Utilizzo della tecnologia dell'acido citrico e della resina solare nella demineralizzazione e decolorazione

L'acido citrico (C6H8O7) è un acido organico debole che si trova naturalmente negli agrumi come limoni, lime, arance e pompelmi. È una polvere cristallina bianca che ha un sapore aspro ed è comunemente usata come conservante alimentare, agente aromatizzante e acidificante in una varietà di prodotti alimentari e bevande. L'acido citrico è utilizzato anche in molti prodotti per la pulizia come agente chelante per rimuovere macchie di calcare e ruggine. Inoltre, l'acido citrico viene utilizzato nell'industria farmaceutica come eccipiente nei medicinali e nei cosmetici come regolatore del 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, latticini e altri alimenti. Nel mercato di tutti gli acidi organici, l'acido citrico detiene una quota di mercato superiore al 70%. Finora, nessun agente acido può sostituire l’acido citrico. 

L'acido citrico può essere ottenuto come forma anidra (priva di acqua) o come monoidrato. L'acido citrico monoidrato viene utilizzato principalmente come agente aromatizzante acido per bevande fresche, succhi di frutta, marmellate, zucchero di frutta e cibo in scatola, ecc. Può anche essere utilizzato come antiossidante per oli commestibili, migliorando le proprietà sensoriali del cibo, migliorando l'appetito e favorire la digestione e l'assorbimento delle sostanze di calcio e fosforo nel corpo 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 di aggiungere ioni calcio e ioni ferro. Gli esteri dell'acido citrico, come il trietil citrato, possono essere utilizzati come plastificanti non tossici e vengono utilizzati per realizzare pellicole plastiche per imballaggi alimentari.

Prodotti farmaceutici:  

Nell'industria farmaceutica, l'acido citrico può reagire con la 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 erboristici tradizionali può formare tracce di complessi metallici ferro-rame, ritardando la degradazione dei principi attivi. 

Vari sali dell'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 prodotti sanguigni.

Cosmetici: 

L'acido citrico è un tipo di acido della frutta, che viene spesso utilizzato in lozioni, creme, shampoo, prodotti antietà, ecc. La sua funzione principale è 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 di pollame: 

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 la dimensione della figliata delle scrofe. 

L'aggiunta dell'1-2% di acido citrico alla dieta dei suini in accrescimento 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 per mangimi ad alta efficienza, adatto a vari animali come maiali, polli, pesci, gamberetti, bovini, pecore, conigli, bachi da seta, ecc. Può promuovere la crescita degli animali, migliorare la resistenza alle malattie e il tasso di sopravvivenza , migliorare il tasso di conversione dell'alimentazione e abbreviare il ciclo di alimentazione.

Industrie chimiche e tessili: 

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

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

L'inquinamento da formaldeide degli indumenti è una questione molto delicata e l'acido citrico e l'acido citrico modificato possono essere trasformati in un agente di finissaggio antirughe privo di formaldeide per la finitura antirughe di tessuti di 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 essiccate, farina di amido e prodotti agricoli e collaterali amidacei. Dopo aver preparato il terreno di coltura, questo viene cotto a pressione normale, raffreddato alla temperatura di inoculazione, inserito nel seme koji, messo nella piastra 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 liquida su piastre superficiali 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 le tubazioni, inserire i batteri e aggiungere la soluzione zuccherina per fermentare 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 della cromatografia.

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

Processi complicati e scomodi 

Resa bassa (circa 80-85%) 

Preoccupazione ambientale con la produzione di una grande quantità di rifiuti di solfato di calcio

Cromatografia continua  è una nuova tecnologia con elevata efficienza di separazione, che compensa le carenze delle tecnologie tradizionali come il funzionamento non continuo e il basso tasso di utilizzo. È stato ampiamente utilizzato nell'industria della fermentazione, anche negli ultimi anni nell'industria dell'acido citrico.

La tecnologia della cromatografia continua presenta i seguenti vantaggi: 

Processo semplice, alto grado di automazione e basso costo; 

Rendimento elevato (oltre il 90%); 

Rispettoso dell'ambiente, senza produzione di rifiuti solidi come il solfato di calcio e costi ridotti per il trattamento dei rifiuti.

Resine speciali per dissalazione e 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 e fa sì che le resine sopportino un'enorme pressione osmotica, soprattutto per le resine a scambio anionico. In queste condizioni, le resine possono rompersi facilmente, riducendo la durata delle resine e aumentando i costi. Questo è diventato un problema comune che frena lo sviluppo del settore e c’è stata una forte richiesta di una soluzione.

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

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

Sistema Sepsolut PMI: 

Per massimizzare i vantaggi prestazionali delle resine, Sunresin ha combinato le caratteristiche del processo di produzione dell'acido citrico e ha progettato un sistema SMB a scambio ionico continuo con una 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 continuamente a un tasso di utilizzo elevato, 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%, aiutando l'industria dell'acido citrico a progredire in modo più efficiente.