国内柠檬酸生产工艺及行业发展概况的可行性研究报告

第一节 柠檬酸的简介

柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。在工业，食品业，化妆业等具有极多的用途（可行性研究报告）。
 

第二节 柠檬酸的生产工艺

一、发酵

发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵 3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料，配好培养基后，在常压下蒸煮，冷却至接种温度，接入种曲，装入曲盘，在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬酸，设备简单，操作容易。液态浅盘发酵多以糖蜜为原料，其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中，接入菌种，待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。现多采用通用发酵罐。它的主要部件包括罐体、搅拌器、冷却装置、空气分布装置、消泡器，轴封及其他附属装置。发酵罐径高比例一般是1:2.5，应能承受一定的压力，并有良好的密封性。除通用式发酵罐外，还可采用带升式发酵罐、塔式发酵罐和喷射自吸式发酵罐等。

为了得到产柠檬酸的优良菌种，通常是从不同地区采集的土壤或从腐烂的水果中分离筛选，然后通过物理和化学方法进行菌种选育。例如薯干粉深层发酵柠檬酸的菌种就是通过不断变异和选育得到的。菌种适合在高浓度下发酵，产酸水平较高。

柠檬酸的发酵因菌种、工艺、原料而异，但在发酵过程中还需要掌握一定的温度、通风量及pH值等条件。一般认为，黑曲霉适合在28～30℃时产酸。温度过高会导致菌体大量繁殖，糖被大量消耗以致产酸降低，同时还生成较多的草酸和葡萄糖酸；温度过低则发酵时间延长。微生物生成柠檬酸要求低pH，最适pH为2～4，这不仅有利于生成柠檬酸，减少草酸等杂酸的形成，同时可避免杂菌的污染。柠檬酸发酵要求较强的通风条件，有利于在发酵液中维持一定的溶解氧量。通风和搅拌是增加培养基内溶解氧的主要方法。随着菌体生成，发酵液中的溶解氧会逐渐降低，从而抑制了柠檬酸的合成。采用增加空气流速及搅拌速度的方法，使培养液中溶解氧达到60%饱和度对产酸有利。柠檬酸生成和菌体形态有密切关系，若发酵后期形成正常的菌球体，有利于降低发酵液粘度而增加溶解氧，因而产酸就高；若出现异状菌丝体，而且菌体大量繁殖，造成溶解氧降低，使产酸迅速下降。发酵液中金属离子的含量对柠檬酸的合成有非常重要的作用，过量的金属离子引起产酸率的降低，由于铁离子能刺激乌头酸水合酶的活性，从而影响柠檬酸的积累。柠檬酸发酵用的糖蜜原料，因含有大量金属离子，必须应用离子交换法或添加亚铁氰化钾脱铁方能使用。然而微量的锌、铜离子又可以促进产酸。

二、提取

在柠檬酸发酵液中，除了主要产物外，还含有其他代谢产物和一些杂质，如草酸、葡萄糖酸、蛋白质、胶体物质等，成分十分复杂，必须通过物理和化学方法将柠檬酸提取出来。大多数工厂仍是采用碳酸钙中和及硫酸酸解的工艺提取柠檬酸。除此之外，还研究成功用萃取法、电渗析法和离子交换法提取柠檬酸。

第三节 国内柠檬酸的发展现状

中国柠檬酸产量在2011到2016年之间不断上涨，在另一方面其产能又在同一时期下降到平均水平。这就表明在中国柠檬酸消费不在国内增长，而且也是在全年出口量激增的表现。

然而， 中国柠檬酸通常都是其他国家反倾销措施的对象，具体案例有2016年11月巴西决定开展反倾销调查，以及在2016年10月乌克兰对中国的柠檬酸临时征收130%的反倾销税。美国甚至开始回到2000年发动对中国的首次反倾销调查。

值得一提的是，中国不是唯一一个要面临对柠檬酸出口反倾销调查的国家。最近，一家美国公司还向比利时、哥伦比亚和泰国等进口国提交了柠檬酸的反倾销税请愿书。根据请愿书，比利时的倾销幅度应该在118%左右，哥伦比亚为49%，泰国为61%。最后损害判定的最后期限是2018年6月28日。

中国柠檬酸微弱的海外需求在最近几年引起了出口的疲软，但在许多活性药物成分的出口出现了下降的同时，柠檬酸的出口量在相同品类产品中是维持较高的。二月，产量突然下降超过23000吨。然而，3月份的出口再次显示出反弹。即使其低于2017年1月，但超过了和2016年11月和12月。

值得一提的是，中国的柠檬酸出口目的地是非常多元化的。印度是最大的进口国，约占中国出口量8%的。其他国家是土耳其、荷兰和日本。美国是前几年最大的旅游目的地，由于反倾销措施，它已经失去了它的份额。

第四节 柠檬酸的发展前景

柠檬酸作为一种高科技产品，生产国越来越多，产量越来越高，消费量越来越大。目前全世界生产柠檬酸的国家有40多个，总产能约为100万t。1990年世界柠檬酸总产量约为55万t，2000年达90万t，年均增长5%，今后仍将以年均3%-5%的速度增长。

随着经济全球化的进城加快，国内外市场竞争日趋激烈。我国柠檬酸行业的发展和出口量几经沉浮，近年呈上升趋势，在我国加入WTO后，随着一些不平等的歧视贸易条款逐步取消，将更加有利于我国柠檬酸的出口。由于美国、日本和东欧各国柠檬酸成本高、需求量大，我国柠檬酸在国际市场上很受青睐。柠檬酸吨成本在4000-5000元之间，市场价在每吨7000元左右，利润较高。未来国内柠檬酸生产每年有望以20%以上的速度递增，消费量每年将达到20-25万t。

目前，从柠檬酸消费趋势看，普通柠檬酸已不能直接应用于食品、医药、环保、化工等行业，必须深加工为精品柠檬酸方可应用。精品柠檬酸逐渐取代普通柠檬酸的形势将成为历史必然。精品柠檬酸属于线紧缺商品，需求量很大，并且今后呈逐渐递增趋势。据报道：长期展望柠檬酸市场价格看涨，世界对精品柠檬酸需求量每年递增5%，市场前景广阔。国内精品柠檬酸目前尚属研究开发阶段，生产能力较小，不能满足国际国内市场急剧增长的需求，且市场精品柠檬酸等生化产品技术已通过鉴定和验收。该生化产品在国内外市场极为紧俏，经济效益前景可观，为柠檬酸三废处理提供了新的出路。

今后，我国应加大柠檬酸深加工产品的开发力度，品种要多元化，产品质量名优化，尤其增大柠檬酸在洗涤剂工业中的使用份额，使柠檬酸真正代替对环境和水质有污染的三聚磷酸钠，使我国柠檬酸业和洗涤业上一个新台阶。另外，要建立集约化生产经营的行业管理，加大企业的联合、兼并和重组，形成年产柠檬酸万吨以上的大型生产厂家。

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