乳酸链球菌素(Nisin)是目前发现的最安全的食品防腐剂之一。我国Nisin的年产量超过250吨,生产Nisin的同时会产生大量的发酵废液,全国每年仅Nisin产生的废液排放量就已超过5万吨,企业需要花费大量的财力用于污水处理。生产Nisin的过程中会同时产生乳酸,废液中还含有残留的、未被利用的糖、蛋白、氨基酸、无机营养元素、以及后提取过程中加入的无机物。所以如果能找出合理、经济的分离提纯方法,将这些物质提取出来并将其循环利用,不但可以变废为宝,为企业增加产出,而且对保护环境,实行可持续发展具有重要的现实意义。所以,本课题设计了一套具有创新性的工艺路线将Nisin发酵废液进行再次利用,已达到环保和增效的双重目的。本课题以黑龙江丰源实业集团有限公司生产乳酸链球菌素的发酵废液为研究对象,采用电渗析技术对发酵废液进行两次脱盐处理后,利用电渗析产生的电解质溶液制备乳酸钙和乳酸钠保湿剂,同时利用电渗析产生的有机废水发酵生产乳酸。实验主要结论如下:1.电渗析膜技术处理Nisin发酵废液,选用低渗离子交换膜,单膜面积为320×160mm,共29对的小型电渗析器上实验获得的最佳操作条件:电压40V;流量300L/h。脱盐率与乳酸回收率有密切相关性,第一次脱盐率为60%,第二次脱盐率为85%较为适宜,第二次脱盐前将溶液pH调至7较为适宜。2.电渗析脱盐率对乳酸钠产品收率和质量的影响较大,粉末状活性炭的用量对乳酸钠产品的收率和质量也有一定的影响,选用2%的活性炭对乳酸钠溶液进行脱色较为适宜。并且,通过实验证明本实验室制得的60%乳酸钠具有良好的保湿性、防腐性,稳定性较好,是一种较为合适的食品防腐剂,有广泛的应用前景。3.乳酸钙制备工艺的最佳条件:电渗析脱盐率70%,乳酸浓度200g/L,反应温度70℃。4.实验初步证明了利用有机废水发酵生产L-乳酸的可能性。保证乳酸产量及质量的同时,发酵用氮源酵母膏、牛肉膏、蛋白胨的用量都有所减少,为L-乳酸的生产寻找出一条新的途径。5.通过COD值的测定,发现利用电渗析技术对Nisin发酵废液进行处理后,COD值下降2×104mg/L,利用其继续发酵后,COD值下降3×104mg/L,说明电渗析技术可以降低水体污染度。从这一角度来讲,Nisin发酵废液的再利用可使企业降低后续的废水处理成本,使排放的水体更易于符合国家工业水污染物的排放标准,为企业带来间接的经济效益。