柠檬酸生产工艺设计
课程设计-- 酯化法生产柠檬酸三丁酯的工艺设计
南京工业大学化学化工学院《化工过程与工艺设计》设计题目酯化法生产柠檬酸三丁酯的工艺设计学生姓名庄永祥班级、学号J1001100633 指导教师姓名周浩力设计时间2013年6月27日--2013年7月5日课程设计成绩（五级分制）：指导教师签字前言在塑料制品大行其道的今天，塑化剂超标风险可谓无处不在。
塑化剂或称增塑剂，是一种增加材料柔软性或是使材料液化的添加剂，种类多达百余种。
近年来,随着食品、药品等工业的发展, 人们在对增塑剂的需求与日俱增同时, 对增塑剂的卫生也越来越关心。
目前, 工业上常用的增塑剂是邻苯二甲酸酯类, 但已有大量研究发现, 此类增塑剂有可能致癌, 许多国家已严格控制其在食品包装材料、医疗器械及儿童玩具等产品中的使用。
研究开发新型、绿色增塑剂已经成为当务之急。
柠檬酸三丁酯就是一种新型的良好的无毒增塑剂, 因其具有相溶性好、增塑效率高、不易挥发、无毒、无气味、耐寒性强等特点而倍受关注。
因此，近年来,柠檬酸三丁酯的合成研究较为活跃。
本设计针对目前国内生产及供需现状，对年产800吨无毒增塑剂柠檬酸三丁酯项目进行工艺设计。
设计中，参考同类工业生产的工艺现状，将生产过程分为酯化、脱醇，水洗及分离，干燥，脱色和过滤等5个操作单元。
通过进行物料衡算，确定每个操作单元进出物料量，并由此确定消耗定额，同时为热量衡算、设备选择、平面布置设计、管道设计、设备投资奠定基础。
对该工艺中所涉及到的各换热过程如酯化等操作单元的加热釜、冷凝器等设备均进行热量衡算，确定各换热器的传热面积、加热过程所用加热蒸气量和最大加热蒸气量、冷却过程冷却水消耗量和最大消耗量，为各换热设备的选择和公用工程中涉及到的加热蒸气、冷却水的供应提供了依据。
也为设备平面布置设计、管道设计和经济核算提供必要的数据。
结合对各个单元所进行的物料衡算和热量衡算，根据各操作单元所涉及的物料性质，对该工艺中所涉及到的设备进行了选择，其中的定型设备根据《化工工艺设计手册》进行选择，非定型设备如蒸馏塔则根据进入蒸馏物料量进行必要计算，确定各塔所需理论板数，根据所选填料特性确定所需填料层高度，最终确定各设备的材质和规格。
年产4万吨柠檬酸的工艺流程主要设备计算
柠檬酸是一种常用的食品添加剂，它广泛应用于食品、饮料、制药和化妆品等行业。
下面是年产4万吨柠檬酸的工艺流程和主要设备的详细计算。
一、工艺流程：1.柠檬酸发酵阶段：-酿造罐：用于柠檬酸的发酵过程。
-发酵槽：用于存放发酵液。
-发酵罐：用于固定发酵液的温度和pH值。
-发酵槽搅拌器：用于均匀搅拌发酵液。
2.柠檬酸制备阶段：-反应釜：用于柠檬酸的化学反应。
-过滤机：用于过滤得到纯净的柠檬酸溶液。
-浓缩机：用于浓缩柠檬酸溶液。
-结晶罐：用于柠檬酸的结晶过程。
-干燥机：用于将湿柠檬酸晶体干燥。
3.柠檬酸精制阶段：-脱色罐：用于去除柠檬酸中的杂质物质。
-活性炭过滤器：用于去除脱色剂和其他杂质。
-活性炭再生设备：用于重新激活使用过的活性炭。
-混凝剂槽：用于去除悬浮物。
二、设备计算：1.柠檬酸发酵阶段：假设柠檬酸发酵时间为10天，每天发酵8小时。
每小时发酵产量为4万吨/10天/8小时=500吨/小时。
-酿造罐：根据每小时发酵产量和标准酿造比例计算，可选择1000立方米的酿造罐。
-发酵槽：根据酿造罐的容量和发酵液的储存时间计算，可选择2000立方米的发酵槽。
-发酵罐：根据发酵液的体积和发酵温度容量计算，可选择500立方米的发酵罐。
-发酵槽搅拌器：根据发酵液的体积和搅拌效果计算，可选择高效搅拌器。
2.柠檬酸制备阶段：-反应釜：根据每小时发酵产量和反应时间计算，可选择10立方米的反应釜。
-过滤机：根据反应釜产生的柠檬酸溶液流量计算，可选择5吨/小时的过滤机。
-浓缩机：根据过滤后的柠檬酸溶液流量计算，可选择5吨/小时的浓缩机。
-结晶罐：根据浓缩后的溶液流量和结晶时间计算，可选择20立方米的结晶罐。
- 干燥机：根据结晶柠檬酸的湿度和干燥时间计算，可选择1500kg/小时的干燥机。
3.柠檬酸精制阶段：-脱色罐：根据柠檬酸溶液流量计算，可选择5立方米的脱色罐。
-活性炭过滤器：根据脱色罐产生的柠檬酸溶液流量计算，可选择5吨/小时的活性炭过滤器。
柠檬酸生产工艺
重点： 柠檬酸生物合成途径；柠檬酸生物 合成的代谢调节；三羧酸循环的调节。 难点： 柠檬酸生物合成的代谢调节；糖酵 解及丙酮酸代谢的调节。
一、柠檬酸发酵生产工艺
（一）柠檬酸合成途径 柠檬酸又名枸橼酸，学名α -羟基丙烷三羧 酸，是生物体主要代谢产物之一。 柠檬酸合成途径： 丙 EMP 葡萄糖 酮 酸
（三）柠檬酸发酵生产工艺
1、菌种： 黑曲霉。
2、一级种子培养：
麦芽汁琼脂斜面，35±1℃，培育5天；
麸皮三角瓶， 35±1℃，培育10天；
转种子罐。
（三）柠檬酸发酵生产工艺
3、种子罐培养：
培养基：玉米淀粉水解糖+淀粉水解滤渣； 空消：种子罐、分过滤器，130℃，30分；
实消：列管加热至80℃，直接进蒸汽至125℃，
接种：冷却至35±1℃，接种子罐菌种10％；
培养： 温度：35±1℃， 罐压：0.1Mpa，
风量：1：0.1- 0.15，时间：50-60小时。
二、柠檬酸提取生产工艺
1、发酵液过滤： 带式过滤机
2、中和：
滤液中除含柠檬酸外，还含可溶性的残 糖以及蛋 白质、金属离子等杂质。利用柠檬酸钙难溶于水的特点， 与杂质分离的过程。 3、酸解： 中和所得钙盐经过滤、洗涤，与硫酸反应生成柠檬 酸和硫酸钙沉淀，过滤，滤液含较纯的柠檬酸。
氧化脱羧
乙酰COA
→柠檬酸 草酰乙酸
羧化
（二 ）柠檬酸生物合成的代谢调节
1、糖酵解及丙酮酸代谢的调节
1）在正常情况下，柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶有抑制作
用，而AMP、无机磷、铵离子对该酶则有激活作用，特别 是还能解除柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶的抑制作用。 2）比较底物锰充足、锰缺乏时分批培养物的最大活力时 发现，锰缺乏时黑曲霉的组成（合成）代谢受损伤，这
柠檬酸生产的膜分离工艺的设备结构
柠檬酸生产的膜分离工艺的设备结构下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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年产1.1万吨柠檬酸生产工艺设计毕业论文
年产1.1万吨柠檬酸生产工艺设计毕业论文一、原始数据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
）1、项目背景柠檬酸是比较常用的有机酸，外观呈无色透明、半透明晶体，或者呈粒状和微粒状粉末，具有很强的的酸味，同时入口爽快。
主要用于食品加工制造业、化学工业、医药业等，在其他很多领域也有很广阔的应用。
2、建设意义柠檬酸是重要的化工，医药，食品加工原料，目前柠檬酸生产已经基本满足人们的要求，但是对濮阳市来说，建设自己的大型柠檬酸生产基地，引进生物高科技人才，可以推动地方特色经济发展，吸纳当地剩余劳动力，缓解就业压力。
3、设计依据设计需要从全局考虑，其所需考虑的问题往往是很多的，像厂址选择，总图的布置，公用设备的安排，机械的安全和设备及员工的卫生问题，土建设计，自动控制，技术经济等。
这些问题都是建厂必须考虑的。
二、参考文献[1]高年发，杨枫，李颖宪．分离提纯柠檬酸工艺[P]．CN：96109807，1997-08-06．[2]高年发．“吸交法”提取柠檬酸新工艺[N]．中国教育报，2002-02-03．[3]刘世斋，张国志．一种提取柠檬酸的方法[P]．CN：94110642．X，1997-03-12．[4]魏凤鸣，刘世斋．一种柠檬酸提取方法[P]．CN：02135744．2003-03-29．三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。
）3.1研究内容（1）以玉米为原料，将玉米粉液化后取液化清液进行发酵。
与传统的薯干原料相比，可以利用原有的菌种提高现在的发酵水平，在发酵指数不变的情况下，其总收率至少可提高5个百分点，同时柠檬酸的粮耗有较明显的下降。
（2）用玉米为原料，可以得到含粗蛋白30%以上的玉米渣，同时可以作为饲料添加剂生产营养丰富的饲料。
1t玉米可生产出商品饲料130kg左右，这样可以降低柠檬酸的原料进价，使得工艺在原料上有很大的竞争力。
柠檬酸生产工艺设计
柠檬酸生产工艺设计柠檬酸是一种广泛应用的有机酸，广泛用于食品、饮料、化妆品、清洁剂等行业中。
由于其重要的用途和市场需求，柠檬酸的生产工艺设计显得尤为重要。
本文将分析柠檬酸生产工艺的几个关键方面，并提出相应的设计。
其次，柠檬酸的生产过程包括提取柠檬酸和精制柠檬酸两个阶段。
在提取柠檬酸阶段，可以采用水浸提、有机溶剂提取等方法。
水浸提是最常用的方法，可将柠檬浸泡于水中，使柠檬酸溶解于水中。
随后，通过蒸发、结晶等工艺步骤，得到含有柠檬酸的结晶。
有机溶剂提取则利用柠檬酸在有机溶剂中的溶解度大于水中的特点，采用有机溶剂进行柠檬酸的提取。
再经过蒸馏、结晶等步骤，得到柠檬酸。
在提取柠檬酸的过程中，应注意操作温度、时间、浓度等参数的控制，以提高柠檬酸的提取率。
然后，在精制柠檬酸的过程中，可以采用酶法、浓缩结晶法等方法。
酶法是利用酶的催化作用将残余杂质降解，从而得到纯度较高的柠檬酸。
浓缩结晶法则是通过蒸发和结晶，将柠檬酸中的水分脱除，使柠檬酸达到较高纯度。
在精制柠檬酸的过程中，应注意酶的选择、反应条件的控制、结晶条件的调节等，以提高柠檬酸的纯度。
最后，得到的柠檬酸可以进行干燥、粉碎等工艺步骤，以得到市售的柠檬酸产品。
在干燥过程中，可以采用烘箱、干燥机等设备，控制适当的温度和通风量，以使得柠檬酸充分干燥。
在粉碎过程中，可以采用研磨机、捣碎机等设备，将柠檬酸粉碎成所需的颗粒大小。
总之，柠檬酸的生产工艺设计包括原料选择、提取柠檬酸、精制柠檬酸和产品加工等多个环节。
合理的工艺设计可以提高柠檬酸的产量和纯度，从而满足市场需求。
在实际生产中，还应根据不同的生产规模和设备条件进行调整，并加强品质控制，确保产品的质量。
3万吨／年柠檬酸项目的工艺设计
柠檬酸是一种常见的有机酸，广泛应用于食品、药品、化妆品等行业。
本文将对一项年产量为3万吨的柠檬酸项目进行工艺设计，主要包括原料准备、反应和分离、精制和制备柠檬酸的过程。
1.原料准备：柠檬酸项目的主要原料为柠檬皮和糖浆。
柠檬皮是柠檬果实的外皮，富含柠檬酸。
柠檬皮需要经过高温下蒸馏提取出柠檬精油，然后通过蒸馏水提取出柠檬酸。
糖浆则是通过蔗糖经过发酵和提纯得到的。
2.反应和分离：柠檬酸的制备过程主要是通过发酵和提纯两个步骤完成。
首先，将柠檬皮提取的柠檬酸悬浮液与糖浆一起投入到发酵罐中，并添加适量的微生物菌种。
在适宜的温度和pH条件下，细菌会利用糖浆中的蔗糖进行发酵产生柠檬酸。
发酵反应通常需要几天到几周的时间。
完成发酵后，将反应液进一步进行分离。
首先通过压榨将液体与固体分离，得到含有柠檬酸的压榨液。
然后通过过滤和离心等方法，将悬浊物从压榨液中去除，得到柠檬酸溶液。
3.精制：柠檬酸的精制过程主要是通过蒸发和结晶完成。
首先将柠檬酸溶液进行浓缩，大部分水分蒸发掉，从而得到柠檬酸的浓缩液。
然后将浓缩液进行结晶，可使用复结晶或单次结晶的方法。
复结晶是将浓缩液冷却至低温并搅拌，使柠檬酸结晶出来后分离并洗涤，获得纯度较高的柠檬酸晶体。
单次结晶是将浓缩液加热并搅拌，使柠檬酸结晶出来后通过过滤分离和洗涤，然后干燥获得柠檬酸晶体。
经过精制后，可以得到纯度较高且符合市场要求的柠檬酸。
4.柠檬酸制备：将柠檬酸晶体进行再结晶和干燥，从而得到纯度更高的柠檬酸产品。
再结晶一般采用溶剂结晶，即将晶体与溶剂进行溶解、过滤和结晶，然后进行洗涤和干燥。
干燥可采用真空干燥或喷雾干燥等方法，将溶剂去除得到干燥的柠檬酸产品。
以上是对3万吨/年柠檬酸项目的工艺设计概述。
具体设计还需考虑到设备的选型与布局、工艺参数的确定、废水处理系统的设计等方面，以确保工艺的稳定性、高效性和环保性。
柠檬酸生产工艺设计
柠檬酸生产工艺设计摘要：柠檬酸广泛应用于食品工业、医药工业与化学工业等方面。
它可利用糖质原料如土豆、地瓜中的淀粉等，在多种霉菌及黑曲菌的作用下，操纵较低的温度与pH值、较高的通气量与糖浓度，用发酵法制得。
柠檬酸又名枸橼酸，学名3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7为无色、无臭、半透明结晶或者白色粉未，易溶于水及酒精。
加热能够分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。
柠檬酸要紧应用于食品工业，由于柠檬酸有温与爽快的酸味，普遍用于各类饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。
柠檬酸在化学工业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，配制缓冲溶液。
使用柠檬酸或者柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，能够迅速与沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性，使污垢与灰分散与悬浮，提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂。
承办单位：南充市柠檬酸生产厂可行性研究：中国现有柠檬酸生产厂近百家，总年产能力约80万吨，是全球最大的柠檬酸生产国与出口国。
目前，柠檬酸生产方法有水果提取法，化学合成法与生物发酵法三种。
水果提取法是指柠檬酸从柠檬、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取，此法提取的成本较高，不利于工业化生产。
化学合成法的原料是丙酮，二氯丙酮或者乙烯酮，此法工艺复杂，成本高，安全性低。
而发酵法发酵周期短，产率高，节约劳动力，占地面积小，便于实现仪表操纵与连续化，现已成为柠檬酸生产的要紧方法。
南充的农副产品大多为红薯、地瓜。
原料来源充足，交通便利，人口聚集，给柠檬酸的销售带来了莫大的好处。
反应方程式C12H22011 +H20+302→2C6H8O7+4H2O(蔗糖) （柠檬酸）项目设计方案：一.工艺过程1菌种培养在4～6波美度的麦芽汁内加入25％至30％的琼脂，然后接入黑曲霉菌种（无茵操作），在30～32℃条件下培养4天左右。
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柠檬酸及生产工艺摘要：柠檬酸广泛应用于食品工业、医药工业和化学工业等方面。
它可利用糖质原料如土豆、地瓜中的淀粉等，在多种霉菌及黑曲菌的作用下，控制较低的温度和pH值、较高的通气量和糖浓度，用发酵法制得。
柠檬酸又名枸橼酸，学名3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7为无色、无臭、半透明结晶或白色粉未，易溶于水及酒精。
加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。
柠檬酸主要应用于食品工业，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。
柠檬酸在化学工业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，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，可以迅速和沉淀金属离子，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。
承办单位：南充市柠檬酸生产厂可行性研究：中国现有柠檬酸生产厂近百家，总年产能力约80万吨，是全球最大的柠檬酸生产国和出口国。
目前，柠檬酸生产方法有水果提取法，化学合成法和生物发酵法三种。
水果提取法是指柠檬酸从柠檬、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取，此法提取的成本较高，不利于工业化生产。
化学合成法的原料是丙酮，二氯丙酮或乙烯酮，此法工艺复杂，成本高，安全性低。
而发酵法发酵周期短，产率高，节省劳动力，占地面积小，便于实现仪表控制和连续化，现已成为柠檬酸生产的主要方法。
南充的农副产品大多为红薯、地瓜。
原料来源充足，交通便利，人口聚集，给柠檬酸的销售带来了莫大的好处。
反应方程式C12H22011 +H20+302→2C6H8O7+4H2O(蔗糖) （柠檬酸）项目设计方案：一.工艺过程1菌种培养在4～6波美度的麦芽汁内加入25％至30％的琼脂，然后接入黑曲霉菌种（无茵操作），在30～32℃条件下培养4天左右。
这种培养方法称为“斜面培养”。
将麸皮和水以1：1的比例掺拌，再加入10％的碳酸钙、0．5％的硫酸铵，拌匀后装入容量为250毫升的三角瓶中，用1．5公斤压力灭菌60分钟。
接人斜面培养法培养出的菌种，培养96～120小时后即可使用。
2原料处理湿粉渣必须经过压榨脱水，使含水量在60%左右；干粉渣含水量低，应按60％的比例补足水分；结块的粉渣需粉碎成二至四毫米颗粒。
然后加入2%碳酸钙、10％至11％的米糠，掺匀后，堆放2小时，再进行蒸煮。
蒸煮可采用加压蒸料和常压蒸料两种方式。
加压蒸料最好用旋转式蒸锅，常压蒸料可用固定式蒸锅或固定式水泥蒸锅。
先用扬麸机将蒸煮好的料破碎，再加入含抗污染药品的沸水。
3接种、发酵当磷温冷却到37～40℃时，接入菌种悬浮液。
接种后，送入曲室发酵(此时料温不得低于27℃)。
生产过程一定要严格无菌操作。
发酵室要注意消毒，定期用甲醛或硫磺熏蒸，其用最好甲醛为10毫升／立方米，硫磺为25克／立方米。
4发酵工艺条件的控制(1)发酵过程中没有解决注意适当通风，因黑曲霉菌是喜空气细菌。
(2)发酵室内的相对湿度应保持在86％至90％之间。
(3)注意发酵过程中的温度控制。
整个发酵过程分为三个阶段：第一阶段为前18小时，室温在27～30℃之间，料温在27～35℃左右；第二阶段为18～60小时，料温为40～43℃，不能超过44℃，室温要求33℃左右；第三阶段为60小时料温在35～37℃左右，室温为30～32℃。
5浸取柠檬酸将曲料放人浸取缸，用温度90℃以上的水连续浸泡五次，每次浸泡约1小时。
当浸液酸度低于0.5%时，停止浸泡进行出渣。
将浸液倒入搪瓷祸，加温至95℃以上，保持10分种后，停止加热，让其静置沉淀6小时。
6清液中和将经过沉淀的清液移入中和罐，加温至60℃后，加入碳酸钙中和，边加边搅拌。
柠檬酸与碳酸钙形成难溶性的柠檬酸钙，从发酵液中分离沉淀出来，达到与其它可溶性杂质分离的目的。
加完碳酸钙后，升温到90℃，保持半小时待碳酸钙反应完成后，倒入沉淀缸内，抽去残酸，再放入离心机脱水，用95℃以上的热水洗涤钙盐，以除去其表面附着的杂质和糖分。
在这里要重点检查糖分是否洗净（洗净的柠檬酸钙盐最好能迅速进行酸解，不要过久贮放，否则会因发霉变质造成损失。
如因故不能及时处理，要晾干后再存放），方法是将1～2%的高锰酸钾溶液滴一滴到20毫升洗水中，3分钟不变色即说明糖分已基本洗净。
在清液中和过程中，控制中和的终点很重要，过量的碳酸钙会造成胶体等杂质一起沉淀下来，不仅影响柠檬酸钙的质量，而且给后道工序造成困难。
一般按计算量加入碳酸钙（碳酸钙总量=柠檬酸总量×0．714），当pH为6．5～7．0，滴定残酸为0．1～0．2％时即达到终点。
一旦加过了碳酸钙量，需要补加发酵或母液。
7酸解与脱色酸解是将已洗净的难溶性的柠檬酸钙与烈士作用，生成柠檬酸与硫酸钙。
反应式如下: Ca(C6H5O7)2+3H2SO4=2C6H8O7+3CaSO4具体操作是把柠檬酸钙用水稀释成糊状，慢慢加入硫酸（一般根据投入碳酸钙的量来计算硫酸量，以碳酸钙用量的92～95%为宜），在加入计算量的80%以后，即要开始测定终点。
测定方法如下：取甲乙两支试管，甲管吸取20%硫酸1毫升，乙管吸取20%氯化钙1毫升，分别加入1毫升过滤后的酸解液，水浴内加热至沸，冷却后观察两管溶液，如果不产生混浊，再分别加入1毫升95%酒精，如甲乙两管仍不呈混浊，即认为达到终点。
甲管有混浊，说明硫酸加量不足，应再补加一些柠檬酸钙。
酸解达到终点后，煮沸30～45分钟，然后放入过滤槽过滤。
在所得清液中，加入活性炭（一般用量为柠檬酸量1～3%，视酸解液的颜色而定）脱色，在85℃左右保温30分钟，即可过滤。
滤瓶用85℃以上热水洗涤，洗至残酸低于0．3～0．5％即可结束，洗水单独贮放，作为下次酸解时的底水使用。
8浓缩、结晶将脱色后过滤所得清液，用减压法浓缩（要求真空度在600～740毫米汞柱，温度为50～60℃）。
柠檬酸液浓缩后，腐蚀性较大，因此多采用搪瓷衬里的浓缩锅，浓缩液的浓度要适当，如浓度过高，会形成粉未状；但浓度过低，也会造成晶核少，成品颗粒大，数量少，母液中残留大量未析出的柠檬酸，影响产量。
当浓缩达到36．7～37波美度时即可出罐。
柠檬酸结晶后，用离心机将母液脱净，然后用冷水洗涤晶体，最后用干燥箱除去晶体表面的水。
母液可以再直接进行一次结晶，剩下的母液往往因含大量杂质，不宜作第三次结晶，但可以在酸解液中套用，或用碳酸钙重新中和。
干燥箱的温度要控制在35℃以下，如气温高于20℃时，可采用常温气流干燥。
二.工艺流程图三.主要设备选择本生产过程的主要设备有发酵罐、种母罐、抽滤桶、脱色柱、浓缩锅、结晶锅等。
1 发酵罐选择年产五万吨柠檬酸发酵罐设计，按通氧间歇发酵生产方式，发酵罐罐数可用以下公式：N=nt/24+1N:发酵罐个数（其中一个备用）；n：每24内进行加料的发酵罐数目；t:发酵周期t=18d 根据具体情况而论n=2由计算可得：N=37个按每年发酵罐工作时间300d，所以每个发酵罐的生产能力为1878kg/h，由此可知没个发酵罐的周期生产能力为81081kg，所以应该用100㎥体积的发酵罐。
2 抽滤桶主要适用于化工、医药、石油等行业生产工艺中真空过滤。
具有重量轻、安装维修方便、操作简单等优点。
操作压力-0.1MPa, 操作温度-10 ℃～100 ℃。
3 浓缩锅用外加热自然循环与真空负压蒸发现结合的方式，蒸发速度快，浓缩比重可达1.3，液料在全密封状态无泡沫浓缩用制作外壳，浓缩出来的药液，具有无污染，药味浓的特点，而且清洗方便（打开加热器的上下盖即可进行清洗）。
四.柠檬酸发酵微生物的确定及形态1) 黑曲霉（Aspergillus niger）的形态特征目前生产上常用产酸能力强的黑曲霉作为生产菌。
在固体培养基上，菌落由白色逐渐变至棕色。
孢子区域为黑色，菌落呈绒毛状，边缘不整齐。
菌丝有隔膜和分枝，是多细胞的菌丝体，无色或有色，有足细胞，顶囊生成一层或两层小梗，小梗顶端产生一串串分生孢子。
2) 黑曲霉（Aspergillus niger）的生理特征黑曲霉生产菌可在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉糖蜜、葡萄糖麦芽糖、糊精、乳糖等培养基上生长、产酸。
黑曲霉生长最适pH值因菌种而异，一般为pH3~7；产酸最适pH为1.8~2.5。
生长最适温度为33~37℃，产酸最适温度在28~37℃，温度过高易形成杂酸，斜面培养要求在麦芽汁40Be′左右的培养基上。
黑曲霉以无性生殖的形式繁殖，具有多种活力较强的酶系，能力用淀粉类物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。
黑曲霉可以边长菌、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。
柠檬酸发酵机理关于柠檬酸发酵的机制虽有多种理论，但目前大多数学者认为它与三羧酸循环有密切的关系。
糖经糖酵解途径(EMP途径)，形成丙酮酸，丙酮酸羧化形成C4化合物，丙酮酸脱羧形成C2化合物，两者缩合形成柠檬酸（见发酵代谢）。
五. 柠檬酸发酵用原料选型柠檬酸发酵的原料有糖质原料(甘煎废糖蜜、甜菜废糖蜜)、淀粉质原料(主要是番薯、马铃薯、木薯等)和正烷烃类原料三大类。
六. 发酵生产①工艺流程以薯干粉为原料的液体深层发酵工艺流程：斜面菌种→麸曲瓶→种子→薯干粉→调浆→灭菌(间歇或连续式)→冷却→发酵→发酵液→提取→成品以薯渣为原料的固体发酵工艺流程：试管斜面→三角瓶菌种→种曲↓薯渣→粉碎→蒸煮→摊凉接种→装盘→发酵→出曲→提取→成品②液体发酵a不置换法培养液一次加入，发酵结束后弃去菌盖，发酵液用来提取柠檬酸。
具体操作是：接种后，培养温度维持在35℃，这是黑曲霉的适宜生长温度，需维持72h左右，以促进孢子发芽及菌体发育。
当温度逐渐下降时，必须通人约50℃的空气以维持35℃的培养温度，通风量为3~5m3/m2.h。
接种后20h左右可出现灰白色、很薄的菌膜，72h时菌膜已完全形成，菌膜相当厚且有皱褶。
48h起由于菌体耗氧增加，可开动另一组风管向盘层之间通汽，进汽温度为40℃左右，风量为7m3/m2.h，进汽湿度为75%以上，以防培养液水分蒸发过快。
自接种后72h起进入产酸期，这时菌体代谢速率高，耗糖快，发酵液酸度急剧升高，并释放出大量热，最高时可达1000kJ/(m2.h)，此时应加强通风措施，严格将发酵温度控制在26~28℃，以利柠檬酸的形成。
因此，一般在进入产酸期前8h左右需增大风量至15~18m3/m2.h，且降低进汽温度在25℃以下，湿度仍在75%以上。
160h以后发酵结束。
b 置换法置换法一般是采用糖浓度低而营养较丰富的培养液先培养菌盖，待菌盖形成之后再更换发酵培养基。
可更换1次也可数次，发酵液用来提取柠檬酸。
培养菌盖，一般使用5%的糖液，视糖蜜质量再补充少量NH4NO3、K2HPO4等盐类。