Utilizzo dell'acido citrico e della tecnologia Sunresin nella demineralizzazione e decolorazione

L'acido citrico (C6H8O7) è un acido organico debole presente naturalmente negli agrumi come limoni, lime, arance e pompelmi. È una polvere cristallina bianca dal sapore aspro ed è comunemente usato come conservante alimentare, aromatizzante e acidificante in una varietà di prodotti alimentari e bevande. L'acido citrico è anche utilizzato in molti prodotti per la pulizia come agente chelante per rimuovere macchie di calcare e ruggine. Inoltre, l'acido citrico è utilizzato nell'industria farmaceutica come eccipiente nei medicinali e nei cosmetici come regolatore di pH e conservante.

Cibo e bevande: 

L'acido citrico ha un sapore aspro delicato e rinfrescante ed è ampiamente utilizzato nella produzione di varie bevande, caramelle, biscotti, succhi di frutta, latticini e altri alimenti. Nel mercato di tutti gli acidi organici, l'acido citrico detiene una quota di mercato superiore al 70%. Ad oggi, nessun agente acidificante può sostituirlo. 

L'acido citrico può essere ottenuto in forma anidra (privo di acqua) o monoidrato. L'acido citrico monoidrato è utilizzato principalmente come agente aromatizzante acido per bevande fresche, succhi di frutta, marmellate, zucchero di frutta e alimenti in scatola, ecc. Può anche essere utilizzato come antiossidante per oli commestibili, migliorando le proprietà sensoriali degli alimenti, stimolando l'appetito e favorendo la digestione e l'assorbimento di calcio e fosforo nell'organismo umano. 

L'acido citrico anidro è ampiamente utilizzato nelle bevande solide. I sali dell'acido citrico, come il citrato di calcio e il citrato ferrico, sono fortificanti per alcuni alimenti che necessitano dell'aggiunta di ioni calcio e ioni ferro. Gli esteri dell'acido citrico, come il trietilcitrato, possono essere utilizzati come plastificanti non tossici e sono impiegati per realizzare pellicole plastiche per il confezionamento alimentare.

Prodotti farmaceutici:  

Nell'industria farmaceutica, l'acido citrico può reagire con una soluzione acquosa di carbonato di sodio o bicarbonato di sodio per produrre una grande quantità di CO2, che viene utilizzata come sistema effervescente, in modo che i principi attivi del farmaco possano essere sciolti rapidamente e l'effetto del gusto possa essere migliorato. 

L'acido citrico può essere utilizzato anche come tampone in varie soluzioni nutrizionali orali. 

L'aggiunta di una piccola quantità di acido citrico ai preparati medicinali tradizionali a base di erbe può formare tracce di complessi metallici ferro-rame, ritardando la degradazione dei principi attivi. 

Vari sali di acido citrico possono anche aiutare l'organismo a integrare gli elementi corrispondenti. Il citrato di sodio è un anticoagulante ampiamente utilizzato nelle trasfusioni di sangue, nella conservazione del sangue e del plasma e nella lavorazione del plasma artificiale e dei suoi derivati.

Cosmetici: 

L'acido citrico è un tipo di acido della frutta, spesso utilizzato in lozioni, creme, shampoo, prodotti anti-età, ecc. La sua funzione principale è quella di accelerare il rinnovamento della cutina, che aiuta il metabolismo della melanina nella pelle, dissolve i punti neri, migliora i pori e idrata anche la pelle in una certa misura.

Produzione avicola: 

L'aggiunta di acido citrico al mangime per suinetti può ridurre il tasso di diarrea dei suinetti (i suinetti svezzati precocemente hanno una bassa resistenza alle malattie e un'elevata mortalità dovuta alla diarrea), in modo che i suinetti possano essere svezzati precocemente e aumentare le dimensioni della cucciolata delle scrofe. 

L'aggiunta di acido citrico dall'1% al 2% alla dieta dei suini in crescita può aumentare l'aumento di peso giornaliero, ridurre lo spessore del grasso dorsale e migliorare la qualità della carne. 

Il citrato di terre rare è un nuovo tipo di additivo alimentare ad alta efficienza, adatto a vari animali come maiali, polli, pesci, gamberetti, bovini, ovini, conigli, bachi da seta, ecc. Può favorire la crescita degli animali, migliorare la resistenza alle malattie e il tasso di sopravvivenza, migliorare il tasso di conversione alimentare e abbreviare il ciclo di alimentazione.

Industria chimica e tessile: 

L'acido citrico può essere utilizzato come reagente per analisi chimiche nella tecnologia chimica, come reagente sperimentale, reagente per analisi cromatografiche e reagente biochimico, agente complessante, agente mascherante o utilizzato per preparare soluzioni tampone. 

L'acido citrico può essere utilizzato anche come reagente per testare la resistenza agli acidi delle piastrelle ceramiche architettoniche. L'uso di acido citrico o citrato come agente consolidante può migliorare le prestazioni dei prodotti di lavaggio, precipitare rapidamente gli ioni metallici, impedire agli inquinanti di riattaccarsi ai tessuti e mantenere l'alcalinità essenziale per il lavaggio. 

L'inquinamento da formaldeide negli indumenti è un problema molto delicato e l'acido citrico e l'acido citrico modificato possono essere trasformati in un agente di finitura antirughe privo di formaldeide per la finitura antirughe dei tessuti in puro cotone.

La fermentazione e l'estrazione dell'acido citrico:

Fermentazione dell'acido citrico:

1) Il metodo di fermentazione allo stato solido utilizza come materie prime polvere di patate essiccata, farina di amido e prodotti agricoli e secondari amidacei. Dopo aver preparato il terreno di coltura, questo viene cotto a pressione normale, raffreddato alla temperatura di inoculazione, inserito nel koji dei semi, posto nella piastra del koji e fermentato in determinate condizioni di temperatura e umidità. La produzione di acido citrico mediante fermentazione allo stato solido utilizza attrezzature semplici ed è di facile utilizzo.

2) Il metodo di fermentazione a piastra bassa liquida utilizza principalmente la melassa come materia prima. Il metodo di produzione consiste nel trasferire la soluzione di coltura sterilizzata in ciascuna piastra di fermentazione attraverso delle tubazioni, inserire i batteri e aggiungere la soluzione zuccherina per la fermentazione dopo che i batteri hanno formato una pellicola batterica. Per questo metodo, la fermentazione richiede l'introduzione di aria sterile nella sala di fermentazione.

3) Nella fermentazione sommersa, l'attrezzatura principale per la produzione di acido citrico è il fermentatore. I microrganismi si riproducono e fermentano in questo contenitore ermetico.

Estrazione dell'acido citrico: 

Oltre al prodotto principale, il brodo di fermentazione dell'acido citrico contiene anche altri metaboliti e alcune impurità, e l'acido citrico deve essere estratto con metodi fisici e chimici. I principali metodi di separazione e purificazione dell'acido citrico sono il metodo del sale di calcio e il metodo cromatografico.

Il metodo del sale di calcio consiste nel trasformare l'acido citrico nel brodo di fermentazione in precipitazione di sale di calcio, sostituire il citrato di calcio con acido citrico libero con acido solforico e precipitare il solfato di calcio generato, per poi purificare e cristallizzare ulteriormente l'acido citrico. Tuttavia, il metodo del sale di calcio presenta i seguenti svantaggi:

Processi complicati e scomodi 

Bassa resa (circa 80-85%) 

Preoccupazione ambientale per la grande quantità di rifiuti di solfato di calcio prodotti

Cromatografia continua  È una nuova tecnologia ad alta efficienza di separazione, che compensa le carenze delle tecnologie tradizionali, come il funzionamento discontinuo e il basso tasso di utilizzo. È stata ampiamente utilizzata nell'industria della fermentazione, anche negli ultimi anni, nell'industria dell'acido citrico.

La tecnologia della cromatografia continua presenta i seguenti vantaggi: 

Processo semplice, elevato grado di automazione e basso costo; 

Alta resa (oltre il 90%); 

Rispettoso dell'ambiente, non vengono prodotti rifiuti solidi come il solfato di calcio e si riducono i costi di trattamento dei rifiuti.

Resine speciali per la desalinizzazione e la decolorazione dell'acido citrico:

Il processo di scambio ionico è una tecnologia di processo efficace e matura nella demineralizzazione e decolorazione dell'acido citrico ed è ampiamente utilizzato nella produzione industriale di acido citrico. 

Tuttavia, l'elevata pressione osmotica dell'acido citrico provoca ripetute espansioni e contrazioni delle resine durante il processo di purificazione fine, costringendole a sopportare un'enorme pressione osmotica, soprattutto nel caso delle resine a scambio anionico. In queste condizioni, le resine possono rompersi facilmente, riducendone la durata e aumentandone i costi. Questo è diventato un problema comune che frena lo sviluppo del settore, e si è sentita una forte richiesta di una soluzione.

In risposta a questa difficoltà, Sunresin ha sviluppato con successo una resina a scambio anionico a base acrilica debole con distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle, buona resistenza alla pressione osmotica ed elevata capacità di scambio, utilizzata per la demineralizzazione e la decolorazione dell'acido citrico.  

Questa resina presenta i vantaggi di una forte capacità di lavorazione, un basso tasso di perdita di acido citrico, una facile rigenerazione, un ridotto consumo di reagenti, un'elevata resistenza meccanica, una lunga durata, una maggiore precisione nella rimozione delle impurità ed è stata ampiamente affermata e riconosciuta dal settore.

Sistema Sepsolut SMB: 

Per massimizzare i vantaggi prestazionali delle resine, Sunresin ha combinato le caratteristiche di processo della produzione di acido citrico e ha progettato un sistema SMB a scambio ionico continuo con tecnologia più avanzata. Grazie alla disposizione a matrice delle valvole di controllo automatico, le colonne di resina possono essere rapidamente sostituite e riutilizzate, riducendo significativamente il consumo di acido, alcali e acqua.

Con il sistema Sepsolut SMB di Sunresin, le resine e le apparecchiature funzionano ininterrottamente a un elevato tasso di utilizzo, fornendo un liquido di alimentazione stabile e ininterrotto per le sezioni successive. Rispetto al tradizionale sistema a letto fisso, la quantità di resine utilizzate può essere ridotta del 50-80%, mentre la quantità di rigenerante può essere ridotta del 35-60%, contribuendo a far progredire l'industria dell'acido citrico in modo più efficiente.