CN113336639B - 一种双水相萃取提纯乳酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双水相萃取提纯乳酸的方法。该双水相萃取体系是通过向乳酸发酵液中加入低级醇或乳酸酯与水溶性高分子材料形成的；采用所述双水相萃取体系对乳酸发酵液进行萃取，在静置分层之后，上层得到包含乳酸、低级醇或乳酸酯和水的萃取相，下层得到包含杂质、水溶性高分子材料和水的萃余相，从而实现乳酸与杂质的分离。本发明操作简单，物料用量少，乳酸收率高，没有副反应发生，可用于高纯度乳酸的工业化生产。

Description

一种双水相萃取提纯乳酸的方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，主要涉及一种采用双水相萃取制备高纯乳酸的方法。
背景技术
乳酸，又称α-羟基丙酸，是自然界中的三大有机酸之一，作为一种重要原料被广泛地应用于食品、药品、化工和材料等领域，其中最重要的应用是用作制备生物可降解材料聚乳酸的单体。目前-乳酸的主流制备方法为发酵法，利用微生物的代谢作用将葡萄糖或淀粉原料转化为乳酸，与化学法相比具有原料成本低，环保、低污染等优势。但是，微生物的发酵需要加入酵母粉、无机盐等营养物质，且过程中的代谢产物比较复杂，除了乳酸之外还有大量蛋白、色素、杂酸、杂醇等，影响乳酸的化学纯度，进而影响聚乳酸的品质和应用性能。在当前的乳酸产业中，需要采用脱色、板框过滤、离子交换、纳滤、分子蒸馏等复杂的分离操作流程才能得到化学纯度在99％以上的乳酸，不仅流程长、收率低，期间还产生了大量废水、废渣等，对于环境造成了极大污染，不利于经济的可持续发展。因此有学者在传统工艺的基础上，尝试采用精馏、萃取、双击膜电渗析、模拟移动床等新兴的化工单元操作进行乳酸分离，取得了良好的进展。
专利CN200910116323.6采用阳离子树脂柱为催化剂，将预处理、浓缩后的粗品乳酸与甲醇或乙醇反应生成乳酸甲酯或乙酯，经过精馏后塔顶得到纯净的乳酸酯产品，再水解得到高纯乳酸。该方法能将乳酸与其他有机酸有效分离，产品达到药典级标准。该方法仍然需要采用离子交换、浓缩等后处理步骤，增大了处理成本和三废排放量，仍需要改进优化，以达到高效、环保、低成本的目的。
专利CN200910204291.5采用生物膜-电渗析耦合方式对乳酸进行连续生产，发酵液用膜过滤去除菌体后，电渗析去除杂质离子，得到纯净的乳酸，不需要加入pH调节剂，有效简化了分离流程。但是电渗析工艺目前尚处于起步阶段，有两个问题亟需解决：①乳酸发酵液的蛋白色素等杂质含量高，极易污染电渗析膜，膜的报废再生成本高。②电耗较大，造成总成本的居高不下。
此外，萃取法也是目前应用较多的乳酸分离方法。专利CN201280062768.0在含有高浓度氯化镁的乳酸发酵液中加入酮类或醚类的有机溶剂，获得含乳酸的有机相与含氯化镁、杂质的废水，蒸发有机溶剂之后获得纯净的乳酸，缩短了分离步骤。但是乳酸分子上含有一个羧基和一个羟基，亲水性强，普通有机溶剂很难达到高效萃取，现有的萃取工艺往往通过增加萃取级数或萃取剂用量的方式来提高乳酸的收率。并且萃取完成后，还需要用纯净水反萃手段进行乳酸的提纯，产生大量废水，不利于大规模的工业化生产。
发明内容
本发明针对现有技术中乳酸提纯方法存在的不足，主要解决的技术问题是现有的乳酸发酵液的杂质含量多，难以满足聚合需求，分离困难的问题。
本发明采用低级醇或乳酸酯与水溶性高分子材料形成的双水相体系对乳酸发酵液进行萃取，所述双水相体系形成后，包括作为萃取剂的轻相和作为洗涤剂的重相，所述轻相包含低级醇或乳酸酯和水，所述重相包含水溶性高分子材料和水；稳定后形成上层含有大量乳酸的轻相(萃取相)，以及下层含有大部分杂质的重相(萃余相)，达到提纯乳酸的效果。
本发明目的是通过以下技术方案加以实现的：
本发明提供一种双水相萃取提纯乳酸的方法，该双水相萃取体系是通过向乳酸发酵液中加入低级醇或乳酸酯与水溶性高分子材料形成的；
采用所述双水相萃取体系对乳酸发酵液进行萃取，在静置分层之后，上层得到包含乳酸、低级醇或乳酸酯和水的萃取相，下层得到包含杂质、水溶性高分子材料和水的萃余相，从而实现乳酸与杂质的分离。
本发明方法中，所述乳酸发酵液，其中乳酸的质量浓度为12-20％，优选14-16％；
所述乳酸发酵液，以其总质量为100％计，还含有包括下述组成的杂质：葡萄糖0.1-3％，阳离子1000-2000ppm，阴离子1000-3000ppm，蛋白1-3％，杂酸1000-5000ppm，乳酸发酵液色度＞1000Hazen。
上述杂质中，葡萄糖是在发酵过程中未被乳酸完全利用的碳源，由于葡萄糖结构中含有多羟基，可能会影响乳酸的聚合反应，从而降低聚乳酸的性能。并且葡萄糖加热时极易转化为碳化物，影响乳酸的颜色和品质。目前最常用的是采用纳滤方式除葡萄糖，但是，纳滤的收率偏低、废水量大，不利于原料的回收与成本的优化。
阳离子主要包括铁离子、钙离子、铅等；阴离子主要包括氯离子，硫酸根。由于离子的存在会影响聚合催化剂的活性，造成聚乳酸的转化率下降、分子量降低。因此聚乳酸产业都对于乳酸产品的离子含量做了严格的限定。目前除离子最常用的方式是离子交换树脂，但是在洗脱离子的过程中，会产生大量的高盐废水，处理起来成本高且造成环境污染。
蛋白主要包括菌体在发酵过程中释放出的氨基酸、多肽和大分子蛋白，由于蛋白会与羧基结合，发生美拉德反应，生成深色杂质，从而影响乳酸和聚乳酸的外观和性能。但目前尚无有效方法可以去除乳酸发酵液中的蛋白杂质。
杂酸主要包括含有羧基的有机酸，例如甲酸、乙酸、丙酮酸、丁二酸、富马酸、苹果酸、2-羟基丁酸、3-羟基丙酸，杂酸由于含有羧基，在聚乳酸的制备中会与乳酸分子发生副反应，引起封端，降低聚乳酸的分子量，从而影响聚乳酸的性能。目前聚合级乳酸采用分子蒸馏方式进行提纯，但该步骤并不是针对性去除杂酸的有效方法，还有能耗高、收率低、副产物多等劣势。
色素主要包括能够在发酵液中显色的物质，可能的结构包括糠醛、共轭环酮、芳香族化合物等，色素会影响乳酸的聚合反应过程，且影响聚乳酸的外观，目前主要采用活性炭吸附去除色素。但是活性炭脱色后无法回用，造成大量浪费和污染。
优选地，所述乳酸发酵液为经过酸化前处理的发酵上清液；在具体一些示例中，所述酸化前处理采用的方法为：乳酸发酵过程结束之后，发酵液过滤去除菌体，然后加入浓硫酸进行酸化，过滤除去酸化生成的硫酸钙沉淀，得到发酵上清液；
优选地，所述浓硫酸浓度不低于98wt％；
优选地，所述酸化温度为60-100℃，优选75-90℃；
优选地，所述酸化终点为pH 1.5-2.5；
优选地，所述过滤采用板框过滤方式。
经过酸化处理后的发酵上清液中，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为12-20％，优选14-16％；以及含有包括下述组成的杂质：葡萄糖0.1-3％，阳离子2000-3000ppm，阴离子3000-4000ppm，蛋白1-3％，杂酸1000-6000ppm，乳酸发酵液色度为＞1000Hazen。
本发明方法中，所述低级醇为C1-C4的低碳醇，优选甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述低级醇与乳酸发酵液的质量比为(2-10)：1，优选(3-6)：1。
本发明方法中，所述乳酸酯为乳酸与C1-C4的低级醇脱水缩合生成的酯类，优选乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸异丙酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述乳酸酯与乳酸发酵液的质量比为(2-10)：1，优选(3-6)：1。
本发明方法中，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、季铵盐化聚丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺中至少两种的组合；
更优选地，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙烯醇与季铵盐化聚丙烯酰胺的混合物；
最优选地，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺的混合物；
所述水溶性高分子材料加入量，由待处理的杂质和水溶性高分子材料具体种类确定，以乳酸发酵液质量为基准，任意一种水溶性高分子材料的加入量不高于30％且任意一种水溶性高分子材料的加入量不同时为0；
优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮加入量为酸发酵液质量的0-30％，优选5-30％，更优选20-30％；
所述聚乙烯醇加入量为酸发酵液质量的0-30％，优选5-30％，更优选15-20％；
所述季铵盐化聚丙烯酰胺加入量为酸发酵液质量的0-30％，优选5-15％，更优选5-10％。
本发明方法中，所述双水相萃取过程，萃取时间为2-20min，优选8-15min；萃取温度为10-35℃，优选15-30℃；
所述双水相萃取在搅拌条件下进行，所述的搅拌转速为50-200r/min，优选100-150r/min；
所述双水相萃取的萃取分配系数为1-5。萃取的效果由分配系数来确定，计算公式为：分配系数＝上层萃取相乳酸浓度/下层萃余相乳酸浓度。
本发明方法中，所述萃取相中，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为3-10％，优选7-10％；以及含有包括下述组成的杂质：葡萄糖50-300ppm，阳离子5-20ppm，阴离子10-50ppm，蛋白3000ppm以下，杂酸5000ppm以下，色度为20-50Hazen。
本发明方法中，一些示例中采用的萃取方法步骤包括，将乳酸发酵液酸化前处理得到发酵上清液，然后向其中加入水溶性高分子材料，充分搅拌溶解，再向其中加入低级醇或乳酸酯类萃取剂，搅拌下进行乳酸萃取，萃取完成后，静置分层，分别收集上层萃取相和下层萃余相。
本发明方法中，萃取完成后，分离得到的上层萃取相还包括精制处理过程。
所述精制处理过程，在加入低级醇做萃取剂时，采用的方法包括酯化、精馏、水解步骤。
优选地，所述酯化步骤，采用的方法是在上层萃取相中加入酯化催化剂，使低级醇与乳酸进行酯化反应生成相应的乳酸酯；
更优选地，所述酯化催化剂为强酸性离子交换树脂，优选型号为D001；
更优选地，所述酯化反应温度为50-90℃，优选60-80℃；酯化停留时间为10-60min，优选20-45min。
优选地，所述精馏步骤，采用脱醇精馏塔与乳酸酯精馏塔串联的方式进行，所述酯化反应完成后，反应液首先转入脱醇精馏塔，由塔顶脱除未反应的低级醇，塔顶收集的低级醇可回收使用；然后进入乳酸酯精馏塔，由塔顶采出纯净的乳酸酯，杂质留存于塔釜残液中；
更优选地，所述脱醇精馏塔的塔釜温度为70-90℃，塔顶温度为40-45℃，回流比为(1-3):1，理论板数为5-20，压力为20-80kPa(A)；
更优选地，所述乳酸酯精馏塔的塔釜温度为80-130℃，塔顶温度为60-80℃，回流比为(1-5):1，理论板数为5-20，压力为2-20kPa(A)。
优选地，所述水解步骤，采用反应精馏方式进行，向精馏步骤采出的乳酸酯中加入水，在水解反应精馏塔中进行水解反应，由塔顶得到纯净的甲醇，塔釜得到精制后的乳酸；
更优选地，所述水的加入量为乳酸酯质量的10-30％；
更优选地，所述水解反应精馏塔的塔釜温度为80-120℃，塔顶温度为40-65℃，回流比为(1-3):1，理论板数为5-20，压力为20-100kPa(A)。
由上述方法得到的所述精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为50-90％，优选70-80％；
以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为99.0-99.9wt％，杂质含量为葡萄糖10-20ppm，阳离子10-20ppm，阴离子10-30ppm，蛋白＜20ppm，杂酸＜1000ppm，色度为＜20Hazen。所述乳酸干重，是指精制后的乳酸除去水的重量；精制后的乳酸纯度采用高效液相色谱法测试，按照面积归一化法计算得到。
所述精制处理过程，在加入乳酸酯做萃取剂时，采用的方法为直接通过减压蒸馏方式除去乳酸酯，得到精制后的乳酸；
优选地，所述减压蒸馏温度为80-120℃，压力为10-50kPa(A)；
由上述方法得到的所述精制后的乳酸，为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为60-90％，优选80-85％；
以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为97.0-98.5wt％，杂质含量为葡萄糖20-100ppm，阳离子30-50ppm，阴离子30-100ppm，蛋白＜100ppm，杂酸1000-2000ppm，色度为＜50Hazen。
本发明采用新型双水相萃取工艺对发酵液中的乳酸进行提纯，具有操作简单，物料用量少，乳酸收率高，没有副反应发生等优点，可用于高纯度乳酸的工业化生产。
双水相萃取过程中较为关键的是萃取剂的选择，本发明实验发现，低级醇类与乳酸酯类物质做萃取剂，能够与乳酸的羟基或羧基形成氢键作用，有较大的分配系数，且沸点和汽化潜热较低，可以用常规的精馏等方法脱除。但是双水相体系中，由于萃取相也含有较大量的水分，因此，乳酸发酵液中的葡萄糖、阴阳离子和色素等亲水性杂质易被水分子夹带进入萃取相，仅由常规的双水相分离操作难以去除。
为降低这些亲水性杂质在萃取相中的含量，本发明向乳酸发酵液中加入了对杂质具有高选择性络合作用的水溶性高分子材料，比如其中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够与葡萄糖氢键进行络合，聚乙烯醇(PVA)可与阳离子结合，季铵盐化聚丙烯酰胺与阴离子结合，形成双水相体系后，由于络合作用使这些杂质停留于水相中，使萃取相中杂质含量降低至可控范围。除此之外，三种高分子材料复合使用，还能够有效降低色素、蛋白、杂酸的含量，降低产品色度。
具体实施方式
为了进一步说明本发明技术方案的有益效果，下面结合实施例对本发明作详细说明，但并不构成对本发明的限制。
本发明实施例主要原料信息：
强酸性离子吸附树脂D001，购自上海华震科技有限公司；
聚乙烯吡咯烷酮K30(CAS号9003-93-8)，分子量40kD，购自阿拉丁公司，货号P110609；
聚乙烯醇(CAS号9002-89-5)，购自阿拉丁公司，货号P119357；
季铵盐化聚丙烯酰胺，购自sigma公司；其余试剂无特殊说明均为常规试剂
乳酸发酵液制备方法：参考专利CN105705630B中实施例43所述的方法，根据实际需求调整原料和具体操作参数制备得到实施例1-8所需的乳酸发酵液原料。
本发明实施例中采用的主要分析测试方法：
乳酸纯度按照面积归一化法进行计算：称取试样1g(精确至0.0002g)，加50mL水稀释，稀释后的样品采用高效液相色谱法进行检测，记录乳酸的峰面积A1以及全部峰的面积总和A0，乳酸的纯度＝A1/A0×100％。
酯化过程的乳酸转化率按照如下公式进行计算：乳酸转化率＝(未酯化时的乳酸浓度-酯化后的乳酸浓度)/酯化时的乳酸浓度。
高效液相色谱检测方法为：安捷伦C18反相色谱柱5μm(4.6mm×250mm)。流动相为5mM的稀硫酸与甲醇的混合液(体积比为95:5)，流速0.7ml/min，柱温35℃，采用紫外检测，检测波长为214nm。
葡萄糖含量测定方法：采用Solarbio公司的葡萄糖测定试剂盒，型号为BC2500；
蛋白含量测定方法：采用碧云天公司的BCA蛋白测定试剂盒，型号P0012S；
阴、阳离子含量测定方法：(铁离子、铅离子、氯离子、硫酸根等)采用国标GB1886.173—2016的方法，钙离子采用国标GB 7476-7987中的方法；
杂酸含量检测方法：采用高压液相色谱，HPX-87H有机酸分析，柱温65℃，紫外检测，波长210nm。流动相为5mM CuSO4溶液流速为0.8mL/min。外标法测定杂酸含量。
色度检测：采用国标GB 3413-82中的检测方法。
实施例1
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为18wt％。杂质：葡萄糖0.5％，阳离子2000ppm，阴离子1800ppm，蛋白1％，杂酸4600ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在85℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到1.5之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为17.5wt％。杂质：葡萄糖0.5％，阳离子2200ppm，阴离子3400ppm，蛋白1％，杂酸2400ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量20％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，15％的聚乙烯醇(PVA)，10％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照9:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入甲醇作为萃取剂，在带有磁力搅拌的35℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为50r/min。搅拌5min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层包含乳酸、甲醇和水的萃取相和下层包含杂质、水溶性高分子材料和水的萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为2.87。
检测上层萃取相中的乳酸浓度为5wt％。杂质：葡萄糖浓度为150ppm，阳离子浓度为20ppm，阴离子浓度为35ppm，蛋白含量为500ppm，总杂酸含量为3200ppm，色度为30Hazen。
(2)乳酸的精制
采用强酸性离子交换树脂D001作为催化剂，在固定床中催化步骤(1)中萃取相(甲醇与乳酸、水的混合液)进行酯化反应生成乳酸甲酯，反应温度为50℃，停留时间60min，经检测，乳酸的转化率为70％。
酯化结束后采用双塔精馏对乳酸进行精制，脱醇精馏塔的塔顶脱除未反应的甲醇，塔釜温度为70℃，塔顶温度45℃，回流比2:1，理论板数为10块，压力为50kPa，回收塔顶蒸出甲醇。
塔釜的混合液进入乳酸甲酯精馏塔，塔釜温度为130℃，塔顶温度75℃，回流比5:1，理论板数为20块，压力为15kPa，在塔顶采出纯净的乳酸甲酯，杂质留存于塔釜残液中。
乳酸甲酯加入25％质量的水，进入水解塔中进行反应精馏水解，塔釜温度为70℃，塔顶温度40℃，回流比1:1，理论板数为8块，压力为20kPa，塔顶得到纯净的甲醇，塔釜最终得到精制后高纯乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为55％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为99.5％，杂质：葡萄糖10ppm，阳离子15ppm，阴离子15ppm，蛋白20ppm，杂酸800ppm，色度为15Hazen。
实施例2
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为14wt％。杂质：葡萄糖0.1％，阳离子2000ppm，阴离子3000ppm，蛋白3％，杂酸4000ppm，色度为＞1000Hazen
用板框过滤的方式去除菌体。在加70℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到2.0之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为14wt％。杂质：葡萄糖0.1％，阳离子2000ppm，阴离子3300ppm，蛋白3％，杂酸6000ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量30％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，18％的聚乙烯醇(PVA)，6％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照8:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入乙醇作为萃取剂，在带有磁力搅拌的30℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为100r/min。搅拌2min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为5。
检测上层萃取相中乳酸浓度为10wt％，葡萄糖浓度为50ppm，阳离子浓度为17ppm，阴离子浓度为45ppm，蛋白含量为1532ppm，总杂酸含量为2700ppm，色度为30Hazen。
(2)乳酸的精制
采用强酸性离子交换树脂D001作为催化剂，在固定床中催化步骤(1)中萃取相(乙醇与乳酸、水的混合液)进行酯化反应生成乳酸乙酯，反应温度为80℃，停留时间10min，经检测，乳酸的转化率为80％。
酯化结束后采用双塔精馏对乳酸进行精制，脱醇精馏塔的塔顶脱除未反应的乙醇，塔釜温度为90℃，塔顶温度43℃，回流比1:1，理论板数为20块，压力为80kPa，回收塔顶蒸出乙醇。
塔釜的混合液进入乳酸乙酯精馏塔，塔釜温度为100℃，塔顶温度80℃，回流比4:1，理论板数为5块，压力为5kPa，在塔顶采出纯净的乳酸乙酯，杂质留存于塔釜残液中。
乳酸乙酯加入10％质量的水，进入水解塔中进行反应精馏水解，塔釜温度为85℃，塔顶温度45℃，回流比2:1，理论板数为20块，压力为100kPa，塔顶得到纯净的乙醇，塔釜最终得到精制后高纯乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为78wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为99.0％，杂质：葡萄糖15ppm，阳离子20ppm，阴离子30ppm，蛋白12ppm，杂酸1000ppm，色度为18Hazen。
实施例3
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为15wt％。杂质：葡萄糖1.6％，阳离子1500ppm，阴离子1800ppm，蛋白2.8％，杂酸5000ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在加60℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到2.5之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为14.7wt％。杂质1.6％，阳离子2600ppm，阴离子2400ppm，蛋白2.8％，杂酸4100ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量30％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和10％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照10:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入正丁醇作为萃取剂，在带有磁力搅拌的20℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为100r/min。搅拌12min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为3.51。
检测上层萃取相中的乳酸浓度为8wt％，葡萄糖浓度为300ppm，阳离子浓度为15ppm，阴离子浓度为42ppm，蛋白含量为3000ppm，总杂酸含量为3900ppm，色度为50Hazen。
(2)乳酸的精制
采用强酸性离子交换树脂D001作为催化剂，在固定床中催化步骤(1)中萃取相(正丁醇与乳酸、水的混合液)进行酯化反应生成乳酸正丁酯，反应温度为90℃，停留时间30min，经检测，乳酸的转化率为90％。
酯化结束后采用双塔精馏对乳酸进行精制，脱醇精馏塔的塔顶脱除未反应的正丁醇，塔釜温度为80℃，塔顶温度40℃，回流比3:1，理论板数为5块，压力为20kPa，回收塔顶蒸出的正丁醇。
塔釜的混合液进入乳酸正丁酯精馏塔，塔釜温度为80℃，塔顶温度60℃，回流比2:1，理论板数为10块，压力为20kPa，在塔顶采出纯净的乳酸正丁酯，杂质留存于塔釜残液中。
乳酸正丁酯加入30％质量的水，进入水解塔中进行反应精馏水解，塔釜温度为90℃，塔顶温度50℃，回流比2:1，理论板数为10块，压力为30kPa，塔顶得到纯净的乙醇，塔釜最终得到高纯乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为73wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为99.9％，杂质：葡萄糖20ppm，阳离子15ppm，阴离子10ppm，蛋白10ppm，杂酸600ppm，色度为10Hazen。
实施例4
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为20wt％。杂质：葡萄糖1％，阳离子1200ppm，阴离子2200ppm，蛋白1.9％，杂酸2600ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在80℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到1.5之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为19wt％。杂质：葡萄糖1％，阳离子2200ppm，阴离子4000ppm，蛋白2.9％，杂酸3800ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量25％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和20％的聚乙烯醇(PVA)，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照7:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入甲醇作为萃取剂，在带有磁力搅拌的25℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为200r/min。搅拌15min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为1.34。
检测上层萃取相中的乳酸浓度为3wt％，葡萄糖浓度为280ppm，阳离子浓度为15ppm，阴离子浓度为35ppm，蛋白含量为2800ppm，总杂酸含量为5000ppm，色度为30Hazen。
(2)乳酸的精制
采用强酸性离子交换树脂D001作为催化剂，在固定床中催化步骤(1)中萃取相(甲醇与乳酸、水的混合液)进行酯化反应生成乳酸甲酯，反应温度为70℃，停留时间40min，经检测，乳酸的转化率为60％。
酯化结束后采用双塔精馏对乳酸进行精制，脱醇精馏塔的塔顶脱除未反应的甲醇，塔釜温度为75℃，塔顶温度42℃，回流比2:1，理论板数为15块，压力为30kPa，回收塔顶蒸出的甲醇。
塔釜的混合液进入乳酸甲酯精馏塔，塔釜温度为120℃，塔顶温度65℃，回流比1:1，理论板数为12块，压力为10kPa，在塔顶采出纯净的乳酸甲酯，杂质留存于塔釜残液中。
乳酸甲酯加入20％质量的水，进入水解塔中进行反应精馏水解，塔釜温度为80℃，塔顶温度60℃，回流比3:1，理论板数为5块，压力为80kPa，塔顶得到纯净的甲醇，塔釜最终得到高纯乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为61wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为99.7％，杂质：葡萄糖10ppm，阳离子10ppm，阴离子25ppm，蛋白20ppm，杂酸500ppm，色度为20Hazen。
实施例5
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为15wt％。杂质：葡萄糖1.4％，阳离子1700ppm，阴离子2500ppm，蛋白1.8％，杂酸5000ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在100℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到2之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为14.5％。杂质：葡萄糖1.4％，阳离子3000ppm，阴离子3600ppm，蛋白1.8％，杂酸4600ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量15％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，5％的聚乙烯醇(PVA)，5％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照2:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入乳酸正丁酯作为萃取剂，在带有磁力搅拌的10℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为100r/min。搅拌8min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为1。
检测上层萃取相中乳酸的浓度为7wt％；葡萄糖浓度为170ppm，阳离子浓度为30ppm，阴离子浓度为25ppm，蛋白含量为1000ppm，总杂酸含量为2100ppm，色度为30Hazen。
(2)萃取剂的脱除
将步骤(1)中的萃取相(乳酸正丁酯与乳酸、水的混合液)通过减压蒸馏精制。乳酸正丁酯的蒸馏温度为120℃，压力为50kPa，在蒸发结束后由塔釜得到精制后的乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为79wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为98.5％，杂质：葡萄糖80ppm，阳离子30ppm，阴离子100ppm，蛋白90ppm，杂酸1500ppm，色度为50Hazen。
实施例6
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为12wt％。杂质：葡萄糖3％，阳离子1000ppm，阴离子1200ppm，蛋白2.4％，杂酸3800ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在90℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到2.2之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为12wt％。杂质：葡萄糖3％，阳离子2900ppm，阴离子3500ppm，蛋白2.4％，杂酸1400ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量5％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，5％的聚乙烯醇(PVA)，5％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照5:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入乳酸甲酯作为萃取剂，在带有磁力搅拌的15℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为150r/min。搅拌20min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为4.29。
检测上层萃取相中乳酸的浓度为6.5wt％；葡萄糖浓度为165ppm，阳离子浓度为20ppm，阴离子浓度为15ppm，色素为20ppm，蛋白含量为2540ppm，总杂酸含量为4300ppm，色度为20Hazen。
(2)萃取剂的脱除
将步骤(1)中的萃取相(乳酸甲酯与乳酸、水的混合液)通过减压蒸馏精制。乳酸甲酯的蒸馏温度为80℃，压力为10kPa，在蒸发结束后由塔釜得到精制后的乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为81wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为97％。杂质：葡萄糖50ppm，阳离子45ppm，阴离子80ppm，蛋白70ppm，杂酸1700ppm，色度为30Hazen。
实施例7
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为13wt％。杂质：葡萄糖2.7％，阳离子1500ppm，阴离子2300ppm，蛋白1.8％，杂酸1000ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在80℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到2.2之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为12.8wt％。杂质：葡萄糖2.7％，阳离子2400ppm，阴离子3000ppm，蛋白1.8％，杂酸2300ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量10％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，20％的聚乙烯醇(PVA)，15％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照10:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入乳酸乙酯作为萃取剂，在带有磁力搅拌的25℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为180r/min。搅拌15min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为2.4。
检测上层萃取相中乳酸的浓度为5wt％；葡萄糖浓度为80ppm，阳离子浓度为5ppm，阴离子浓度为20ppm，蛋白含量为1700ppm，总杂酸含量为3400ppm，色度为28Hazen。
(2)萃取剂的脱除
将步骤(1)中的萃取相(乳酸乙酯与乳酸、水的混合液)通过减压蒸馏精制。乳酸乙酯的蒸馏温度为95℃，压力为34kPa，在蒸发结束后由塔釜得到精制后的乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为76wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为97.8％。杂质：葡萄糖100ppm，阳离子50ppm，阴离子30ppm，蛋白100ppm，杂酸2000ppm，色度为40Hazen。
实施例8
(1)乳酸发酵液的萃取
乳酸发酵过程结束之后，收集发酵液，检测其乳酸浓度为16wt％。杂质：葡萄糖2.8％，阳离子1800ppm，阴离子1000ppm，蛋白2.5％，杂酸4600ppm，色度为＞1000Hazen。
用板框过滤的方式去除菌体。在90℃下，加入98％的浓硫酸进行酸化，pH达到2.5之后，停止加入硫酸，得到含有乳酸和硫酸钙沉淀的固液混合体系。板框过滤除去固体硫酸钙，得到发酵上清液。其中乳酸浓度为15.5wt％。杂质：葡萄糖2.8％，阳离子2500ppm，阴离子3400ppm，蛋白2.5％，杂酸1000ppm，色度为＞1000Hazen。
向发酵上清液中加入发酵液质量25％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，20％的聚乙烯醇(PVA)，15％的季铵盐化聚丙烯酰胺，充分搅拌混合，观察混合完全，无固体颗粒之后，证明复合水溶性高分子完全溶解。
按照7:1(萃取剂：发酵液)的质量比向上述体系中加入乳酸异丙酯作为萃取剂，在带有磁力搅拌的30℃水浴锅中进行搅拌萃取，转速为100r/min。搅拌10min后，将萃取体系转移至分液漏斗中静置分层，静置温度与萃取温度相同。得到双水相萃取体系。
观察分层后打开分液漏斗，分别收集上层萃取相和下层萃余相备用。经检测计算得出该体系下乳酸的分配系数为1.83。
检测上层萃取相中乳酸的浓度为5.6wt％；葡萄糖浓度为220ppm，阳离子浓度为10ppm，阴离子浓度为50ppm，蛋白含量为1700ppm，总杂酸含量为3900ppm，色度为35Hazen。
(2)萃取剂的脱除
将步骤(1)中的萃取相(乳酸异丙酯与乳酸、水的混合液)通过减压蒸馏精制。乳酸异丙酯的蒸馏温度为110℃，压力为28kPa，在蒸发结束后由塔釜得到精制后的乳酸。
精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为83wt％；以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为98.2％。杂质：葡萄糖20ppm，阳离子35ppm，阴离子50ppm，蛋白80ppm，杂酸1000ppm，色度为45Hazen。
对比实施例9
参照实施例1方法，不同之处仅在于水溶性高分子只加入同质量的聚乙烯吡咯烷酮，不加入聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺，其它操作条件不变：
步骤(1)萃取后，检测上层萃取相中的乳酸浓度为2wt％，杂质：葡萄糖浓度为100ppm，阳离子浓度为50ppm，阴离子浓度为80ppm，蛋白含量为1700ppm，总杂酸含量为4500ppm，色度为100Hazen；
步骤(2)乳酸的精制得到的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为72％；以精制后的乳酸干重计，纯度为95％，杂质：葡萄糖200ppm，阳离子100ppm，阴离子200ppm，蛋白150ppm，杂酸4000ppm，色度为180Hazen。
对比实施例10
参照实施例1方法，不同之处仅在于复合水溶性高分子只加入同质量的聚乙烯醇，不加入聚乙烯吡咯烷酮、季铵盐化聚丙烯酰胺，其它操作条件不变：
步骤(1)萃取后，检测上层萃取相中的乳酸浓度为4wt％，杂质：葡萄糖浓度为400ppm，阳离子浓度为50ppm，阴离子浓度为150ppm，蛋白含量为5000ppm，总杂酸含量为6000ppm，色度为350Hazen；
步骤(2)乳酸的精制得到的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为67％；以精制后的乳酸干重计，纯度为96％，杂质：葡萄糖100ppm，阳离子20ppm，阴离子190ppm，蛋白100ppm，杂酸5000ppm，色度为100Hazen。
对比实施例11
参照实施例1方法，不同之处仅在于复合水溶性高分子只加入同质量的季铵盐化聚丙烯酰胺，不加入聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇，其它操作条件不变：
步骤(1)萃取后，检测上层萃取相中的乳酸浓度为3wt％，杂质：葡萄糖浓度为700ppm，阳离子浓度为300ppm，阴离子浓度为100ppm，蛋白含量为4300ppm，总杂酸含量为7000ppm，色度为200Hazen；
步骤(2)乳酸的精制得到的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为83％；以精制后的乳酸干重计，纯度为94％，杂质：葡萄糖250ppm，阳离子50ppm，阴离子120ppm，蛋白300ppm，杂酸6500ppm，色度为200Hazen。
对比例1
参照实施例5方法，不同之处在于不加入任何复合水溶性高分子材料，其它操作条件不变：
步骤(1)萃取后，检测上层萃取相中的乳酸浓度为5wt％，杂质：葡萄糖浓度为1000ppm，阳离子浓度为500ppm，阴离子浓度为400ppm，蛋白含量为900ppm，总杂酸含量为7200ppm，色度为200Hazen；
步骤(2)乳酸的精制得到的乳酸，纯度为92wt％，杂质：葡萄糖560ppm，阳离子230ppm，阴离子360ppm，蛋白500ppm，杂酸6500ppm，色度为230Hazen。

Claims (45)

1.一种双水相萃取提纯乳酸的方法，其特征在于，该双水相萃取体系是通过向乳酸发酵液中加入低级醇或乳酸酯与水溶性高分子材料形成的，所述低级醇为C1-C4的低碳醇，所述乳酸酯为乳酸与C1-C4的低级醇脱水缩合生成的酯类，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
采用所述双水相萃取体系对乳酸发酵液进行萃取，在静置分层之后，上层得到包含乳酸、低级醇或乳酸酯和水的萃取相，下层得到包含杂质、水溶性高分子材料和水的萃余相，从而实现乳酸与杂质的分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸发酵液，其中乳酸的质量浓度为12-20％；
所述乳酸发酵液，以其总质量为100％计，还含有包括下述组成的杂质：葡萄糖0.1-3％，阳离子1000-2000ppm，阴离子1000-3000ppm，蛋白1-3％，杂酸1000-5000ppm，乳酸发酵液色度＞1000Hazen。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述乳酸发酵液，其中乳酸的质量浓度为14-16％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸发酵液为经过酸化前处理的发酵上清液；所述酸化前处理采用的方法为：乳酸发酵过程结束之后，发酵液过滤去除菌体，然后加入浓硫酸进行酸化，过滤除去酸化生成的硫酸钙沉淀，得到发酵上清液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述浓硫酸浓度不低于98wt％。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸化温度为60-100℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述酸化温度为75-90℃。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸化终点为pH 1.5-2.5。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过滤采用板框过滤方式。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低级醇为甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇中的任意一种或至少两种的组合；
所述乳酸酯为乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸异丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低级醇与乳酸发酵液的质量比为(2-10):1。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低级醇与乳酸发酵液的质量比为(3-6)：1。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸酯与乳酸发酵液的质量比为(2-10):1。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述乳酸酯与乳酸发酵液的质量比为(3-6)：1。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性高分子材料，以乳酸发酵液质量为基准，任意一种水溶性高分子材料的加入量不高于30％且任意一种水溶性高分子材料的加入量不同时为0。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺中至少两种的组合。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙烯醇与季铵盐化聚丙烯酰胺的混合物。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述水溶性高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、季铵盐化聚丙烯酰胺的混合物。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮加入量为酸发酵液质量的0-30％。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮加入量为酸发酵液质量的5-30％。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮加入量为酸发酵液质量的20-30％。
22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，聚乙烯醇加入量为酸发酵液质量的0-30％。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇加入量为酸发酵液质量的5-30％。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯醇加入量为酸发酵液质量的15-20％。
25.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，季铵盐化聚丙烯酰胺加入量为酸发酵液质量的0-30％。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述季铵盐化聚丙烯酰胺加入量为酸发酵液质量的5-15％。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述季铵盐化聚丙烯酰胺加入量为酸发酵液质量的5-10％。
28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双水相萃取过程，萃取时间为2-20min，萃取温度为10-35℃；
所述双水相萃取在搅拌条件下进行，所述的搅拌转速为50-200r/min；
所述双水相萃取的萃取分配系数为1-5。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述萃取时间为8-15min，萃取温度为15-30℃。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述的搅拌转速为100-150r/min。
31.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加入低级醇做萃取剂时，萃取相采用包括酯化、精馏、水解步骤进行处理，得到精制后的乳酸；
所述精制后的乳酸为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为50-90％；
以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为99.0-99.9wt％，杂质含量为葡萄糖10-20ppm，阳离子10-20ppm，阴离子10-30ppm，蛋白＜20ppm，杂酸＜1000ppm，色度为＜20Hazen。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述乳酸的浓度为70-80％。
33.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述酯化步骤，采用的方法是在上层萃取相中加入酯化催化剂，使低级醇与乳酸进行酯化反应生成相应的乳酸酯。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述酯化催化剂为强酸性离子交换树脂。
35.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述酯化反应温度为50-90℃，酯化停留时间为10-60min。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述酯化反应温度为60-80℃，酯化停留时间为20-45min。
37.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述精馏步骤，采用脱醇精馏塔与乳酸酯精馏塔串联的方式进行，所述酯化反应完成后，反应液首先转入脱醇精馏塔，由塔顶脱除未反应的低级醇，然后进入乳酸酯精馏塔，由塔顶采出纯净的乳酸酯。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述脱醇精馏塔的塔釜温度为70-90℃，塔顶温度为40-45℃，回流比为(1-3):1，理论板数为5-20，压力为20-80kPaA。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述乳酸酯精馏塔的塔釜温度为80-130℃，塔顶温度为60-80℃，回流比为(1-5):1，理论板数为5-20，压力为2-20kPaA。
40.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述水解步骤，采用反应精馏方式进行，向精馏步骤采出的乳酸酯中加入水，在水解反应精馏塔中进行水解反应，由塔釜得到精制后的乳酸。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述水的加入量为乳酸酯质量的10-30％。
42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述水解反应精馏塔的塔釜温度为80-120℃，塔顶温度为40-65℃，回流比为(1-3):1，理论板数为5-20，压力为20-100kPaA。
43.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加入乳酸酯做萃取剂时，萃取相采用减压蒸馏方式除去乳酸酯，得到精制后的乳酸；
所述精制后的乳酸，为乳酸和水的混合液，以其总质量为100％计，乳酸的浓度为60-90％；
以精制后的乳酸干重计，乳酸纯度为97.0-98.5wt％，杂质含量为葡萄糖20-100ppm，阳离子30-50ppm，阴离子30-100ppm，蛋白＜100ppm，杂酸1000-2000ppm，色度为＜50Hazen。
44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，所述乳酸的浓度为80-85％。
45.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，所述减压蒸馏温度为80-120℃，压力为10-50kPaA。
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