由于其劳动强度小、生产效率高、生产空间利用率低，在工业化国家中，深层发酵过程已成为柠檬酸的生产方法。各种设计形式的反应罐已被应用，特别是在实验植物中。虽然气体升降机体积比混合罐体积大，但混合罐的使用更为广泛。该反应器(can)由优质不锈钢制成，选用优质钢材是很重要的，因为不锈钢的酸溶液和镁的pH值较低。在过去的生产实践中，劣质钢材造成了许多问题，如漏水、沙坑和一般的腐蚀，尽管设计将会是一个问题，但该行业仍然相信这些问题可能会发生。经验表明，在最优生产水平达到正常的坦克状态之前，可以有几批操作。

有关柠檬酸生产反应器的其他要求是空气供应系统，该系统能够保持高的溶解氧水平。对于罐式和塔式反应器，无菌空气自底部喷入，尽管塔式反应器经常输入额外的空气。反应器内压力保持高于大气压以增加发酵醪液中溶解氧。要检查溶解氧对柠檬酸生成的影响，并且溶解氧的水平要进行常规监测。氧的水平也受到醪液流变学影响。

典型的柠檬酸植物由四部分组成:发酵培养基、发酵、分离和产品回收。培养基由糖蜜稀释或其他原料配制溶液，添加营养盐。其他如铁氰化钾处理、灭菌(连续杀菌或真正消除)、原料和反应器的清除过程。可以提高种子的可发酵性，以生产出种子文化，而不是产品的生产。初始接种阶段和孢子生长需要严格控制。

当种子接种后，适当的转移时间是18 - 30d的种子生长，可以根据种子的pH值来确定。发酵温度和培养液的温度,也是约30℃。发酵过程一直持续到柠檬酸的生产率下降到预定值，而且过程耗时数小时。

许多报告表明，菌丝形态对最终产量至关重要，它不仅是菌丝体的形状，而且是它们的聚集态。一些研究表明，菌丝应该对生长、球型和更多分支有异常的短。人们一致认为菌丝体生长是因为缺乏锰或添加了铁氰化物。菌丝也应该成长为一个光滑、坚硬的表面球(小于o . 5毫米),确保球形增长需要控制许多因素,如浓度氰化物浓度的铁、锰、铁浓度(小于液化沼气/ L),如低pH值、曝气和混合控制和孢子接种量。

现在很清楚的是，生长特性(球形生长)不是高产量的结果，而是对发酵参数结果的适当控制。球状菌丝体的形成是没有必要的，但其生长速度较低。当丝状生长发生时，溶解氧含量比正常水平低50%。经证明，丝状生长能获得满意的产量。考虑到球状细菌在丝状细菌上的扩散特性，可以得出结论:当产量相似度相似时，生产效率应该更高，因为真菌的扩散因子没有额外的限制。

通风是发酵过程成本的一个重要因素，虽然在许多实验室研究中使用恒定的通气率，但在工业实践中使用不同的通气率，例如初始到0。1vvm启动，在发酵过程中上升到0。VVM 5 ~ 1。这样的曝气率会导致泡沫的形成，因此不得不使用消泡装置和化学消泡剂来减少泡沫问题。虽然有可能获得柠檬酸的高收率，但从工业生产的原则考虑生产效率是比较重要的，而且很少有厂家为了追求更高的产量而无限期延长发酵时间。