اسید سیتریک

توضیحات

اسید سیتریک یک اسید ضعیف آلی است با فرمول شیمیایی C₆H₈O₇ که در دو گرید صنعتی و خوراکی مورد استفاده قرار می گیرد و می توان آن را در بسیاری از مواد غذایی مانند انواع میوه ها و سبزیجات یافت. اسید سیتریک خشک و آبدار از نمونه های معروف این ماده اند. مزه ای ترش و خاص دارد و به دلیل اسیدی بودن می تواند از رشد باکتری ها جلوگیری نماید به همین دلیل در صنایع غذایی از آن به عنوان نگهدارنده، تنظیم کننده اسیدیته غذا و یک عامل ضد میکروبی استفاده می شود.

• این ماده در استون، آب، دی متیل سولفوکساید و اتیل استات حل می شود.
• این ماده بدون بو و رنگ است.

 

 

 

 

 

 

اسید سیتریک آبدار به گونه ای است که در ساختار خود به ازای هر مولکول C₆H₈O₇ یک مولکول آب دارد. فرمول اسید سیتریک آبدار به صورت C₆H₈O₇.H₂O است. ولی اسید سیتریک خشک در ساختار خود آب ندارد. فرمول اسید سیتریک خشک به شکل C₆H₈O₇ است.

اسید سیتریک آبدار از تبلور در آب گرم به دست می آید ولی اسید سیتریک خشک زمانی که اسید در آب سرد به وجود می آید، متبلور می شود. اسید آبدار در دمای ۷۸ درجه سانتی‌ گراد به اسید بدون آب تبدیل می شود.

 

خواص فیریکی و شیمیایی

 

فرمول شیمیایی	C6H8O7
جرم مولکولی	192.027 g/mol
دمای جوش	تجزیه می شود
نقطه ذوب	153 °C
حلالیت در آب	59g/100ml at 20 °C

 

 

تاریخچه‌ اسید سیتریک

 

جوهر لیمو در میوه‌ ها و سبزیجات وجود داشته ولی میزان آن در مرکبات متغیر است. سیتریک اسید ابتدا در سال ۱۷۸۴ توسط یک دانشمند سوئدی به نام کارل ویلهلم از لیمو ترش بدست آمد. سپس بعد از چندین سال فرآیند صنعتی شدن آن در سال ۱۸۹۰ در صنایع مرکبات ایتالیا انجام شد. بعد از آن ترکیب کلسیم سیترات از آبمیوه را توسط آهک (هیدروکسید کلسیم) انجام داده و سیتریک اسید را از کلسیم سیترات به وسیله اسید سولفوریک رقیق حاصل کردند. در سال 1893، کارل وهمر (Carl Wehmer) حضور سیتریک اسید را به عنوان محصول جانبی اگزالات کلسیم تولید شده، توسط کشت پنیسیلیوم گلوکوم مشاهده کرد. امروزه روش های نوینی برای سنتز اسید سیتریک به وجود آمده که با کمک ابزارهای شیمیایی توسعه پیدا کرده اند.

 

 

 

تولید اسید سیتریک

 

این ترکیب شیمیایی خاص به 2 روش متنوع تولید می شود. شامل :

 

• روش اول: از طریق ارگانیسم ها به روش تخمیر

همانطور که در متن بالا به آن اشاره نمودیم، امروزه تولید این ترکیب شیمیایی سالانه در جهان چیزی نزدیک به 2 میلیون تن می رسد که نزدیک به ۹9 درصد آن از طریق فرایندی به نام تخمیر الکلی تولید می گردد.

چندین گونه ی میکروسکوپی که این فرآیند را انجام می دهند عبارتند از:

• مخمرها ( saccharomycopsis lipolytica )
• قارچ ها ( A. niger، penicillin luteum، Aspergillus wentii )
•  باکتری ها ( corynebacterium sp، paraffineus).

این میکروارگانیسم ها به وسیله ی فرآیند تخمیر امکان به دست آوردن حدود 95 کیلو اسید سیتریک را از 100 کیلو قند مصرفی، با غلظت بیشتر از 200 گرم در یک لیتر دارند. جالب است بدانید که جداسازی و همچنین خالص سازی اسید سیتریک در این فرآیند تولید، بر اساس مقدار قند موجود در محیط، ph، میزان تحمل میکروارگانیسم ها در این فرآیند و .. با راندمان متفاوت انجام خواهد شد.

 

• روش دوم: تولید صنعتی

در صنعت جهت تولید این ماده ی کاربردی از دو روش گوناگون استفاده می کنند. فرآیند تخمیر غوطه وری و همچنین روش سطحی. اصلی ترین ارگانیسم های که در تولید صنعتی این ماده استفاده می گردد، A. niger می باشد.

به کمک فیلترها، اسید سیتریک به دست آمده از تخمیر انجام می شود. جهت جلوگیری از تشکیل شدن اسید اگزالیک، آهک را به رسوب اگزالات کلسیم اضافه می کنند. در این مرحله با افزایش میزان آهک، افزایش دما تا 90 درجه ی سانتی گراد و در نهایت ph نزدیک به 7.2 رسوب می کند و سیترات کلسیم با کمک فیلترهای چرخان جمع می شود.

جهت به دست آورد این اسید با خلوص بالاتر، به آن اسید سولفوریک اضافه می کنند تا مجددا سولفات کلسیم تشکیل شود. و در نهایت ماده ی تولیدی با کربن فعال تصفیه می شود و سبب تولید اسید سیتریک آبدار یا خشک می شود.

 

 

کاربردها

 

سیستم آنتی اکسیدانی شوینده‌ های اسیدی موی سر (شامپوهای ضد شوره)

محصولات مراقبت بهداشتی و محصولات پوستی (ژل ها، کرم ها و مایعات)

پلاستیک‌ های صنعت بسته‌ بندی غذا

سنتز مواد جامد از مولکول های کوچک

تنظیم pH یون‌ های فلزی و آبکاری فلزات

به عنوان شار لحیم کاری در صنعت

از بین بردن و جلوگیری از تجمع رسوب آهک در دیگ های بخار و اواپراتور

تمیز کننده های خانگی

ضد عفونی کننده ها و قارچ کش

محصولات پاکسازی محیط زیست

شوینده بهداشتی

خوراک حیوانات

سلامت پوست

الکل

داروها مثلا در قرص های جوشان به همراه بی کربنات سدیم

محلول های ضد انعقاد و لخته شدن خون

صنایع رنگ‌ سازی

صنایع غذایی

استخراج نفت

تصفیه آب

چاپ

صنعت نساجی

صنایع شیمیایی

امولسیفایر

عکاسی

در صنعت پلاستیک

به عنوان کاتالیزور

عامل بافری

در بتن جهت افزایش مقاومت، جلوگیری از سفت شدن سریع و کاهش اثر دما و سفت کننده ها

در صنایع نوشیدنی به عنوان تنظیم کننده اسیدیته

در صنعت پنیر سازی به ویژه پنیر موزارلا به عنوان کاتالیست

در ترکیب مکمل های غذایی به منظور جذب سریعتر

به عنوان طعم دهنده و نگهدارنده مثل نوشیدنی های گاز دار

جایگزین اسید نیتریک به منظور غیر فعال کردن فولاد ضد زنگ

عامل مهار کننده اکسیداسیون در فراورده های گوشتی

در صنایع آرد و نان به عنوان نگهدارنده و افزایش کیفیت محصول

در رنگ های خوراکی به جهت کنترل میزان pH رنگ های قلیایی

در محصولات آرایشی و بهداشتی مثل محصولات از بین برنده جوش و لکه پوست

در حالت آبدار در قارچ کش ها و مهار کننده ترومبین در صنعت دارو سازی استفاده می شود.

در شربت ها و قرص ها به عنوان مهار کننده مزه بد دارو استفاده می شود.

به عنوان ماده ای بافری در پایداری مواد دارویی استفاده می شود.

 

 

نگهداری اسید سیتریک

 

از ریختن این اسید بر روی زمین، تماس با چشم و پوست جدا خودداری کنید. از جابجایی غیر اصولی این ماده که سبب تشکیل گردوغبار ( که از خود اسید به دست می آید) خواهد شد، پرهیز نمایید. غبارات این ماده را استنشاق نکنید.

محیط انبار جهت نگهداری این اسید بایستی خنک، خشک باشد و همچنین دارای تهویه ی مناسبی باشد. بهتر است که این ماده را در ظرفی دربسته نگهداری کنید. بسته ها یا مخازن حاوی اسید سیتریک بایستی در دمای 5 تا 30 درجه ی سانتی گراد نگهداری و همچنین انبار شوند.

 

 

نکات ایمنی

 

اگرچه این اسید بسیار ضعیف می باشد اما استنشاق و بلعیدن آن می تواند، عوارض جانبی فراوانی را به بار آورد.

• استنشاق اسید سیتریک خالص موجب تنگی نفس، سرفه و گلو درد شود.
• مصرف فراوان این ماده سبب گلو درد و شکم درد می شود.
• در معرض قرار گرفتن محلول های خالص این ترکیب شیمیایی سبب درد چشم و قرمزی پوست می شود.
• مصرف طولانی مدت اسید سیتریک موجب فرسایش مینای دندان خواهد شد.
• در صورت تماس طولانی مدت با گرید خالص اسید سیتریک، این مواد موجب آسیب به پوست، چشم، دندان و درد معده، مشکلات آلرژیک و تنفسی، درد مفاصل، تورم، حالت تهوع و استفراغ می شود.
• بعد از مصرف این ماده اگر بیماری های کلیوی، قلبی، فشارخون بالا، سابقه حمله قلبی، مشکلات ادرار، ورم یا اسهال دارید، به پزشک مراجعه کنید.
• همچنین این اسید به دلیل خاصیت خورندگی باید در مقادیر لازم و به اندازه مصرف شود.
• از روشن کردن شعله در اطراف این ماده و استعمال دخانیات خودداری کنید.
• در هنگام کار با این محصولات از دستکش ضد اسید و عینک استفاده کرده و نکات ایمنی را رعایت کنید.
• زمانی که با این محصولات کار می کنید، از لباس مخصوص استفاده کرده و در صورت کثیف شدن آن را تعویض کنید.
• در صورت تماس سیتریک اسید با بدن، بلافاصله نقطه تماس را با آب فراوان بشویید.