Zitronensäure

Zitronensäure Chemische Eigenschaften, Verwendung, Herstellung

Verbreitung in der Natur

Zitronensäure ist in der Natur weit verbreitet, in Pflanzen wie Zitrone, Orange, Ananas, Johannisbeere, Himbeere, Traubensaft Obst und Tierknochen, Muskeln, Blut gefunden. Zitronensäure wird aus Zucker, Stärke, Melasse, Weintrauben und anderen zuckerhaltigen Stoffen durch Gärung hergestellt und kann in wasserfreie und zwei Arten von reinem Hydrat unterteilt werden. Zitronensäure ist ein farbloser, transparenter Kristall oder ein weißes Pulver, geruchlos und hat einen attraktiven Säuregehalt. Transluzente farblose Kristalle, die aus konzentrierter wässriger Lösung von Wärme in der wasserfreien Schmelzpunkt ist 153℃. Transluzente farblose Kristalle aus Wasser-Lösung ist ein Wasserenthärtung, die Dichte ist 1,542,75 bei etwa 100℃Schmelzen. Eine Wasserkomponente kann Wasser in trockener Luft verlieren. Es ist eine starke organische Säure. Es ist löslich in Wasser, Ethanol und Ether. Verwendet bei der Herstellung von Medikamenten, Soda, Süßigkeiten, auch als Metall-Reinigungsmittel, Beizmittel.
Viele Arten von Obst und Gemüse, vor allem Zitrusfrüchte enthalten mehr Zitronensäure, vor allem Zitrone und Limette – sie enthalten eine Menge von Zitronensäure, nach dem Trocknen, ist der Inhalt bis zu 8% (in den Saft Inhalt ist etwa 47 g / l). Bei den Zitrusfrüchten liegt der Gehalt an Zitronensäure zwischen 0,005 mol/L bei Orange und Traube und 0,30 mol/L bei Zitrone und Limette. Der Gehalt variiert je nach Sorte und Pflanzenwachstum.

Physikalisch-chemische Eigenschaften

Zitronensäure ist das Zwischenprodukt der Pflanzen einer natürlichen Zusammensetzung und physiologischen Stoffwechsel, ist auch eine der organischen Säuren weit verbreitet im Bereich der Lebensmittel, Medizin, chemische Industrie. Es ist farblos transparent oder durchscheinend Kristall, oder körnig, Partikel-Pulver, geruchlos, obwohl hat starke sauer, aber einen angenehmen, leicht adstringierendem Geschmack. In der warmen Luft allmählich zerfallen, in der feuchten Luft, ist es leicht zerfließen.

Zitronensäure hat die Eigenschaften einer mehrbasigen Säure, kann Ester, Salze und Amide, aber keine Anhydride bilden; Carboxyl- und Hydroxylgruppen und Metallionen können Komplexe oder Chelate bilden; Zitronensäure ist eine starke Säure, für Kohlenstoffstahl hat starke korrosive Wirkung, aber ist Edelstahl ohne korrosive Auswirkungen; im Falle von starken Oxidationsmittel wie Kaliumpermanganat, kann es oxidiert werden, um Oxalsäure zu erzeugen; und geschmolzenem Kaliumhydroxid, wird dieses Produkt in Oxalsäure und Essigsäure zersetzt; erhitzt werden kann zersetzt. Ratte perkutane LD50 ist 975mg/kg.

(1) Reaktion mit Säure
Zitronensäure und rauchende Schwefelsäure gemischt, bei Raumtemperatur, die aconitic Säure produzieren, leichtes Erhitzen kann 3-Ketoglutarat erzeugen. Die Mischung aus Zitronensäure und konzentrierter Schwefelsäure, Temperatur bei 40℃ in Aceton und CO2, CO, etc.; wenn auf 150℃ erhitzt, um Aconitsäure Anhydrid zu erzeugen; erzeugen doppelte Kang Säure (Diconsäure) C9H10O6 und CO Heizung auf 200 ℃, CO2 und so weiter.
Wenn die Sulfatkonzentration weniger als 94% ist, erzeugen 3-Ketoglutarsäure bei niedriger Temperatur; wenn die Sulfatkonzentration weniger als 60% ist, wenn erhitzt, um Aconitsäure zu erzeugen.
Wasserfreie Zitronensäure und 1 Portionen Salpetersäure und 2 Kopien der Wirkung von Schwefelsäure bilden Salpetersäureester C3H5 (ONO2) (COOH)3, es löst sich nicht in Ether, und Barium und Blei kombinieren, um unlösliche Salze zu bilden.
(2) Reaktion mit Alkali
Die Zitronensäure wird mit K2CO3 oder KOH oder Salpetersäure verschmolzen, um Oxalsäure und Essigsäure oder andere Salze zu erhalten.
Zitronensäure und Natriumsalz (wie NaCl) verkohlen, um Aceton zu erhalten.
Zitronensäure wird in alkalischer Lösung zum Kochen gebracht, um Acrylsäure (C3H4O2) zu erhalten.
Die herkömmliche Säure-Base-Neutralisierungsreaktion von Zitronensäure kann verschiedene Arten von Salzen produzieren.
(3) die Wirkung von Glycerin
Zitronensäure und Glycerin gemischt durch trockene Destillation, um Aceton, CO, CO2 und Glycerin in den Ether Aceton-Säureester zu erhalten.
Die Mischung aus Zitronensäure und Glycerin werden auf 100 ℃ erhitzt, und erzeugen Zitronensäureester von Glycerin, die Substanz wie Glas ist. Wenn große Menge an Glycerin und erhitzt auf 170℃ zu erhalten Citronella Diglycerin (Citrodiglycerin C12H18O11).
Zitronensäure und Glycerin, die nach dem Molverhältnis von 1:3 Wärme kann Zitronensäureglycerid werden. Mit unterschiedlichen molaren Verhältnis von denen können unterschiedliche Eigenschaften der harzigen Substanz zu erhalten, und einige waren Gel oder feste Form, einige nicht in Wasser auflösen, einige Lösung in Wasser. Wenn Tungöl oder Öl und Stearinsäure auf 100℃ erhitzt werden, können synthetische harzige Substanz schrumpfen, ist es als Farbe und Kunststoff-Additive oder spezielle Lösungsmittel verwendet.

Entdeckungsgeschichte

Zitronensäure wurde im achten Jahrhundert von dem iranischen Alchemisten Jaber entdeckt.
Im Jahr 1784 kristallisierte C.W. Scheler erstmals die Zitronensäure aus dem Zitronensaft, der durch Zugabe von Kalk zum Fruchtsaft hergestellt wurde, um einen Calciumcitrat-Niederschlag zu bilden.

Natürliche Zitronensäure ist in der Natur sehr weit verbreitet, sie ist in Pflanzen wie Zitrone, Zitrusfrüchten, Ananas und anderen Früchten sowie in tierischen Knochen, Muskeln und Blut enthalten. Ursprünglich wird sie im Bundesstaat Kalifornien in den Vereinigten Staaten, in Italien und auf den Westindischen Inseln hergestellt. Die Ausbeute der Italiener steht an erster Stelle.
Der Prozess der Zitronensäuregärung begann im späten neunzehnten Jahrhundert.
Im Jahr 1893 fand Wemmel heraus, dass Penicillium Zucker als Rohstoff zur Herstellung von Zitronensäure verwendet. Doch bis der Erste Weltkrieg die italienischen Zitronenexporte behinderte, nutzte die Industrie mikrobielle Verfahren zur Herstellung von Zitronensäure, die nicht auf die Tagesordnung gesetzt wurden.
Im Jahr 1913 berichtete B. zahorski Niger kann Zitronensäure produzieren.
Im Jahr 1916 verwendeten Tom und Curry Aspergillus für einen Test, der bestätigte, dass die meisten Schimmelpilze wie Aspergillus awamori, Aspergillus oryzae, Wens Aspergillus, Trichoderma viride und Aspergillus Niger Zitronensäure produzieren können, wobei Aspergillus niger die stärkere Fähigkeit zur Säureproduktion besitzt. Wie Currie von Aspergillus niger für die getesteten Stämme, in 15% Saccharose Brühe in der Fermentation, die Absorption von Zucker Rate ist 55%.
Im Jahr 1923, die Vereinigten Staaten Fieser Unternehmen baute die weltweit erste zu Aspergillus niger flachen Tablett Fermentation von Zitronensäure Fabrik. Dann Belgien, Großbritannien, Deutschland, die Sowjetunion Studien in Folge erfolgreiche Fermentation von Zitronensäure. Auf diese Weise, unter Berufung auf aus Zitrusfrüchten extrahieren natürliche Zitronensäure-Methode durch allmählich durch Fermentation Methode ersetzt.
Vor 1950, die Zitronensäure-Produktion verwenden Fermentation. Im Jahr 1952 übernahm das amerikanische Meyers-Labor die Methode der Tiefenfermentation für die großtechnische Herstellung von Zitronensäure. Seitdem hat sich die Methode der Tiefenfermentation allmählich durchgesetzt. Die tiefe Fermentation Zyklus ist kurz, hohe Ausbeute, arbeitssparend, kleine Stellfläche, einfach zu realisieren Instrumentensteuerung und kontinuierliche, die Fertigungstechnologie ist immer noch die meisten die wichtigste Methode der Herstellung. Bei dieser Technologie wird Niger in ein Medium gegeben, das Saccharose oder Glukose enthält, die zur Herstellung von Zitronensäure gezüchtet werden. Zu den Kohlenhydratquellen gehören Maissirup, Melasse-Fermentationsflüssigkeit, das Hydrolysat von Maismehl oder andere billige Zuckerlösungen. Bei der Entfernung von Schimmel nach der Zugabe von Calciumhydroxid zu der verbleibenden Lösung in der Reaktion von Zitronensäure, Zitronensäure Calciumausfällung, nach der Trennung und Zugabe von Schwefelsäure kann Zitronensäure erhalten werden.

Die Anwendung in der Lebensmittelindustrie

Zitronensäure ist bekannt als das erste essbare saure Mittel, China GB2760-1996 ist Anforderungen für die Verwendung von Lebensmitteln Säureregulator zu ermöglichen. In der Lebensmittelindustrie weithin als saures Mittel, Lösungsmittel, Puffermittel, Antioxidans, Entfernen von Fischgeruch Entfernen Süßungsmittel, Chelatbildner, seinen spezifischen Zweck, zahlreiche Aufzählung verwendet.
1. Getränke
Nach nationalen und internationalen Statistiken macht der Gesamtverbrauch der Getränkeindustrie 75%~80% der gesamten Zitronensäureproduktion aus. Zitronensäure Saft ist einer der natürlichen Zutaten, nicht nur den Geschmack der Früchte, sondern auch Solubilisierung Puffer, antioxidative Wirkung, das Getränk Zucker, Geschmack, Pigment und andere Zutaten Mischung der Koordinierung, die Bildung von harmonischen Geschmack und Aroma, kann der Widerstand der antiseptischen Wirkung von Mikroorganismen zu erhöhen. Daher ist es weit verbreitet in der Vorbereitung der verschiedenen Arten von alkoholfreien Getränken wie Obst, Obst von Soda Säure im Allgemeinen 0,10% ~ 0,25% verwendet. In der Verantwortung der CO2-Getränke, wie Wasser, Saft, Zucker, Säure, Pigment, Duft-Mischung, Zitronensäure wird verwendet, um den pH-Wert auf einen bestimmten Säuregehalt, so dass das Produkt Titration der Säuregehalt in 0,25% ~ 0,40%. Die Zellstoff-Typ Getränkepulver, kann der Gehalt an Zitronensäure auf 1,5% ~ 5,0% erhöht werden. in den letzten Jahren, mit der städtischen und ländlichen Menschen den Lebensstandard weiter zu verbessern, alle Arten von Getränken Nachfrage stark gestiegen und kann vorhergesagt werden, dass in der Zukunft der Verbrauch von Zitronensäure in der Getränkeindustrie wird dramatisch zunehmen.
2. Marmelade und Gelee
Die Rolle der Zitronensäure in Marmeladen und Gelees und in Getränken ist ähnlich, die Regulierung des pH-Wertes und das Produkt sauer zu geben, muss der pH-Wert auf die am besten geeignete für Pektin Kondensation von sehr engen Bereich eingestellt werden. Je nach Art des Pektins kann der pH-Wert zwischen 3,0 und 3,4 liegen. Bei der Herstellung von Marmelade kann es den Geschmack verbessern und die Kristallisation von Saccharose verhindern.
3. Süßigkeiten
Zitronensäure wird der Süßigkeit zugesetzt, die den Säuregehalt erhöhen und die Oxidation verschiedener Komponenten und die Saccharosekristallisation verhindern kann. Allgemeine saure Bonbons enthalten 2 % Zitronensäure. Gekochter Zucker, die massecuite Abkühlungsprozess ist, um Säure und Pigment, Essenz, zusammen. Pektin Bonbons Produktion von Zitronensäure kann sauren Geschmack und Gel Stärke erhöht zu regulieren. Wasserfreie Zitronensäure ist für Kaugummi und Pulver Lebensmittel verwendet.

4. Tiefkühlkost
Zitronensäure hat die Eigenschaften der Chelatbildung und Regulierung des pH-Wertes, kann die Rolle von Antioxidantien und Enzym-Inaktivierung zu stärken, kann zuverlässiger die Stabilität von Tiefkühlkost zu gewährleisten.
Zitronensäure allein oder in Kombination mit Ascorbinsäure hilft, die Haltbarkeit von gefrorenem Fisch und Schalentieren zu verlängern, was die Ursache für den Verderb von Fischen und Schalentieren durch Enzyminaktivierung und Chelatisierung von Mikroelementen beseitigen kann. Seafood-Produkte vor dem Einfrieren ist in 0,25% Zitronensäure und 0,2% ISO Ascorbinsäure-Lösung einweichen, ist förderlich für die Erhaltung. Für die Erhaltung von frischem Schweinefleisch und verhindern, dass Korruption hat auch eine Wirkung.Zitronensäure hemmte auch die gefrorenen Früchte Farbe und Aroma Verschlechterung. Dies ist auch die Unterdrückung der Frucht Enzymsystem und verhindern die Oxidation von Spurenelementen. Zum Beispiel: 0,1% ~ 0,3% Zitronensäure und 0,001 bis 0,002% Isoascorbinsäure Kombination ist wirksam.

Anwendungen in der pharmazeutischen Industrie

Brause ist ein beliebtes orales System zur Freisetzung von Wirkstoffen, Zitronensäure und Natriumcarbonat oder Natriumbicarbonat-Lösung gemeinsame Reaktion produzieren große Mengen von CO2 (dh Brause) und Natriumcitrat, kann schnell auflösen und verbessern die Fähigkeit, den Geschmack des pharmazeutischen Wirkstoffs. Zum Beispiel erhöhen die kathartische und schmerzstillende Mittel Auflösung. Zitronensäure-Sirup ist Fieber-Patienten mit alkoholfreien Getränken, Aroma-, Kühl-und Entgiftungs-Effekt.
Zitronensäure ist weit verbreitet in einer Vielzahl von Nährstoff mündlichen Flüssigkeit, Puffer pH-Wert ist 3,5 ~ 4,5, die Aufrechterhaltung der Stabilität des Wirkstoffs, stärken die konservierende Wirkung. Kombiniert mit Zitronensäure und Fruchtgeschmack, geben die Menschen wie süß-sauren Geschmack, um die Drogen der bitteren, vor allem traditionelle chinesische Medizin Vorbereitung zu verbergen, 0,02% der Zitronensäure ist in der flüssigen Zutaten, die Eisen-und Kupfer-Komplex-Bildung verfolgen kann, verzögert den Abbau von Wirkstoff. In den Mund Kautabletten von 0,1% ~ 0,2% Zitronensäure Tabletten können den Geschmack, Zitronengeschmack zu verbessern.
Die oben genannten Informationen werden von der Chemicalbook Hayan bearbeitet.

Anwendungen in der Industrie

1. Metallreinigung
Die Verwendung von Zitronensäure als unedle Metallreinigungsformel kann die Oxide, die sich auf der Oberfläche von Eisen- und Nichteisenmetallen gebildet haben, effektiv entfernen, da es sich um eine schwache organische Säure handelt, die leichte Schäden an der Oberfläche der Metallschicht verursachen kann. Allerdings, wie ein Metall-Ionen-Chelat-Agent beschleunigt die Migration von Metall-Oxid, das saure System in vielen Stahl-Padding, um die Metall-Oxide Riss und die Erosion von hochfesten Stahl Versprödung sinkt auf ein Minimum, von Zitronensäure Rost zu ersetzen anorganische Säure.

In den Kessel, Heizung, Überhitzer Rohre und reinigen Sie den Reaktor und Edelstahl-Ausrüstung häufig verwendeten Zitronensäure Vorwäsche und Reinigung zu entfernen, Eisen, Kupferoxid, vor allem dort, wo Chlorid ist nicht zulässig. Zitronensäure Lösung Reinigung Reaktion ist höher als die unter der Bedingung von 37,8℃, unter 37,8℃ Reinigung Zeit sollte entsprechend verlängert werden. Durch die geschätzte Fällung Erhöhung oder Verringerung der Menge, um die Dosierung von Zitronensäure und wechselnden Bedingungen anzupassen.
Zitronensäure ist ein effizienter Chelatbildner Reinigungsmittel, das Kalzium, Magnesium, Eisen, Chrom, Kupfer und anderen Schmutz wirksam, weithin für eine Vielzahl von Metall-Oberflächenreinigung verwendet werden, waschen Abwasser kann biologisch abbaubar nicht verschmutzende Umwelt sein.
In den letzten Jahren, Zitronensäure ist für die Metallreinigung der chemischen Verarbeitung, und eignet sich für die Abfälle Lösungsmittel ohne Verschmutzung der podzolization, in Asche molekulare Verbrennung von Zitronensäure in CO2 und Wasserdampf und wertvolle Metalle können aus der Asche für toxische oder radioaktive Elemente können für die chemische Behandlung geschlossen werden.
2. Waschmittel
Natriumcitrat könnte Dekontamination Leistung zu erhöhen. In vielen Haushaltsreinigungsmitteln kann die Beschleunigung des biologischen Abbaus, die als Ersatz für Phosphat verwendet werden kann, eine große Anzahl von Anwendungen in Waschmittel, Reinigungsmittel, Zitronensäure und Natrium-Aluminium-Silikat zusammen mit einer Verbesserung der Reinigungsmittel Reinigung ist sehr effektiv. Diese Art von Produkten verwenden industrielle Qualität von 50% Zitronensäure-Lösung als Rohstoffe. In der Synthese von Nicht-Waschmittel-Lösung, weil Zitronensäure Puffer Aktion und chelatiert Spurenmetall Fähigkeit, daher auch für die Warmwasser-Extraktion der Teppichreiniger, Schaumbad und Textil-Weichspüler.
3. nicht Boden Anbau
Im Ausland verwenden Spurenelement Nährstoff Flüssigkeit für Pflanzen erdlosen Kultur, die sehr häufig gewesen ist, zu Hause begann auch die Entwicklung. Um einige Kupfer im Boden, überschüssige Zink, Mangan, Chrom und andere Elemente zu entfernen, die allgemeine Verwendung von Zitronensäure Chelat solche Elemente. Mit Zitronensäure anstelle von Phosphat kann zufriedenstellende Wirkung auf die Erhöhung der Ausbeute zu erreichen.
4. Anwendung von Mineralien und Pigmente
Zitronensäure hat Leistung verteilt, kann es die Viskosität von einigen wichtigen Gülle Rohstoff zu reduzieren. In Bergbaugebieten wie Phosphatgestein Pulver in hydraulischen Transport viskose Probleme oft der Hauptgrund für den Ausbau der Ton, die Zitronensäure Behandlung kann die Expansion zu kontrollieren, ist die rohe Schlamm leicht zu transportieren. Zitronensäure kann auch die Fällung konzentrierten Rohstoff aus Titandioxid die Leichtigkeit der Handhabung und die allgemeine Form des Transports zu reduzieren. Zitronensäure kann auch für niedrige Pulp Sizing, Farbe und Textil-Rohstoffe Verarbeitung und TiO2-Dispersionen verwendet werden.

Krebs-Zyklus

Zitronensäure ist eine wichtige Verbindung im Prozess der Umwandlung von Fett, Eiweiß und Zucker in Kohlendioxid in der Physiologie.
Diese Reaktionen sind fast alle metabolischen Kernreaktivität, und liefern Energie für höhere Organismen. Hans Adolf Krebs wurde wegen der Entdeckung dieser Reaktionsreihe 1953 mit dem Nobelpreis für Physiologie, Wissenschaft oder Medizin ausgezeichnet. Diese Reaktionsreihe wird „Zitronensäurezyklus, Tricarbonsäurezyklus oder Krebszyklus“ genannt.

Solubility in water

10℃-54.0%;20℃-59.2%;30℃-64.3%;40℃-68.6%;50℃-70.9%;
60℃-73.5%;70℃-76.2%;80℃-78,8%;90℃-81,4%;100℃-84,0%

Chemische Eigenschaften

Zitronensäure ist ein farbloser, kristalliner Feststoff. Sie ist in Wasser und Alkohol löslich. Sie ist in vielen Pflanzen, vor allem in Zitrusfrüchten, enthalten. Bei der Reaktion von Calciumcitrat mit verdünnter Schwefelsäure entstehen Zitronensäure und Calciumsulfat, die durch Filtration abgetrennt werden können. In der Lebensmittelindustrie wird Zitronensäure als Aromastoff und als Antioxidationsmittel verwendet. Zitronensäure wird zusammen mit Propylenglykol und butyliertem Hydroxyanisol als Stabilisator für Fette, Schmierstoffe und Talg verwendet. Beim Ätzen, Färben und Drucken von Textilien wird Zitronensäure in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, und sie wird auch zur Einstellung des pH-Werts in bestimmten galvanischen Bädern verwendet.

Verwendungen

Zitronensäure und ihre Citratverbindungen werden in Hunderten von Anwendungen eingesetzt. Die weltweite Produktion von Zitronensäure belief sich 2005 auf 1,6 Millionen Tonnen, wobei China etwa 40 % des weltweiten Angebots produzierte. In den Vereinigten Staaten werden etwa 65 % der Zitronensäure in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet. Zitronensäure wird als Säuerungsmittel verwendet, um den Säuregrad zu erhöhen, den pH-Wert zu regulieren, als Konservierungsmittel und Antioxidationsmittel, als Metallchelator und zur Stabilisierung von Farbe und Geschmack.Zitratsalze können als Nahrungsergänzungsmittel für Mineralien und Metalle verwendet werden; beispielsweise wird Kalziumzitrat als Kalziumzusatz verwendet.Die zweitgrößte Verwendung von Zitronensäure ist in Wasch- und Reinigungsmitteln. Natriumcitrat wird als Builder verwendet. Die Fähigkeit der Zitronensäure, Metalle zu chelatisieren, macht sie zu einem nützlichen Wasserenthärtungsmittel, das auch bei der Reinigung helfen kann. Etwa 10 % der Zitronensäureproduktion werden in der pharmazeutischen Industrie verwendet. Zitronensäure wird in der Pharmazie vor allem als Erfrischungsgetränk in Kombination mit Karbonaten oder Bikarbonaten verwendet, wie z. B. in Alka-Seltzer. Als Erfrischungsgetränk verbessert sie den Geschmack, puffert und verbessert die Löslichkeit von Inhaltsstoffen. Es wird auch in Arzneimitteln verwendet, um ihnen einen herben Geschmack zu verleihen, um unangenehme medizinische Aromen zu überdecken, die Stabilität zu erhalten und als Puffer zu dienen.

Methoden der Produktion

Zitronensäure ist aus Zitronensäure, Extraktion von Orangen und anderen Früchten, aber auch Oxalacetat und Vinylketon als Rohstoff der synthetischen Methode, aber im In-und Ausland in der heutigen Zeit, die industrielle Produktion Methoden sind Fermentation. Bei der Fermentation gibt es die Feststofffermentation, die flache Schalenfermentation und die Unterwasserfermentation. In China, mehr als 80% der Zitronensäure sind in Süßkartoffel-Pulver als Rohstoff, submersen Fermentation von Aspergillus niger, Calciumcarbonat und Sulfat Säure-Lösung, Reinigung, Konzentration, Kristallisation und Trocknung .
(1) die Fermentation von Kartoffelpulver wurde in 22%~18% der Aufschlämmung, das Futter wurde Dampfsterilisation (0.2MPa, 40~60min) der Fermentationsbehälter. Dampf erhitzt auf 110℃ Sterilisation 20min und 0,05% der Amylase der Verflüssigung Behandlung. Abkühlung auf 35℃nach der Beimpfung von Aspergillus Gärung. Gärungstemperatur prophase 36~38 C spät 34~36 ℃; Belüftungsrate ist 1: (0,1~0,2); pH-Wert ist nicht weniger als 2,5; Gärung Zeitraum ist für 96h. Produzierende Säure Ebene ist 10% ~ 14%, Transformationsrate ist 95%.
(2) Nach dem Ende der Gärung, wird es auf 80℃in erhitzt werden, um die Form zu beseitigen, und sendet dann die Platte und Rahmen Filterpresse zu klaren Flüssigkeit. Filtrieren Sie auf 80 ℃, fügen Sie Kalziumkarbonatpulver hinzu und neutralisieren Sie den pH-Wert auf 5,0~5,5, und isolieren Sie für 0,5h. Dann Vakuumfiltration, mit 80℃ heißem Wasser Waschen von Calciumcitrat.
(3) saure Lösung, verfeinert unter ständigem Rühren, Zitronensäure Calcium wurde Wasser oder verdünnte Säure hinzugefügt, dann langsam Zugabe von Schwefelsäure, bis der pH-Wert 1,8 ist, erhitzt auf 90℃ und doppelten End-Punkt. Dann fügen Sie 1 bis 3% Zitronensäure Aktivkohle, Isolierung für 0,5h, setzen Sie eine Decke Filter Barrel Drain, und 90℃hot Wasser waschen Säure auf Restsäure 0,5% der folgenden, Waschen mit Wasser (dh verdünnte Säure) für die nächste Säure-Lösung durch. Schließlich mit 732 Kationenaustauscherharz durch Ionenaustausch, um eine Vielzahl von Kationen zu entfernen.
(4)Konzentration und Kristallisation, trocken durch Ionenaustausch Flüssigkeit enthält etwa Zitronensäure 15%~20% in 55~60℃: Vakuum konzentriert, um eine relative Dichte ist 1,335 bis 1,340, Kristallisation Topf. Mit gefrorenen Sole Abkühlung auf 36,6 ℃ Niederschlag Wasser Kristall. Nach der Trennung und Kristallisation, mit einer kleinen Menge von destilliertem Wasser zu Schwefelsäure-Gehalt ist unter dem 200 x 10 „. Schließlich, bei 35 ℃ Heißlufttrocknung beendet.

Beschreibung

Zitronensäure ist eine weiße, kristalline, schwache organische Säure, die in den meisten Pflanzen und vielen Tieren als Zwischenprodukt der Zellatmung vorkommt. Zitronensäure enthält drei Carboxylgruppen und ist damit eine Carbonsäure, genauer gesagt eine Tricarbonsäure.Der Name Zitrus stammt aus dem Griechischenkedromelon, was Apfel oder Melone bedeutet und die Frucht Zitrone bezeichnet. Griechische Werke nennen Kitron, Kitrion oder Kitreos für die Zitronenfrucht, eine längliche, mehrere Zentimeter lange Frucht des strauchartigen Baumes Citrus medica. Zitronen und Limetten haben einen hohen Gehalt an Zitronensäure, die bis zu 8 % des Trockengewichts der Früchte ausmachen kann.
Zitronensäure ist eine schwache Säure und verliert in Lösung Wasserstoffionen aus ihren drei Carboxylgruppen (COOH).Der Verlust eines Wasserstoffions aus jeder Gruppe im Molekül ergibt das Citration,C3H5O(COO)33? Ein Zitronensäuremolekül bildet auch Zwischenionen, wenn ein oder zwei Wasserstoffatome in den Carboxylgruppen ionisieren.Das Citrat-Ion verbindet sich mit Metallen zu Salzen, von denen das Kalziumcitrat das häufigste ist. Zitronensäure bildet Ester, aus denen verschiedene Citrate entstehen, zum Beispiel Trimethylcitrat und Triethylcitrat.

Chemische Eigenschaften

Zitronensäure ist eine schwache organische Säure mit der Formel C6H8O7. Sie ist ein natürliches Konservierungsmittel und wird auch verwendet, um Lebensmitteln und Softdrinks einen sauren Geschmack zu verleihen. In der Biochemie spielt die konjugierte Base der Zitronensäure, das Citrat, eine wichtige Rolle als Zwischenprodukt im Zitronensäurezyklus, der im Stoffwechsel aller aeroben Organismen abläuft.
Zitronensäure ist ein chemischer Grundstoff, und mehr als eine Million Tonnen werden jedes Jahr durch Fermentation hergestellt. Sie wird hauptsächlich als Säuerungsmittel, als Aromastoff und als Chelatbildner verwendet.

Chemische Eigenschaften

ZITRENSÄURE, weißer kristalliner Feststoff, zersetzt sich bei höheren Temperaturen, sp gr 1,542. Zitronensäure ist löslich in H2O oder Alkohol und schwach löslich in Ether. Die Verbindung ist eine dreibasische Säure, die eine Mono-, Di- und Tri-Reihe von Salzen und Estern bildet.

Vorkommen

Zitronensäure kommt in mehr als nur Spuren in einer Vielzahl von Früchten und Gemüsen vor, vor allem in Zitrusfrüchten. Zitronen und Limetten weisen besonders hohe Konzentrationen der Säure auf; sie kann bis zu 8 % des Trockengewichts dieser Früchte ausmachen (etwa 47 g/L im Saft). Die Konzentrationen von Zitronensäure in Zitrusfrüchten reichen von 0,005 mol/L bei Orangen und Grapefruits bis zu 0,30 mol/L bei Zitronen und Limetten. Innerhalb der Arten variieren diese Werte je nach Sorte und den Bedingungen, unter denen die Frucht angebaut wurde.

Geschichte

Die Entdeckung der Zitronensäure wird Jabir ibn Hayyan (lateinischer Name Geber, 721-815) zugeschrieben. Die Zitronensäure wurde erstmals 1784 von dem schwedischen Chemiker Carl-Wilhelm Scheele (1742-1786) isoliert, der sie aus Zitronensaft kristallisierte.

Verwendungen

Zitronensäure ist ein Säurebildner und Antioxidationsmittel, das durch Schimmelpilzgärung von Zuckerlösungen und durch Extraktion aus Zitronensaft, Limettensaft und Ananaskonservenrückständen gewonnen wird. Sie ist die vorherrschende Säure in Orangen, Zitronen und Limetten. Es gibt sie in wasserfreier und Monohydratform. Die wasserfreie Form kristallisiert in heißen Lösungen, die Monohydratform in kalten (unter 36,5 °C) Lösungen. Wasserfreie Zitronensäure hat eine Löslichkeit von 146 g und Monohydrat-Zitronensäure hat eine Löslichkeit von 175 g/100 ml destilliertes Wasser bei 20 °C. Eine 1%ige Lösung hat einen ph-Wert von 2,3 bei 25°c. Sie ist eine hygroskopische, starke Säure mit säuerlichem Geschmack. Sie wird als Säuerungsmittel in Fruchtgetränken und kohlensäurehaltigen Getränken mit einem Anteil von 0,25-0,40%, in Käse mit 3-4% und in Gelees verwendet. Sie wird als Antioxidationsmittel in Instant-Kartoffeln, Weizenchips und Kartoffelstäbchen verwendet, wo sie den Verderb verhindert, indem sie die Metallionen einfängt. Sie wird in Kombination mit Antioxidationsmitteln bei der Verarbeitung von frischen, gefrorenen Früchten verwendet, um Verfärbungen zu verhindern.

Verwendungen

Eine organische Säure, die aus Zitronen oder Limetten gewonnen wird. Die farblosen Kristalle dieser Säure sind in Wasser und Alkohol löslich, weniger jedoch in Ether. Sie wurde als chemischer Hemmstoff vor allem in Entwicklern für das Kollodiumverfahren und in Silbernitratlösungen für die Sensibilisierung von Salz- und Albuminpapieren verwendet.

Verwendungen

Zitronensäure ist eine schwache organische Säure, die als Grundchemikalie bekannt ist, da mehr als eine Million Tonnen pro Jahr durch mykologische Fermentation im industriellen Maßstab unter Verwendung von Rohzuckerlösungen, wie Melasse und Stämmen von Aspergillus niger, hergestellt werden. Zitronensäure ist in Pflanzen sowie in tierischen Geweben und Flüssigkeiten weit verbreitet und kommt in überdurchschnittlich großen Mengen in verschiedenen Obst- und Gemüsesorten vor, vor allem in Zitrusfrüchten wie Zitronen und Limetten. Zitronensäure wird hauptsächlich als Säuerungsmittel, Aromastoff und Chelatbildner verwendet.

Verwendungen

Zitronensäure hat adstringierende und antioxidative Eigenschaften. Sie kann auch als Produktstabilisator, pH-Einsteller und Konservierungsmittel mit geringem Sensibilisierungspotenzial verwendet werden. Normalerweise ist sie für normale Haut nicht reizend, aber sie kann Brennen und Rötungen verursachen, wenn sie auf rissige, rissige oder anderweitig entzündete Haut aufgetragen wird. Es wird aus Zitrusfrüchten gewonnen.

Definition

ChEBI: Eine Tricarbonsäure, die eine Propan-1,2,3-Tricarbonsäure mit einem Hydroxysubstituenten an Position 2 ist. Sie ist ein wichtiger Metabolit im Stoffwechselweg aller aeroben Organismen.

Herstellung

Durch mykologische Fermentation unter Verwendung von Melasse und Stämmen von Aspergillus niger; aus Zitrussäften und Ananasabfällen

Biotechnologische Herstellung

Die Fermentation ist die Technologie der Wahl für die Zitronensäuresynthese. Verschiedene Bakterien (z. B. Arthrobacter paraffinens und Bacillus licheniformis), Fadenpilze (z. B. Aspergilus niger und Penicillium citrinum) und Hefen (z. B. Candida tropicalis und Yarrowia lipolytica) sind in der Lage, Zitronensäure zu produzieren. Aufgrund der hohen Produktivität und der einfachen Handhabung wird Zitronensäure meist durch Fermentation mit A. niger hergestellt. So wurde beispielsweise durch die Kultivierung von A. niger GCMC 7 auf Zuckerrohrmelasse eine Produktkonzentration von 114 g.L-1 innerhalb von 168 Stunden erreicht. Im industriellen Maßstab werden die Submerskultivierung, die Oberflächenfermentation und die Feststofffermentation eingesetzt.
Im Allgemeinen werden Melasse, Stärkehydrolysat und Stärke als Substrate verwendet, es gibt jedoch verschiedene Studien für alternative Rohstoffe. Eine Möglichkeit ist die Feststofffermentation von kostengünstigen landwirtschaftlichen Abfällen. So wurden beispielsweise mit dem Assubstrat Traubentrester hohe Ausbeuten von bis zu 88 % erzielt. Die Senkung der Kosten für die Produktverwertung ist von entscheidender Bedeutung. Es wurden verschiedene Verfahren beschrieben, bei denen Fällung, Lösungsmittelextraktion, Adsorption oder In-situ-Produktrückgewinnung eingesetzt werden. Ein interessantes Verfahren könnte die In-situ-Kristallisation von Zitronensäure während der Gärung sein, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Aromaschwellenwerte

Durch mykologische Fermentation mit Melasse und Stämmen von Aspergillus niger; aus Zitrussäften und Ananasabfällen

Allgemeine Beschreibung

Farblose, geruchlose Kristalle mit saurem Geschmack. Dichter als Wasser.

Luft &Wasser Reaktionen

Das reine Material ist feuchtigkeitsempfindlich (unterliegt einer langsamen Hydrolyse) Wasserlöslich.

Reaktivitätsprofil

Zitronensäure reagiert mit Oxidationsmitteln, Basen, Reduktionsmitteln und Metallnitraten. Reaktionen mit Metallnitraten sind explosionsgefährlich. Erhitzen bis zum Zersetzungspunkt führt zur Entwicklung von beißendem Rauch und Dämpfen.

Gesundheitsgefährdung

Das Einatmen von Staub reizt Nase und Rachen. Kontakt mit den Augen verursacht Reizungen.

Brandgefahr

Verhalten im Brandfall: Schmilzt und zersetzt sich. Die Reaktion ist nicht gefährlich.

Biologische Aktivität

Häufig verwendetes Laborreagenz

Biotechnologische Anwendungen

Zitronensäurezyklus
Citrat, die konjugierte Base der Zitronensäure, gehört zu einer Reihe von Verbindungen, die an der physiologischen Oxidation von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten zu Kohlendioxid und Wasser beteiligt sind.
Diese Reihe chemischer Reaktionen ist für fast alle Stoffwechselreaktionen von zentraler Bedeutung und ist die Quelle von zwei Dritteln der aus der Nahrung gewonnenen Energie in höheren Organismen. Hans Adolf Krebs erhielt für diese Entdeckung 1953 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Die Reaktionsreihe ist unter verschiedenen Namen bekannt, darunter „Zitronensäurezyklus“, „Krebs-Zyklus“ oder „Szent-Gy?rgyi-Krebs-Zyklus“ und „Tricarbonsäure-Zyklus (TCA)“.
Weitere biologische Funktionen
Citrat ist ein wichtiger Bestandteil des Knochens und trägt zur Regulierung der Größe der Kalziumkristalle bei.

Sicherheitsprofil

Giftig bei intravenöser Verabreichung. Mäßig giftig bei subkutaner und intraperitonealer Verabreichung. Mild giftig bei Verschlucken. Stark augenreizend und mäßig hautreizend. Eine reizende organische Säure, einige allergene Eigenschaften. Brennbare Flüssigkeit. Potenziell explosive Reaktion mit Metallnitraten. Bei Erhitzung bis zur Zersetzung entstehen beißender Rauch und Dämpfe.