Výzkum na nové využití a aplikace kyseliny citronové je v současné době vzkvétá, jak o tom svědčí například podle nové knihy vydané v návaznosti na stále velmi aktuální kniha, napsaná v roce 1975 dvě vedoucí odvětví praktici . První znatelné nové použití je v domácích pracích prostředcích a mycích prostředcích (přibližně 13% globálního trhu s kyselinou citronovou) jako spoluvytvářející se zeolity, zejména v koncentrovaných tekutých detergentech. Kyselina citronová působí jako stavitel, chelatační tvrdost vody Ca2+ a Mg2+ ionty, ale na rozdíl od fosfátových stavitelů nepřispívá k eutrofizaci acquatických systémů. Od roku 2017, dále fosfáty v mycí prostředky do myček nádobí již zakázány v USA (od roku 2010), bude v EU zakázáno příliš, což vede k rostoucí spotřebě kyseliny citronové , která přispěje k rostoucí využívání citrátu v domácí čisticí prostředky. Bude následovat řada dalších aplikací. V následujícím textu uvádíme tři příklady nedávných inovativních použití kyseliny citronové, které pravděpodobně povedou k dalšímu významnému rozšíření trhu.

Cross-linker

kyselina Citronová je úspěšně aplikován na crosslink mnoho dalších materiálů, včetně jemných bílkovinných vláken pro biomedicínské aplikace , polyolů pro výrobu biologicky rozložitelné filmů vhodný například pro ekologické balení , a s hydroxyapatitu, aby se biokeramické kompozitů pro ortopedické tkáňové inženýrství .

Goyany a spolupracovníci jednoduše zesíťovali kyselinu citronovou se škrobem za použití glycerolu jako změkčovadla zahříváním směsi škrobu, glycerolu, vody a kyseliny citronové při 75-85 °C. Výsledné fólie s kyselinou citronovou zpracované při 75 °C vykazovaly významné snížení jak absorpce vlhkosti, tak propustnosti pro vodní páru, a to dva hlavní parametry ovlivňující bariérové vlastnosti obalových fólií. Zesíťování škrobových glycerolových filmů kyselinou citronovou navíc významně zlepšuje špatnou tepelnou degradaci a mechanické vlastnosti škrobových filmů .

významné nové aplikace kyseliny citronové jako síťovací činidlo byl objeven v roce 2011 Rothenberg a Alberta na Univerzitě v Amsterdamu, který zjistil, že glycerol a kyselina citronová polymerovat tvoří termosetovou pryskyřicí, rozpustný ve vodě, ukazuje několik důležitých vlastností, včetně rychlého rozkladu v prostředí. Až do zavedení tohoto termosetu byly téměř všechny biologicky rozložitelné plasty termoplastickými polymery. Kombinace kyseliny citronové se rozpustí v glycerolu při teplotě nad bodem varu vody na okolním tlaku a pod 130 °C dává těžké polyesterové pryskyřice po jednoduché Fisher esterifikace proces . Na body varu glycerolu (290 °C) a teplota rozkladu kyseliny citronové (175 °C) zajistit, že voda je jediná sloučenina, osvobozený jako pára, jako žádná dekarboxylace probíhá při T < 150 °C.

výsledný polymer je „bio-bakelit“, pevný tři-dimenzionální polyester, které se řídí jinými materiály, a proto může být použit v kombinaci s ocelí, sklem, kovy a další pevné materiály používané pro výrobu nepružné plastové předměty jako jsou počítačové a telefonní kryty, izolační pěny, podnosy, stoly a lampy. Rozsah zesítění je řízen reakčními podmínkami, zejména teplotou, reakční dobou a poměrem glycerol:kyselina citronová. Čím vyšší je rozsah zesítění, tím nižší je rychlost degradace ve vodě. Vysoce zesíťované vzorky (obr. 4) může přežít měsíce ve vodě a na neurčito ve vzduchu.

br. 4

(Obrázek se svolením Profesora Gadi Rothenbergu)

Figurky ze dřeva vedle jiných vzorků z Glycix-GX, nové termosetovou pryskyřicí získané z citronové kyseliny a glycerol,

Přezdívaná „Plantics-GX“ start-up výrobní společnost Plantics, pryskyřice je v současné době vyrábí na tunu měřítku na pilotní závod v Nizozemsku. Polymer je také ze své podstaty bezpečný, protože nenese žádný atom N a žádné atomy S, takže během spalování neexistuje možnost toxických plynů. Plná biologická rozložitelnost zajišťuje, že kompozit může být likvidován jako organický odpad, protože materiál hydrolyzuje ve vodě, čímž jsou částice na biologické bázi dostupné pro biologickou degradaci.

Dezinfekční prostředek

kyselina Citronová je vynikající, neškodný dezinfekční prostředek proti několika virů, včetně lidské noroviry. Například, přidal se k norovirus-jako částice, citrát přesně váže na vazebné kapsy na histo-krevní skupina, antigeny se podílejí připojení k hostiteli ligandy, které zabrání přenosu těchto virů, stejně jako snížení symptomů u těch již napaden noroviry . Podrobně bylo také zjištěno, že citrát váže doménu noroviru P, což ukazuje na širokou reaktivitu mezi různými noroviry. Noroviry, které se snadno přenášejí kontaminovanými rukama nebo kontaminovanými potravinami, způsobují častá ohniska gastroenteritidy v komunitním prostředí, jako jsou nemocnice, výletní lodě a školy. Komerční papíru tkáně, obsahující střední vrstva impregnované kyselinou citronovou (7.51%) a natrium-lauryl-sulfát (2.02%), zabíjí viry emitovány v podobě malých kapiček na papír po kýchání, kašel nebo foukání nosem do tkáně. Když vlhkost zasáhne střední vrstva, natrium-lauryl-sulfát narušuje lipidový obal virů, vzhledem k tomu, kyselina citronová narušuje rhinovirů, které nemají lipidový obal, ale jsou citlivé na kyseliny, čímž se zabrání převodu zpět do rukou a povrchů, s nimiž tkáň přichází do styku . Biocidní přípravek lze použít také pro dezinfekci povrchů, kde je zima a chřipkové viry mohou přežít po dobu více než 24 h.

sanace Životního prostředí

Díky své vynikající metal chelatační vlastnosti, kyselina citronová je široce používán k čištění průmyslových objektů, včetně jaderných lokalit kontaminovaných radionuklidy , a půd znečištěných těžkými kovy. Například nejen citronová část usnadňuje odstraňování kovů v půdách ,ale také zvyšuje desorpci hydrofobních organických sloučenin z půdy. Další zvyšování potenciálu odstranit smíšené kontaminantů z půd, nedávný výzkum v Číně ukázaly, že při kombinaci s rhamnolipid biosurfactants, kyselina citronová poskytuje bezprecedentní kapacita v půdě sanace životního prostředí (lepší než většina tepelné nebo chemické ošetření) prostřednictvím biologického chemické látky, které jsou nejen šetrná k životnímu prostředí, ale také podporovat půdy ekologické obnovy po sanaci .

Extrahování agent

V roce 2005, Brazilští vědci poprvé ukázali, že kyselina citronová může být úspěšně použit v místě toxických minerálních kyselin obnovit pektin z jablečných výlisků . Výtěžek extrakce pektinu kyselinou citronovou vykazoval nejvyšší průměrnou hodnotu (13,75%, obr. 5). Ačkoli kyselina dusičná někdy vykazovala nejvyšší výtěžek, přidružená variabilita byla velmi velká, natož vytvořené škodlivé odpadní vody.

br. 5

(reprodukováno z Ref. s laskavým svolením)

Vliv přírody kyseliny na pektin výtěžek extrakce

Pektin se získává pod zpětným chladičem v kondenzační systém na 97 °C (rozpuštěné látky/rozpouštědla 1:50), za použití vody okyselené kyselinou citronovou na pH 2.5, a apple mouky jako suroviny. Optimální koncentrace kyseliny citronové je 62 g / L. Po 150 minutách byl izolován pektin s vynikajícím stupněm esterifikace (DE = 68,84%). Je pozoruhodné, že výtěžek pektinu byl výrazně vyšší za použití mouky jako suroviny místo výlisků, protože protopektin je dostupnější v malých částicích než ve velkých. Vzhledem k jeho chemické vlastnosti a zdraví prospěšné účinky, použití pektinu roste v mnoha průmyslových odvětvích , zatímco jeho nedostatek na trhu, vzhledem k zastaralé výrobní procesy generující velké množství odpadu se v poslední době vedla k nebývale vysoké ceny.

Produkovat konzervační

použití kyseliny citrónové ke snížení mikrobiální aktivity, čímž se zvyšuje stabilita koncentráty, je dobře známo, že například pomerančový džus tvůrci, kteří přidat kyselinu do koncentráty zákazníkům dodáno v nápojovém průmyslu. Formuloval spolu s dalšími přísady, kyselina citronová poskytuje efektivní komerční antioxidant (NatureSeal), který zachovává poměr stran (textury a barvy) a organoleptické vlastnosti několika druhů ovoce, což je objevit čerstvé. Například při testech s čerstvě nakrájenými jablky inhibitor vystupuje jako kyselina askorbová (vitamin C) a kyselina citronová, pokud se používá samostatně .

Další důležitou posledních předem je vodný roztok kyseliny citronové, kyselinu mléčnou, peroxid vodíku a patentovaný stabilizátor peroxidu vodíku (pomalý rozklad peroxidu vodíku na vodu a kyslík plyn, Eq. 1), obsahující promývací produkt (první krok + 10), jehož antimikrobiální účinek je způsoben tvorbou peroxických kyselin (Eq. 2) .

Pufrované kyseliny citronové dělá bakterií membrány více náchylné k úniku, udržuje umýt vodou do pH 4.0 inhibuje bakteriální růst, zatímco silné oxidační činidla perorganic kyseliny a peroxidu vodíku rychle pronikají lipidovou dvojvrstevnou membránou poskytující rychlé inaktivace alimentárních patogenních bakterií, včetně lidských patogenů, jako je Salmonella, Listeria monocytogenes a Escherichia coli. Poté, co se promytí produktu aplikuje na surovou produkci a nechá se vypustit, složky se rozpadají na vodu, kyslík a organické kyseliny. Do životního prostředí se neuvolňují žádné toxické sloučeniny. Na konci roku 2015 obdržela výrobní společnost pozitivní oznámení o látce při styku s potravinami .