柠檬酸钠

一、简介
柠檬酸钠，白色晶体或粒状粉末。

无臭，有清凉咸辣昧。

常温及空气定在湿空气中微有溶解性，在热空气中产生风化现象。

溶于水，不溶于乙醇。

水溶液为弱碱性。

市售商品有无水柠檬酸钠、二水柠檬酸钠和五水柠檬酸钠。

联合国粮农与世界卫组织对其每日允许摄入量不作任何限制，被认为无毒品。

柠檬酸钠是目前工业上最重要的一种柠檬酸盐，用途极其广泛，可用于食品、医药、环保、电镀和酿造等行业。

近年来，随着人们环保意识的不断增强，一些国家相继出台了相关法规，禁止在洗涤剂中使用三聚磷酸钠作添加剂，改用柠檬酸钠作为三聚磷酸钠的取代品，致使柠檬酸钠在全球的需求量迅猛增加，市很有发展前景。

近来，有人采用树脂交换法生产柠檬酸钠。

将发酵清液经过离子树脂交换，再用氢氧化钠溶液洗脱吸附的柠檬酸，所得钠盐溶液经浓缩结晶等获得柠檬酸钠产品。

此法无污染，成本低，是柠檬酸发酵厂家应开发之路。

1.2 柠檬酸钠的性能及用途
1.2.1柠檬酸钠的性能柠檬酸钠是目前最重要的柠檬酸盐，主要由淀粉类物质经发酵生成柠檬酸，再跟碱类物质中和而产生，具有多种独特的优良性能。

（1）安全无毒性能。

由于制备柠檬酸钠的原料基本来源于粮食，因而绝对安全可靠，对人类健康不会产生危害。

联合国粮农与世界卫生组织对其每日摄人量不作任何限制，可认为该品属于无毒品。

（2）具有良好的pH调节及缓冲性能。

柠檬酸钠是一种弱酸强碱盐，与柠檬酸配伍可组成较强的pH缓冲剂，因此在某些不适宜pH大范围变化的场合有其重要用处。

另外，柠檬酸钠还具有优良的缓凝性能及稳定性能（3）极好的溶解性能，并且溶解性随水温升高而增加。

（4）具有生物降解性。

柠檬酸钠经自然界大量的水稀释后，部分变成柠檬酸，两者共存于同一体系中。

柠檬酸在水中经氧、热、光、细菌以及微生物的作用，很容易发生生物降解。

1.2.2柠檬酸钠的用途檬酸钠具有上述多种优良的性能，使得其具有十分广泛的用途，目前柠檬酸及其柠檬酸钠广泛地应用在食品工业、医药工业、化学工业等领域
在食品方面柠檬酸钠用作食品添加剂，需求量最大，主要用作调味剂、缓冲剂、乳化剂、膨胀剂、稳定剂和防腐剂等；另外，柠檬酸钠同柠檬酸配伍，用作各种果酱、果冻、果汁、饮料、冷饮、奶制品和糕点等的胶凝剂、营养增补剂及风味剂。

在医药方面，柠檬酸钠的用途也很广泛。

利用柠檬酸根与钙离子能形成可溶性络合物的特性，可用作抗凝血剂和输血剂，保存和加工血制品。

柠檬酸钠作为防腐剂，用于保存糖浆等药物。

柠檬酸钠注射时和甲盐一样，用于矫正血液、体液及尿液的酸度，作为化痰剂、利尿剂化痰剂等。

洗涤剂中加人一定量的柠檬酸钠，能明显增加洗涤剂的去污能力。

三聚磷酸钠作为助洗剂在洗涤剂中的大量应用是合成洗涤剂工业的一个重要发现。

但是，磷酸盐随着洗涤污水排入江河湖泊，造成水质富营养化，促进了水藻类快速繁殖，水中缺氧，危害水生动物的生存，因而成为环保的一大问题。

近年来，随着洗涤剂工业的快速发展，以及水质的不断恶化，洗涤剂行业也正朝着低磷化、无磷化方向发展。

含柠檬酸钠的液体洗涤剂具有优良的洗涤性能，因此，国内外已经开发出多种专用洗涤剂。

含柠檬酸钠的液体洗涤剂还具有其他的优良性能，如有的含柠檬酸钠专用清洗剂对某些金属器具无腐蚀性，因而可专门用于清洗贵重的精密仪器等；有的含柠檬酸钠专用洗涤剂清洗器具后，金属表面光亮如新，而且，清洗后的废液经过处理能再生重复利用，降低了洗涤成本。

有报道指出，为了解决蔬菜水果等食物上的农药残留问题，有关专家已研制出含柠檬酸钠的蔬菜水果农药残留专用清洗剂。

柠檬酸钠具有很好的络合性能，因此被广泛应用于电镀工业；在建筑工业上，柠檬酸钠可作为缓凝剂加入混凝土中，以提高水泥制品的抗拉、抗压及抗冻性能；在环境保护方面，柠檬酸钠可用来脱除工业尾气中的硫化物。

在陶瓷工业上，柠檬酸钠可作为助磨添加剂。

此外，柠檬酸钠在酿造及照相业也有新的用途，从而进一步拓宽了柠檬酸钠的应用领域。

1.3柠檬酸钠的生产方法依据生产原料的不同，柠檬酸钠的制备方法主要有以下几种方法（1）柠檬酸+纯碱法。

中和法改良工艺，作为原料的纯碱易采购好保存并且生产成本低的优势；是目前各工业企业普遍采用的生产方法。

（2）柠檬酸钙+纯碱法。

本法是利用柠檬酸钙与纯碱混合发生复分解反应，滤除不溶物而获取柠檬酸钠的。

产品纯度差且操作流程长。

有报道通过调整混合条件pH值，从而简化了该工艺流程，降低了生产成本，获得品质较好产品。

（3）柠檬酸+氢氧化钠法。

这是最早研究开发的生产工艺。

将柠檬酸溶于水，加入氢氧化钠溶液中，发生中和反应并产生大量的热，经过滤浓缩结晶干燥等工序处理得到成品。

本法工艺简单，产品纯度好；本法工艺简单，产品纯度好；缺点是生产成品高。

现仅用于制备实验室用品。

（4）柠檬酸+小苏打法。

本法是针对纯碱法产品不适用医药业而改进的制备方法。

本法采用高品质的小苏打，按计算量溶于水后与柠檬酸中和，经浓缩结晶等工序处理，制备药品级柠檬酸钠。

其特点是反应条件温和，产品质量好，工艺操作性好。

目前本法主要在部分药剂厂使用。

（5）树脂交换法。

近来，有人采用树脂交换法生产柠檬酸钠。

将发酵清液经过离子树脂交换，再用氢氧化钠溶液洗脱吸附的柠檬酸，所得钠盐溶液经浓缩结晶等获得柠檬酸钠产品。

此法无污染，成本低，是柠檬酸发酵厂家应开发之路。

1.4柠檬酸钠的应用 1.4.1柠檬酸钠在洗涤剂中的应用柠檬酸钠由于其独特的性能使其在洗涤剂中有着广泛的应用前景，含柠檬酸钠的洗涤废水可直接排放，而不会在环境中积累，造成污染，
柠檬酸钠是一种弱酸强碱盐，与柠檬酸配合可组成较强的pH缓冲对，在清洗反应过程中，具有保持较稳定pH范围的能力，因而在某些不适宜pH大范围变动的清洗场合有其独特之处。

同时按柠檬酸与钠盐的不同配合比例可使pH范围在2 ～10之间进行调节，以适应不同物质洗涤对p H 的要求。

世界上各大城市的水、电、汽、污水等都已实现了地下管道化，
1.4.2柠檬酸一柠檬酸钠缓冲溶液在烟气脱硫中的应用我国煤炭资源丰富、分布广，是构成能源的主要部分。

煤炭燃烧设备则主要以中小锅炉为主由于此类燃烧装置普遍缺乏烟气脱硫设施，故导致城市大气SO2污染严重。

因此开发一种适合国内，中小锅炉烟气脱硫使用的工业流程，已十分迫切．且其社会意义重大。

柠檬酸一柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、化学性质稳定,对SO2 吸收效率高等原因，很早就引起了人们的注意。

1．5柠檬酸的制备近年．随着相关工业的发展．国内新领域精细化工己在取得长足的进步．特别是有些产品在国际市场上具有一定的影响如食品添加剂中的柠檬酸，糖精，山梨酸，香兰素，木糖醇都已大量出口其中柠檬酸的出口量占全球贸易量的5O％以上。

柠檬酸及其钠盐等是发酵行业的支柱产品之一近年来我国柠檬酸生产规模飞速发展．柠檬酸及其盐的年产量已达45万吨．是有机酸类发酵产品中产量最大的产品．其中80％出口国外。

1.5.1柠檬酸的基本性能柠檬酸外观为无色透明斜方晶系晶体颗粒或白色结晶性粉末。

无嗅．有很强的酸味．柠檬酸有二种形式一种是无水物．比重1. 542．约在153℃熔融一种是一水化台物．约在135℃熔融。

无气味、昧酸，水合物于7O℃～75℃下脱水变成无水物在湿空气中慢慢潮解。

加热则熔融．产生刺激性臭气．并炭化．较易溶于水。

柠檬酸溶于水乙醇和乙醚。

水溶液呈酸性，
1.5.2生产工艺柠檬酸的生产所用的原料有糖蜜淀粉质原料纤维质原科的水解液等，或用液体石蜡代替糖质原料。

我国地域广大．采用薯干、玉米．糖蜜．木薯生产柠檬酸。

由于我国糖蜜资源有限．目前以糖蜜为原料的比重正在下降．而以白薯干．木薯等含淀粉物质为原料的比重在上升。

虽然我国开发的黑曲霉菌对原料要求不高发酵前原料不需经过离子交
换．因而简化了发酵前的处理设备；但是由于大量纤维等杂质存在，造成设备庞大，提取后处理过程中固体物料多，操作条件不好，物料损失大。

因此就有个原料精细化的问题，即应先将白薯木薯、玉米等制成淀粉后，再作为柠檬酸生产原料，一方面可减少固体物料处理量：使之易于操作，另一方面还可综合利用这些作物中的其他组分。

柠檬酸主要是采用表面发酵、固体发酵、深层发酵等3种发酵法生产，采用的是假丝酵母菌、霉菌等菌种，其质量要求严格。

柠檬酸发酵工艺在国际上被认为是较难的工艺，我国以薯干等为原料，采用的深层发酵技术具有独创性．发酵指数居世界前列，1 发酵液的控制管理：在任何发酵过程中，都是非常重要的。

对解脂假丝酵母．最适pH值为5．5～6．5．在酸性条件下培养就会产生聚醇。

所用的中和剂有碳酸钙、氢氧化钠和氨水。

通常情况下，在有机酸发酵时如氮源过量的话．则菌体大量增殖．而酸的生成量则减少。

如控制培养基中的磷酸盐浓度．并以氨水作中和剂时．可以提高柠檬酸产量。

当生产用于洗涤剂组分的柠檬酸钠时，1.5.3柠檬酸的市场展望环境保护已越来越被世界各国所重视．各国均在推广可持续发展理念，随着科学技术水平的不断进步和社会发展要求的不断提高．人类对环境资源的利用和需求越来越迫切，相对而言对环境资源的污染和破坏也越来越严重。

2O世纪后半期，特别是考虑生态、经济及社会因素．综合采取措施以确保经济社会与资源、环境四大系统协调发展的长期战略思想。

柠檬酸行业一定要在公平竞争的环境下，走可持续发展的清洁化生产之路。

“新型工业化”的发展方向之一是关怀环境，“关爱社会”．走可持续发展之路是我们这个时代的新理念。

零排放的概念正在被高度重视．越来越多的企业已经开始进行探讨或实施。

在出口方面我国加大对柠檬酸出口秩序的整顿力度，把环保治理和行业秩序治理结合起来。

以使柠檬酸行业顺应潮流向零排放”目标前进。

柠檬酸是酸味剂中使用量最多的一种．国际上柠檬酸公司常购进中国产的柠檬酸进行加工精制或买卖，以扩大其在国际柠檬酸市场的影响。

柠檬酸的市场价格将会缓慢上升，主要原因是原料供应长期不足．特别是玉米供应不足，(1) 美国因气候不佳，产量减少；(2) 饮食水平提高．中国由出口转为进口玉米；(3)肉食增加．畜牧饲料需要增加。

柠檬酸企业应抓住机遇．进一步提高产品的质量和档次不断采用高、新技术．降低成本．进行废水、废渣治理。

同时加强行业自律．规范行业管理，避免互相压价，恶性竞争如此良性发展。

则我国柠檬酸工业在国际市场上会更具有竞争力，有望成为21世纪的朝阳产业。

随着应用领域的扩大，世界柠檬酸需求的增长．国内的柠檬酸生产前最仍将看好．我国应加大改革力度，使生产形成规模，产品向多元化，质量向名优化方向发展，逐渐兼并．组合．重组．重点扶植条件较好的大型企业，以此促进柠檬酸生产的发展。

我国是柠檬酸生产大国，但人均柠檬酸消费量很低。

目前美国人均年消费柠檬酸1kg，而中国仅为0.05kg．市场潜力巨大．应该大力拓展。