天津工业微生物所选育的以淀粉为原料的柠檬酸菌株TD-01 产酸水平达世界先进水平，已出口国外数家公司
70年代中期，我国柠檬酸形成规模生产。
产量以平均30%以上的年增长率增加，
90年代末达30.3万吨约占世界总产量的25%，有近80%
的产品销售国际市场，是世界上最大的柠檬酸生产和出口 国，但我国柠檬生产存在着规模小而分散的问题。
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中国是柠檬酸生产和出口第一大国
世界柠檬酸总产量：245万吨（2018年） 中国产量: 165万吨（2018年） 中国产量占全球产量70% 2016年，137万吨，2017年，152万吨年增长
这16年来我国柠檬酸工业进入快速发展期，各种生产 技术指标发生翻天覆地的变化：
①柠檬酸年产量由27万吨上升为165万吨，翻了6.1倍；
②平均产酸平均增长15.36%；
③发酵生产周期缩短了6.07h；
④总收率上升了11.21个百分比；
⑤单耗大幅度下降，对比13年前，粮耗是当年的 91.18%，电耗是当年的46.86%，汽耗是当年的 34.43% 水耗仅为当年的15.79% 。
司）， 电耗829.1度/t（山东柠檬生化有限公司，另外日照金禾
生化公司、宜兴协联生化有限公司也低于1000度/t） 水耗20t/t以内（宜兴协联生化有限公司）
（4）三废治理技术
国内发酵行业领先，达世界先进水平，节能减排成 绩喜人。
由于技术指标的提高和节能减排措施有力，行业的 污染排放量逐年减少，行业环保核查以及欧盟以牺 牲环保为借口的反倾销调查，极大地推动柠檬酸行 业的三废处理，经过几年的努力，三废处理成效显 著。
我国柠檬酸出口情况（万吨）
80 70 60 50 40 30 20 10
0 00年 01年 02年 03年 04年 05年 06年 07年 08年
日照金禾生化集团
日照金禾公司成立以来产能增长情况
单位吨
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（3）得益于行业拥有一批在“改革开放”的成长起来的新 一代企业家，他们年富力强、眼界开阔、胆略非凡、勇于 开拓进取，为实现我国柠檬酸工业强国之梦建立了不朽功 勋。
四、实现柠檬酸工业健康发展的对策
树立信心，迎接挑战，攻克时艰 着力进行非粮原料的开发和木薯基地的建设 继续做好节能减排，加强技术创新 加强柠檬酸应用领域的研发
柠檬酸是无色透明或半透明晶体，或粒状，微粒状粉 末，无臭，具有强烈酸味，但令人愉快，稍有后涩 味。
目前世界需求量最大的一种有机酸 。
一水柠檬酸和无水柠檬酸
一、柠檬酸的物理性质
（1）柠檬酸的晶体形态和性质： 一水柠檬酸晶体为斜方棱晶，晶体较大，晶轴
a:b:c=0.6068:1:0.4106,折射率ηo20=1.493～1.509。 含结晶水8.58%，熔点70~75oC，20oC时溶解度147克
1. 为什么说我国已挤身于世界柠檬酸强国行列呢？
目前我国年产165万吨柠檬酸，占世界总产量的70%，从产量 来说是名副其实的生产大国。那么进入世界柠檬酸强国行列 的标志是什么？
（1）我国柠檬酸工业的集约化已经达到世界领先水平。 我国生产企业的数量从过去的100多家减少到目前6家， 骨干企业的生产规模高达20万吨左右，有的达40万吨，已大大 超过卡吉尔和Jungbunzlauer（JBL）。 单条生产线的最大产能达10万吨/年。 由于生产规模的扩大和机械化自动化程度的提高，目前一线 生产工人的劳动生产率已达到150吨/人·年（366吨/人·年）， 比10年前提高约10倍，已达到世界领先水平。
1917年，Currie首先发现某些黑曲霉菌种，在含有高浓 度糖和微量元素的营养丰富的培养基中生产柠檬酸十分旺 盛，
1919年，比利时人首次实现了用黑曲霉（Aspergillus niger）工业化生产柠檬酸。
1923年 美国纽约Pfizer 公司采用了 Currie 等人，黑曲霉 浅盘发酵法工业化生产柠檬酸开发。
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产品销售
自营出口创汇增长情况
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高强度发酵柠檬酸菌 株复合诱变选育及其
发酵技术应用
日照金禾博源生化有 限公司
天津科技大学
三、柠檬酸的理化性质
柠檬酸（Citric Acid）又名 枸橼酸， 学名2-羟基丙烷三羧酸（2hydroxy tricarboxylic acid）. 2-羟基丙烷-1，2，3三羧酸 （2-hydroxypropane-1,2,3tricarboxylic acid）,分子式 为C6H8O7， 相对分子量192.13
学习线索
背景 发现来源 研究史 应用 理化性质
产品积累 过程控制 微生物 原料处理 产品收获 纯化 提取 分离 预处理
第一章 柠檬酸发酵工艺学
第一节 柠檬酸概述 第二节 柠檬酸发酵微生物和发酵机制 第三节 柠檬酸深层发酵工艺及控制条件 第四节 柠檬酸的提取和精制 第五节 柠檬酸的质量标准及新工艺新技术
/100克水。一水柠檬酸转变为无水柠檬酸的临界温度 为（36.6±0.15）oC
第一节 柠檬酸概述
一、柠檬酸发酵简史 二、当前柠檬酸生产现状及前景分析 三、柠檬酸的理化性质
第一节 概述
一、柠檬酸发酵简史 （1） 国外发展过程：
1784年，瑞典化学家 Carl Scheele 首位从柠檬汁中分离 得到柠檬酸的科学家。
1826年，英国实现了商业化生产，从果汁中添加石灰乳 的方法制得柠檬酸，从而进行工业化生产。
2000年后我国柠檬酸生产迅速发展，生产规模和技术
水平大幅提高，
2010年达到105万吨占全球近55%。 2017年达到152万吨占全球近69%。 2018年达到165万吨占全球近70%。
二、当前柠檬酸生产现状及前景分析
1、消费领域以及各领域的分布 2、世界主要柠檬酸制造商的产量和市场份额 3、我国柠檬酸工业的发展与现状 4、实现柠檬酸工业健康发展的对策
1930年，Amelung提出了往发酵培养基中通入无菌空 气。尝试了液体深层发酵法生产柠檬酸的工艺。
1938年，Perquin 对液体深层发酵与浅盘发酵两种发酵 方法进行了详细的对比，同时对液体深层发酵的培养条件 进行了优化，真正推动了液体深层发酵在产业化生产上的 应用。
1952年，美国 Miles 公司首先成功地采用液体深层发酵 法工业化生产柠檬酸。
以上取得的技术水准已超过了美国、西欧等企业的技术 水平，据文献报道：美国产酸可超过20%，但发酵周 期要120多小时，发酵指数1.67太低了。
2018年我国柠檬酸生产技术指标最好水平是：
平均产酸 18%（日照鲁信金禾生化公司发酵周期55h ） 总收率超过93%（山东柠檬生化有限公司）； 成品粮耗1.78 t/t(宜兴协联生化有限公司), 汽耗 3.75t/t（日照金禾生化公司、宜兴协联生化有限公
从世界柠檬酸生产产区分布及份额来分析：
（1）世界柠檬酸工业的集约化程度非常高,除中国外,国外主要 的柠檬酸制造商只有5～6家（美国、奥地利、加拿大、巴西 等),而中国的产量为最大，占世界产量70%；
（2）为了降低生产成本，世界柠檬酸生产厂逐渐向盛产糖 蜜、玉米、薯类等原料（中国、巴西、美国、泰国等）以及 劳动力低廉的地区转移；
（2）我国制造的柠檬酸品质已达到精品。
几家骨干企业（日照金禾、丰原生化、宜兴协联等）的产品， 已经能与欧美发达国家的产品相近，并建立起良好的信誉， 品牌效应开始显现。
（3）我国柠檬酸生产技术水平 体现在原料、能耗和水耗指标都取得了巨大的进步。
下图是1999年23家企业和2012年10家企业加权平均指标的对 比数据以及2012年柠檬酸行业最先进的生产技术水平。
20 世纪 70-90 年代，是我国柠檬酸新菌种的高产期 上海、天津两个工业微生物所的成果最多
上海食品工业公司组成的二所一院（上海新型发酵厂、上海 酵母厂和上海工微所）
柠檬酸菌种筛选小组，先后选育出 D353、5016、3008、 Co827 四代薯干发酵菌
天津工微所选出了 γ-144、γ-144-131、T-419，复旦大学的 G2B8
2、我国柠檬酸工业迅速崛起的动因
（1）得益于天津工业微生物研究所、上海工业微生物研究 所等从事柠檬酸发酵的科技人员，坚持不懈地选育的耐高 糖、耐高柠檬酸并具抗金属离子的黑曲霉高产柠檬酸菌 株，不断推出适合不同原料的高产新菌株和新配方。拥有 一批具有中国知识产权的创新新菌株 。
（2）得益于开发研究成功了具有中国特色的浓醪高发酵指 数的深层发酵新工艺。
天津工业微生物研究所、上海工业微生物研究所不断 推出适合不同原料的高产菌株和配方。同时引进和消化国 外先进技术和装备，使我国成为柠檬酸生产大国。经过数 年的整合与发展，特别是2004年以来，我国柠檬酸工业取 得了巨大的发展与进步，今天我们可以自豪地说：中国已 经进入世界柠檬酸生产强国行列。
图 1 我国柠檬酸产量趋势
10.95%， 2017年出口量109.03万吨同比上升8.63%