?工業檸檬酸主要依靠微生物發酵法,發酵原料主要為糖類和正烷烴。常用的菌種是黑曲霉,發酵工藝有深層法、表面法、固體法、半固體法、生化反應器法等,其中深層法是最先進的工業化方法。經過發酵后,再通過鈣鹽交換法、萃取法、離子交換法、色譜分離法、電滲析法等提取方法從發酵液中分離提取出檸檬酸產品。
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金屬清洗與表面處理
工業設備除垢、除銹:檸檬酸可與金屬氧化物發生酸堿中和反應,生成可溶性絡合物,同時通過螯合作用溶解水垢,可用于鍋爐、換熱器、管道等設備的清洗,相比鹽酸、硫酸等強酸,腐蝕性更溫和,對金屬基體損傷小,且清洗廢液易降解,環保性更高。
電鍍工業:作為絡合劑,能與銅、鎳、鋅等金屬離子形成穩定絡合物,調節鍍液中金屬離子的釋放速率,促進鍍層均勻沉積,還可作為電解拋光液的添加劑,優化金屬表面光潔度。
水處理與環保工程
工業廢水處理:利用其螯合性與廢水中的重金屬離子形成穩定絡合物,降低離子毒性,或調節廢水 pH 值,促進重金屬氫氧化物沉淀,常用于電鍍廢水、礦山廢水處理以及廢水軟化。
環保型清洗劑制備:檸檬酸水溶液生物降解性好,可用于清洗電子元件、食品加工設備等,避免強酸對精密元件的腐蝕,也可用于罐頭生產線、飲料設備的消毒清洗。
化工合成與材料工業
催化劑與反應助劑:作為有機弱酸,可調節化學反應體系的 pH 值,或作為配體促進金屬催化反應,如作為酯化反應的催化劑,促進對苯二甲酸與乙二醇的縮聚反應,提高樹脂聚合度,也可調節異氰酸酯與多元醇的反應速率,控制泡沫的密度和孔徑結構。
高分子材料改性:檸檬酸中的羧基可與高分子鏈上的羥基、氨基發生酯化或酰胺化反應,改善材料性能,如與淀粉、聚乳酸等原料共混或接枝,提高材料的柔韌性和降解速率,用于環保包裝材料,還可作為無甲醛抗皺整理劑,賦予織物抗皺性能。
紡織與印染工業
印染工藝輔助:檸檬酸的弱酸性可穩定染浴酸堿度,確保染料的上染率和色牢度,同時螯合水中的鈣、鎂離子,防止其與染料形成沉淀,避免染色過程中出現色斑或色花,適用于棉、羊毛、絲綢等纖維的染色工藝。
織物前處理與后處理:可去除織物表面的漿料和雜質,輔助分解果膠等天然雜質,提高織物白度和滲透性,還能中和殘留堿劑,去除浮色,提升染色織物的色牢度。
石油與天然氣工業
油田酸化處理:作為有機酸,與碳酸鹽巖反應生成可溶性鹽類,擴大油層孔隙,提高原油滲透率,相比鹽酸,與巖石反應速率較慢,可深入油層深部酸化,且對金屬設備腐蝕率低,適用于高溫油藏。
油氣管道清洗:能清除管道內的硫化亞鐵、石蠟等沉積物,通過絡合作用溶解金屬硫化物,同時其酸性可軟化石蠟,配合機械清洗提高效率。
其他工業應用
皮革加工:作為鞣制過程中的 pH 調節劑,控制鉻鞣劑的水解速率,促進皮革纖維均勻吸收鞣劑,提高皮革柔軟度和耐水性。
陶瓷:作為分散劑,防止釉料中的金屬氧化物顆粒團聚,提高釉面光澤度和均勻性。
玻璃工業:低濃度檸檬酸溶液可輕度蝕刻玻璃表面,形成磨砂效果,用于裝飾玻璃加工。