檸檬酸，檸檬酸說明
檸檬酸說明：檸檬酸（Citric Acid，簡(jiǎn)稱CA）是一種重要的有機(jī)酸，又名枸櫞酸，無色晶體，常含一分子結(jié)晶水，無臭，有很強(qiáng)的酸味，易溶于水。其鈣鹽在冷水中比熱水中易溶解，此性質(zhì)常用來鑒定和分離檸檬酸。結(jié)晶時(shí)控制適宜的溫度可獲得無水檸檬酸。在工業(yè)，食品業(yè)，化妝業(yè)等具有極多的用途。
中文名 檸檬酸 英文名 Citric Acid 別稱 枸櫞酸(jǔyuánsuān）
化學(xué)式 C₆H₈O₇
分子量 192.13 CAS
登錄號(hào) 77-92-9 EINECS登錄號(hào) 201-069-1
熔點(diǎn) 153℃（失水）
沸 點(diǎn) 175℃
分解 水溶性 易溶于水
密度 1.542g/cm³
外觀 白色結(jié)晶粉末
化學(xué)名稱 3-羥基-1,3,5-戊三酸或2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸
檸檬酸簡(jiǎn)介：
檸檬酸又稱枸櫞酸，化學(xué)名稱2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸。根據(jù)其含水量的不同，分為一水檸檬酸和無水檸檬酸。
檸檬酸理化性質(zhì)
在室溫下，檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆�；虬咨Y(jié)晶性粉末，無臭、味極酸，檸檬酸它可以以無水合物或者一水合物的形式存在：檸檬酸從熱水中結(jié)晶時(shí)，生成無水合物；在冷水中結(jié)晶則生成一水合物。加熱到78℃時(shí)一水合物會(huì)分解得到無水合物。在15℃時(shí)，檸檬酸也可在無水乙醇中溶解。
結(jié)構(gòu)式，密度1.542g/cm3，熔點(diǎn)153℃（失水），175℃以上分解釋放出水及二氧化碳。檸檬酸易溶于水和乙醇，20℃時(shí)溶解度（w/w）為59%，其2%水溶液的pH為2.1。檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而存在差異，在干燥空氣中微有風(fēng)化性，在潮濕空氣中有吸濕性，加熱可以分解成多種產(chǎn)物，可與酸、堿、甘油等發(fā)生反應(yīng)。
從結(jié)構(gòu)上講檸檬酸是一種三羧酸類化合物，并因此而與其他羧酸有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。檸檬酸是一種較強(qiáng)的有機(jī)酸，有3個(gè)H+可以電離。 [4]
水中電離情況
檸檬酸的電離常數(shù)為：pk1=3.13；pk2=4.76；pk3=6.40，從電離常數(shù)來看，檸檬酸酸性比較強(qiáng)。檸檬酸電離后主要存在形式和pH有關(guān)。在化學(xué)鍍鎳操作的pH值條件下，絕大部分檸檬酸都已電離成三價(jià)的檸檬酸根離子。（見圖）
天然存在：
天然檸檬酸在自然界中分布很廣，天然的檸檬酸存在于植物如檸檬、柑橘、菠蘿等果實(shí)和動(dòng)物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成的檸檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物質(zhì)發(fā)酵而制得的，可分為無水和水合物兩種。純品檸檬酸為無色透明結(jié)晶或白色粉末，無臭，有一種誘人的酸味。 [5]
很多種水果和蔬菜，尤其是柑橘屬的水果中都含有較多的檸檬酸，特別是檸檬和青檸——它們含有大量檸檬酸，在干燥之后，含量可達(dá)8%（在果汁中的含量大約為47g/L）。在柑橘屬水果中，檸檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005mol/L和檸檬和青檸的0.30mol/L之間。這個(gè)含量隨著不同的栽培種和植物的生長(zhǎng)情況而有所變化。 [6]
天然檸檬酸注意事項(xiàng)——食用危險(xiǎn)
檸檬酸為食用酸類，可增強(qiáng)體內(nèi)正常代謝，適當(dāng)?shù)膭┝繉?duì)人體無害。在某些食品中加入檸檬酸后口感好，并可促進(jìn)食欲，在中國(guó)允許果醬、飲料、罐頭和糖果中使用檸檬酸。雖然檸檬酸對(duì)人體無直接危害，但它可以促進(jìn)體內(nèi)鈣的排泄和沉積，如長(zhǎng)期食用含檸檬酸的食品，有可能導(dǎo)致低鈣血癥，并且會(huì)增加患十二指腸癌的幾率。兒童表現(xiàn)有神經(jīng)系統(tǒng)不穩(wěn)定、易興奮、植物神經(jīng)紊亂；大人則為手足抽搐、肌肉痙攣，感覺異常，瘙癢及消化道癥狀等。 [7]
基于檸檬酸對(duì)鈣的代謝可產(chǎn)生的影響，經(jīng)常食用罐頭、飲料、果醬、酸味糖果的人們，特別是孩子，要注意補(bǔ)鈣，多喝牛奶、魚頭、魚骨湯、吃些小蝦皮等，以免導(dǎo)致血鈣不足而影響健康，胃潰瘍、胃酸過多、齲齒和糖尿病患者不宜經(jīng)常食用檸檬酸。檸檬酸不能加在純奶里，否則會(huì)引起純奶凝固。乳制品行業(yè)常把檸檬酸配成10%左右的溶液加入低濃度的牛奶溶液中，加入時(shí)應(yīng)快速的攪拌。 [7]
檸檬酸貯藏條件
檸檬酸一水化合物在干燥空氣中或加熱至約40度時(shí)，失去結(jié)晶水，在濕空氣中有輕微潮解，稀的檸檬酸水溶液可在靜置時(shí)發(fā)酵。所以固體一水化合物或無水物，應(yīng)貯藏于氣密容器內(nèi)，置陰涼干燥處保存。 [8]
檸檬酸生產(chǎn)工藝
菌種的培養(yǎng)，在檸檬酸的工業(yè)生產(chǎn)中都采用微生物發(fā)酵法，而有價(jià)值的只有幾種曲霉菌和酵母菌，其中黑曲霉菌是工業(yè)中具有競(jìng)爭(zhēng)力的菌種，酵母中競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的有解脂假絲酵母和季也蒙赤酵母等。 [9]
黑曲霉是在瓊脂上培養(yǎng)的，在瓊脂上成局限菌落，在室溫下培養(yǎng)10~14天，成為豐富密集的孢子梗，菌落為黑色，有時(shí)也為深褐黑色�？紤]到檸檬酸生產(chǎn)菌應(yīng)具有產(chǎn)酸能力強(qiáng)和耐檸檬酸濃度高的特點(diǎn)，可采用酸性濾紙法、變色圈法和單孢子移植法將黑曲霉分離出來，以避免其他雜菌干擾，使其成為生產(chǎn)檸檬酸用黑曲霉。
酵母的培養(yǎng)可用于檸檬酸生產(chǎn)的酵母有解脂假絲酵母和季也蒙假絲酵母2種。前者有很強(qiáng)的分解脂肪的能力，較好的炭源是正烷烴。后者可由烷烴發(fā)酵生成檸檬酸，也可由糖類發(fā)酵生成檸檬酸，酵母發(fā)酵pH值為3.5~4.0。
發(fā)酵
1940年H.A.克雷伯斯提出三羧循環(huán)學(xué)說以來，檸檬酸的發(fā)酵機(jī)理逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。已經(jīng)證明，糖質(zhì)原料生成檸檬酸的生化過程中，由糖變成丙酮酸的過程與酒精發(fā)酵相同，亦即通過E-M途徑（二磷酸己糖途徑）進(jìn)行酵解。然后丙酮酸進(jìn)一步氧化脫羧生成乙酰輔酶A，乙酰輔酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸縮合成為檸檬酸并進(jìn)入三羧循環(huán)途徑。
三羧酸循環(huán)
檸檬酸是代謝過程中的中間產(chǎn)物。在發(fā)酵過程中，當(dāng)微生物體內(nèi)的烏頭酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶活性很低、而檸檬酸合成酶活性很高時(shí)，才有利于檸檬酸的大量積累。
發(fā)酵工藝分表面發(fā)酵和固體發(fā)酵，按不同工藝制備不同原料的培養(yǎng)基，然后進(jìn)行蒸料。蒸料的目的是將淀粉糊化，并進(jìn)行滅菌。蒸料時(shí)要使物料受熱均勻，蒸汽通暢，邊蒸邊加料，把料加在冒汽的地方，逐層加入。蒸好的物料要揚(yáng)散攤涼，當(dāng)溫度降至37℃以下，即可補(bǔ)水接種，裝盤發(fā)酵，發(fā)酵終點(diǎn)以酸度來決定，定期測(cè)定酸度，保證在酸度時(shí)出料，以免檸檬酸被細(xì)菌分解。
檸檬酸提取
發(fā)酵結(jié)束后，要對(duì)發(fā)酵醛進(jìn)行處理。表面發(fā)酵要即時(shí)把菌蓋和發(fā)酵液分開，再用少量水洗滌菌蓋和淺盤，發(fā)酵液和洗水合并；固體發(fā)酵酷中的檸檬酸要用水浸出，水溫80℃，浸出2~3次，浸水合并。發(fā)酵酸用壓濾機(jī)過濾，濾液和洗水合并，打入濾液槽。檸檬酸與鈣鹽和鈣堿反應(yīng)生成檸檬酸鈣從液相中沉淀出來，與可溶性雜質(zhì)分開。酸液中若含草酸多，則可在熱的中和液中，于pH值3以下沉淀析出，從而使草酸鹽先分離出來。中和終點(diǎn)用精密試紙測(cè)試，保持pH值在6.0~6.8。在85℃左右攪拌30分鐘，使硫酸鈣充分析出，過濾。檸檬酸鈣用硫酸酸解，按溶液中檸檬酸含量確定硫酸的用量，一般硫酸過量不超過0.2%。酸解后，酸液進(jìn)行過濾。檸檬酸溶液的凈化通過吸附脫色和離子交換除去溶液中的色素、膠體和鐵離子、鈣離子、銅離子、鎂離子等金屬陽離子以及硫酸根離子等陰離子雜質(zhì)。
凈化多在色譜柱上進(jìn)行，脫色炭是GH-15顆粒炭，離子樹脂是陰、陽樹脂。檸檬酸凈化液的濃度僅20%~25%，只有濃縮到70%以上才能進(jìn)行結(jié)晶。濃縮時(shí)溫度不能過高，以免檸檬酸分解，凈化液的濃縮可在負(fù)壓下進(jìn)行，為了節(jié)能，可采用雙效或三效蒸發(fā)器。濃縮分2段進(jìn)行，第1次濃縮后，放入沉降槽中保溫沉降，再除去大部分石膏；第2次濃縮液含檸檬酸約80%，及時(shí)放料結(jié)晶。第2次濃縮可用升降式或括板式蒸發(fā)器，以減少料液和熱媒的接觸時(shí)間，可提高產(chǎn)品質(zhì)量。結(jié)晶方式不同可得不同產(chǎn)品，一水檸檬酸的結(jié)晶是將80%溶液，溫度在55℃時(shí)，在結(jié)晶器中攪拌下自然冷卻，當(dāng)溫度降至40℃時(shí)，加入晶種，開始結(jié)晶，控制溫度不超過36℃，此時(shí)產(chǎn)品為一水檸檬酸；如果溶液在60℃條件下濃縮到83%，冷卻至46℃加入晶種，維持溫度在40~60℃慢慢結(jié)晶，終降到38℃，產(chǎn)品為無水檸檬酸。晶膏分密離心得結(jié)晶狀的商品檸檬酸。 [9]
檸檬酸應(yīng)用領(lǐng)域
食品工業(yè)——檸檬酸
檸檬酸是上用生物化學(xué)方法生產(chǎn)的產(chǎn)量的有機(jī)酸， 檸檬酸及鹽類是發(fā)酵行業(yè)的支柱產(chǎn)品之一，主要用于食品工業(yè)，如酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、風(fēng)味增進(jìn)劑、膠凝劑、調(diào)色劑等。
在食品添加劑方面主要用于碳酸飲料、果汁飲料、乳酸飲料等清涼飲料和腌制品，其需求量受季節(jié)氣候的變化而有所變化。檸檬酸約占酸味劑總消耗量的2/3。在水果罐頭中添加檸檬酸可保持或改進(jìn)館藏水果的風(fēng)味，提高某些酸度較低的水果罐藏時(shí)的酸度（降低pH值），減弱微生物的抗熱性和抑制其生長(zhǎng)，防止酸度較低的水果罐頭常發(fā)生的細(xì)菌性脹罐和破壞。在糖果中加入檸檬酸作為酸味劑易于和果味協(xié)調(diào)。在凝膠食品如果醬、果凍中使用檸檬酸能有效降低果膠負(fù)電荷，從而使果膠分子間氫鍵結(jié)合而凝膠。在加工蔬菜罐頭時(shí)，一些蔬菜呈堿性反應(yīng)，用檸檬酸作pH調(diào)整劑，不但可以起到調(diào)味作用，還可保持其品質(zhì)。檸檬酸所具有螯合作用和調(diào)節(jié)pH值得特性使其在速凍食品的加工中能增加抗氧劑的性能，抑制酶活性，延長(zhǎng)食品保存期。 [12]
金屬清洗檸檬酸
檸檬酸是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)的有機(jī)酸，在洗滌劑生產(chǎn)當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用比較廣泛，其自身的特異性以及螯合作用發(fā)揮起到了積極作用。檸檬酸在實(shí)際的使用過程中，有著良好的性能體現(xiàn)，主要就是在安全性方面比較突出，制備檸檬酸的原料都是來源于糧食，這是安全的食品級(jí)微生物。檸檬酸的使用對(duì)環(huán)境不會(huì)造成影響，在微生物以及熱等作用下比較容易降解，其自身的螯合能力也比較強(qiáng)，主要及時(shí)檸檬酸鹽對(duì)錳離子以及鐵離子等有著比較強(qiáng)的螯合能力，使用效果也比較突出。洗滌劑中的檸檬酸使用性能中的緩蝕性也比較突出，酸洗作為化學(xué)清洗中的一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)，和無機(jī)酸相比較而言，檸檬酸的酸性相對(duì)比較弱，所以對(duì)設(shè)備所產(chǎn)生的腐蝕性也比較小，檸檬酸清洗的安全可靠性比較強(qiáng)，廢液也比較容易處理，對(duì)人體不會(huì)造成危害。
檸檬酸清洗機(jī)理
檸檬酸對(duì)金屬腐蝕小，是一種安全清洗劑，由于檸檬酸不含有Cl-，故不會(huì)引起設(shè)備的應(yīng)力腐蝕，它能夠絡(luò)合Fe3+，削弱Fe3+對(duì)腐蝕的促進(jìn)作用。 [4]
檸檬酸可溶解氧化鐵和氧化銅，生成檸檬鐵、銅的絡(luò)合物，如果采用氨化的檸檬酸溶液，能生成溶解度很大的檸檬酸亞鐵氨和檸檬酸高鐵絡(luò)合物，清洗效果非常好，檸檬酸以除鐵銹為主，所以主要用于清洗新建的鍋爐，檸檬酸與氨基磺酸、羥基乙酸或甲酸混用，可用來清洗鍋爐中的鈣鎂垢和鐵銹，檸檬酸與乙二胺四乙酸（EDTA）混用，可用來清洗過熱器。 [4]
檸檬酸及其衍生物以其特殊的理化性能，在化學(xué)清洗等許多領(lǐng)域都有很廣闊的用途。
檸檬酸清洗管道
這是針對(duì)高雜質(zhì)硬水質(zhì)的清洗技術(shù)，利用食品級(jí)檸檬酸軟化頑固水垢，再以微電腦控制水流與氣動(dòng)，產(chǎn)生水流震蕩，使水管內(nèi)的陳年積垢剝離脫落，讓水管暢通清浩，高周波檸檬酸清洗技術(shù)，快速安全有效的施工法，不使用臭氧或化學(xué)試劑且費(fèi)用低。
檸檬酸——復(fù)配表面活性劑清洗燃?xì)鉄崴?/span>
檸檬酸、AES和苯并三氮唑配制的化學(xué)清洗劑清洗已使用多年的燃?xì)鉄崴�，將清洗劑注入倒置的熱水器中，浸�?span>1h后，倒出清洗液，用清水沖洗干凈，重新使用熱水器，在相同流量下，出水溫度提高5℃～8℃。 [4]
檸檬酸——清洗飲水機(jī)
用食用檸檬酸（粉末狀）用水稀釋，注入飲水機(jī)加熱內(nèi)膽中，浸泡20min左右。用清水反復(fù)沖洗內(nèi)膽，直至干凈為止，無毒且效果好。 [4]
用于精細(xì)化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域
檸檬酸屬于果酸的一種，主要作用是加快角質(zhì)更新，常用于乳液、乳霜、洗發(fā)精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。檸檬酸在化學(xué)技術(shù)上可作化學(xué)分析用試劑，用作實(shí)驗(yàn)試劑、色譜分析試劑及生化試劑；用作絡(luò)合劑，掩蔽劑；用以配制緩沖溶液。采用檸檬酸或檸檬酸鹽類作助洗劑，可改善洗滌產(chǎn)品的性能，可以迅速沉淀金屬離子，防止污染物重新附著在織物上，保持洗滌必要的堿性；使污垢和灰分散和懸��；提高表面活性劑的性能，是一種優(yōu)良的鰲合劑；可用作測(cè)試建筑陶瓷瓷磚的耐酸性的試劑。
檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液用于煙氣脫硫。我國(guó)煤炭資源豐富，是構(gòu)成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的煙氣脫硫工藝，導(dǎo)致大氣SO2污染嚴(yán)重。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)SO2吸收率高等原因，是極具開發(fā)價(jià)值的脫硫吸收劑。
在傳統(tǒng)的染色整理工藝中， 整理通常是在染色之后進(jìn)行的。由于整理中的交聯(lián)處理，常常會(huì)導(dǎo)致色牢度和色差的問題，特別是選用還原牲催化劑時(shí)，這種現(xiàn)象更加明顯。用1步法對(duì)織物進(jìn)行處理，不僅可以降低成本、縮短生產(chǎn)時(shí)間，而目可以避免色牢度及色差問題。目前染色整理同步進(jìn)行主要用于棉、棉的混紡織物、絲、毛和粘膠纖維。這些纖維共同的特征是需要通過整理來提高其服用性能； 染色整理1步法和兩步法均獲得了較好的整理效果，但一步法更能節(jié)省能源、工藝簡(jiǎn)單，污染小，因此具有好的發(fā)展前景。
檸檬酸可作為無甲醛染色整理劑。三乙醇胺可以防止檸檬酸在織物焙烘過程中分解、脫水生成不飽和多元羧酸，從而有效地抑制了織物的泛黃現(xiàn)象。 [11]
檸檬酸酯類，已經(jīng)美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)，作為食品包裝用的聚氯乙烯及纖維素塑料薄膜的無毒增塑劑。乙�；�、丁酰化檸檬酸酯可用于甲基丙烯酸甲酯聚合物的發(fā)泡劑、丙烯酰胺的穩(wěn)定劑、聚酰胺黏合劑的引發(fā)劑、聚氯乙烯的增塑劑等。特別是檸檬酸丁酯和乙�；瘷幟仕崛□�，是舉世公認(rèn)的無毒增塑劑。本身除無毒外，在相容性，耐抽出性，低揮發(fā)性等方面性能更為優(yōu)越。如乙�；瘷幟仕崛乎�、丁�；瘷幟仕崛□タ捎糜谏a(chǎn)衛(wèi)生要求高的成分輸血管與導(dǎo)管等。
檸檬酸用于制藥、醫(yī)藥、殺菌：
檸檬酸與80℃溫度聯(lián)合作用具有良好殺滅細(xì)菌芽孢的作用，并可有效殺滅血液透析機(jī)管路中污染的細(xì)菌芽孢。在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血過程中，必須有鈣離子參加。枸櫞酸根離子與鈣離子能形成一種難于解離的可溶性絡(luò)合物，因而降低了血中鈣離子濃度，使血液凝固受阻。本品在輸血或化驗(yàn)室血樣抗凝時(shí)，用作體外抗凝藥。
檸檬酸在動(dòng)物養(yǎng)殖上的應(yīng)用：
檸檬酸，又稱枸櫞酸、2-羥基丙三羧酸，在機(jī)體三羧酸循環(huán)中由乙酰輔酶 A 和草酰乙酸羧合而成，參與體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝。 天然的檸檬酸存在于植物（如檸檬、柑橘、菠蘿等）果實(shí)和動(dòng)物的骨骼、肌肉、血液中，人工合成則通過砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物質(zhì)發(fā)酵制得。在配合飼料中添加檸檬酸可消毒，預(yù)防霉變，防止沙門氏菌等感染動(dòng)物飼料。 動(dòng)物采食檸檬酸可減少病原體的增殖和抑制有毒代謝產(chǎn)物產(chǎn)生，提高動(dòng)物應(yīng)激力。
檸檬酸提高采食量促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收
日糧中添加檸檬酸，可以改善日糧的適口性。檸檬酸可以直接刺激口腔內(nèi)的味蕾細(xì)胞，使唾液分泌增多，起到調(diào)味劑的作用，增強(qiáng)動(dòng)物食欲，從而提高動(dòng)物的采食量。日糧中添加檸檬酸可使日糧 pH 降低，動(dòng)物采食后，胃內(nèi)酸度下降，無活性的胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為有活性的胃蛋白酶，或直接刺激消化酶的分泌；另外，酸性食糜進(jìn)入小腸后，刺激小腸分泌腸抑胃素，使之反射性抑制胃蠕動(dòng)，延緩胃排空的時(shí)間，使食糜通過腸道的時(shí)間增長(zhǎng)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化。 [14]
檸檬酸促進(jìn)腸道菌群健康
有機(jī)酸可以進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞壁，使細(xì)菌內(nèi)部和外部出現(xiàn)pH梯度變化，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。常見的幾種病原菌生長(zhǎng)的適宜pH均是中性偏堿， 如大腸桿菌適宜的pH為6.0～8.0，鏈球菌為6.0～7.5，而乳酸菌等益生菌宜于酸性環(huán)境繁殖。檸檬酸使胃腸道內(nèi)pH下降， 腸道內(nèi)乳酸菌等益生菌得到良好的生長(zhǎng)條件，從而維持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡。 [14]
檸檬酸增強(qiáng)機(jī)體抗應(yīng)激和免疫能力
免疫活性細(xì)胞，即T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞，對(duì)機(jī)體起著免疫監(jiān)視作用。研究表明，肉雞飼喂檸檬酸可使免疫活性細(xì)胞具有較高的密度，使雞處于較好免疫狀態(tài)，可抑制腸道致病菌繁殖和預(yù)防傳染病的發(fā)生。 [14]
檸檬酸作防霉劑和抗氧化劑
檸檬酸是一種天然防腐劑。由于檸檬酸可降低飼料的pH，有害微生物的增殖及毒素的產(chǎn)生受到抑制，有明顯的防霉作用。作抗氧化劑的增效劑，將檸檬酸與抗氧化劑混合使用，可提高抗氧化效果，阻止或延緩飼料氧化，提高配合飼料的穩(wěn)定性并延長(zhǎng)貯存期。 [14]
檸檬酸生產(chǎn)廢水治理方法
廢水主要來源
通常情況下，淀粉類物質(zhì)為檸檬酸的主要來源。首先將淀粉質(zhì)的原料粉碎，然后給粉碎的原料加入適量的水并攪拌，將拌合料進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵之后通過過濾得到濾液，在濾液中加入碳酸鈣發(fā)生中和反應(yīng)，過濾出檸檬酸鈣，使用硫酸對(duì)檸檬酸鈣進(jìn)行酸解并過濾，對(duì)濾液進(jìn)行離子交換脫色，之后濃縮、結(jié)晶，再干燥就得到了白色粉末狀的檸檬酸。 [15]
檸檬酸生產(chǎn)廢物主要來自發(fā)酵和提取工序中產(chǎn)生的廢中和液、濃糖水、洗糖水、洗罐水和洗濾布水，洗罐水的濃度，但相對(duì)于濃糖水，其水量較小，濃糖水的水量，且濃度較高，剩余各項(xiàng)廢水的濃度以及水量都較低。
檸檬酸生物法處理污水：
檸檬酸處理生產(chǎn)廢水比較常見的處理方法為生物法，生物法又分為厭氧生物法和好氧生物法在國(guó)外處理檸檬酸生產(chǎn)廢水的主要方法為上流式厭氧污泥床，其處理廢水的步驟如下。首先使廢水在經(jīng)過反應(yīng)器底部之后進(jìn)入到內(nèi)筒，然后廢水不斷上升直至達(dá)到反應(yīng)器頂端的水分布器，再利用虹吸管將廢水導(dǎo)入馴化好的污泥中，不斷進(jìn)行混合，厭氧菌將廢水里的有機(jī)物分解成沼氣，利用三相分離器將沼氣、污泥與水分離并各自排出。此種方法的優(yōu)點(diǎn)為處理效果好、操作比較簡(jiǎn)單以及剩余的污泥較少等。
好氧生物法主要為活性污泥法，此方法利用好氧類的微生物來分解有機(jī)廢水，而這種好氧微生物就稱為活性污泥�；钚晕勰嘀械奈⑸镎加斜壤^大，其中細(xì)菌在分解過程中發(fā)揮凈化作用，其主要通過降解有機(jī)廢水中的可降解成分，從而達(dá)到凈化廢水的目的。活性污泥分解廢水中有機(jī)物的步驟：
（1）將有機(jī)物吸附于污泥表面，完成初步凈化；
（2）利用活性污泥中的微生物分解吸附于污泥表面的有機(jī)物；
（3）將分解的廢水進(jìn)行凝聚并經(jīng)過沉淀作用，從而達(dá)到分解有機(jī)廢水的目的。
檸檬酸光合細(xì)菌法處理污水：
光合細(xì)菌屬于一種微生物，在不同的水域都有分布。通常情況下，光合作用都會(huì)產(chǎn)生氧氣，而這種細(xì)菌在光合作用下能夠合成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以滿足自身需求，并且在光合作用的過程中不產(chǎn)生氧氣。光合細(xì)菌在水中發(fā)揮的作用較大，對(duì)于碳、硫等物質(zhì)的循環(huán)有著至關(guān)重要的作用。光合細(xì)菌體內(nèi)含有較多的蛋白質(zhì)，其體內(nèi)也包含各種維生素，葉酸與酵母相比含量高出很多。除此之外，光合細(xì)菌中還含有抗病毒物質(zhì)，所以經(jīng)常在養(yǎng)殖動(dòng)物的食物中添加光合細(xì)菌，進(jìn)而提高動(dòng)物的抗病能力。光合細(xì)菌處理廢水的步驟較為簡(jiǎn)單，并且使用該方法能夠達(dá)到很好的效果，不會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生二次污染，處理后的水不含有毒物質(zhì)，因此處理過的水可以發(fā)揮作用，從經(jīng)濟(jì)角度來看利用此種方法處理廢水產(chǎn)生的成本較低，便于管理。
檸檬酸乳狀液膜法處理污水：
液膜分離技術(shù)在生物、重金屬工程分離中應(yīng)用較多，在進(jìn)行濃度比較高的廢水處理時(shí)此方法效率較高。液膜法處理廢水的步是把乳液和廢水放在一起，并進(jìn)行攪拌，使兩者充分融合，在攪拌的過程中廢水中檸檬酸通過液膜濃縮在膜內(nèi)，進(jìn)而將檸檬酸分解出來。乳狀液膜法的分離過程比較簡(jiǎn)單，并且分離效率高，對(duì)于工業(yè)應(yīng)用比較實(shí)用，乳液可以重復(fù)使用，且分離效果不變。
檸檬酸綜合處理法處理廢水
（1）厭氧-好氧生物組合法——檸檬酸廢水進(jìn)行處理
上述的兩種生物法具有其相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，但單一的處理方法都難以達(dá)到的排放要求，所以將這兩種方法組合后再對(duì)廢水進(jìn)行處理。對(duì)于濃度為5000～50000 mg/L的檸檬酸廢水進(jìn)行處理，將其混入低濃度的廢水中，再進(jìn)入生物接觸氧化池，使用以上方法處理廢水使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上增加了水資源的利用率，排放的水可以用于農(nóng)田灌溉、工業(yè)用水等。目前，厭氧 - 好氧生物組合法已經(jīng)應(yīng)用于檸檬酸的廢水處理中，右圖為其工藝流程。 [15]
厭氧 - 好氧生物組合法處理檸檬酸的廢水流程圖
厭氧 - 好氧生物組合法處理檸檬酸的廢水流程圖
（2）厭氧-兼氧-好氧生物組合法——檸檬酸廢水進(jìn)行處理
在厭氧 - 好氧生物組合處理廢水的過程中，好氧單元處理厭氧單元出水運(yùn)行效果較差的現(xiàn)象，使得廢水處理的效率大大降低�；趨捬鯁卧c好氧單元的相互影響，在兩者之間增加生物轉(zhuǎn)化器，將廢水進(jìn)行厭氧處理后，通過轉(zhuǎn)化器增加水中的含氧量，將水中的厭氧物質(zhì)除去，為好氧單元做好準(zhǔn)備，提高好氧單元的處理效率。此方法的廢水處理工藝流程如圖所示。 [15]
厭氧 - 兼氧 - 好氧生物組合法處理檸檬酸的廢水流程圖
厭氧 - 兼氧 - 好氧生物組合法處理檸檬酸的廢水流程圖
檸檬酸可循環(huán)利用中和廢水技術(shù)：
在檸檬酸生產(chǎn)的過程中排放的廢水種類較多，其中中和廢水的排放量，造成的污染也為嚴(yán)重，因此對(duì)于中和廢水的處理至關(guān)重要，直接關(guān)系著生態(tài)環(huán)境。中和廢水技術(shù)的工藝流程為中和→催化氧化→沙濾→吸附，廢水經(jīng)過處理之后，可以用于農(nóng)田灌溉，既充分利用了工業(yè)廢水，又節(jié)約了水資源。
