不能分手的分手罗马音:L-乳酸的用途及生产工艺

一、概述
L-乳酸是近年来人们十分关注并发展较快的有机酸。这不仅是因为它是以淀粉质(如玉米、大米、薯干等)粮食为原料，通过生物发酵的方法生产有机酸，从而提高粮食附加值的新产品，同时L-乳酸具有在食品、饲料、医药、塑料、饲料、农药、日用化工、造纸及电子工业等多领域应用前景。更主要的是由于L-乳酸可以通过聚合成为聚乳酸，制成完全可降解的塑料，为人类长期使用塑料制品所形成的废弃物无法处理的难题提供了一种解决的方法，因此其应用前景无法估量。
二、产品用途
L-乳酸用于食品、饲料、医药、塑料、农药、日用化工、造纸及电子工业等许多领域。
在食品、饲料工业上，L-乳酸用作酸味剂、强化剂、防腐剂，是绝对安全的添加剂。
在医药工业中，L-乳酸及其衍生物(L-乳酸钠)可与氯化钠、氨基酸等配伍，生产治疗高钾血症或酸中毒大输液，L-乳酸钙、L-乳酸锌等是治疗金属元素缺乏症的药物。在国外，美日等国均已掌握了由L-乳酸合成聚乳酸树脂的技术，而聚乳酸与人体有很好的相容性，于是他们将聚乳酸用于制造医用材料，如缓释药物的包囊材料(微囊)，可口服或注射，也可植入病灶部位，可减少用药量和延长药效，避免一般口服药瞬时浓度过高易产生毒副反应及易于排出的不足。此外，还用于制造医用缝合线及修复骨骼损伤的骨钉、骨板等，在伤口愈合后，不必拆线或再次手术取出，而是能被人体慢慢代谢，不留残余，这样不仅免去了手术的麻烦，也减少了病人再次手术的痛苦或异物留在体内的不适。
L-乳酸的聚合物(聚乳酸)更多的是用来制造生物降解塑料，这是塑料工业的重大进步，用这种塑料制成的包装材料(袋、瓶、盒等)和日用塑料(餐具、玩具、文化用品、生活用品等)废弃在自然界，能在三至六个月内被自然界存在的至少100种以上的常见微生物完全分解为二氧化碳和水，不发生像聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯那样破坏环境的“白色污染”，是保护环境造福子孙的理想材料，现在已在不少国家成为商品，受到人们的欢迎。
L-乳酸在农药生产上，是制造高效、低毒、低残留的新锄草剂一苯氧丙酸除草剂(如精嘌马、精哇禾灵等)，L-乳酸的左旋性赋予该类农药的生理活性，产生了除草效果(用D-乳酸则无效)。
在饲料工业中，L-乳酸钙、L-乳酸铵可作为饲料的添加剂，对提高产蛋、产奶促进禽畜，特别是特种水产养殖(虾、蟹、鳖等)，更为有效，因为L-乳酸钙较其他钙剂(磷酸钙、碳酸钙等)更易代谢利用，用量也大为减少。
L-乳酸在日用化学品（如牙膏、护肤品等)生产中用作保湿剂、缓冲剂，对牙齿皮肤有一定的作用，使用较为普遍。L-乳酸及其衍生物的用途十分广泛，而且还在不断的拓展之中。
三、市场分析
L-乳酸除了具备普通乳酸的性质以外，另外还有独特的生化价值，被广泛地应用于食品、医药、化工等行业。国际市场该产品非常畅销。目前，世界乳酸需求量13—15万t／a，主要集中在美国、西欧和日本。
国际乳酸需求将以年均5-8％的速度持续增长，加之聚乳酸对原料乳酸的需求量的急剧增长，可望聚乳酸市场在今后的十年增长高达45万吨，据日本有关专家预测，世界乳酸的潜在需求量可达百万吨级。显而易见，乳酸的市场前景十分看好。由于聚乳酸正在快速增加，于是有外国学者预言，在有机酸行业必将从历来柠檬酸占主导地位的年消耗量50万吨改变为乳酸的需求量上升至第一位。
我国乳酸年销售量在2—3万吨左右。L-乳酸只占很少一部分，大多数为食品级(GB2023-80)80％含量的DL-混合乳酸。高品位的L-乳酸主要依赖进口。随着L-乳酸用途的不断扩展，生产规模的扩大和生产成本的降低，市场需求将会迅速增大，并将逐步替代目前生产的低品位的DL-混合乳酸。在加上聚乳酸产业化极有可能在近年内取得突破，其市场潜力无法估量。
我国L-乳酸的生产起步较晚，虽然国内有不少乳酸厂，但主要生产DL-乳酸。目前国内L-乳酸生产规模达到千吨／年以上厂家很少，正在新建的有2-3家。所以L-乳酸生产行业在我国还是一个新兴发展的产业。
目前L-乳酸国内售价约在18000—20000元／t左右，国外PURAC公司价格约为2300美元／吨。
四、工艺流程框图
淀粉质原料调浆
↓
液化
↓
试管菌种→种子罐扩大培养→大罐发酵←加碳酸钙
↓
发酵液板框过滤(膜过滤)菌体饲料
↓
酸解过滤硫酸钙渣(供建材用)
↓
脱色离交
↓
淡乳酸真空浓缩
↓
酯化  精制
↓
浓缩
高纯度L-乳酸成品
五、生产直接成本估算(细菌法)
材料 单耗T/T 单价（元/吨） 单位成本（元/吨）
玉米 1.7 900 1530
辅料及包装 2200
水 100M3/t 0.9 117
电 1800度/T 0.7 1260
煤 6 300 1800
小计 6907
六、合作方式
技术转让，工程总承包。
乳酸质量标准：
指标名称 药用级 食品级
含量/% 85-90 ≥80
氯化物/% ≤0.002 ≤0.002
硫酸盐% ≤0.01 ≤0.01
铁盐% ≤0.001 ≤0.001
灼烧残渣% ≤0.1 ≤0.1
重金属% ≤0.001 ≤0.001
砷盐% ≤0.0001 ≤0.0001
易炭化物% 接界面不产生棕色
还原糖% 不产生红色沉淀
包装 按客户要求 25kg/塑料桶  250kg/塑料桶
1000kg/塑料桶
精制耐热性L-乳酸及耐热性乳酸质量标准
项目 耐热性L-乳酸规格值 耐热性乳酸规格值
色度 无色或微黄色≤30 ≤15
鉴别 水溶液呈酸性和乳酸盐呈正反应
柠檬酸、草酸、酒石酸及磷酸 不混浊
易炭化合物 接界面不呈灰暗色 合格
挥发性脂肪酸 不发出丁酸或像丁酸的气味 合格
含量，% 80-90
硫酸盐，% ≤0.005 ≤0.005
重金属（as Pb），% ≤0.005 ≤0.005
铁盐（as Fe），% ≤0.0005 ≤0.0005
砷盐（as As2O3），% ≤0.0001 ≤0.0001
甲醇，v/w % 合格 合格
氯化物，% ≤0.001 ≤0.001
还原糖 不生成红色沉淀 无
钙盐 不混浊 ≤0.0002
灼烧残渣，% ≤0.05 ≤0.05
光学纯度，% ≥96.0
七、环境保护
L-乳酸生产工艺过程中基本上没有毒害污染物，发酵菌体可作为饲料使用，提取工艺中产生的硫酸钙可作为建筑材料使用，少量的高度废水专门进行废水处理后可达到—、二级排放标准排放。一般的淡废水通过简单的三废处理均可达到一级排放标准。