柠檬酸的物理化学性质
柠檬酸
建国以来柠檬酸发酵工业回顾一、行业简介1、行业的历史柠檬酸的研究和生产已有300年的历史。
早在1784年，瑞典化学家Scheel首次从柠檬汁中提出柠檬酸并结晶出固体柠檬酸。
1838年，由Liebig鉴定出它是一种含有一个羟基的三元酸。
随后，在1860年意大利开始从果汁中用添加石灰乳的办法得到柠檬酸，从而进行了工业化生产。
到1913年,Zahorski首先利用黑曲霉生产柠檬酸。
1916年，美国农业部华盛顿化学局微生物研究室主任Thom和同事Currie对黑曲属的许多菌株进行过普查，发现很多菌种能产柠檬酸。
1919年，比利时一家工厂成功地进行了浅盘发酵法生产柠檬酸。
1923年，美国Pfizer公司开始采用黑曲霉浅盘发酵法工业化生产柠檬酸。
1938年，Perquin在荷兰发表论文，他将黑曲霉培养于低pH的含硫酸锌、氯化钾和氯化铵的糖溶液中获得了一些柠檬酸，对深层培养法的pH控制，提出了有力的证据。
1944年，Szucs应用纯蔗糖，在9d内发酵柠檬酸，可得到92%的产率，但因时间太长，未能投产。
1952年，Buelow和Johnson等用150g/L蔗糖培养液通入无菌空气，通气量增加，柠檬酸发酵时间可缩短，这对柠檬酸发酵条件控制，有了进一步地认识。
1952年，美国Miles公司，首先成功地采用深层发酵法工业化规模生产柠檬酸。
解放前我国柠檬酸工业是个空白. 20世纪60 年代, 天津工业微生物研究所、上海工业微生物研究所首次采用木薯为原料发酵生产柠檬酸, 并筛选培育出优秀的耐高糖、耐高柠檬酸并具抗金属离子的黑曲霉高产柠檬酸菌株, 成功实现了产业化。
1968年我国第一家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸成功投产的厂是上海酵母厂。
为我国有机酸产业的形成与发展奠定了基础。
而后, 两个研究所又不断推出适合不同原料的高产菌株和新配方, 使浓醪高发酵指数的深层发酵工艺不断完善, 全行业通过积极引进和消化国内外先进技术和装配, 不断进行自主创新, 形成了具有中国特色的浓醪高发酵指数的深层发酵新工艺, 使得中国很快在20世纪末变成柠檬酸生产大国。
柠檬酸主要成分
柠檬酸主要成分柠檬酸主要成分柠檬酸是一种有机酸，主要存在于柠檬、柚子、酸橙等柑橘类水果中，也可以通过微生物发酵或合成得到。
它具有强烈的酸味和清新的香气，被广泛应用于食品、药品、化妆品等领域。
下面将从来源、性质、生产方法和应用等方面详细介绍柠檬酸的主要成分。
来源柠檬酸最初是从柠檬中分离出来的，因此得名为“柠檬酸”。
除了柠檬外，还有其他一些水果也含有大量的柠檬酸，如葡萄柚、桔子、青柚等。
此外，微生物也可以通过发酵来生产出大量的柠檬酸，包括曲霉属菌和放线菌等。
性质1. 化学性质：柠檬酸是一种羧基含量较高的三羧基有机化合物，在水中具有良好的溶解性。
它在水溶液中呈现出无色透明的液体，味道酸爽，易溶于水和乙醇。
柠檬酸的pH值在1.5~2.5之间，是一种强酸。
2. 物理性质：柠檬酸是一种无色透明的结晶性物质，在室温下呈现出白色或淡黄色的粉末状。
它的分子式为C6H8O7，相对分子质量为192.14。
柠檬酸的熔点为153℃~154℃，沸点为310℃。
生产方法1. 发酵法：柠檬酸可以通过微生物发酵得到。
曲霉属菌和放线菌都可以产生柠檬酸，其中以曲霉属菌最常用。
首先将含有大量碳源和氮源的培养基制备好，然后加入曲霉属菌进行发酵。
发酵结束后，将发酵液经过过滤、浓缩和结晶等步骤得到柠檬酸。
2. 合成法：柠檬酸也可以通过化学合成得到。
目前常用的合成方法是从丙二脑中合成出环戊烯-1,2,3-三羧酸（HOCCH2CH2C（COOH）2），然后将其水解得到柠檬酸。
应用1. 食品领域：柠檬酸是一种广泛应用于食品加工中的食品添加剂。
它可以作为酸味调味剂、抗氧化剂、螯合剂、乳化剂等，被广泛应用于碳酸饮料、果汁、糖果、罐头等食品中。
2. 医药领域：柠檬酸还具有一定的药理作用，可以作为治疗肾结石和尿路感染的药物。
此外，柠檬酸还可以促进人体对铁元素的吸收，预防贫血。
3. 化妆品领域：柠檬酸还被广泛应用于化妆品中。
它可以作为调节皮肤pH值的成分，同时也具有美白和保湿的功效。
柠檬酸的物理化学性质
柠檬酸的物理化学性质柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。
接下来我为你整理了柠檬酸的物理化学性质，一起来看看吧。
柠檬酸的物理性质在室温下，柠檬酸为无色半透亮晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，无臭、味极酸，在潮湿的空气中微有潮解性。
它可以以无水合物或者一水合物的形式存在：柠檬酸从热水中结晶时，生成无水合物;在冷水中结晶则生成一水合物。
加热到78 ℃时一水合物会分解得到无水合物。
在15摄氏度时，柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。
柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸2CHO.HO、CHO.HO或CHO.2HO。
柠檬酸的化学性质从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相像的物理和化学性质。
加热至175 ℃时它会分解产生二氧化碳和水，剩余一些白色晶体。
柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H可以电离; 加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。
技术指标指标项目指标要求外观白色结晶粉末气味无味PH值含水量0.5-9.0%硫酸灰分≤0.05%草酸盐≤0.01%氯化物≤0.005%铁≤5.0ppm砷≤1.0ppm铅≤.05ppm 水中电离状况3-羟基丙三羧酸(柠檬酸) HCHO 的电离常数为：pk=3.13;pk= 4.76;pk= 6.40,从电离常数来看，柠檬酸酸性比较强。
最多的是氢离子，而柠檬酸电离后主要存在形式和PH有关。
以下化学式，依次为一、二、三级电离。
H3Cit==H+ + H2Cit- pk=3.13H2Cit-==H+ HCit2- pk= 4.76HCit2-==H+ + Cit3- pk= 6.40在化学镀镍操作的pH值条件下，绝大部分柠檬酸都已电离成三价的柠檬酸根离子。
柠檬酸的作用柠檬酸主要用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、风味增进剂、胶凝剂、调色剂等。
柠檬酸在纺织上的作用
柠檬酸在纺织上的作用柠檬酸是一种常见的有机酸，其在纺织工业中具有多种重要的作用。
本文将从柠檬酸的物理化学性质、柠檬酸在纺织染色中的应用以及柠檬酸在纺织整理中的应用三个方面，详细介绍柠檬酸在纺织上的作用。
我们来了解一下柠檬酸的物理化学性质。
柠檬酸是一种无色结晶性粉末，具有酸味和可溶性。
其在水中的溶解度较高，可以方便地与水进行混合。
此外，柠檬酸还具有良好的稳定性和可降解性，不会对环境造成污染。
在纺织染色中，柠檬酸有着重要的应用。
首先，柠檬酸可以作为一种酸性染料的染色助剂。
在染色过程中，柠檬酸可以调节染料与纤维之间的相互作用力，促进染料的渗透和固定，提高染色的均匀性和牢度。
此外，柠檬酸还可以与金属离子形成络合物，抑制金属离子对染色的干扰作用，保证染色效果的稳定性和一致性。
柠檬酸在纺织整理中也有着广泛的应用。
柠檬酸可以作为一种优良的阻垢剂使用，可以有效地去除纤维表面的钙、镁离子等硬水离子，防止硬水离子对纤维的沉淀和堵塞。
这样可以保证纤维的柔软度和光泽度，延长纺织品的使用寿命。
此外，柠檬酸还可以作为一种酸性缓冲剂使用，调节纺织品处理液的酸碱度，提供适宜的酸碱环境，使纺织品得到优良的整理效果。
除了染色和整理，柠檬酸还具有其他一些在纺织上的应用。
例如，柠檬酸可以用作纺织品的漂白剂。
柠檬酸与过氧化氢等氧化剂反应，产生活性氧，可以有效地去除纺织品上的污渍和色斑，使纺织品恢复原本的洁净和亮丽。
此外，柠檬酸还可以用于纺织品的防腐处理。
柠檬酸具有一定的抑菌和抗菌作用，可以有效地抑制细菌和霉菌的生长，保持纺织品的卫生和耐用性。
柠檬酸在纺织上具有多种重要的作用。
它可以作为染色助剂，调节染料的渗透和固定，提高染色效果的均匀性和牢度；它可以作为阻垢剂，去除纤维表面的硬水离子，保证纤维的柔软度和光泽度；它还可以作为酸性缓冲剂，调节纺织品处理液的酸碱度，提供适宜的酸碱环境，使纺织品得到优良的整理效果。
除此之外，柠檬酸还可以用于纺织品的漂白和防腐处理。
柠檬酸及其在猪料中的应用
柠檬酸及其在猪料中的应用吕祥娟;刘强;宋雷;孙燕华【期刊名称】《山东畜牧兽医》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P57-58,59)【作者】吕祥娟;刘强;宋雷;孙燕华【作者单位】青岛农业大学动物科技学院山东青岛 266109;山东省莱阳市畜牧局;山东省莱阳市畜牧局;山东省莱阳市畜牧局【正文语种】中文【中图分类】S816.76作为动物体内三羧酸循环最重要的组成成分柠檬酸在动物体的作用越来越受到人们的重视。
本文就柠檬酸的物理化学性质及其在养猪中的应用做简要综述，旨在为其在养猪领域的合理应用提供理论依据。
柠檬酸(Citric Acid，2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸)又名枸橼酸，是白色结晶颗粒或无色柱状结晶，易溶于水及乙醇，难溶于乙醚；是动物体三羧酸循环的最重要组份。
目前主要用于食品酸味剂及医药清凉剂中。
因其在养猪中具有调节胃排空速度、促进营养物质消化吸收及通过降低胃肠道pH值减少胃肠道损伤等作用，而常常被用作猪料调节剂(酸化剂)使用。
1.1 调控体内消化酶机制柠檬酸可以提高动物胃内的酸度，提高胃蛋白酶活性，从而增加机体对蛋白质的消化。
1.2 调控腹泻的机制柠檬酸可以降低动物胃肠道pH值，促进乳酸菌等有益菌繁殖；抑制大肠杆菌、葡萄球菌等消化道内有害微生物的繁殖，从而减少仔猪腹泻的发生。
1.3 抗氧化机制一方面，柠檬酸可以对饲料中的金属离子起到封锁作用，使其不能起催化氧化反应的作用；因此，柠檬酸可以作为饲料抗氧化剂的重要增效剂。
另一方面，柠檬酸可作为动物机体抗氧化酶在体内促进催化氧化型谷胱甘肽向还原型谷胱甘肽的转化[1]。
1.4 抗应激机制柠檬酸形成能量的途径较葡萄糖分解产生能量要短，在应激状态下可用于ATP的紧急合成，从而提高动物抗应激能力。
Giesting等[2](1985)研究发现，可在断奶仔猪日粮中添加三梭酸循环的中间产物如柠檬酸等有助于缓解仔猪因断奶而造成的应激，减少体组织分解。
第三篇第一章柠檬酸
7
2000年的产量达到36.9万吨，柠檬酸及柠檬
酸盐出口量为25.8万吨，分别比1999年增长 了36.4%和23.3%，为历史最高水平。
2001年世界柠檬酸消费量(不含中国)已经升
至近200万吨，年递增率约5%，我国柠檬酸 产量约为35万吨，柠檬酸及柠檬酸盐出口量 为27.8万吨。
2002年我国柠檬酸产量突破了40万吨，达到
CH2-COOH HO-C-COOH CH2-COOH
柠檬酸
HO- CH-COOH CH-COOH CH2-COOH
异柠檬酸
2-羟基丙烷三羧酸（3-羟基-3-羧基戊二酸）
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柠檬酸
分子式 C6H8O7
相对分子质量 192.13 商品柠檬酸：1H20物和无H2O物 异柠檬酸是柠檬酸的同分异构体。 生产菌
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我国柠檬酸行业从产量上位居世界第一，从技
术上，在国际上也是处于世界领先水平，并远 远领先于其他国家，其优势在于：
1.我国的柠檬酸发酵采用的菌种（黑曲霉）具
有双重功能，当淀粉原料被液化后，即可进行 发酵，不需要将淀粉水解成葡萄糖，简化了生 产工艺，降低了生产成本。
2.尽管采用边糖化边发酵的工艺，但发酵周期
分子式C6H7NaO7，相对分子量214.11 ①白色颗粒状晶体或结晶性粉末 ②味咸、微酸、无臭 ③在潮湿空气中轻微潮解 ④易溶解于水，几乎不溶解于乙醇。
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柠檬酸钠的作用
在食品、饮料工业中用作风味剂、稳定剂； 在洗涤剂工业中，可替代三聚磷酸钠作为无毒洗涤剂 的助剂；还用于酿造、注射液、摄影药品和电镀等。 柠檬汁中含有大量柠檬酸，柠檬酸与钙离子结合则成 可溶性络合物，能缓解钙离子促使血液凝固的作用， 可预防和治疗高血压和心肌梗死。所以可以起抗凝血 作用。 在临床上采取新鲜血液时,需要加入一些消毒过的柠 檬酸钠或草酸钠,就能起到防止血液凝固的作用,所以 35 柠檬酸钠和草酸钠被称为抗凝血剂。
柠檬酸的理化性质溶解度用途及制法
在10℃时水中的溶解度是54.0%；在20℃时水中的溶解度是59.2%；在30℃时水中的溶解度是64.3%；在40℃时水中的溶解度是68.6%；在50℃时水中的溶解度是70.9%；在60℃时水中的溶解度是73.5%；在70℃时水中的溶解度是76.2%；在80℃时水中的溶解度是78.8%；在90℃时水中的溶解度是81.4%；在100℃时水中的溶解度是84.0%。
无水柠檬酸在水中的溶解度随着温度的升高而变大在25℃时乙醇（酒精）中的溶解度为58.9%。
在30℃时甘油中的溶解度是40g/100ml；在40℃时甘油中的溶解度是46g/100ml；在50℃时甘油中的溶解度是54g/100ml；溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿。
【物理性质】相对密度1.542g/cm3，熔点153℃(失水)，柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭、味极酸,易溶于水和乙醇，水溶液显酸性。
柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸C6H8O7.H2O或C 6H8O7.2H2O。
在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有潮解性。
175℃以上分解放出水及二氧化碳。
【化学性质】柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H＋可以电离；水溶液呈酸性。
加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。
【发展概述】柠檬酸是目前化学清洗中用得较广的有机酸，在水溶液中是一种三价酸。
因为柠檬酸本身与Fe304的反应较缓慢，与Fe23反应所生成的柠檬酸铁的溶解度较小，易产生沉淀。
用柠檬酸作清洗剂时,要在清洗液中加氨,将溶液的pH调至3.5～4.0,在这样的条件下，清洗溶液的主要成分是柠檬酸单铵,与铁离子会生成易溶的络合物，有很好的清洗效果。
与Fe3+形成络合离子，水中呈游离状态的Fe3+减少了,减轻其对金属的腐蚀。
柠檬酸清除附着物的能力比盐酸小,只能清除铁垢和铁锈,不能清除铜垢、钙镁水垢和硅酸盐水垢等，清洗时要求温度较高和流速较大，价格也较贵。
柠檬酸主要用途
柠檬酸主要用途柠檬酸是有机酸中第一大酸，由于物理性能、化学性能、衍生物的性能，是广泛应用于食品、医药、日化等行业最重要的有机酸。
1.用于食品工业；因为柠檬酸有温和爽快的酸味，普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、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70%以上，到目前还没有一种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。
同时改善食品的感官性状，增强食欲和促进体内钙、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，制造食品包装用塑料薄膜，是饮料和食品行业的酸味剂，防腐剂。
2.用于化工和纺织业：柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂；用作络合剂，掩蔽剂；用以配制缓冲溶液。
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，可以迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性；使污垢和灰分散和悬浮；提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂；可用作测试建筑陶瓷瓷砖的耐酸性的试剂。
服装的甲醛污染已是很敏感的问题，柠檬酸和改性柠檬酸可制成一种无甲醛防皱整理剂，用于纯棉织物的防皱整理。
不仅防皱效果好，而且成本低。
3.用于环保：柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。
中国煤炭资源丰富，是构成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的烟气脱硫工艺，导致大气SO2污染严重。
目前，中国SO2年排放量已近4000万吨，研究有效的脱硫工艺，实为当务之急。
柠檬酸-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吸收率高等原因，是极具开发价值的脱硫吸收剂。
4.用于禽畜生产：在仔猪饲料中添加柠檬酸，可以提早断奶，提高饲料利用率5%～10%，增加母猪产仔量。
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柠檬酸
物理性质
外观与性状：在室温下，柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，无臭、味极酸，在潮湿的空气中微有潮解性。
它可以以无水合物或者一水合物的形式存在：柠檬酸从热水中结晶时，生成无水合物；
沸点：150℃（0.4KPa），
闪点（开杯）：155℃，
溶解性：溶于大多数有机溶剂，难溶于油类。
特性：为无毒增塑剂，溶解能力强与许多树脂有良好的相容性，用它增塑的制品有良好的耐油性、耐光性和抗霉性。
在冷水中结晶则生成一水合物。
加热到78 ℃时一水合物会分解得到无水合物。
在15摄氏度时，柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。
健康危害：柠檬酸浓溶液对黏膜有刺激作用。
在工业使用中，接触者可能引起湿疹，
燃爆危险：柠檬酸可燃。
粉体与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
贮藏方法：
柠檬酸一水化合物在干燥空气中或加热至约40度时，失去结晶水，在湿空气中有轻微潮解，稀得柠檬酸水溶液可在静置时发酵。
所以固体一水化合物或无水物，应贮藏于气密容器内，置阴凉干燥处保存。