乳酸（lactic acid）学名为α-羟基丙酸，从旋光性可分为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸。乳酸是一种古老而重要的有机酸，乳酸及其衍生物广泛应用于食品、医药、饲料和化工等领域。由于人体只能代谢L-乳酸的酶，D-乳酸不能被人体吸收，世界卫生组织提倡使用L-乳酸作为食品添加剂和内服药品，取代目前普遍使用的DL-乳酸。用L-乳酸生产的聚乳酸（PLA），除具有聚苯乙烯相似的光泽度和加工性能外，还可以生物降解，因此具有广阔的发S展前景，但降低L-乳酸的生产成本，生产高质量低成本的L-乳酸则是其中的关键。
1 L-乳酸生产的传统工艺
玉米粉→发酵→中和→板框过滤→酸解→板框过滤→酯化水解→浓缩→成品。
在传统的工艺中，两次采用了板框过滤进行料液中固液的分离。板框是典型的死端过滤过程，主要是靠在滤布上形成的滤饼层进行过滤,只能部分的去除料液中的不溶性固形物（菌丝体、原材料、变性蛋白等），而对于可溶性的蛋白、色素等大分子物质及部分微小的固体，不能去除。因此，滤液质量差，含有大量的可溶性蛋白等杂质，由于可溶性的蛋白的存在会在后续的工艺产生大量的乳化，给产品的分离纯化带来一定的困难，造成产品质量下降,并且由于板框过滤时一般要加入大量变性剂和助滤剂，造成了滤渣不好处理和运行成本的提高。
2 膜技术在L-乳酸生产中的应用分析
2.1 简介
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统的过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。
对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1μm，能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。故微滤膜作为一般料液的澄清、预过滤、空气除菌。
对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300 000，能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离。因此超滤膜广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源等方面。
对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。
反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的载留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒水、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。
由于膜分离过程是一种纯物理过程，能够广泛应用于发酵、制药、化工、食品、饮料、水处理工艺过程及环保等领域，并体现了以下特点：分子级别的分离，精密高效，滤液质量好，是普通过滤分离手段难以比拟的；物理过程，无相变，无化学反应；系统惟一的能源耗是电力，能耗低；系统全封闭运行，实现清洁化生产；系统体积小，操作简便安全，可实现自动化控制，扩展性好。
随着膜技术的不断发展，可以实现现有系统的软件升级，及时优化工艺操作条件，提高生产效益。
针对不同的料液及工艺处理要求，选择合适的膜工艺，对料液进行有效的分离、过滤澄清、浓缩，降低能耗、提高产品的质量和收率、减少环境污染，从而降低生产成本，促进效益。
2.2 膜技术在L-乳酸生产工艺的结合点
根据L-乳酸的原有工艺，结合膜过滤的特点，技改后生产工艺为：
发酵→中和→板框过滤→超滤膜→酸解→板框过滤→纳滤膜脱色提纯→浓缩→成品。
2.3 应用膜技术的优点
2.3.1 超滤技术工艺的优点
能够彻底去除蛋白和大分子的色素，使滤液澄清，减轻后续工艺的负担，提高生产效率，从而提高后续工艺的收率，并提升产品的质量。
采用UF超滤工艺后，发酵液不需添加絮凝剂和助滤剂，降低生产成本。UF超滤浓缩液因不含絮凝剂和助滤剂，干燥后可做成饲料，既减少了环境污染又增加了效益。
2.3.2 纳滤技术工艺优点
纳滤膜可进一步去除料液中的大分子杂质，提高产品质量。纳滤膜可以完全透过乳酸分子而大幅度截留还原糖，使得最终产品的还原糖含量降低，提高产品的热稳定。
3 结 论
膜分离技术作为近年来新兴的技术，有着传统过滤手段无法比拟的优势。L-乳酸生产中使用膜分离技术后，能提高L-乳酸产品的质量和收率，UF超滤膜取代板框压滤后，可以不用絮凝剂和助滤剂，并且减少生产工序，将超滤膜浓缩的发酵液菌丝渣可做动物饲料，变废为宝，并治理了环境污染，实现了清洁生产，而膜系统本身的运行成本主要是电力和膜元件的更换，消耗费用很低，因此L-乳酸生产工艺应用膜分离技术具有较好的经济效益和良好社会效益，是一项值得推广应用的新技术。