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柠檬酸钠的作用

发布日期:2019/11/5 9:18:29

背景 [1][2][3]

柠檬酸钠亦称“枸橼酸钠”,无色斜方柱状晶体。在空气中稳定。相对密度1.85924。能溶于水和甘油中,微溶于乙醇。水溶液具有微碱性,品尝时有清凉感。加热至 100℃时变成为二水盐。后者为无色单斜柱状晶体或粒状粉末,易溶于水。在150℃时变成无水物,更高温度即分解。

本品可用作酸度调节剂,缓冲剂、乳化剂、稳定剂。是我国GB2760-1996规定允许使用的食品用酸度调节剂,可用于各类食品,使用量视正常生产需要而定。按美国FAO/ WHO(1984)规定,可用于人造奶油、婴儿食品、熟肉末、午餐肉、罐装婴儿食品、食用油脂,熟火腿、食用酪蛋白酸盐等,限量按GMP规定;低倍浓缩乳、甜炼乳、稀奶油(单用为2g/kg,与其他稳定剂合用量为3g/kg,以无水物计);奶粉、奶油粉5g/kg(单用或与其他稳定剂合用量,以无水物计);加工干酪40g/kg(单用或与其他乳化剂、酸化剂合用量,以无水物计);果酱、果冻、橘皮果冻,使pH值保持在2.8~3.5;成熟豌豆罐头 150mg/kg(单用或与碳酸氢钠合用量,以钠计,可不添加固化剂和软化剂)。

如用于清凉饮料等,可缓和柠檬酸的酸味;也用作乳制品的防止酸败剂;加工干酪、鱼肉糜制品等的增粘剂;冰糕、冰淇淋等的乳化剂和稳定剂(用量0.2%~ 0.3%)。此外,用于培养甜酒的液体曲时,具有促进糖化作用的效果(用量约0.3%)。也用于甜味剂矫味,但如用量过多则呈苦味。本品除用于食品外,还可用于医药(用作祛痰剂、利尿剂、抗凝血剂)、摄影。 

合成路线 [5][4]

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+氢氧化钠

这也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;缺点是生产成品高。现仅用于制备实验室用品。

2. 柠檬酸+纯碱

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。

3. 柠檬酸+小苏打

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。

4. 柠檬酸钙+纯碱

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。前些年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。

应用[5]

檬酸钠具有上述多种优良的性能,因而具有广泛的用途。柠檬酸钠无毒性、具有pH 调节性能及良好的稳定性,因此可用于食品工业。柠檬酸钠用作食品添加剂,需求量,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,作为利尿剂、化痰剂等。柠檬酸钠与别的试剂配伍,可用于提取、纯化动物肝脏核糖核酸。

柠檬酸钠具有水溶性好、对水中的Ca、Mg等金属离子具有优良的螯合能力、能发生生物降解、分散能力及抗再沉积能力强等特点,因此正逐渐成为三聚磷酸钠的替代品,被用来生产无磷洗衣粉,尤其是无磷液体洗涤剂。洗涤剂中加入一定量的柠檬酸钠,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人江河湖泊,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。从20世纪70年代起,欧美等发达国家就已经提出了洗涤剂的限磷问题,并先后对其含量作出了规定。在我国,由于各方面原因,特别是价格因素,过去对上述问题并未引起足够重视。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,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。由此可见,柠檬酸钠性能优良,用途极其广泛,特别是全球洗涤剂行业的无磷化趋势,使得柠檬酸钠的需求量正急剧上升。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] 实用精细化工辞典 

[3] 周本华. 柠檬酸钠的应用与制备方法研究[J]. 鹽城工學院學報 (自然科學版), 2010, 23(1): 10-13.

[4] 魏朝. 柠檬酸钠生产技术应用[J]. 石河子科技, 2012 (2): 40-41.

[5] 张英, 周长民. 柠檬酸钠的特性与应用[J]. 辽宁化工, 2007, 36(5): 350-352.

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