Реализация объектов по производству молочной кислоты

EPC/EPCM проектирование изготовление и поставка строительство и монтаж пусконаладка

ООО «ЗАВКОМ-ИНЖИНИРИНГ» осуществляет проектирование и поставку оборудования для предприятий по производству молочной кислоты.

Молочная кислота — органическая кислота, часто встречающаяся в природе. Является продуктом метаболизма многих растений и животных (в том числе и человека), участвует в обмене веществ практически всех живых организмов.

Ежегодный мировой прирост производства полилактидов, и соответственно, потребности в молочной кислотеМолочная кислота — органическая оксикислота, образующаяся при сбраживании сахаров молочнокислыми бактериями. Применяется как подкислитель и консервант, а также как сырьё для производства биоразлагаемых полимеров.
Подробнее →, составляет 5–7%.

Молочная кислота целенаправленно продуцируется с помощью молочнокислых бактерий, для которых она является одним из основных продуктов обмена веществ (например, как спирт для дрожжейДрожжи — одноклеточные микроорганизмы из царства грибов, которые сбраживают сахара в спирт и углекислый газ; их используют в хлебопечении, пивоварении, виноделии и производстве кормового белка.
Подробнее →). Данный процесс называют молочнокислым брожением, и он с древнейших времен широко используется для получения молочнокислых продуктов, а также в переработке овощей и плодов (например, квашение капусты и т. п.).

Применение молочной кислоты

Молочная кислота широко применяется в пищевой промышленности, при производстве напитков, в сфере общественного питания, в медицине и косметологии, в животноводстве и во многих других отраслях промышленности. В последнее время в связи с ростом цен на нефть и другие ископаемые ресурсы, а также в связи с ужесточением экологических норм и требований во многих странах достаточно большой объем молочной кислоты используется для получения биоразлагаемых полимеров — полилактидов. Их особенность состоит в том, что обладая практически всеми свойствами традиционных полимерных материалов (полиэтилена, полипропилена и др.) полилактиды достаточно быстро (от 1 месяца до 1 года) разлагаются в естественных условиях и конечными продуктами их распада являются углекислый газ и вода. В настоящее время из полилактидов производят одноразовую посуду, упаковкуУпаковка — средство защиты продукции при хранении и транспортировке; для промышленного оборудования включает транспортную упаковку, консервацию, крепление на раме и защиту от влаги.
Подробнее → и тару для пищевых продуктов, а также медицинские материалы (шовные материалы, детали имплантатов и т. п.).

В производстве молочной кислоты и ее полимеров выделяют два основных этапа:

1. Производство молочной кислоты

Производство молочной кислоты из зернового сырья можно разделить на несколько основных этапов:

Приемка и очистка зернового сырья
Получение крахмальной суспензии
Гидролиз крахмалаКрахмал — полисахарид растительного происхождения, состоящий из амилозы и амилопектина; при нагревании в воде клейстеризуется и служит сырьём для получения глюкозы и этилового спирта.
Подробнее → до сахаров
Молочнокислое брожениеБрожение — анаэробный процесс расщепления углеводов микроорганизмами с образованием спирта, углекислого газа и побочных соединений, лежащий в основе спиртового производства и пивоварения.
Подробнее →
Обработка сброженного раствора гашеной известью
ФильтрацияФильтрация — разделение суспензий и мутных жидкостей при прохождении через пористую перегородку, задерживающую твёрдые частицы. В биотехнологическом производстве это ключевая операция осветления, стерилизации и тонкой очистки продуктов.
Подробнее →
КристаллизацияКристаллизация — выделение твёрдого вещества из раствора, расплава или газа с образованием кристаллов. Применяется для очистки нафталина, солей, удобрений; даёт высокую чистоту продукта.
Подробнее → лактата кальция
Расщепление лактата кальция серной кислотой
Очистка, фильтрация и концентрирование молочной кислоты

Первые два этапа в целом аналогичны тем операциям, которые применяются при производстве клейковины из зерна. Гидролиз крахмальной суспензии производится в непрерывно действующих реакторахРеактор — аппарат, в котором протекает химическая реакция. Бывает ёмкостным с мешалкой, трубчатым или колонным; в нефтехимии часто работает с катализатором и требует точного контроля температуры.
Подробнее → с помощью ферментных препаратов, либо может быть совмещен со стадией брожения.

Молочнокислое брожение осуществляется периодическим или непрерывным способом в специальных аппаратах-реакторах. При молочнокислом брожении в аппаратах поддерживаются необходимые температура и рН среды, среда постоянно перемешивается и аэрируется (при необходимости). При периодическом способе сбраживания процесс протекает от 3 до 5 суток, концентрация молочной кислоты в сброженном субстрате может достигать 20%.

Дальнейшие этапы производства молочной кислоты (обработка гашеной известью и кислотой, фильтрация, кристаллизация, очистка и упаривание) более характерны для химической промышленности, чем для пищевой.

2. Производство полимеров на основе молочной кислоты

В целом процесс получения биополимера из молочной кислоты можно разбить на две основные стадии:

Получение лактида (химическое вещество, состоящее из двух молекул молочной кислоты).
Получение полимолочной кислоты (полилактид — ПЛА).

Обе стадии связаны с проведением каталитических химических реакций. Реакции протекают при относительно низких температурах (150-200 °С), в вакууме, с применением цинковых и оловянных катализаторовКатализатор — вещество, ускоряющее химическую реакцию и не расходующееся в ней. В нефтехимии это платиновые, кобальт-молибденовые и цеолитные системы; они определяют выход и качество продуктов.
Подробнее →, выход полимера при этом составляет не менее 70% от массы исходной молочной кислоты.