[01150547]以玉米芯为原料利用膜生物反应技术生产L-乳酸

采取TWF-MBR原位分离和连续发酵，使现有国内的L-乳酸生产在工艺技术、生产能力、产品收率、产品质量上明显改进和大幅提高，同时使现有生产的能耗，原材料的消耗、成本及环境污染大大降低，并推广到其他的可再生农产品废弃物，也为扩展MBR在发酵工业其他领域的应用提供有价值的参考。　　我们利用TWF-MBR技术建立了生产L-乳酸的连续发酵技术小试和中试。Thermomyces lanuginosus对玉米芯转化能力达到80%左右，米根霉Rhizopus oryzae产酸能力达120 g/L左右，糖转化率为80%左右，成本比利用淀粉发酵工艺降低30%左右。　　由于L-乳酸广泛应用于食品、医药、轻工、化工、农业等行业，其产品主要表现形式为酸味剂、调味剂、防腐剂、鞣制剂、植物生长调节剂、生物可降解材料和手性药物等。目前通过半合成制备的聚乳酸可以作为无毒、可降解的生物相容性高分子材料，用来制造生物可降解塑料，以解决日益严重的“白色污染”问题．在医疗领域聚乳酸作为药用修复材料，应用前景十分广阔。当前L-乳酸的市场价格约为17000美元/吨，市场需求量大约为23万吨/年，而且每年在以5～8%的速度增加，目前国内L-乳酸生产能力严重不足，而且由于是采用玉米和淀粉生产，成本相对较高。因此，利用玉米芯采用膜生物反应器技术大规模生产L-乳酸具有巨大的经济效益。　　Thermomyces lanuginosus和Rhizopus oryzae都是环境友好生物，发酵后发酵废液进行处理即可达标排放。L-乳酸提取分离所用溶剂可回收再用，因而提取工艺十分环保。发酵收获的菌体经简单处理后还可作为生物饲料。所以，利用玉米芯采用膜生物反应器技术大规模生产L-乳酸的产业化生产可以实现清洁生产，对环境的影响小。　　目前国内市场L-乳酸主要采用淀粉类物质作为原料发酵，因其成本较高，其应用逐渐受到限制。本项目以农产品废弃物玉米芯采用膜生物反应器生产L-乳酸，具有发酵原料成本低廉、产物含量与纯度高的特点，在技术和经济效益上都具有较大的优势，因而不存在市场风险。在国内外食品、医药、轻工、化工、农业等行业对L-乳酸需求越来越大的现状下，市场前景十分诱人，如果对L-乳酸相关产品(如聚乳酸制备生物材料、木糖生产木糖醇等)进行进一步开发，市场竞争力和经济效益将会更加明显。