Einsatz von Zitronensäure und der Sunresin-Technologie zur Demineralisierung und Entfärbung
Zitronensäure (C₆H₈O₇) ist eine schwache organische Säure, die natürlich in Zitrusfrüchten wie Zitronen, Limetten, Orangen und Grapefruits vorkommt. Sie ist ein weißes, kristallines Pulver mit saurem Geschmack und wird häufig als Konservierungsmittel, Aromastoff und Säuerungsmittel in verschiedenen Lebensmitteln und Getränken verwendet. Zitronensäure dient auch in vielen Reinigungsmitteln als Chelatbildner zur Entfernung von Kalk- und Rostflecken. Darüber hinaus findet sie in der pharmazeutischen Industrie als Hilfsstoff in Arzneimitteln und in Kosmetika als pH-Wert-Regulator und Konservierungsmittel Anwendung.
Speisen und Getränke:
Zitronensäure besitzt einen milden und erfrischend sauren Geschmack und findet breite Anwendung bei der Herstellung verschiedener Getränke, Süßigkeiten, Kekse, Säfte, Milchprodukte und anderer Lebensmittel. Auf dem Markt für alle organischen Säuren hält Zitronensäure einen Marktanteil von über 70 %. Bislang gibt es kein anderes Säuerungsmittel, das Zitronensäure ersetzen kann.
_1698305846_WNo_600d399.webp "Food and beverages resins")
Zitronensäure ist in wasserfreier Form oder als Monohydrat erhältlich. Zitronensäure-Monohydrat wird hauptsächlich als Säure- und Aromastoff in Erfrischungsgetränken, Fruchtsäften, Marmeladen, Fruchtzucker und Konserven verwendet. Darüber hinaus dienen sie als Antioxidationsmittel in Speiseölen, verbessern die sensorischen Eigenschaften von Lebensmitteln, regt den Appetit an und fördert die Verdauung sowie die Aufnahme von Kalzium und Phosphor im Körper.
Wasserfreie Zitronensäure findet breite Anwendung in festen Getränken. Zitronensäuresalze wie Calciumcitrat und Eisen(III)-citrat dienen als Anreicherungsmittel für Lebensmittel, denen Calcium- bzw. Eisenionen müssen zugesetzt werden. Zitronensäureester wie Triethylcitrat werden als ungiftige Weichmacher eingesetzt und finden Verwendung bei der Herstellung von Kunststofffolien für Lebensmittelverpackungen.
Pharmazeutika:
In der pharmazeutischen Industrie kann Zitronensäure mit wässriger Natriumcarbonat- oder Natriumbicarbonatlösung reagieren, wobei eine große Menge CO2 entsteht, das als Brausesystem verwendet wird, damit sich die Wirkstoffe des Arzneimittels schnell auflösen und der Geschmackseffekt verbessert werden kann.
Zitronensäure kann auch als Puffer in verschiedenen oralen Nährlösungen verwendet werden.
Durch die Zugabe einer kleinen Menge Zitronensäure zu traditionellen pflanzlichen Arzneimittelzubereitungen können Spuren von Eisen-Kupfer-Metallkomplexen gebildet werden, wodurch der Abbau der Wirkstoffe verzögert wird.
Verschiedene Salze der Zitronensäure können dem Körper außerdem die entsprechenden Spurenelemente liefern. Natriumcitrat ist ein Antikoagulans, das häufig bei Bluttransfusionen, der Konservierung von Blut und Plasma sowie der Herstellung von künstlichem Plasma und Blutprodukten eingesetzt wird.
Kosmetika:
Zitronensäure ist eine Fruchtsäure, die häufig in Lotionen, Cremes, Shampoos, Anti-Aging-Produkten usw. enthalten ist. Verwendet wird. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die Erneuerung der Hautschicht zu beschleunigen, den Melaninstoffwechsel in der Haut zu unterstützen, Mitesser aufzulösen, die Poren zu verfeinern und die Haut bis zu einem gewissen Grad mit Feuchtigkeit zu versorgen.
Geflügelproduktion:
Die Zugabe von Zitronensäure zum Ferkelfutter kann die Durchfallrate bei Ferkeln senken (früh abgesetzte Ferkel haben eine geringe Krankheitsresistenz und eine hohe Stabilität aufgrund von Durchfall), sodass die Ferkel früher abgesetzt werden können und die Wurfgröße der Sauen erhöht wird.
Die Zugabe von 1 bis 2 % Zitronensäure zum Futter von Mastschweinen kann die tägliche Gewichtszunahme steigern, die Dicke des Rückenspecks verringern und die Fleischqualität verbessern.
Seltenerdcitrat ist ein neuartiger, hocheffizienter Futterzusatzstoff, der sich für verschiedene Tiere wie Schweine, Hühner, Fische, Garnelen, Rinder, Schafe, Kaninchen, Seidenraupen usw. eignet. geeignet. Es fördert das Tierwachstum, verbessert die Krankheitsresistenz und die Überlebensrate, optimiert die Futterverwertung und verkürzt den Fütterungszyklus.
Chemische und Textilindustrie:
Zitronensäure kann in der chemischen Technologie als chemisches Analysereagenz, als experimentelles Reagenz, chromatographisches Analysereagenz und biochemisches Reagenz, als Komplexbildner, Maskierungsmittel oder zur Herstellung von Pufferlösungen verwendet werden.
Zitronensäure kann auch als Reagenz zur Prüfung der Säurebeständigkeit von Architekturkeramikfliesen verwendet werden. Die Verwendung von Zitronensäure oder Citrat als Hilfsstoff kann die Leistung von Waschmitteln verbessern, Metallionen schnell ausfällen, das erneute Anhaften von Schadstoffen an Textilien verhindern und die für das Waschen notwendige Alkalität erhalten.
Die Formaldehydbelastung von Kleidung ist ein sehr sensibles Thema, und Zitronensäure und modifizierte Zitronensäure können zu einem formaldehydfreien Antiknittermittel für die Antiknitterausrüstung aus reinen Baumwollstoffen hergestellt werden.
Die Fermentation und Extraktion von Zitronensäure:
Fermentation von Zitronensäure:
1) Bei der Feststofffermentation werden getrocknetes Kartoffelpulver, Stärkemehl und stärkehaltige landwirtschaftliche Nebenprodukte als Rohstoffe verwendet. Nach der Zubereitung des Nährmediums wird dieses unter Normaldruck gekocht, auf die Impftemperatur abgekühlt, mit dem Impfkoji versetzt, in die Kojischale gegeben und unter festgelegten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen fermentiert. Die Herstellung von Zitronensäure durch Feststofffermentation erfordert einfache Ausrüstung und ist unkompliziert in der Handhabung.
2) Bei der Flüssigfermentation auf flachen Platten wird hauptsächlich Melasse als Rohstoff verwendet. Das Verfahren besteht darin, die sterilisierte Nährlösung über Rohrleitungen in die einzelnen Fermentationsplatten zu leiten, die Bakterien hinzuzugeben und nach der Bildung eines Bakterienfilms Zuckerlösung zur Fermentation hinzuzufügen. Für dieses Verfahren ist die Zufuhr steriler Luft in den Fermentationsraum erforderlich.
3) Bei der Submersfermentation ist der Fermenter das wichtigste Gerät zur Herstellung von Zitronensäure. Mikroorganismen vermehren sich in diesem luftdichten Behälter und fermentieren dort.
Extraktion von Zitronensäure:
Neben dem Hauptprodukt enthält die Citronensäure-Fermentationsbrühe auch andere Stoffwechselprodukte und Verunreinigungen. Die Citronensäure muss daher mittels physikalischer und chemischer Methoden umgesetzt werden. Die wichtigsten Trenn- und Reinigungsverfahren für Citronensäure sind die Calciumsalzmethode und die Chromatographie.
Bei der Calciumsalzmethode wird die Zitronensäure in der Fermentationsbrühe in ein Calciumsalzpräzipitat umgewandelt. Dabei wird das Calciumcitrat durch freie Zitronensäure mittels Schwefelsäure ersetzt, das entstehende Calciumsulfat fällt aus und die Zitronensäure wird anschließend weiter gereinigt und kristallisiert. Die Calciumsalzmethode weist jedoch folgende Nachteile auf:
Komplizierte und umständliche Prozesse
Geringer Ertrag (ca. 80-85 %)
Umweltbedenken aufgrund der großen Menge an entstehendem Calciumsulfatabfall
Kontinuierliche Chromatographie Es handelt sich um eine neue Technologie mit hoher Trenneffizienz, die die Nachteile traditioneller Technologien wie nichtkontinuierlichen Betrieb und geringe Ausnutzung ausgleicht. Sie findet breite Anwendung in der Fermentationsindustrie, in den letzten Jahren auch in der Zitronensäureindustrie.
Die kontinuierliche Chromatographie bietet folgende Vorteile:
Einfacher Prozess, hoher Automatisierungsgrad und niedrige Kosten;
Hoher Ertrag (über 90%);
Umweltfreundlich, da keine festen Abfälle wie Kalziumsulfat entstehen und die Kosten für die Abfallbehandlung reduziert werden.
Spezialharze zur Entsalzung und Entfärbung von Zitronensäure:
Das Ionenaustauschverfahren ist eine effektive und ausgereifte Verfahrenstechnik zur Demineralisierung und Entfärbung von Zitronensäure und wird in der industriellen Zitronensäureproduktion häufig eingesetzt.
Der hohe osmotische Druck der Zitronensäure führt jedoch während der Feinreinigung zu wiederholter Ausdehnung und Kontraktion der Harze und setzt diese, insbesondere Anionenaustauscherharze, einen enormen osmotischen Druck aus. Unter diesen Bedingungen können die Harze leicht brechen, was ihre Lebensdauer verkürzt und die Kosten erhöht. Dies hat sich zu einem weit verbreiteten Problem entwickelt, das die Entwicklung der Branche behindert, und es besteht ein dringender Bedarf an einer Lösung.
Als Antwort auf diese Schwierigkeit hat Sunresin erfolgreich das auf Acryl basierende schwach basische Anionenaustauscherharz mit gleichmäßiger Partikelgrößenverteilung, guter osmotischer Druckbeständigkeit und hoher Austauschkapazität entwickelt, das zur Demineralisierung und Entfärbung von Zitronensäure verwendet wird.
Dieses Harz zeichnet sich durch eine hohe Verarbeitungskapazität, eine geringe Zitronensäureverlustrate, eine einfache Regenerierbarkeit, einen reduzierten Reagenzienverbrauch, eine hohe mechanische Festigkeit, eine lange Lebensdauer und eine höhere Präzision bei der Entfernung von Verunreinigungen aus und hat sich in der Industrie großer Beliebtheit und Anerkennung erfreut.
Sepsolut SMB-System:
Um die Leistungsvorteile des Harzes optimal zu nutzen, kombinierte Sunresin die Prozessmerkmale der Zitronensäureproduktion und entwickelte ein kontinuierliches Ionenaustauscher-SMB-System mit fortschrittlicher Technologie. Durch die Matrixanordnung mit automatischen Steuerventilen lassen sich die Harzsäulen schnell umschalten und wiederverwenden, wodurch der Verbrauch von Säure, Lauge und Wasser deutlich reduziert wird.
Mit dem Sepsolut SMB-System von Sunresin arbeiten Harze und Anlagen kontinuierlich mit hoher Auslastung und gewährleisten so eine unterbrechungsfreie und stabile Zufuhr von Flüssigkeit für nachfolgende Anlagenteile. Im Vergleich zu herkömmlichen Festbettverfahren lässt sich der Harzverbrauch um 50–80 % und der Regeneriermittelverbrauch um 35–60 % reduzieren. Dies trägt zu einer effizienteren Weiterentwicklung der Zitronensäureindustrie bei.
Kontaktieren Sie uns
