物和发酵机制
乳酸发酵工艺
3.1 概述
3.1.1乳酸发酵简史 3.1.2 乳酸的性质
乳酸发酵工艺
3.1 概述 3.1.1乳酸发酵简史
（1） 国外发展过程： 1780年 席勒（Scheele）, 从酸乳中提炼制得乳酸。 1857年 巴斯德（Pasteur）, 发现使牛乳变酸的乳酸菌。 1878年 李斯特，成功地分离出乳酸细菌，命名为乳杆菌，即今天
生产规模最大的是河南郸城金丹乳酸公 司，年产8万吨。
最近安徽丰原集团公司从比利时引进菌 种可达180g/L，新建了年产2万吨的生产 线。
乳酸发酵工艺
乳酸发酵工艺
L-乳酸的用途
食品 糖果、饮料、
果汁、葡萄酒、
医药 乳酸钠静脉注射液 和肾透析溶液
乳酸酯 化工
树脂溶剂
乳酸
农药 饲料添加剂 防腐剂
材料
聚乳酸
乳酸发酵工艺
化妆品
保湿及美白
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2.乳酸的用途
乳酸及其衍生物在食品、饮料、医药、工业和聚合物等不同的市场内有广泛 的应用。 1. 乳酸可加到糖果、饮料、果汁、葡萄酒、和奶制品如酸奶作为增香剂、酸 味剂或者防腐剂，在啤酒生产过程中作调酸剂代替磷酸。 2. 硬脂酰乳酸盐可作为面包的改良剂。 3. 乳酸钠可用于静脉注射液和肾透析溶液。乳酸钠、乳酸、和其他有机酸的 混合物用于化妆品中有助保湿及美白。 4. 乳酸钙可为乳品饮料添加钙质以及制成药用钙片。 5. 其它乳酸盐如铝、铜、铁、锰、镁和锌等可添加到运动性饮料和保健品中 来补充矿物质。 6. 乳酸酯（甲基，乙基、异丙基、丁基、2-乙基己基乳酸盐）可用于化学和电 子工业，及作树脂溶剂用于液晶显示器、可读写磁盘、集成电路和集成电路 板的生产过程中。乳酸及其盐也可用于化学法电镀、皮革加工、纺织染色等。