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一水柠檬酸
    发布时间: 2020-01-13 18:06    

RUICHANG CHEMICAL PRODUCTS

柠檬酸(Citric Acid,简称CA)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。其钙盐在冷水中比热水中易溶解,此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。在工业,食品业,化妆业等具有极多的用途。

食品工业

柠檬酸是世界上用生物化学方法生产的产量最大的有机酸, 柠檬酸及盐类是发酵行业的支柱产品之一,主要用于食品工业,如酸味剂、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。 [12]
在食品添加剂方面主要用于碳酸饮料、果汁饮料、乳酸饮料等清凉饮料和腌制品,其需求量受季节气候的变化而有所变化。柠檬酸约占酸味剂总消耗量的2/3。在水果罐头中添加柠檬酸可保持或改进馆藏水果的风味,提高某些酸度较低的水果罐藏时的酸度(降低pH值),减弱微生物的抗热性和抑制其生长,防止酸度较低的水果罐头常发生的细菌性胀罐和破坏。在糖果中加入柠檬酸作为酸味剂易于和果味协调。在凝胶食品如果酱、果冻中使用柠檬酸能有效降低果胶负电荷,从而使果胶分子间氢键结合而凝胶。在加工蔬菜罐头时,一些蔬菜呈碱性反应,用柠檬酸作pH调整剂,不但可以起到调味作用,还可保持其品质。柠檬酸所具有螯合作用和调节pH值得特性使其在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性能,抑制酶活性,延长食品保存期。

金属清洗

柠檬酸是通过微生物发酵生产的有机酸,在洗涤剂生产当中进行应用比较广泛,其自身的特异性以及螯合作用发挥起到了积极作用。柠檬酸在实际的使用过程中,有着良好的性能体现,主要就是在安全性方面比较突出,制备柠檬酸的原料都是来源于粮食,这是安全的食品级微生物。柠檬酸的使用对环境不会造成影响,在微生物以及热等作用下比较容易降解,其自身的螯合能力也比较强,主要及时柠檬酸盐对锰离子以及铁离子等有着比较强的螯合能力,使用效果也比较突出。洗涤剂中的柠檬酸使用性能中的缓蚀性也比较突出,酸洗作为化学清洗中的一个比较重要的环节,和无机酸相比较而言,柠檬酸的酸性相对比较弱,所以对设备所产生的腐蚀性也比较小,柠檬酸清洗的安全可靠性比较强,废液也比较容易处理,对人体不会造成危害。 
(1)柠檬酸清洗机理
柠檬酸对金属腐蚀小,是一种安全清洗剂,由于柠檬酸不含有Cl-,故不会引起设备的应力腐蚀,它能够络合Fe3+,削弱Fe3+对腐蚀的促进作用。 
柠檬酸可溶解氧化铁和氧化铜,生成柠檬铁、铜的络合物,如果采用氨化的柠檬酸溶液,能生成溶解度很大的柠檬酸亚铁氨和柠檬酸高铁络合物,清洗效果非常好,柠檬酸以除铁锈为主,所以主要用于清洗新建的锅炉,柠檬酸与氨基磺酸、羟基乙酸或甲酸混用,可用来清洗锅炉中的钙镁垢和铁锈,柠檬酸与乙二胺四乙酸(EDTA)混用,可用来清洗过热器。 
柠檬酸及其衍生物以其特殊的理化性能,在化学清洗等许多领域都有很广阔的用途。 
(2)柠檬酸清洗管道
这是针对高杂质硬水质的最新清洗技术,利用食品级柠檬酸软化顽固水垢,再以微电脑控制水流与气动,产生水流震荡,使水管内的陈年积垢剥离脱落,让水管畅通清浩,高周波柠檬酸清洗技术,最快速安全有效的施工法,不使用臭氧或化学试剂且费用低。 
(3)复配表面活性剂清洗燃气热水器
柠檬酸、AES和苯并三氮唑配制的化学清洗剂清洗已使用多年的燃气热水器,将清洗剂注入倒置的热水器中,浸泡1h后,倒出清洗液,用清水冲洗干净,重新使用热水器,在相同流量下,出水温度提高5℃~8℃。 [4]
(4)清洗饮水机
用食用柠檬酸(粉末状)用水稀释,注入饮水机加热内胆中,浸泡20min左右。最后用清水反复冲洗内胆,直至干净为止,无毒且效果好。 

精细化工领域

柠檬酸属于果酸的一种,主要作用是加快角质更新,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。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。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。我国煤炭资源丰富,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。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。 
在传统的染色整理工艺中, 整理通常是在染色之后进行的。由于整理中的交联处理,常常会导致色牢度和色差的问题,特别选用还原牲催化剂时,这种现象更加明显。用1步法对织物进行处理,不仅可以降低成本、缩短生产时间,而目可以避免色牢度及色差问题。目前染色整理同步进行主要用于棉、棉的混纺织物、丝、毛和粘胶纤维。 这些纤维共同的特征是需要通过整理来提高其服用性能; 染色整理1步法和两步法均获得了较好的整理效果,但一步法更能节省能源、工艺简单,污染小,因此具有好的发展前景。 
柠檬酸可作为无甲醛染色整理剂。三乙醇胺可以防止柠檬酸在织物焙烘过程中分解、脱水生成不饱和多元羧酸,从而有效地抑制了织物的泛黄现象。 
柠檬酸酯类,已经美国食品和药物管理局批准,作为食品包装用的聚氯乙烯及纤维素塑料薄膜的无毒增塑剂。乙酰化、丁酰化柠檬酸酯可用于甲基丙烯酸甲酯聚合物的发泡剂、丙烯酰胺的稳定剂、聚酰胺黏合剂的引发剂、聚氯乙烯的增塑剂等。特别是柠檬酸丁酯和乙酰化柠檬酸三丁酯,是举世公认的无毒增塑剂。本身除无毒外,在相容性,耐抽出性,低挥发性等方面性能更为优越。如乙酰化柠檬酸三己酯、丁酰化柠檬酸三丁酯可用于生产卫生要求高的成分输血管与导管等。 

杀菌及凝血过程

柠檬酸与80℃温度联合作用具有良好杀灭细菌芽孢的作用,并可有效杀灭血液透析机管路中污染的细菌芽孢。在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血过程中,必须有钙离子参加。枸橼酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物,因而降低了血中钙离子浓度,使血液凝固受阻。

动物养殖

柠檬酸,又称枸橼酸、2-羟基丙三羧酸,在机体三羧酸循环中由乙酰辅酶 A 和草酰乙酸羧合而成,参与体内糖、脂肪和蛋白质代谢。 天然的柠檬酸存在于植物(如柠檬、柑橘、菠萝等)果实和动物的骨骼、肌肉、血液中,人工合成则通过砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵制得。 在配合饲料中添加柠檬酸可消毒,预防霉变,防止沙门氏菌等感染动物饲料。 动物采食柠檬酸可减少病原体的增殖和抑制有毒代谢产物产生,提高动物应激力。 
(1)提高采食量促进营养物质消化吸收
日粮中添加柠檬酸,可以改善日粮的适口性。柠檬酸可以直接刺激口腔内的味蕾细胞,使唾液分泌增多,起到调味剂的作用,增强动物食欲,从而提高动物的采食量。日粮中添加柠檬酸可使日粮 pH 降低,动物采食后,胃内酸度下降,无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶,或直接刺激消化酶的分泌;另外,酸性食糜进入小肠后,刺激小肠分泌肠抑胃素,使之反射性抑制胃蠕动,延缓胃排空的时间,使食糜通过肠道的时间增长,促进营养物质的消化。
(2)促进肠道菌群健康
有机酸可以进入细菌的细胞壁,使细菌内部和外部出现pH梯度变化,抑制细菌生长。常见的几种病原菌生长的适宜pH均是中性偏碱, 如大肠杆菌适宜的pH为6.0~8.0,链球菌为6.0~7.5,而乳酸菌等益生菌宜于酸性环境繁殖。柠檬酸使胃肠道内pH下降, 肠道内乳酸菌等益生菌得到良好的生长条件,从而维持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡。
(3)增强机体抗应激和免疫能力
免疫活性细胞,即T淋巴细胞和B淋巴细胞,对机体起着免疫监视作用。研究表明,肉鸡饲喂柠檬酸可使免疫活性细胞具有较高的密度,使鸡处于较好免疫状态,可抑制肠道致病菌繁殖和预防传染病的发生。 
(4)作防霉剂和抗氧化剂
柠檬酸是一种天然防腐剂。由于柠檬酸可降低饲料的pH,有害微生物的增殖及毒素的产生受到抑制,有明显的防霉作用。作抗氧化剂的增效剂,将柠檬酸与抗氧化剂混合使用,可提高抗氧化效果,阻止或延缓饲料氧化, 提高配合饲料的稳定性并延长贮存期。

生产废水治理方法

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主要来源

通常情况下,淀粉类物质为柠檬酸的主要来源。首先将淀粉质的原料粉碎,然后给粉碎的原料加入适量的水并搅拌,将拌合料进行发酵,发酵之后通过过滤得到滤液,在滤液中加入碳酸钙发生中和反应,过滤出柠檬酸钙,使用硫酸对柠檬酸钙进行酸解并过滤,对滤液进行离子交换脱色,之后浓缩、结晶,再干燥就得到了白色粉末状的柠檬酸。 [16] 
柠檬酸生产废物主要来自发酵和提取工序中产生的废中和液、浓糖水、洗糖水、洗罐水和洗滤布水,洗罐水的浓度最高,但相对于浓糖水,其水量较小,浓糖水的水量最大,且浓度较高,剩余各项废水的浓度以及水量都较低。 

处理柠檬酸生产废水比较常见的处理方法为生物法,生物法又分为厌氧生物法和好氧生物法在国外处理柠檬酸生产废水的主要方法为上流式厌氧污泥床,其处理废水的步骤如下。首先使废水在经过反应器底部之后进入到内筒,然后废水不断上升直至达到反应器最顶端的水分布器,再利用虹吸管将废水导入驯化好的污泥中,不断进行混合,厌氧菌将废水里的有机物分解成沼气,利用三相分离器将沼气、污泥与水分离并各自排出。此种方法的优点为处理效果好、操作比较简单以及剩余的污泥较少等,上流式厌氧污泥床处理柠檬酸废水的工艺流程如图所示。 
上流式厌氧污泥床处理柠檬酸废水的工艺流程图上流式厌氧污泥床处理柠檬酸废水的工艺流程图
好氧生物法主要为活性污泥法,此方法利用好氧类的微生物来分解有机废水,而这种好氧微生物就称为活性污泥。活性污泥中的微生物占有比例较大,其中细菌在分解过程中发挥净化作用,其主要通过降解有机废水中的可降解成分,从而达到净化废水的目的。活性污泥分解废水中有机物的步骤:(1)将有机物吸附于污泥表面,完成初步净化;(2)利用活性污泥中的微生物分解吸附于污泥表面的有机物;(3)将分解的废水进行凝聚并经过沉淀作用,从而达到分解有机废水的目的。 

光合细菌法

光合细菌属于一种微生物,在不同的水域都有分布。通常情况下,光合作用都会产生氧气,而这种细菌在光合作用下能够合成营养物质以满足自身需求,并且在光合作用的过程中不产生氧气。光合细菌在水中发挥的作用较大,对于碳、硫等物质的循环有着至关重要的作用。光合细菌体内含有较多的蛋白质,其体内也包含各种维生素,叶酸与酵母相比含量高出很多。除此之外,光合细菌中还含有抗病毒物质,所以经常在养殖动物的食物中添加光合细菌,进而提高动物的抗病能力。光合细菌处理废水的步骤较为简单,并且使用该方法能够达到很好的效果,不会对水体产生二次污染,处理后的水不含有毒物质,因此处理过的水可以发挥作用,从经济角度来看利用此种方法处理废水产生的成本较低,便于管理。