柠檬酸钙制备

题目：柠檬酸钙

系别：基础部专业：应用化学

班级：1 1 0 1班

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柠檬酸钙

摘要：

柠檬酸钙是一种重要的食品添加剂，工业中常作螯合剂、缓冲剂、组织凝固剂、钙剂强化剂、乳化盐等。作为钙质强化剂，具有无味的特点。柠檬酸钙的钙含量高，吸收率高，被广泛应用于包括婴儿配方食品、果汁、乳制品、固体饮料、运动饮料、牛乳、豆乳、保健品和谷物制品等。柠檬酸钙属于有机酸钙，较无机钙溶解度大且生物利用率高。

钙是人体内第五大元素，它对人体内的许多生理过程都起着十分重要的作用。人类的牙齿和骨骼中99%是钙。因此，不管是营养性还是代谢性的缺对人体的健康都会有极广的负面影响。骨质疏松症就是最常见的一种由于缺钙所引起的代谢性骨疾。缺钙不仅是对骨骼有害，而且也会导致增加得高血压、乳癌和肾结石的危险。所以补钙对身体健康是非常重要的。在补钙过程中，柠檬酸钙相对于碳酸钙等无机钙来说，具有非常大的优点，因为柠檬酸钙在吸收过程中不会生成CO2产生胃胀等情况，且含钙量高。

本论文通过对柠檬酸钙制备过程的影响因素的研究，确定了温度、Ca(OH)2的纯度、柠檬酸用量、制备过程中的酸度曲线，为实际生产提供工艺参数。

关键词：柠檬酸钙；食品添加剂；补钙；影响因素

1.的物理与化学性质及用途

柠檬酸钙,化学名2-羟基-1,2,3-丙三羧酸钙，别名，枸椽酸钙，分子式为

Ca

3(C

6

H

5

O

7

)

2

4H

2

O.常为细小的白色晶体或白色粉末，通常含有4个结晶水，晶体

分子量571.31。柠檬酸钙在水中的溶解度较小；并且随温度升高降低。如果升

温至70℃，失去部分结合水而转变为Ca

3(C

6

H

5

O

7

)

2

·4H

2

O。结晶水加热至100℃时

逐渐失去水，120℃时完全失水。

柠檬酸钙的溶解度为0.95g/L

水随着温度升高至95～100℃，Ca

3

(C

6

H

5

O

7

)

2

·4H

2

O

的溶解度可降低到0.578g/L

水

。柠檬酸钙的溶解度还和酸度有关，PH值降低时溶解度增大。柠檬酸钙常做为钙质强化剂、螯合剂。柠檬酸钙属于有机酸钙，较

无机钙溶解度大且生物利用率高。作为钙质强化剂，柠檬酸钙的钙含量高，味道平和，气味适中，吸收率高，可用于多种食品的强化，包括婴儿配方食品、果汁、乳制品、固体饮料、运动饮料、牛乳、豆乳、保健品和谷物制品等。另外还可在食品工业中作螯合剂、缓冲剂、组织凝固剂等。

2.柠檬酸钙粉体的制备

粉体制备过程中，首先原料的纯度是制约产品质量的一个重要的标准，其主要体现在碳酸钙的烧制程度和氧化钙含量等问题。

再就是中和滴定过程中滴定的质量非常重要。以柠檬酸为标准溶液滴定氢氧化钙为例，当柠檬酸量不够，主要表现是氢氧化钙反应不完全。影响产品的质量，达不到理论值所允许的误差。柠檬酸过量，会导致柠檬酸钙继续反应生成柠檬酸一钙和柠檬酸二钙。

3．柠檬酸钙制备研究的现状

当前柠檬酸钙的工业生产一般是利用生物发酵方法制取原料柠檬酸。钙元素主要是利用丰富的无机钙煅烧生产氢氧化钙，做成食品添加剂，一般需要氢氧化钙的纯度非常高，所以有的才用二次煅烧法，里面包括碳化过程，再煅烧提取纯度非常高的氢氧化钙溶液。再与柠檬酸进行中和反应制取产品柠檬酸钙。4．柠檬酸钙制备方框流程图

碳酸钙→煅烧→粉末（CaO）→消化Ca(OH)

→中和（柠檬酸）→加热→沉淀

2

→抽滤→柠檬酸钙→干燥→粉碎→压片→产品

5.实验室柠檬酸钙制备的工艺条件的研究

5.1反应机理

利用石灰石高温煅烧，制取中间产物氧化钙。再把生石灰进行消化，制取熟石灰，使用过滤器除去石灰水里面的杂质，得到较纯的氢氧化钙溶液，再利用柠檬酸与氢氧化钙在一定的条件下，进行中和反应，得到所需产品柠檬酸钙晶体。主要反应方程式为：

CaCO 3=CaO+CO 2↑ CaO+H 2O=Ca(OH)2

3Ca(OH)2+C 6H 5O 7→(C 6H 5O 7)2Ca 3+C 6H 5O 7→(C 6H 6O 7)2Ca 2+C 6H 5O 7→(C 6H 7O 7)2Ca

5.1.1石灰乳滴加入柠檬酸溶液中的反应过程

5.1.2柠檬酸溶液滴加入石灰乳中的反应过程

5.1.3柠檬酸钙水解方程式

K 1=7.4×10-4；K 2=1.7×10-5；K 3=4.0×10-7

5.2消化过程

5.2.1温度的选择

消化过程的反应方程式为： CaO+H 2O → Ca(OH)2

反应为放热反应，但起始反应温度为70℃左右最为合适，因为可以加快反应的反应速率。原因是氧化钙在70℃的热水中最容易发生消化反应，随着温度的升高，氢氧化钙在水中的溶解度越来越小。O H Cit H Ca OH Ca Cit H 22223)()(2+→+O H HCit Ca OH Ca Cit H Ca 222222)()()(+→+O

H Cit Ca OH Ca HCit Ca 223222)()()(+→+O H Cit Ca Cit H OH Ca 223323)(2)(3+→+2

2323)(32)(2HCit Ca Cit H Cit Ca →+2

2322)(44)(2Cit H Ca Cit H HCit Ca →+222223)()(2)(OH Ca HCit Ca O H Cit Ca +↔+222222)()(2)(OH Ca Cit H Ca O H HCit Ca +↔+23222)(22)(OH Ca Cit H O H Cit H Ca +↔+