Utilização do ácido cítrico e da tecnologia da Sunresin na desmineralização e descoloração.

O ácido cítrico (C6H8O7) é um ácido orgânico fraco encontrado naturalmente em frutas cítricas como limões, limas, laranjas e toranjas. É um pó cristalino branco com sabor azedo, comumente usado como conservante alimentar, aromatizante e acidulante em diversos produtos alimentícios e bebidas. O ácido cítrico também é utilizado em muitos produtos de limpeza como agente quelante para remover incrustações de calcário e manchas de ferrugem. Além disso, o ácido cítrico é utilizado na indústria farmacêutica como excipiente em medicamentos e em cosméticos como regulador de pH e conservante.

Comida e bebidas: 

O ácido cítrico possui um sabor levemente ácido e refrescante, sendo amplamente utilizado na fabricação de diversas bebidas, doces, biscoitos, sucos, laticínios e outros alimentos. No mercado de ácidos orgânicos, o ácido cítrico detém uma participação superior a 70%. Até o momento, nenhum agente acidificante conseguiu substituir o ácido cítrico. 

O ácido cítrico pode ser obtido na forma anidra (sem água) ou como monohidrato. O ácido cítrico monohidratado é usado principalmente como aromatizante ácido em bebidas refrescantes, sucos de frutas, geleias, açúcar de frutas e alimentos enlatados, entre outros. Também pode ser utilizado como antioxidante em óleos comestíveis, melhorando as propriedades sensoriais dos alimentos, estimulando o apetite e promovendo a digestão e a absorção de cálcio e fósforo pelo organismo. 

O ácido cítrico anidro é amplamente utilizado em bebidas sólidas. Sais de ácido cítrico, como o citrato de cálcio e o citrato férrico, são fortificantes para alguns alimentos que necessitam da adição de íons de cálcio e ferro. Ésteres de ácido cítrico, como o citrato de trietila, podem ser usados ​​como plastificantes atóxicos e são utilizados na fabricação de filmes plásticos para embalagens de alimentos.

Produtos farmacêuticos:  

Na indústria farmacêutica, o ácido cítrico pode reagir com soluções aquosas de carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio para produzir uma grande quantidade de CO2, que é utilizado como sistema efervescente, permitindo que os ingredientes ativos do medicamento se dissolvam rapidamente e que o sabor seja melhorado. 

O ácido cítrico também pode ser usado como tampão em diversas soluções nutricionais orais. 

A adição de uma pequena quantidade de ácido cítrico a preparações tradicionais de fitoterápicos pode formar traços de complexos metálicos de ferro-cobre, retardando a degradação dos princípios ativos. 

Diversos sais do ácido cítrico também podem ajudar o organismo a suplementar os elementos correspondentes. O citrato de sódio é um anticoagulante amplamente utilizado em transfusões sanguíneas, na preservação de sangue e plasma e no processamento de plasma artificial e hemoderivados.

Cosméticos: 

O ácido cítrico é um tipo de ácido de fruta, frequentemente utilizado em loções, cremes, xampus, produtos antienvelhecimento, etc. Sua principal função é acelerar a renovação da cutina, auxiliando no metabolismo da melanina na pele, dissolvendo cravos, melhorando os poros e também hidratando a pele até certo ponto.

Produção avícola: 

A adição de ácido cítrico à ração dos leitões pode reduzir a incidência de diarreia (leitões desmamados precocemente apresentam baixa resistência a doenças e alta mortalidade devido à diarreia), permitindo o desmame precoce e o aumento do tamanho da ninhada das porcas. 

A adição de 1% a 2% de ácido cítrico à dieta de suínos em crescimento pode aumentar o ganho de peso diário, reduzir a espessura da gordura dorsal e melhorar a qualidade da carne. 

O citrato de terras raras é um novo tipo de aditivo alimentar de alta eficiência, adequado para diversos animais, como suínos, galinhas, peixes, camarões, bovinos, ovinos, coelhos, bichos-da-seda, etc. Ele pode promover o crescimento animal, melhorar a resistência a doenças e a taxa de sobrevivência, aumentar a taxa de conversão alimentar e encurtar o ciclo de alimentação.

Indústrias química e têxtil: 

O ácido cítrico pode ser usado como reagente de análise química em tecnologia química, como reagente experimental, reagente de análise cromatográfica e reagente bioquímico, agente complexante, agente mascarante ou para preparar soluções tampão. 

O ácido cítrico também pode ser usado como reagente para testar a resistência a ácidos de revestimentos cerâmicos arquitetônicos. O uso de ácido cítrico ou citrato como agente de reforço pode melhorar o desempenho de produtos de lavagem, precipitar rapidamente íons metálicos, impedir que poluentes se fixem novamente aos tecidos e manter a alcalinidade essencial para a lavagem. 

A contaminação das roupas por formaldeído é uma questão muito delicada, e o ácido cítrico e o ácido cítrico modificado podem ser transformados em um agente antirrugas livre de formaldeído para o acabamento antirrugas de tecidos de algodão puro.

A fermentação e extração do ácido cítrico:

Fermentação do ácido cítrico:

1) O método de fermentação em estado sólido utiliza farinha de batata desidratada, farinha de amido e produtos agrícolas e derivados ricos em amido como matérias-primas. Após o preparo do meio de cultura, este é cozido sob pressão normal, resfriado até a temperatura de inoculação, adicionado ao koji inicial, colocado em uma placa de koji e fermentado sob condições específicas de temperatura e umidade. A produção de ácido cítrico por fermentação em estado sólido utiliza equipamentos simples e é de fácil operação.

2) O método de fermentação em placas rasas líquidas utiliza principalmente melaço como matéria-prima. O método de produção consiste em transferir a solução de cultura esterilizada para cada placa de fermentação através de tubulações, inserir as bactérias e adicionar a solução de açúcar para fermentar após a formação de um biofilme bacteriano. Para este método, a fermentação requer a introdução de ar estéril na sala de fermentação.

3) Na fermentação submersa, o principal equipamento para a produção de ácido cítrico é o fermentador. Os microrganismos se reproduzem e fermentam neste recipiente hermeticamente fechado.

Extração de ácido cítrico: 

Além do produto principal, o caldo de fermentação do ácido cítrico também contém outros metabólitos e algumas impurezas, sendo necessário extrair o ácido cítrico por métodos físicos e químicos. Os principais métodos de separação e purificação do ácido cítrico são o método do sal de cálcio e o método cromatográfico.

O método do sal de cálcio consiste em transformar o ácido cítrico presente no caldo de fermentação em precipitado de sal de cálcio, substituir o citrato de cálcio por ácido cítrico livre com ácido sulfúrico e precipitar o sulfato de cálcio gerado, que posteriormente é purificado e cristalizado. No entanto, o método do sal de cálcio apresenta as seguintes desvantagens:

Processos complicados e inconvenientes 

Baixo rendimento (cerca de 80-85%) 

Preocupação ambiental com a grande quantidade de resíduos de sulfato de cálcio produzidos.

Cromatografia contínua  É uma nova tecnologia com alta eficiência de separação, que compensa as deficiências das tecnologias tradicionais, como a operação não contínua e a baixa taxa de utilização. Ela tem sido amplamente utilizada na indústria de fermentação, inclusive, nos últimos anos, na indústria de ácido cítrico.

A tecnologia de cromatografia contínua apresenta as seguintes vantagens: 

Processo simples, alto grau de automação e baixo custo; 

Alto rendimento (acima de 90%); 

Ecológico, pois não produz resíduos sólidos como sulfato de cálcio e reduz os custos de tratamento de resíduos.

Resinas especiais para dessalinização e descoloração do ácido cítrico:

O processo de troca iônica é uma tecnologia eficaz e consolidada para a desmineralização e descoloração do ácido cítrico, sendo amplamente utilizado na produção industrial deste composto. 

No entanto, a alta pressão osmótica do ácido cítrico causa expansão e contração repetidas das resinas durante o processo de purificação fina, fazendo com que elas suportem uma enorme pressão osmótica, especialmente as resinas de troca aniônica. Nessas condições, as resinas podem se romper facilmente, reduzindo sua vida útil e aumentando os custos. Esse problema tornou-se comum e tem limitado o desenvolvimento da indústria, gerando uma forte demanda por soluções.

Em resposta a essa dificuldade, a Sunresin desenvolveu com sucesso uma resina de troca aniônica de base fraca à base de acrílico, com distribuição uniforme do tamanho das partículas, boa resistência à pressão osmótica e alta capacidade de troca, que é utilizada para a desmineralização e descoloração do ácido cítrico.  

Essa resina apresenta vantagens como alta capacidade de processamento, baixa taxa de perda de ácido cítrico, fácil regeneração, consumo reduzido de reagentes, alta resistência mecânica, longa vida útil e maior precisão na remoção de impurezas, sendo altamente reconhecida e aprovada pelo setor.

Sistema Sepsolut SMB: 

Para maximizar as vantagens de desempenho das resinas, a Sunresin combinou as características do processo de produção de ácido cítrico e projetou um sistema SMB de troca iônica contínua com tecnologia mais avançada. Através da disposição matricial de válvulas de controle automático, as colunas de resina podem ser trocadas e reutilizadas rapidamente, reduzindo significativamente o consumo de ácido, álcali e água.

Com o sistema Sepsolut SMB da Sunresin, as resinas e os equipamentos operam continuamente com alta taxa de utilização, fornecendo um fluxo de líquido estável e ininterrupto para as etapas subsequentes. Comparado ao sistema de leito fixo tradicional, o consumo de resina pode ser reduzido em 50 a 80%, enquanto a quantidade de regenerante pode ser reduzida em 35 a 60%, contribuindo para um avanço mais eficiente da indústria de ácido cítrico.