近年来，大气污染防治引起各界关注。本文导语：说起有机酸，大家想到的多是在传统发酵食品中的应用，它的种类大约包含六种：柠檬酸、乳酸、醋酸、葡萄糖酸、衣康酸和苹果酸。这些有机酸都是非常重要的工业原料。柠檬酸在以上有机酸中的市场占有率最高，达到70%以上，而且应用范围广，就连环保、杀菌、化妆品等领域，也都有它的身影(下文说明其在烟气脱硫方面的作用)。小7今天就来介绍一下柠檬酸的生产工艺。
目前，国内多数企业采用深层发酵生产柠檬酸。不同原料的深层发酵工艺大同小异，主要差异在于前面的原料处理工艺，而发酵的区别仅在于两个方面，即是否采用种子培养和是否采用补料工艺。下面重点介绍薯干粉深层发酵工艺流程：
发酵过程
发酵过程一般包括原料(薯干)粉粹处理、种子罐培养及发酵罐培养，其工艺过程如图1所示。
薯干粉碎采用锤式粉碎机粉碎。粉碎要求较细，一般粒度在0.4mm左右。薯干粉的液化由外加液化酶完成，其工艺采用连续液化法，淀粉酶在搅拌桶中加入，通过喷射加热器升温后进入维持罐，达到液化要求后加入培养基其他成分，泵入连消塔升温灭菌，进入维持罐，最后喷淋冷却，进入发酵。由于黑曲霉能够产生糖化酶，因而后续的糖化是由发酵菌种(黑曲霉)自动完成的。液化法是我国柠檬酸生产工艺的特色方法。
发酵中多数采用种子培养工艺。种子罐培养基冷却到(33加或减1)℃左右接菌种，在(33加或减1)℃左右通风培养20～30h，由无菌压缩空气(经接种)通入发酵罐中，发酵培养基也冷却至(33加或减1)℃左右接种，发酵在(34加或减1)℃左右进行。通风搅拌培养4天，发酵度不再上升，残糖降到2g/L以下时，立即泵送到贮罐中，及时进行提取。
柠檬酸的提取
从柠檬酸发酵液制备结晶柠檬酸一般包括三个步骤：
► 去除菌丝和其他固形物得到滤液;
► 用各种物理和化学方法处理滤液，得到初步纯化的柠檬酸溶液;
► 初步纯化的柠檬酸溶液经精制后浓缩得到结晶柠檬酸。
柠檬酸的提取方法有五种：钙盐法，溶剂萃取法，电渗析法，液膜法和逆向渗透法。
[pagebreak]目前，国际上普遍采用钙盐法，即在发酵液中加石灰乳，将柠檬酸以钙盐形式从发酵液中分离出来。国内采用的钙盐方法工艺路线如下：
提取方法如图2所示
发酵液经过加热处理后，滤去菌体等残渣，在中和桶中加入石灰乳中和，使柠檬酸以盐的形式沉淀下来，废糖水和可溶性杂质则过滤除去。柠檬酸钙在酸解槽中加入H2SO4酸解，使柠檬酸分离出来，形成的硫酸钙(石膏渣)被滤除，作为副产品利用，得到的粗柠檬酸溶液通过脱色和离子交换净化，除去色素和胶体杂质以及无机杂质离子。净化后的柠檬酸溶液浓缩后结晶出来，离心分离晶体，母液则重新净化后浓缩、结晶。柠檬酸晶体经干燥和检验后包装出厂。
应用领域如此广泛
► 用于化工和纺织业
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。
服装的甲醛污染已是很敏感的问题，柠檬酸和改性柠檬酸可制成一种无甲醛防皱整理剂，用于纯棉织物的防皱整理。不仅防皱效果好，而且成本低。
► 用于环保
柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。中国煤炭资源丰富，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。研究有效的脱硫工艺，实为当务之急。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。
► 用于禽畜生产
在仔猪饲料中添加柠檬酸，可以提早断奶，提高饲料利用率5%～10%，增加母猪产仔量。在生长育肥猪日粮中添加1%～2%柠檬酸，可提高日增重，降低料肉比，提高蛋白质消化率，降低背脂厚度，改善肉质和胴体特性。柠檬酸稀土是一种新型高效饲料添加剂，适用于猪、鸡、鱼、虾、牛、羊、兔、蚕等各种动物，具有促进动物生长，改善产品品质，提高抗病能力及成活率，提高饲料转化率，缩短饲喂周期等特点。
► 用于化妆品
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。角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落，毛孔的收细，黑头的溶解等。
► 用于杀菌
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。享有“西餐之王”美誉的柠檬具有很强的杀菌作用，对食品卫生很有好处，再加上柠檬的清香气味，人们历来喜欢用其制作凉菜，不仅美味爽口，也能增进食欲。
► 用于医药
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。该品在输血或化验室血样抗凝时，用作体外抗凝药。
