Study on Optimum Conditions for Preparation of High Purity Lactic Acid by Ion Exchange Method
โดย เพลินจิตร เจริญสุข, รัตนา ประทังคำ, สุนทรี สุพร และอรพิน นินทรา
ปี 2553
บทคัดย่อ (Abstract)
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมกรดแลกติกจากกระบวนการหมักให้มีความบริสุทธิ์สูงด้วยวิธีการแลกเปลี่ยนประจุ กรดแลกติกสำหรับการทดลองจะได้จากกระบวนการหมักด้วย เชื้อ Lactococcus lactis TISTR 1401 โดยใช้น้ำย่อยแป้งที่เหลือจากกระบวนการผลิตน้ำตาลกลูโคส เป็นวัตถุดิบซึ่งสามารถผลิตกรดแลกติกได้ความเข้มข้น 38.10 กรัมต่อลิตร ผลได้และอัตราการผลิต กรดแลกติกเท่ากับ 0.99 และ 0.53 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ตามลำดับ การศึกษาชนิดเรซินที่เหมาะสมในการดูดซับกรดแลกติกที่ได้จากกระบวนการหมักพบว่า เรซินชนิด Amberlite IRA-92 เป็นเรซินที่มีความเหมาะสมสำหรับดูดซับกรดแลกติกโดยมีความสามารถในการดูดซับกรดแลกติกเท่ากับ 11.91 กรัมต่อกรัมเรซิน เรซิน Amberlite IRA-92 จะมีความสามารถในการดูดซับกรดแลกติกได้ดีที่สุดในน้ำหมักที่มีความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 5.0 การเปรียบเทียบชนิดของสารละลายที่เหมาะสมสำหรับชะกรดแลกติกที่จับอยู่กับเรซินพบว่าสารละลายกรดซัลฟูริกความเข้มข้น 1.0 นอร์มัล มีความสามารถในการชะกรดแลกติกที่จับอยู่กับเรซินได้ดีที่สุดโดยความเข้มข้นของกรดแลกติกที่ได้จากการชะด้วยสารละลายกรดซัลฟูริก เท่ากับ 10.95 กรัมต่อลิตร (82.52 เปอร์เซ็นต์) การศึกษาอัตราการไหลของสารละลายสำหรับชะในคอลัมน์ที่เหมาะสมพบว่า การปรับอัตราการไหลที่ 0.2 มิลลิลิตรต่อนาที สามารถชะกรดแลกติกออกมาจากคอลัมน์ได้ผลได้ของกรดแลกติก เท่ากับ 85.53 เปอร์เซ็นต์ การเตรียมกรดแลกติกจากกระบวนการหมักให้มีความบริสุทธิ์โดยใช้น้ำหมักที่มีความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 5.0 ผ่านลงในคอลัมน์ที่บรรจุเรซินชนิด Amberlite IRA-92 ชะด้วยสารละลายกรดซัลฟูริก ความเข้มข้น 1.0 นอร์มัล ที่อัตราการไหล 0.2 มิลลิลิตรต่อนาที จะได้กรดแลกติกที่มีความบริสุทธิ์ 93.01 เปอร์เซ็นต์ ผลได้ของกรดแลกติก 90.58 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการผลิต 7.41 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง
The purpose of this research was to prepare high purity lactic acid by ion-exchange method. Lactic acid in this experiment was obtained from batch fermentation using Lactococcus lactis TISTR 1401 with starch hydrolysate from glucose production as raw material. The concentration, yield and productivity of lactic acid were found to be 38.10 g/L, 0.99 and 0.53 g/l/h, respectively. The study on suitable resin for adsorption of lactic acid from fermentation broth showed that Amberlite IRA-92 was the most suitable for adsorption of lactic acid. The adsorption capacity of this resin was 11.91 g/g wet resin. Amberlite IRA-92 showed the maximum adsorption capacity at pH 5.0. Comparison of proper eluent for lactic acid elution from lactic acid loaded resin was studied. It was found that the higest elution of lactic acid concentration of 10.95 g/L (82.52%) was obtained with 1.0 N H2SO4. The effect of different flow rates of eluent were studied on column. The results showed that the higest recovery yield of lactic acid of 85.33% was obtained at flow rate of 0.2 ml/min. Preparation of high purity lactic acid from fermentation process, fermentration broth pH 5.0 was applied on Amberlite IRA-92 resin column. Loaded lactic acid was eluted by 1.0 N H2SO4 at a flow rate of 0.2 ml/min. Under the optimum conditions, the purity, yield and productivity were found to be about 93.01%, 90.58% and 7.41 g/l/h, respectively.
DOWNLOAD : การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมกรดแลกติกให้มีความบริสุทธิ์สูงด้วยวิธีการแลกเปลี่ยนประจุ