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一水檸檬酸
    發布時間: 2020-01-13 18:06    

RUICHANG CHEMICAL PRODUCTS

檸檬酸(Citric Acid,簡稱CA)是一種重要的有機酸,又名枸櫞酸,無色晶體,常含一分子結晶水,無臭,有很強的酸味,易溶于水。其鈣鹽在冷水中比熱水中易溶解,此性質常用來鑒定和分離檸檬酸。結晶時控制適宜的溫度可獲得無水檸檬酸。在工業,食品業,化妝業等具有極多的用途。

食品工業

檸檬酸是世界上用生物化學方法生產的產量最大的有機酸, 檸檬酸及鹽類是發酵行業的支柱產品之一,主要用于食品工業,如酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、風味增進劑、膠凝劑、調色劑等。 [12]
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館藏水果的風味,提高某些酸度較低的水果罐藏時的酸度(降低pH值),減弱微生物的抗熱性和抑制其生長,防止酸度較低的水果罐頭常發生的細菌性脹罐和破壞。在糖果中加入檸檬酸作為酸味劑易于和果味協調。在凝膠食品如果醬、果凍中使用檸檬酸能有效降低果膠負電荷,從而使果膠分子間氫鍵結合而凝膠。在加工蔬菜罐頭時,一些蔬菜呈堿性反應,用檸檬酸作pH調整劑,不但可以起到調味作用,還可保持其品質。檸檬酸所具有螯合作用和調節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,延長食品保存期。

金屬清洗

檸檬酸是通過微生物發酵生產的有機酸,在洗滌劑生產當中進行應用比較廣泛,其自身的特異性以及螯合作用發揮起到了積極作用。檸檬酸在實際的使用過程中,有著良好的性能體現,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,這是安全的食品級微生物。檸檬酸的使用對環境不會造成影響,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,主要及時檸檬酸鹽對錳離子以及鐵離子等有著比較強的螯合能力,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,酸洗作為化學清洗中的一個比較重要的環節,和無機酸相比較而言,檸檬酸的酸性相對比較弱,所以對設備所產生的腐蝕性也比較小,檸檬酸清洗的安全可靠性比較強,廢液也比較容易處理,對人體不會造成危害。 
(1)檸檬酸清洗機理
檸檬酸對金屬腐蝕小,是一種安全清洗劑,由于檸檬酸不含有Cl-,故不會引起設備的應力腐蝕,它能夠絡合Fe3+,削弱Fe3+對腐蝕的促進作用。 
檸檬酸可溶解氧化鐵和氧化銅,生成檸檬鐵、銅的絡合物,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。 
檸檬酸及其衍生物以其特殊的理化性能,在化學清洗等許多領域都有很廣闊的用途。 
(2)檸檬酸清洗管道
這是針對高雜質硬水質的最新清洗技術,利用食品級檸檬酸軟化頑固水垢,再以微電腦控制水流與氣動,產生水流震蕩,使水管內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,最快速安全有效的施工法,不使用臭氧或化學試劑且費用低。 
(3)復配表面活性劑清洗燃氣熱水器
檸檬酸、AES和苯并三氮唑配制的化學清洗劑清洗已使用多年的燃氣熱水器,將清洗劑注入倒置的熱水器中,浸泡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]
(4)清洗飲水機
用食用檸檬酸(粉末狀)用水稀釋,注入飲水機加熱內膽中,浸泡20min左右。最后用清水反復沖洗內膽,直至干凈為止,無毒且效果好。 

精細化工領域

檸檬酸屬于果酸的一種,主要作用是加快角質更新,常用于乳液、乳霜、洗發精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。檸檬酸在化學技術上可作化學分析用試劑,用作實驗試劑、色譜分析試劑及生化試劑;用作絡合劑,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浮;提高表面活性劑的性能,是一種優良的鰲合劑;可用作測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。我國煤炭資源豐富,是構成能源的主要部分,然而一直缺乏有效的煙氣脫硫工藝,導致大氣SO2污染嚴重。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、無毒、化學性質穩定、對SO2吸收率高等原因,是極具開發價值的脫硫吸收劑。 
在傳統的染色整理工藝中, 整理通常是在染色之后進行的。由于整理中的交聯處理,常常會導致色牢度和色差的問題,特別選用還原牲催化劑時,這種現象更加明顯。用1步法對織物進行處理,不僅可以降低成本、縮短生產時間,而目可以避免色牢度及色差問題。目前染色整理同步進行主要用于棉、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,但一步法更能節省能源、工藝簡單,污染小,因此具有好的發展前景。 
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象。 
檸檬酸酯類,已經美國食品和藥物管理局批準,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。乙酰化、丁酰化檸檬酸酯可用于甲基丙烯酸甲酯聚合物的發泡劑、丙烯酰胺的穩定劑、聚酰胺黏合劑的引發劑、聚氯乙烯的增塑劑等。特別是檸檬酸丁酯和乙酰化檸檬酸三丁酯,是舉世公認的無毒增塑劑。本身除無毒外,在相容性,耐抽出性,低揮發性等方面性能更為優越。如乙酰化檸檬酸三己酯、丁酰化檸檬酸三丁酯可用于生產衛生要求高的成分輸血管與導管等。 

殺菌及凝血過程

檸檬酸與80℃溫度聯合作用具有良好殺滅細菌芽孢的作用,并可有效殺滅血液透析機管路中污染的細菌芽孢。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合物,因而降低了血中鈣離子濃度,使血液凝固受阻。

動物養殖

檸檬酸,又稱枸櫞酸、2-羥基丙三羧酸,在機體三羧酸循環中由乙酰輔酶 A 和草酰乙酸羧合而成,參與體內糖、脂肪和蛋白質代謝。 天然的檸檬酸存在于植物(如檸檬、柑橘、菠蘿等)果實和動物的骨骼、肌肉、血液中,人工合成則通過砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物質發酵制得。 在配合飼料中添加檸檬酸可消毒,預防霉變,防止沙門氏菌等感染動物飼料。 動物采食檸檬酸可減少病原體的增殖和抑制有毒代謝產物產生,提高動物應激力。 
(1)提高采食量促進營養物質消化吸收
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的味蕾細胞,使唾液分泌增多,起到調味劑的作用,增強動物食欲,從而提高動物的采食量。日糧中添加檸檬酸可使日糧 pH 降低,動物采食后,胃內酸度下降,無活性的胃蛋白酶原轉化為有活性的胃蛋白酶,或直接刺激消化酶的分泌;另外,酸性食糜進入小腸后,刺激小腸分泌腸抑胃素,使之反射性抑制胃蠕動,延緩胃排空的時間,使食糜通過腸道的時間增長,促進營養物質的消化。
(2)促進腸道菌群健康
有機酸可以進入細菌的細胞壁,使細菌內部和外部出現pH梯度變化,抑制細菌生長。常見的幾種病原菌生長的適宜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境繁殖。檸檬酸使胃腸道內pH下降, 腸道內乳酸菌等益生菌得到良好的生長條件,從而維持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡。
(3)增強機體抗應激和免疫能力
免疫活性細胞,即T淋巴細胞和B淋巴細胞,對機體起著免疫監視作用。研究表明,肉雞飼喂檸檬酸可使免疫活性細胞具有較高的密度,使雞處于較好免疫狀態,可抑制腸道致病菌繁殖和預防傳染病的發生。 
(4)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, 提高配合飼料的穩定性并延長貯存期。

生產廢水治理方法

編輯

主要來源

通常情況下,淀粉類物質為檸檬酸的主要來源。首先將淀粉質的原料粉碎,然后給粉碎的原料加入適量的水并攪拌,將拌合料進行發酵,發酵之后通過過濾得到濾液,在濾液中加入碳酸鈣發生中和反應,過濾出檸檬酸鈣,使用硫酸對檸檬酸鈣進行酸解并過濾,對濾液進行離子交換脫色,之后濃縮、結晶,再干燥就得到了白色粉末狀的檸檬酸。 [16] 
檸檬酸生產廢物主要來自發酵和提取工序中產生的廢中和液、濃糖水、洗糖水、洗罐水和洗濾布水,洗罐水的濃度最高,但相對于濃糖水,其水量較小,濃糖水的水量最大,且濃度較高,剩余各項廢水的濃度以及水量都較低。 

處理檸檬酸生產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外處理檸檬酸生產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。首先使廢水在經過反應器底部之后進入到內筒,然后廢水不斷上升直至達到反應器最頂端的水分布器,再利用虹吸管將廢水導入馴化好的污泥中,不斷進行混合,厭氧菌將廢水里的有機物分解成沼氣,利用三相分離器將沼氣、污泥與水分離并各自排出。此種方法的優點為處理效果好、操作比較簡單以及剩余的污泥較少等,上流式厭氧污泥床處理檸檬酸廢水的工藝流程如圖所示。 
上流式厭氧污泥床處理檸檬酸廢水的工藝流程圖上流式厭氧污泥床處理檸檬酸廢水的工藝流程圖
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廢水,而這種好氧微生物就稱為活性污泥。活性污泥中的微生物占有比例較大,其中細菌在分解過程中發揮凈化作用,其主要通過降解有機廢水中的可降解成分,從而達到凈化廢水的目的。活性污泥分解廢水中有機物的步驟:(1)將有機物吸附于污泥表面,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物;(3)將分解的廢水進行凝聚并經過沉淀作用,從而達到分解有機廢水的目的。 

光合細菌法

光合細菌屬于一種微生物,在不同的水域都有分布。通常情況下,光合作用都會產生氧氣,而這種細菌在光合作用下能夠合成營養物質以滿足自身需求,并且在光合作用的過程中不產生氧氣。光合細菌在水中發揮的作用較大,對于碳、硫等物質的循環有著至關重要的作用。光合細菌體內含有較多的蛋白質,其體內也包含各種維生素,葉酸與酵母相比含量高出很多。除此之外,光合細菌中還含有抗病毒物質,所以經常在養殖動物的食物中添加光合細菌,進而提高動物的抗病能力。光合細菌處理廢水的步驟較為簡單,并且使用該方法能夠達到很好的效果,不會對水體產生二次污染,處理后的水不含有毒物質,因此處理過的水可以發揮作用,從經濟角度來看利用此種方法處理廢水產生的成本較低,便于管理。

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