柠檬酸的基本信息 中文名称：柠檬酸 英文名称：Citric acid
别名名称：2-羟1,2,3-丙三酸 β-羟基丙三羧酸 枸椽酸 无水柠檬酸 3-羟基-3-羧基戍二酸 2-羟基-2-羟基戊二酸
更多别名：2-Hydroxy-1,2,3-propanetri-carboxylic acid β-Hydroxytricarballylic acid 物竞编号：01MF 分 子 式：C6H8O7 分 子 量：192.12
柠檬酸的性质与稳定性 1.柠檬酸是白色半透明晶体或粉末。无气味，味酸，从冷的溶液中结晶出来的柠檬酸含有1分子水，在干燥空气中或加热至40-50℃成无水物。在潮湿空气中微有潮解性。75℃时变软，100℃时熔融，易溶于水和乙醇，溶于**。可燃。不溶于氯仿、苯等有机溶剂。水溶
1
液呈酸性。柠檬酸是强有机酸，对碳钢有强腐蚀作用，但对不锈钢无腐蚀。遇强氧化剂(如高锰酸钾)可被氧化生成草酸;与氢氧化钾熔融时，分解为草酸及乙酸。
2.柠檬酸存在于烤烟烟叶、白肋烟烟叶中。存在于柠檬、柑橘等许多天然植物中。
3.柠檬酸有两种形式：从热水中结晶得无水物，从冷水溶液中结晶得一水物。一水物在干燥空气中可失水。
柠檬酸的物性数据 1. 性状：白色半透明晶体或粉末，具有令人愉快的酸味。 2. 密度(g/mL,25/4℃)：1.665(无水物) 3. 相对密度(20℃，4℃)：1.665 4. 熔点(ºC)：153(无水物)
5. 晶相相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-1960.6 6. 晶相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-1543.8 7. 折射率：1.493～1.509
2
8. 闪点(ºC)：100
9. 溶解性：易溶于水和乙醇，溶于**。
柠檬酸的编号系统 CAS号：77-92-9 MDL号：MFCD00011669 EINECS号：201-069-1 RTECS号：GE7350000 BRN号：782061 PubChem号：24864122
柠檬酸的分子结构数据 1、 摩尔折射率：36.04 2、 摩尔体积(m3/mol)：109.0 3、 等张比容(90.2K)：348.0
3
4、 表面张力(dyne/cm)：103.9 5、 极化率(10-24cm3)：14.28
柠檬酸的计算化学数据 1、 疏水参数计算参考值(XlogP)：-1.7 2、 氢键供体数量：4 3、 氢键受体数量：7 4、 可旋转化学键数量：5
5、 拓扑分子极性表面积(TPSA)：132 6、 重原子数量：13 7、 表面电荷：0 8、 复杂度：227 9、 同位素原子数量：0 10、 确定原子立构中心数量：0 11、 不确定原子立构中心数量：0
4
12、 确定化学键立构中心数量：0 13、 不确定化学键立构中心数量：0 14、 共价键单元数量：1
柠檬酸的毒理学数据 1、急性毒性
大鼠口径LD50:3 mg/kg;大鼠腹腔LD50:290 mg/kg; 大鼠皮下LD50:5500 mg/kg;
小鼠口径LC50:5040 mg/kg;小鼠腹腔LC50:903 mg/kg; 小鼠皮下LC50:2700 mg/kg;小鼠静脉LC50:42 mg/kg; 兔子口径LD50:7mg/kg;兔子静脉LD50:330mg/kg; 2、神经毒性
兔子皮肤试验：500mg/24H; 兔子眼睛试验：750 ug/24HREACTION;
5
柠檬酸的合成方法 1.柠檬酸主要采用发酵法生产，其原料可用糖蜜、蔗糖、甘薯和石油烃等碳水化合物。一般采用真菌为菌种发酵生产，按发酵方式可分为表面发酵和深层发酵两大类，表面发酵是早期的生产方法，用某些青霉菌或黑曲霉菌为菌种;深层发酵法亦以黑曲霉菌为菌种，发酵过程中生成小球形的丝菌聚集体，应避免生成长而薄的丝菌体，发酵条件为pH值1.5-2.8，同时需通入无菌空气并伴随搅拌，发酵完毕过滤除去丝菌体及残存的固体渣滓，滤液用碳酸钙中和获得柠檬酸钙，然后用浓硫酸中和得柠檬酸粗品，再经离子交换树脂精制、浓缩和结晶得到成品。以深层发酵法为主，约占发酵法产量的80%。 工艺流程：
(1)菌种培养。柠檬酸工业生产的菌种主要有黑曲霉和解脂假丝酵母等，前者是现在工业是应用最有竞争力的菌种。
1、黑曲霉的培养。向密度为1.036g每平方立米左右的麦汁内加入25%-30%的琼脂，然后接入黑曲霉菌种，在31℃左右培养4d。将麸皮、水以1：1的比例掺拌，加入10%碳酸钙、0.5%的硫酸铵，拌匀后装入250ml的三角瓶中，用981×1.5KPa压力灭菌60min,接入上述已培养的菌种，培养96-120h即可使用。
2、解脂假丝酵母培养。该酵母一般都是从含有动植物油或矿物油的材料中分离出来的，经富集培养、平板分离培养，所得培养基经
6
常规摇瓶方法初筛，可得培养基，再经诱导有种，制得用于工业发酵的解脂假丝酵母。这种酵母可由烷烃发酵生产柠檬酸，也可由糖类发酵生产柠檬酸。
(2)发酵工艺 目前生产柠檬酸主要有以下3种方法。
1、表面发酵法。此法又称浅层发酵法，其理想原料为甜菜糖蜜。将原料糖蜜先送入煮沸锅内加等体积水煮沸15-30min，依次加黄血盐和EDTA二钠盐煮沸灭菌，再用无菌水配成含糖蜜12%-16%的发酵培养基液。加入适量的硫酸铵、磷酸二氢钾作为氮源和营养盐;将培养基液在45-50℃下送入发酵室内装入浅底的铝盘或不锈钢盘中，液层厚度为1.5-2.5cm。按75mg每平方立米干孢子接入黑曲霉干孢，在温度为35℃、pH<下发酵6-12d，而得柠檬成品。糖蜜(40%-50%)消耗定额3 t/t。
2、固体表面发酵工艺：将果渣晾干、粉碎后，每100kg干渣加入碳酸钙2kg碳酸铵0.7kg在蒸锅内常压下蒸料90min，杀死杂菌及使原料中淀粉糊化;将蒸好的物料摊晾到37 ℃以下，立即补水接种，种曲用量为干渣质量的0.2%-0.3%。将物料装入曲盘中，装料厚度为6-8cm，曲盘材料可为木质、铁质或铝质，盘底最好是假底或多孔筛板，以利通气。将曲盘送进曲房，在38-43℃下发酵80h，用80℃热水将发酵物中的柠檬酸浸出后，经过滤、中和、酸解、脱色、浓缩、结晶等步骤制得柠檬酸成品。
7
3、深层发酵法。先在发酵罐内配制含量为18%-20%的山芋粉悬浮液，加入α淀粉酶液化，然后于110-115℃保温灭菌，冷却后接入黑曲霉菌种，在35℃恒温下通气发酵60-70h，发酵液pH值为2。产酸含量为12%-15%，终点时发酵液含糖小于1%。营养物可加入0.2%的无机铵盐，发酵罐为不锈钢或内壁涂以环气树脂的碳钢罐，内设有多层涡轮搅拌器，其转速为50-100r/min，发酵液经板框过滤机或真空转鼓过渡机除去菌丝体及固形物，滤液用含量为40%-50%氢氧化钙水溶液中和生成柠檬酸沉淀。经过滤后，用20%的稀硫酸酸解制得柠檬酸水溶液，酸解温度为70-80℃柠檬酸水溶液经活性炭脱色，离子交换除去金属、硫酸根、氯根等杂质后，进入双效蒸发器浓缩，蒸发温度50-65℃，真空度79.98-93.31kpa ,出料含量70%-80%。浓缩液经冷却、结晶、离心及干燥后制得柠檬酸成品。
消耗定额：山芋粉2.3t/t,α淀粉酶6kg/t,工业硫酸(98%)1.05t/t,碳酸钙(98%)1200 kg/t，盐酸(32%)500kg/t，电1200KW·h/t,蒸汽5t/t,水陆联运。4.5t/t。
(3)柠檬酸的提取：经发酵所得的发酵酸，经过滤出菌体、残渣，再经加石灰乳中和、碳酸钙过滤而得碳酸钙盐;然后加硫酸酸解、过滤而得粗酸液;再经净化，通过吸附脱色和离子交换树脂交换，除去前述溶液中酸含有的色素和胶体物质，其中有铁、钙、铜和镁等多种金属阳离子，以及硫酸根等杂质;然后经浓缩到柠檬酸含量20%-25%，通过在沸腾状态下迅速蒸发，浓缩到70%以上，即可进行结晶。其中
8
中和与酸解两步反应为中和：由柠檬酸与钙或钙碱(石灰乳)反应制得柠檬酸钙。酸解：由中和所得柠檬酸钙用硫酸酸解，可得柠檬酸。 结晶：不仅要求产品纯度高、回收率高，而且对产品的晶形、晶粒度也有严格要求，这是影响成品质量的关键环节之一。结晶的方法有一水柠檬酸结晶法和无水柠檬酸结晶法。
①一水柠檬酸结晶法。当浓缩液含量约达80%、温度达55℃时，已呈过饱和状态，然后将其放入结晶器中，开动搅拌，任其自然冷却，当温度到40℃以下时，可以刺激起晶或添加晶种，冷却，控制温度不超过36℃，以保证柠檬酸以一水柠檬酸形式析出，如超过36.6℃则会结晶出无水柠檬酸。当结晶体系温度到10℃以下，结晶工序即可结束，整个结晶时间约为10h。再经过干燥即产品一水柠檬酸。 ②无水物柠檬酸结晶法。生产无水物柠檬酸结晶，要求温度较高，不能用冷却结晶器。无水柠檬酸生产用的蒸发式结晶器，必须在真空下操作，因为操作温度不得超过60℃ ;溶液在100℃下浓缩到含柠檬酸83%，即可停止加热，当冷却到46℃左右，经加入晶种，可维持温度在40-45℃，最终降温到38℃，结晶完毕。再以低速(50-60r/min)开动离心机，将晶种用喷洒洗涤水洗涤;再经烘房干燥，而得无水柠檬酸成品。
发酵液中添加钙、镁、钠、钾等金属离子，可提高柠檬酸产量10%，添加氨基酸可增加60%-80%。
9
(四)直接结晶法。如果发酵得到的是高纯度和近于无色的柠檬酸水溶液，则在上述步骤中过滤分离硫酸钙，但从最后母液中回收柠檬酸仍需要使用沉淀法。
4. 烟草：FC，38， 50， 54;BU，39。
柠檬酸的用途 1.柠檬酸广泛用作食品、饮料的酸味剂和药物添加剂。亦可用作化妆品、金属清洗剂、媒染剂、无毒增塑剂和锅炉防垢剂的原料和添加剂。其主要盐类产品有柠檬酸钠、钙和铵盐等，柠檬酸钠是血液抗凝剂，柠檬酸铁铵可作补血药品。
柠檬酸加入淀粉胶黏剂中提高黏结力，也是胶黏剂生产中的一种酸度调节剂。是重要的有机合成原料，用途非常广泛，如用于制造柠檬酸的甘油单、钾盐等。在食品工业中大量用作酸味剂、整合剂等。 此外，柠檬酸还可以作抗氧化增效剂、复配薯类淀粉漂白剂的增效剂和防腐剂。
2.柠檬酸有较强的螯合作用，它能够络合Fe3+，削弱Fe3+对腐蚀的促进作用。可去除铁、铜等金属氧化物垢，操作简便、安全，适用于多种材质。由于分子中不含CL-，故不会引起设备的应力腐蚀，用作清洗剂，柠檬酸比盐酸对钢铁腐蚀率小。柠檬酸以清除铁锈为主，
10
对钙、镁、硅垢溶解性较差，故主要用于清洗新建的大型装置。柠檬酸不能清除钙镁水垢和硅酸盐水垢，但是，柠檬酸与氨基磺酸、羟基乙酸或甲酸混合使用，可用来清洗铁锈和钙镁垢，柠檬酸与EDTA混用，可用来清洗换热器。在柠檬酸清洗液中加入的缓蚀剂主要是硫脲，用量为0.1%，也可以用0.06%的硫脲与其他缓蚀剂混合使用。另外，还可以用于医药领域，柠檬酸钠盐可防止血液凝固，钙盐可用作胃的解酸剂，钡盐有毒。
3.酸味剂，可用作饮料、糖果、罐头等食品。有较高的溶解度，对金属离子的螯合能力强。还可作抗氧化增效剂、复配薯类淀粉漂白剂的增效剂和防腐剂。
柠檬酸的危险性概述 侵入途径：吸入、食入
健康危害：柠檬酸具刺激作用。在工业使用中，接触者可能引起湿疹。
环境危害：对水生生物有毒作用。
燃爆危险：可燃，其粉体与空气混合，能形成爆炸性混合物。
11
柠檬酸的急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。如有不适感，就医。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。如有不适感，就医。
吸 入：脱离现场至空气新鲜处。就医。 食 入：饮足量温水，催吐。就医。
柠檬酸的操作处置与储存注意事项 操作注意事项：密闭操作，局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌
12
混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
柠檬酸的废弃处置 废弃物性质：危险废物 废弃
废弃处置方法：建议用控制焚烧法或安全掩埋法处置。在能利用的地方重复使用容器或在规定场所掩埋。
废弃注意事项：处置前应参阅国家和地方有关法规。
柠檬酸的运输注意事项 起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、还原剂、碱类、食用化学品、等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。公路运输时要按规定路线行驶。
13
柠檬酸的法规信息 下列法律法规和标准，对柠檬酸的安全使用、储存、运输、装卸、分类和标志等方面均作了相应的规定： 中华人民共和国安全生产法(2002年6月29日第九界全国人大常委会第二十八次会议通过); 中华人民共和国职业病防治法(2001年10月27日第九界全国人大常委会第二十四次会议通过); 中华人民共和国环境保护法(1989年12月26日第七届全国人大常委会第十一次会议通过)。
14
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容