柠檬酸的“多用”与脱盐脱色专用树脂

何为柠檬酸？

柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸（枸音同“举”，橼音同“元”），化学名称为2-羟基-均丙三羧酸，分子式为C6H8O7，常含一分子结晶水，酸味较重，易溶于水。其熔点为153℃，沸点为175℃，外观为白色结晶粉末，无臭。

柠檬酸的“多用”

01用于食品

柠檬酸有温和爽快的酸味，普遍用于各种饮料、糖果、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。在所有有机酸的市场中，柠檬酸市场占有率达70%以上，到目前为止还没有找到可以取代柠檬酸的酸味剂。

一分子结晶水柠檬酸主要用作清凉饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的酸性调味剂，也可用作食用油的抗氧化剂，改善食品的感官性状，增强人的食欲和促进人体内钙、磷物质的消化吸收；无水柠檬酸大量用于固体饮料；柠檬酸的盐类，如柠檬酸钙和柠檬酸铁是某些食品中需要添加钙离子和铁离子的强化剂；柠檬酸的酯类，如柠檬酸三乙酯可作无毒增塑剂，是制造食品包装用的塑料薄膜。

02用于医药

在医药行业中，柠檬酸可以和碳酸钠或碳酸氢钠水溶液反应产生大量CO2，用作泡腾体系，从而使药物活性成分迅速溶解并改善味觉效果。此外柠檬酸还可以作为缓冲液，用于各种营养口服液中。中药制剂中加入少量柠檬酸可形成微量铁铜金属络合物，延缓活性成分的降解。柠檬酸的各种盐还可以帮助人体补充相应的元素。柠檬酸钠是抗凝血剂，广泛用于输血、血液和血浆的保存以及人造血浆和血制品的加工。

03用于化妆品

柠檬酸属于果酸的一种，常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等，其主要作用是加快角质更新。角质的更新有助于皮肤中黑色素的代谢，黑头的溶解，改善毛孔，还可以在一定程度上对皮肤起到保湿、美白的作用。

04用于禽畜生产

在仔猪饲料中添加柠檬酸，可以降低仔猪的腹泻率（早期断奶仔猪因抗病力低，腹泻死亡率高），使仔猪提早断奶，增加母猪产仔量。在生长育肥猪日粮中添加1%～2%柠檬酸，可提高猪的日增重，降低背脂厚度，改善肉质和胴体特性。柠檬酸稀土是一种新型高效饲料添加剂，适用于猪、鸡、鱼、虾、牛、羊、兔、蚕等各种动物，具有促进动物生长、提高抗病能力及成活率、提高饲料转化率、缩短饲喂周期等特点。

05用于化工和纺织业

柠檬酸在化学技术上可作化学分析试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂，作络合剂、掩蔽剂，或用以配制缓冲溶液。柠檬酸可作为测试建筑陶瓷瓷砖的耐酸性的试剂、采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性。服装的甲醛污染是很敏感的问题，而柠檬酸和改性柠檬酸可被制成一种无甲醛防皱整理剂，用于纯棉织物的防皱整理。

柠檬酸的“发酵和提取”

柠檬酸的发酵

①固态发酵法是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料，配好培养基后，在常压下蒸煮，冷却至接种温度，接入种曲，装入曲盘，在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬酸，设备简单，操作容易。

②液态浅盘发酵法多以糖蜜为原料，其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中，接入菌种，待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。

③深层发酵法生产柠檬酸的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。现多采用通用发酵罐。它的主要部件包括罐体、搅拌器、冷却装置、空气分布装置、消泡器，轴封及其他附属装置。

柠檬酸的提取

在柠檬酸发酵液中，除了主要产物外，还含有其他代谢产物和一些杂质，必须通过物理和化学方法将柠檬酸提取出来。柠檬酸的分离提纯主要方法有钙盐法、色谱法等。

钙盐法是将发酵液中的柠檬酸变成钙盐沉淀，用硫酸将柠檬酸钙置换出游离的柠檬酸，生成的硫酸钙沉淀出来，然后将柠檬酸进一步纯化结晶。

该传统工艺缺点主要表现在：

①工序多，复杂不方便操作；

②生产收率低，目前只有80~85%左右；

③产生大量的硫酸钙废弃物，对环境污染大。

连续色谱技术是一种高分离效能的新型工艺，弥补了传统工艺不能连续操作，分离柱材料的利用率低等缺陷，已广泛应用于发酵行业，近些年来，该技术也应用于柠檬酸行业。

该工艺主优点表现在：

①工序较少，工艺简单，自动化程度高，成本低；

②生产收率高，达到90%以上；

③不产生硫酸钙等固废物，解决了原工艺气体和废渣排放的问题，在降低生产成本的同时也降低了废水环保成本。