اسید سیتریک چیست؟
اسید سیتریک، یک اسید آلی ضعیف با فرمول مولکولی C6H8O7 می باشد. اسید سیتریک خوراکی به طور طبیعی در مرکبات به ویژه لیمو و لیموترش یافت می شود.
در بیوشیمی، این ماده به طور متوسط در چرخه متابولیسم همه موجودات هوازی تولید می شود. اسید سیتریک به طور گسترده ای به عنوان طعم دهنده در محصولات غذایی و یک ماده شیمیایی استفاده می شود.
سیترات، مشتق اسید سیتریک است. یعنی نمک ها، استرها و آنیون چند اتمی موجود در محلول، به عنوان مثال: نمک تری سدیم سیترات است.
تاریخچه اسید سیتریک:
اسید سیتریک برای اولین بار توسط محقق سوئدی در سال 1784 از آب لیمو به دست آمد. این ترکیب بدون بو از اوایل دهه 1900 از آبلیمو تولید می شد که محققان دریافتند که می توان آن را از قالب سیاه، نیز تهیه کرد، که هنگام تغذیه با قند، اسید سیتریک ایجاد می کند.
در سال 1923 میلادی، وهمر حضور اسید سیتریک را به عنوان محصول جانبی اگزالات کلسیم تولید شده، توسط کشت پنسیلیوم گلوکوم مشاهده کرد. این فرآیند صنعتی برای اولین بار توسط كوری، در سال 1917 آغاز شد، وی دریافت كه قالب سیاه توانایی انباشت مقادیر قابل توجهی اسید سیتریک را در محیط حاوی شكر دارد. اگرچه روش ها برای سنتز اسید سیتریک با استفاده از ابزارهای شیمیایی نیز به خوبی توسعه یافته اند، اما موفقیت های بهتری با استفاده از تخمیرات میکروبی به دست آمد و در طی مدت زمان، این روش به دلیل انتخاب اقتصادی ترین روش تولید، انتخاب شد.
جدول مشخصات فنی اسید سیتریک:
فرمول مولکولی | C6H8O7 |
جرم مولی اسید سیتریک خشک | 192.124 g/mol |
شکل ظاهری | جامد سفید بلوری |
چگالی اسید سیتریک آبدار | 1.665 g/cm3 |
نقطه ذوب | 153 °C |
نقطه جوش | 310 °C |
کاملا محلول در | آب، استون، الکل، اتیل استات، دی متیل سولفوکساید |
انواع سیتریک اسید:
- اسید سیتریک خشک
- اسید سیتریک آبدار
تفاوت این دو اسید در مش بندی یا دانه بندی و فرآوری آن ها می باشد. یعنی اسید سیتریک آبدار به صورت کریستالی و اسید سیتریک خشک به صورت پودری است. سیتریک اسید مونو هیدرات، اسید سیتریک آبداری است که از تبلور آب سرد به دست می آید و سیتریک اسید هیدراته یا آبدار، اسید سیتریک خشکی است که از تبلور آب گرم تولید می شود. اسید سیتریک خشک بیشتر تنظیم کننده اسیدی و طعم دهنده، بوبری آروماتیک مطلوب و بهینه نگهدارنده براق کننده (روکش میوه های سردخانه ایی)
اسید سیتریک آبدار آبدار را میتوان در آبمیوه ها و یا تمامی مایعات که نیاز به ترش مزگی دارند استفاده می شود.
اسید سیتریک را می توان به صورت بی آب (خشک) یا به صورت مونوهیدرات (آبدار) به دست آورد. اسید سیتریک شکل بی آب از آب داغ متبلور می شود، در حالی که مونوهیدرات هنگامی که اسید سیتریک از آب سرد متبلور می شود، تشکیل می شود. مونوهیدرات را می توان در حدود 78 درجه سانتیگراد به شکل بی آب یا خشک تبدیل کرد. با از دست دادن دی اکسیدکربن بالاتر از 175 درجه سانتیگراد تجزیه می شود.
تولید اسید سیتریک:
در حال حاضر، معمولا کل تولید اسید سیتریک با تخمیر انجام می شود.
انواع گریدهای اسید سیتریک:
- اسید سیتریک خوراکی
- اسید سیتریک صنعتی
سیتریک اسید خوراکی:
لیمو، پرتقال، لیموترش و سایر مرکبات دارای غلظت بالایی از اسید سیتریک هستند. اسید سیتریک در انواع میوه ها و سبزیجات، به ویژه مرکبات وجود دارد. لیمو و لیموترش به ویژه غلظت اسید بالایی دارند، که می تواند تا حد 8٪ از وزن خشک این میوه ها را تشکیل دهد. غلظت اسید سیتریک در آب میوه ها حدود 47 گرم در لیتر می باشد. مثلا در مرکبات از 0.005 مول بر لیتر برای پرتقال و گریپ فروت و تا 0/03 مول بر لیتر برای لیمو تعریف شده است. این مقادیر در گونه ها بسته به رقم و شرایط رشد میوه متفاوت است. مرکبات و آب آن ها بهترین منابع طبیعی اسید سیتریک هستند. در واقع، کلمه (سیتریک) از کلمه لاتین “مرکبات” گرفته شده است. نمونه هایی از مرکبات حاوی اسید سیتریک عبارتند از: لیمو، لیموترش سبز، پرتقال ها، گریپ فروت، نارنگی، پوملوس. لازم به ذکر است که میوه های دیگر نیز حاوی اسید سیتریک هستند اما مقادیر کمتری دارند.
اسید سیتریک اگرچه به طور طبیعی وجود ندارد، همچنین یک محصول جانبی از تولید پنیر، شراب و نان ترشی است و به طور گسترده ای در صنایع غذایی و دارویی مورد استفاده قرار می گیرد.
اسید سیتریک صنعتی:
اسید سیتریک مهم ترین اسید آلی تولید شده در تناژ است. این ماده عمدتا توسط تخمیر غوطه وری از منابع مختلف کربوهیدرات ها، تولید می شود. با این حال، سایر تکنیک های تخمیر، به عنوان مثال: تخمیر حالت جامد و تخمیر سطح، و منابع جایگزین کربن مانند، باقی مانده های کشت و صنعت به شدت مورد مطالعه قرار گرفته اند، که چشم انداز خوبی برای تولید آن است.
طرز تهیه اسید سیتریک:
تعداد زیادی میکروارگانیسم از جمله باکتری ها، قارچ ها و مخمرها برای تولید اسید سیتریک استفاده می شود. چندین تلاش برای تولید اسید سیتریک با استفاده از ملاس انجام شده است، که به دلیل کم هزینه بودن و محتوای قند زیاد ترجیح داده می شود. ترکیب ملاس به عوامل مختلفی بستگی دارد، به عنوان مثال: نوع چغندر و عصا، روش های کشت محصولات زراعی و کودها و سموم دفع آفات در طی کشت، شرایط نگهداری و جابجایی، تغییرات دما، مراحل تولید و غیره دارا می باشد.
هر دو ملاس عصا و چغندر برای تولید اسید سیتریک مناسب هستند. با این حال، ملاس چغندر به دلیل محتوای کمتری در فلزات کمیاب ترجیح داده می شود. به طور کلی، ملاس عصا حاوی کلسیم، منیزیم، منگنز، آهن و روی است، که تأثیر عقب انداختن در سنتز اسید سیتریک دارند. در نتیجه، برای حذف کاهش فلزات کمیاب، برخی از پیش تصفیه ها مورد نیاز است. بنابراین ملاس عصا در دستیابی به بازده مناسب تخمیر، مشکلاتی دارد. باقی مانده های مختلف صنایع کشاورزی دیگر مانند تفاله سیب، باگاس کاساوا، پوسته قهوه، کاه گندم، ضایعات آناناس، کاست چغندرقند، پوست میوه کیوی و غیره با استفاده از تکنیک های تخمیر حالت جامد مورد بررسی قرار گرفته است، تا بتوانند به عنوان بستر استفاده شوند.
دوز مصرف اسید سیتریک در صنایع:
میزان مصرف سیتریک اسید در تمامی صنایع متفاوت است مثلا در صنایع غذایی بیش از 70 درصد، دارویی 12 درصد، شیمیایی 11 درصد، چرم 4 درصد، آرایشی و بهداشتی 2 درصد و سایر صنایع 1 درصد است.
فرآیند انواع تخمیر در اسید سیتریک:
تخمیر مایع یا غوطه وری: فرآیند تخمیر غوطه وری، یک روش معمول برای تولید اسید سیتریک است. چندین مزیت مانند بازده بالاتر و بهره وری و پایین آمدن هزینه های کارگر دلیل اصلی این امر است. از دو نوع تخمیر کننده، تخمیرهای همزن معمولی و تخمیر برج استفاده می شود، اما نوع دوم (تخمیر برج) به دلیل مزایایی که از نظر قیمت، اندازه و عملکرد دارد، ترجیح داده می شود. تخمیر کننده هایی که از فولاد درجه بالا ساخته شده اند و نیاز به تهیه سیستم هوادهی دارند، می تواند سطح اکسیژن محلول بالا را حفظ کنند. تخمیر کننده های تولید اسید سیتریک، لازم نیست که به عنوان مخازن تحت فشار ساخته شوند، زیرا عقیم سازی به راحتی با بخار دادن و بدون اعمال فشار انجام می شود. خنک سازی می تواند توسط یک فیلم آب خارجی در کل دیواره خارجی تخمیر انجام شود.
تخمیر سطحی: اولین فرآیند فردی برای تولید اسید سیتریک، کشت سطح مایع (LSC) بود، که در سال 1919 در بلژیک مورد استفاده قرار گرفت، پس از آن، روش های دیگر تخمیر، مانند تخمیر غوطه ور، ایجاد شد. اگرچه این تکنیک پیچیده تر است، اما روش سطح نیاز به تلاش کمتری در بهره برداری و نصب و هزینه انرژی دارد.
در فرآیند کلاسیک تولید اسید سیتریک، محلول کشت در سینی های کم عمق (ظرفیت 50-100 لیتر) نگه داشته می شود، و قارچ به عنوان حصیر میسلیوم در سطح محیط ایجاد می شود. سینی ها از آلومینیوم با درجه خلوص بالا یا فولاد با درجه خاصی ساخته شده اند و روی قفسه های پایدار بر روی یکدیگر سوار می شوند. محفظه های تخمیر برای کنترل دما و رطوبت با گردش هوا موثر ارائه می شوند. اتاق های تخمیر همیشه در شرایط آسپتیک هستند، که ممکن است در طول دو روز اول هنگام جوانه زدن هاگ حفظ شود. آلودگی های مکرر عمدتا توسط پنسیلیا، سایر آسپرژیل ها، مخمر و باکتری های لاکتیک ایجاد می شود. به طور کلی از ساکارز تصفیه شده یا خام، شربت عصا یا ملاس چغندر به عنوان منابع کربن استفاده می شود .
تخمیر حالت جامد: از تخمیر حالت جامد(SSF) به عنوان روشی جایگزین برای تولید اسید سیتریک از بقایای کشت و صنعت استفاده می شود. تولید اسید سیتریک توسط SSF (فرآیند کوجی) اولین بار در ژاپن توسعه یافت، و ساده ترین روش برای تولید تخمیر حالت جامد اسید سیتریک است. SSF را می توان با استفاده از چندین ماده اولیه انجام داد. تجمع اسید سیتریک به شدت تحت تأثیر ماهیت منبع کربن است. ساکارز مطلوب ترین منبع کربن و به دنبال آن گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز است. گالاکتوز به رشد بسیار کم قارچ کمک می کند و تجمع اسید سیتریک را ترجیح نمی دهد. سایر منابع کربن مانند سوربوز، اتانول، سلولز، مانیتول، لاکتیک، مالیک و یک اسید-استوگلوتاریک اجازه رشد محدود و تولید کم را می دهند. مکمل های معدنی، مانند منیزیم و کلسیم، ممکن است حاوی اسید سیتریک به شکل سیترات باشند و همچنین برای افزایش جذب مناسب هستند.
کاربرد اسید سیتریک:
- به دلیل خاصیت اسیدی، مزه ترش بودن، اسید سیتریک غالباً به عنوان ماده طعم دهنده و نگهدارنده در محصولات غذایی استفاده می شود.
- در نوشابه ها و آب نبات ها و برای تثبیت یا حفظ داروها به کار می روند.
- به عنوان ضد عفونی کننده در برابر ویروس ها و باکتری ها استفاده می شود.
- اسید سیتریک یک ماده شیمیایی عالی است و با ساختن محلول در فلزات، آن ها را متصل می کند. این ماده برای از بین بردن و جلوگیری از تجمع رسوب آهک در دیگ های بخار و اواپراتور استفاده می شود.
- برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد.
- در بهبود اثر صابون ها و مواد شوینده لباس خشک کاربرد دارد. با کلات زدن فلزات در آب سخت، به این پاک کننده ها اجازه می دهد تا کف تولید کنند و بدون نیاز به نرم شدن آب بهتر کار کنند.
- اسید سیتریک ماده فعال در برخی از محلول ها در تمیز کردن حمام و آشپزخانه است.
- در شامپو برای شستن مو و رنگ آمیزی مو استفاده می شود.
- اسید سیتریک نمایانگر توانایی های کیلیت شدن است، بنابراین برای جداسازی کل یون ها از لانتانیدها در طی پروژه منهتن در دهه 1940 مورد استفاده قرار گرفت.
- در صنعت، این ماده برای حل زنگ زدگی از فولاد به کار می رود.
- به عنوان یک ماده اسید در کرم ها، ژل ها و مایعات استفاده می شود.
- از اسید سیتریک به عنوان جایگزین بدون بو برای سرکه سفید برای رنگرزی در منزل با رنگ های اسیدی استفاده می شود.
لیست قیمت اسید سیتریک:
ردیف | نام محصول | قیمت |
1 | قیمت اسید سیتریک خوراکی | تماس بگیرید. |
2 | قیمت اسید سیتریک صنعتی | تماس بگیرید. |
3 | قیمت اسید سیتریک خشک | تماس بگیرید. |
4 | قیمت اسید سیتریک آبدار | تماس بگیرید. |
یک پاسخ
اسید خوراکی در لیمو ترش چیست