柠檬酸钠的合成以柠檬酸和碳酸钠为主要原料，生产工艺涉及到粮食发酵、柠檬酸分离提纯、中和反应、复分解反应、脱色除杂、以及浓缩结晶工序。
具体过程如下：
（1）粮食发酵生产柠檬酸。利用山芋或其他含淀粉较高的粮食在发酵罐中发酵生产柠檬酸，发酵温度约 35°C，发酵时间 60~80 小时。
（2）柠檬酸分离提纯。将发酵后的发酵液通过过滤设备，如板框压滤机，分离菌丝得含杂质的柠檬酸液。
（3）中和反应。在得到的含杂质的柠檬酸液中加入碳酸钙，经中和反应后得到柠檬酸钙沉淀，反应温度约 85°C，调节 pH 值为 5 左右。
（4）复分解反应。将得到的柠檬酸钙与碳酸钠溶液混合，二者会发生复分解反应，生成柠檬酸钠溶液，沉淀为碳酸钙。
（5）脱色除杂。将上述柠檬酸钠溶液在温度约为 70°C 下加入千分之一的活性炭进行脱色、除杂，得到澄清的柠檬酸钠溶液。
（6）浓缩结晶。将所得柠檬酸钠溶液通过蒸发或冷却结晶生产柠檬酸钠晶体，当结晶温度为 50°C 以上时其产物为二水柠檬酸钠晶体，当结晶温度为 40°C以下时其产物为五水柠檬酸钠晶体。将悬浮溶液在离心机内分离后，母液可再回到脱色除杂工序，晶体经干燥器干燥后得到柠檬酸钠产品。
