物性數(shù)據(jù)

1.性狀：白色半透明晶體或粉末，具有令人愉快的酸味。

2.密度（g/mL,25/4℃）：1.665（無(wú)水物）

3.相對(duì)密度（20℃，4℃）：1.665

4.熔點(diǎn)（ºC）：153（無(wú)水物）

5.晶相相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol-1)：-1960.6

6.晶相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)(kJ·mol-1)：-1543.8

7.折射率：1.493～1.509

8.比旋光度（º）：不確定

9.自燃點(diǎn)或引燃溫度（ºC）：不確定

10.蒸氣壓（kPa,25ºC）：不確定

11.飽和蒸氣壓（kPa,60ºC）：不確定

12.燃燒熱（KJ/mol）：不確定

13.臨界溫度（ºC）：不確定

14.臨界壓力（KPa）：不確定

15.油水（辛醇/水）分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值：不確定

16.爆炸上限（%,V/V）：不確定

17.爆炸下限（%,V/V）：不確定

18.溶解性：易溶于水和乙醇，溶于乙醚。

19.閃點(diǎn)（ºC）：100

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

1、急性毒性

大鼠口徑LD50:3mg/kg；大鼠腹腔LD50:290mg/kg；

大鼠皮下LD50:5500mg/kg；

小鼠口徑LC50:5040mg/kg；小鼠腹腔LC50:903mg/kg；

小鼠皮下LC50:2700mg/kg；小鼠靜脈LC50:42mg/kg；

兔子口徑LD50:7mg/kg；兔子靜脈LD50:330mg/kg；

2、神經(jīng)毒性

兔子皮膚試驗(yàn)：500mg/24H;兔子眼睛試驗(yàn)：750ug/24HREACTION;

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

檸檬酸濃溶液對(duì)黏膜有刺激作用。

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、摩爾折射率：36.04

2、摩爾體積（cm3/mol）：109.0

3、等張比容（90.2K）：348.0

4、表面張力（dyne/cm）：103.9

5、極化率（10-24cm3）：14.28

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）:無(wú)

2.氫鍵供體數(shù)量:4

3.氫鍵受體數(shù)量:7

4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:5

5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無(wú)

6.拓?fù)浞肿訕O性表面積132

7.重原子數(shù)量:13

8.表面電荷:0

9.復(fù)雜度:227

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1

性質(zhì)與穩(wěn)定性

1.白色半透明晶體或粉末。無(wú)氣味，味酸，從冷的溶液中結(jié)晶出來(lái)的檸檬酸含有1分子水，在干燥空氣中或加熱至40-50℃成無(wú)水物。在潮濕空氣中微有潮解性。75℃時(shí)變軟，100℃時(shí)熔融，易溶于水和乙醇，溶于乙醚?？扇?。不溶于氯仿、苯等有機(jī)溶劑。水溶液呈酸性。檸檬酸是強(qiáng)有機(jī)酸，對(duì)碳鋼有強(qiáng)腐蝕作用，但對(duì)不銹鋼無(wú)腐蝕。遇強(qiáng)氧化劑（如高錳酸鉀）可被氧化生成草酸；與氫氧化鉀熔融時(shí)，分解為草酸及乙酸。

2.本品無(wú)毒。

3.存在于烤煙煙葉、白肋煙煙葉中。

4.存在于檸檬、柑橘等許多天然植物中。

5.是強(qiáng)的有機(jī)酸。

6.有兩種形式：從熱水中結(jié)晶得無(wú)水物，從冷水溶液中結(jié)晶得一水物。一水物在干燥空氣中可失水。

合成方法

1.本品主要采用發(fā)酵法生產(chǎn)，其原料可用糖蜜、蔗糖、甘薯和石油烴等碳水化合物。一般采用真菌為菌種發(fā)酵生產(chǎn)，按發(fā)酵方式可分為表面發(fā)酵和深層發(fā)酵兩大類，表面發(fā)酵是早期的生產(chǎn)方法，用某些青霉菌或黑曲霉菌為菌種；深層發(fā)酵法亦以黑曲霉菌為菌種，發(fā)酵過(guò)程中生成小球形的絲菌聚集體，應(yīng)避免生成長(zhǎng)而薄的絲菌體，發(fā)酵條件為pH值1.5-2.8，同時(shí)需通入無(wú)菌空氣并伴隨攪拌，發(fā)酵完畢過(guò)濾除去絲菌體及殘存的固體渣滓，濾液用碳酸鈣中和獲得檸檬酸鈣，然后用濃硫酸中和得檸檬酸粗品，再經(jīng)離子交換樹(shù)脂精制、濃縮和結(jié)晶得到成品。以深層發(fā)酵法為主，約占發(fā)酵法產(chǎn)量的80%。

工藝流程：

（1）菌種培養(yǎng)，檸檬酸工業(yè)生產(chǎn)的菌種主要有黑曲霉和解脂假絲酵母等，前者是現(xiàn)在工業(yè)是應(yīng)用最有競(jìng)爭(zhēng)力的菌種。

1、黑曲霉的培養(yǎng)，向密度為1.036g每平方立米左右的麥汁內(nèi)加入25%-30%的瓊脂，然后接入黑曲霉菌種，在31℃左右培養(yǎng)4d。將麩皮、水以1：1的比例摻拌，加入10%碳酸鈣、0.5%的硫酸銨，拌勻后裝入250ml的三角瓶中，用981×1.5KPa壓力滅菌60min,接入上述已培養(yǎng)的菌種，培養(yǎng)96-120h即可使用。

2、解脂假絲酵母培養(yǎng)，該酵母一般都是從含有動(dòng)植物油或礦物油的材料中分離出來(lái)的，經(jīng)富集培養(yǎng)、平板分離培養(yǎng)，所得培養(yǎng)基經(jīng)常規(guī)搖瓶方法初篩，可得培養(yǎng)基，再經(jīng)誘導(dǎo)有種，制得用于工業(yè)發(fā)酵的解脂假絲酵母。這種酵母可由烷烴發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸，也可由糖類發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。

（2）發(fā)酵工藝,目前生產(chǎn)檸檬酸主要有以下3種方法。

1、表面發(fā)酵法,此法又稱淺層發(fā)酵法，其理想原料為甜菜糖蜜。將原料糖蜜先送入煮沸鍋內(nèi)加等體積水煮沸15-30min，依次加黃血鹽和EDTA二鈉鹽煮沸滅菌，再用無(wú)菌水配成含糖蜜12%-16%的發(fā)酵培養(yǎng)基液。加入適量的硫酸銨、磷酸二氫鉀作為氮源和營(yíng)養(yǎng)鹽；將培養(yǎng)基液在45-50℃下送入發(fā)酵室內(nèi)裝入淺底的鋁盤(pán)或不銹鋼盤(pán)中，液層厚度為1.5-2.5cm。按75mg每平方立米干孢子接入黑曲霉干孢，在溫度為35℃、pH＜下發(fā)酵6-12d，而得檸檬成品。糖蜜（40%-50%）消耗定額3t/t。

2、固體表面發(fā)酵工藝將果渣晾干、粉碎后，每100kg干渣加入碳酸鈣2kg碳酸銨0.7kg在蒸鍋內(nèi)常壓下蒸料90min，殺死雜菌及使原料中淀粉糊化；將蒸好的物料攤晾到37℃以下，立即補(bǔ)水接種，種曲用量為干渣質(zhì)量的0.2%-0.3%。將物料裝入曲盤(pán)中，裝料厚度為6-8cm，曲盤(pán)材料可為木質(zhì)、鐵質(zhì)或鋁質(zhì)，盤(pán)底最好是假底或多孔篩板，以利通氣。將曲盤(pán)送進(jìn)曲房，在38-43℃下發(fā)酵80h，用80℃熱水將發(fā)酵物中的檸檬酸浸出后，經(jīng)過(guò)濾、中和、酸解、脫色、濃縮、結(jié)晶等步驟制得檸檬酸成品。

3、深層發(fā)酵法先在發(fā)酵罐內(nèi)配制含量為18%-20%的山芋粉懸浮液，加入α淀粉酶液化，然后于110-115℃保溫滅菌，冷卻后接入黑曲霉菌種，在35℃恒溫下通氣發(fā)酵60-70h，發(fā)酵液pH值為2。產(chǎn)酸含量為12%-15%，終點(diǎn)時(shí)發(fā)酵液含糖小于1%。營(yíng)養(yǎng)物可加入0.2%的無(wú)機(jī)銨鹽，發(fā)酵罐為不銹鋼或內(nèi)壁涂以環(huán)氣樹(shù)脂的碳鋼罐，內(nèi)設(shè)有多層渦輪攪拌器，其轉(zhuǎn)速為50-100r/min，發(fā)酵液經(jīng)板框過(guò)濾機(jī)或真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)渡機(jī)除去菌絲體及固形物，濾液用含量為40%-50%氫氧化鈣水溶液中和生成檸檬酸沉淀。經(jīng)過(guò)濾后，用20%的稀硫酸酸解制得檸檬酸水溶液，酸解溫度為70-80℃檸檬酸水溶液經(jīng)活性炭脫色，離子交換除去金屬、硫酸根、氯根等雜質(zhì)后，進(jìn)入雙效蒸發(fā)器濃縮，蒸發(fā)溫度50-65℃，真空度79.98-93.31kpa,出料含量70%-80%。濃縮液經(jīng)冷卻、結(jié)晶、離心及干燥后制得檸檬酸成品。

消耗定額：山芋粉2.3t/t,α淀粉酶6kg/t,工業(yè)硫酸（98%）1.05t/t,碳酸鈣（98%）1200kg/t，鹽酸（32%）500kg/t，電1200KW·h/t,蒸汽5t/t,水陸聯(lián)運(yùn)。4.5t/t。

（3）檸檬酸的提取經(jīng)發(fā)酵所得的發(fā)酵酸，經(jīng)過(guò)濾出菌體、殘?jiān)?，再?jīng)加石灰乳中和、碳酸鈣過(guò)濾而得碳酸鈣鹽；然后加硫酸酸解、過(guò)濾而得粗酸液；再經(jīng)凈化，通過(guò)吸附脫色和離子交換樹(shù)脂交換，除去前述溶液中酸含有的色素和膠體物質(zhì)，其中有鐵、鈣、銅和鎂等多種金屬陽(yáng)離子，以及硫酸根等雜質(zhì)；然后經(jīng)濃縮到檸檬酸含量20%-25%，通過(guò)在沸騰狀態(tài)下迅速蒸發(fā)，濃縮到70%以上，即可進(jìn)行結(jié)晶。其中中和與酸解兩步反應(yīng)為中和：由檸檬酸與鈣或鈣堿（石灰乳）反應(yīng)制得檸檬酸鈣。酸解：由中和所得檸檬酸鈣用硫酸酸解，可得檸檬酸。

結(jié)晶：不僅要求產(chǎn)品純度高、回收率高，而且對(duì)產(chǎn)品的晶形、晶粒度也有嚴(yán)格要求，這是影響成品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。結(jié)晶的方法有一水檸檬酸結(jié)晶法和無(wú)水檸檬酸結(jié)晶法。

①一水檸檬酸結(jié)晶法當(dāng)濃縮液含量約達(dá)80%、溫度達(dá)55℃時(shí)，已呈過(guò)飽和狀態(tài)，然后將其放入結(jié)晶器中，開(kāi)動(dòng)攪拌，任其自然冷卻，當(dāng)溫度到40℃以下時(shí)，可以刺激起晶或添加晶種，冷卻，控制溫度不超過(guò)36℃，以保證檸檬酸以一水檸檬酸形式析出，如超過(guò)36.6℃則會(huì)結(jié)晶出無(wú)水檸檬酸。當(dāng)結(jié)晶體系溫度到10℃以下，結(jié)晶工序即可結(jié)束，整個(gè)結(jié)晶時(shí)間約為10h。再經(jīng)過(guò)干燥即產(chǎn)品一水檸檬酸。

②無(wú)水物檸檬酸結(jié)晶法生產(chǎn)無(wú)水物檸檬酸結(jié)晶，要求溫度較高，不能用冷卻結(jié)晶器。無(wú)水檸檬酸生產(chǎn)用的蒸發(fā)式結(jié)晶器，必須在真空下操作，因?yàn)椴僮鳒囟炔坏贸^(guò)60℃；溶液在100℃下濃縮到含檸檬酸83%，即可停止加熱，當(dāng)冷卻到46℃左右，經(jīng)加入晶種，可維持溫度在40-45℃，最終降溫到38℃，結(jié)晶完畢。再以低速（50-60r/min)開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，將晶種用噴灑洗滌水洗滌；再經(jīng)烘房干燥，而得無(wú)水檸檬酸成品。

發(fā)酵液中添加鈣、鎂、鈉、鉀等金屬離子，可提高檸檬酸產(chǎn)量10%，添加氨基酸可增加60%-80%。

（四）直接結(jié)晶法　如果發(fā)酵得到的是高純度和近于無(wú)色的檸檬酸水溶液，則在上述步驟中過(guò)濾分離硫酸鈣，但從最后母液中回收檸檬酸仍需要使用沉淀法。

4.煙草：FC，38，50，54；BU，39。