اسید سیتریک

اسید سیتریک

اسید سیتریک با فرمول شیمیایی C6H8O7 یک اسید کربوکسیلیک سه‌پروتون است که به طور طبیعی در میوه‌هایی مانند لیمو، پرتقال و توت‌فرنگی وجود دارد و یکی از اسیدهای مهم و پرکاربرد در صنعت شیمیایی و غذایی به شمار می‌رود. 
در واقع علت خواص اسیدی و طعم ترش این اسید به علت وجود ۳ گروه کربوکسیل (COOH) در ساختار آن است. در میان عامه مردم این اسید با نام جوهر لیمو شناخته شده است.  

مشخصات عمومی و فنی اسید سیتریک

برخی از مهم‌ترین مشخصات عمومی و فنی اسید سیتریک در جدول زیر نشان داده شده است.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسید سیتریک

این ماده به خوبی در آب حل می‌شود و محلولی اسیدی ایجاد می‌کند. در واقع این اسید در شمار اسیدهای چند پروتونه است (اسید سه‌پروتونی) که توانایی اهدا پروتون (⁺H) را دارد. این ویژگی باعث اسیدی بودن آن می‌شود.  اگرچه که اسید سیتریک می‌تواند با بازها واکنش دهد و نمک تشکیل دهد.
آنچه که حائز اهمیت می‌باشد این امر است که این ماده مانند بسیاری از دیگر اسیدهای کربوکسیلیک، می‌تواند تحت شرایط خاص اکسید شده و به کربن دی‌اکسید و آب تبدیل شود. همچنین می‌تواند با فلزات انتقالی کمپلکس‌هایی تشکیل دهد. 

روش تولید اسید سیتریک

جهت تولید این ترکیب از روش‌های گوناگونی استفاده می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر است:

1. تخمیر میکروبی: یکی از متداول‌ترین روش‌ها برای تولید آن استفاده از تخمیر میکروبی است. در این روش، از میکروارگانیسم‌ها (معمولاً نوعی مخمر یا باکتری) برای تبدیل کربوهیدرات‌ها به اسید سیتریک استفاده می‌شود. این روش به دلیل هزینه پایین و همچنین سازگاری آن با محیط زیست، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما نکته حائز اهمیت آن است که تولید صنعتی آن عمدتاً از روش تخمیر میکروبی انجام می‌شود.
2. سنتز شیمیای: در این روش، اسید سیتریک از فرآیندهای شیمیایی تولید می‌گردد. به عنوان نمونه می‌توان به اکسیداسیون گلوکز و تبدیل آن به اسید سیتریک اشاره کرد.
3. استخراج از منابع طبیعی: این ماده را در برخی از موارد از میوه‌ها و سبزیجاتی که به طور طبیعی حاوی این ترکیب هستند (مانند لیمو و نارنج) استخراج می‌کنند. اما این روش به دلیل هزینه بالای استخراج و خلوص پایین معمولاً کمتر استفاده می‌شود.

بر اساس گزارشات جهانی به طور میانیگن حدود دو میلیون تن در سال این ماده تولید می‌شود که تنها حدود 99% از اسید سیتریک تولید شده از طریق فرآیندهای صنعتی به دست می‌آید، که شامل تخمیر میکروبی است. تنها 1% از این حجم، از منابع طبیعی تولید می‌شود.

اسید سیتریک خشک و آبدار

این ماده به دو صورت اسید سیتریک آبدار و اسید سیتریک خشک وجود دارد. نوع آبدار آن که تحت عنوان اسید سیتریک مونوهیدراته شناخته شده است دارای یک مولکول آب در  ساختار هر مولکول خود است. عمدتاً اسید سیتریک آبدار در صنعت غذایی و دارویی به کار می‌رود اما کاربردهای صنعتی دیگری نیز دارد.
اسید سیتریک خشک فاقد مولکول آب در ساختار خود است و به صورت پودر بلوری است. به علت خلوص بیشتری که نسبت به نوع آبدار دارد، بیشتر در شیمیایی کاربرد دارد.

تفاوت اسید سیتریک صنعتی، شیمیایی و خوراکی

این ماده در سه دسته اصلی صنعتی، شیمیایی و خوراکی طبقه بندی می‌شود. هر یک از این انواع ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که به شرح تفاوت آن‌ها پرداخته شده است:

1. اسید سیتریک صنعتی: این نوع اسید معمولاً برای مصارف صنعتی تولید می‌شود و عمدتاً از طریق تخمیر میکروبی بر روی منابع کربنی مانند شکر تولید می‌شود. خلوص این اسیدها معمولاً 99% و بالاتر است و به طور گسترده در صنایع شیمیایی، پاک‌کننده‌ها و تولید مواد شوینده و رنگ‌ها استفاده می‌شوند.
2. اسید سیتریک شیمیایی: این ترکیب از طریق فرآیندهای شیمیایی مانند اکسیداسیون یا سنتز ترکیبات شیمیایی بدست می‌آید که خلوص کمتری نسبت به نوع صنعتی دارد اما عنوان یک ماده شیمیایی در صنایع مختلف و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3. اسید سیتریک خوراکی: این نوع اسید به منظور مصرف انسانی و در صنایع غذایی تولید می‌شود. در واقع روش تولید نوع خوراکی آن همان فرایندهای صنعتی و تخمیری است اما با استانداردهای بهداشتی و خلوص خاص برای مصرف خوراکی (معمولاً نزدیک به 99.5% خلوص دارد). اسید سیتریک خوراکی به عنوان یک نگهدارنده طبیعی و طعم‌دهنده در غذاها و نوشیدنی‌ها و به عنوان تنظیم‌کننده pH در محصولات غذایی استفاده می‌شود.

کاربرد اسید سیتریک

این ماده یکی از مواد شیمیایی پرکاربرد است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. بخشی از مهم‌ترین کاربردهای اسید سیتریک شامل موارد زیر است.

1. صنعت غذایی: این ماده به عنوان یک طعم‌دهنده طبیعی استفاده می‌شود. همچنین دلیل خاصیت نگهدارندگی آن، در مواد غذایی و نوشیدنی‌ها برای جلوگیری از فساد و افزایش ماندگاری به کار می‌رود. در تولید محصولات غذایی و نوشیدنی‌ها به عنوان تنظیم‌کننده pH عمل می‌کند.
2. صنعت داروسازی: در صنعت داروسازی این ترکیب به عنوان یک ماده تنظیم‌کننده pH و طعم‌دهنده در داروها و مکمل‌های غذایی استفاده می‌شود. همچنین در برخی از محلول‌های درمانی نیز به کار می‌رود تا خاصیت اسیدی این محلول‌ها تنظیم شود.
3. صنعت شیمیایی: به عنوان یک عامل کمپلکس‌کننده در تولید نمک‌های فلزی و کاتالیزورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین در تولید مواد شیمیایی مهمی از جمله گلیسیرین و نمک‌های مختلف کاربرد دارد.
4. صنایع آرایشی و بهداشتی: این ماده به عنوان تنظیم‌کننده pH و ماده نگهدارنده در محصولات آرایشی و بهداشتی مانند شامپوها و کرم‌ها استفاده می‌شود.
5. صنایع کشاورزی: در صنعت کشاورزی از این ماده به عنوان یکی از ترکیبات موجود در برخی از کودها و آفت‌کش‌های طبیعی استفاده می‌شود.
6. کاربردهای دیگر: از این ماده در صنعت نساجی در برخی فرایندهای رنگرزی برای تثبیت رنگ‌ها و در صنعت داروسازی و بیوفناوری جهت تولید محصولاتی مانند ویتامین C استفاده می‌شود.

نکات ایمنی اسید سیتریک

این ترکیب، یک ماده شیمیایی معمول و به‌طور کلی بی‌خطر است، اما باید در استفاده آن نکات ایمنی خاصی رعایت شود.  

1. هنگام کار با این ماده، از دستکش‌های لاستیکی یا نایلونی استفاده کنید تا از تماس با پوست جلوگیری شود.
2. هنگام استفاده از این ماده از عینک ایمنی برای محافظت از چشم‌ها در برابر پاشیدن یا پودر شدن ماده استفاده شوذ.
3. استفاده از ماسک برای جلوگیری از استنشاق این ترکیب الزامی است.

نحوه نگهداری اسید سیتریک

این ماده باید در جای خشک، خنک و دور از نور مستقیم خورشید نگهداری شود. از نگهداری آن در نزدیکی مواد شیمیایی ناسازگار شدیدا باید خودداری کرد. همچنین باید در ظرف‌های مقاوم و با برچسب مناسب نگهداری شود.

خرید و قیمت اسید سیتریک

قیمت اسید سیتریک معمولاً بین ۱ تا ۳ دلار برای هر کیلوگرم متغیر است، اما این قیمت بسته به کیفیت، نوع و برند متفاوت است. در واقع، ماده مذکور با خلوص بالا معمولاً قیمت بالاتری دارد. محصولات خوراکی و دارویی نیز در مقایسه با نوع صنعتی گران‌تر هستند.

معرفی برندهای مختلف اسید سیتریک

علی رغم قیمت بالای این ماده برند مرک با توجه به خلوص و کیفیت مواد شیمیایی این برند، خرید اسید سیتریک از برند مرک توصیه می‌شود. اگر چه این ماده با کیفیت‌های متفاوت تولید و عرضه می‌شود. برخی دیگر از مهم‌ترین برندهای خارجی و داخلی که اقدام به فروش اسید سیتریک کردند عبارتند از سیگما آلدریچ، فلوکا، نوترون، قطران شیمی و دکتر مجللی.