"该资源是一篇2009年的科研论文,主要研究了利用双极膜电渗析技术从发酵液中分离和转化L-乳酸钠为L-乳酸的过程。研究探讨了操作电压、流速和进料L-乳酸钠质量浓度等关键工艺参数对转化效率的影响,并评估了电渗析过程的技术指标,如转化率、物料损失率、电流效率和能耗。在最优条件下,即流速40L/h和电压15V时,对含有100.25g/L L-乳酸钠的2L发酵液进行处理,得到了81.22%的转化率,1.5%的损失率,0.81kW·h/kg的能耗和91.8%的电流效率,最终得到的L-乳酸质量浓度高达144.31g/L。实验还提出,电渗析后的残液经过补糖可以返回发酵罐继续用于L-乳酸的生产。" 这篇论文涉及的知识点包括: 1. **双极膜电渗析技术(Bipolar Membrane Electrodialysis, BME)**:这是一种特殊的电渗析方法,其中包含双极膜,这种膜在电场作用下能够电解水分子产生氢离子和氢氧根离子,从而实现酸碱的分离或中性盐的脱水分解。 2. **L-乳酸与L-乳酸钠的转化**:L-乳酸钠是L-乳酸的钠盐形式,通过电渗析可以在不引入额外化学试剂的情况下,将L-乳酸钠还原为L-乳酸,这是一个重要的生物化学转化过程。 3. **工艺参数的影响**:操作电压、流速和进料L-乳酸钠的质量浓度是影响电渗析过程的关键因素。操作电压决定了电化学反应的强度,流速影响物质传递效率,而进料浓度则直接影响转化的初始条件和能量消耗。 4. **转化率、物料损失率、电流效率和能耗**:这些是评估电渗析过程性能的重要指标。转化率衡量了目标产物的生成效率,物料损失率反映原料的损耗程度,电流效率表示实际参与反应的电流与总输入电流的比例,能耗则是每单位质量目标产物产生的能量消耗。 5. **发酵液的回收利用**:电渗析后的残液经过补糖处理,可以再次进入发酵过程,这展示了该技术在循环利用和降低生产成本方面的潜力。 6. **实验设计与优化**:通过对不同工艺参数的系统研究,确定了最佳操作条件,这是提高过程效率和经济性的基础。 这篇论文的研究对于优化生物发酵过程中L-乳酸的提取和纯化具有重要意义,同时也为生物工程领域的电化学分离技术提供了实践案例和理论依据。
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