cercetarea privind noile utilizări și aplicații ale acidului citric este în prezent înfloritoare, după cum a mărturisit , de exemplu, noile cărți publicate, în urma cărții încă foarte relevante scrise în 1975 de doi practicieni din industrie . O primă utilizare nouă vizibilă este în detergenții de uz casnic și detergenții de spălat vase (aproximativ 13% din piața globală a acidului citric) ca co-constructor cu zeoliți, în principal în detergenți lichizi concentrați. Acidul Citric acționează ca constructor, chelând duritatea apei Ca2+ și Mg2 + ioni dar, spre deosebire de constructorii de fosfați, nu contribuie la eutrofizarea sistemelor acquatice. În plus, din 2017, fosfații din detergenții pentru mașini de spălat vase deja interziși în SUA (din 2010) vor fi interziși și în UE, ceea ce va duce la creșterea consumului de acid citric , ceea ce va contribui la creșterea utilizării citratului în detergenții casnici. Vor urma numeroase alte aplicații. În cele ce urmează, oferim trei exemple de utilizări inovatoare recente ale acidului citric care pot duce la o extindere semnificativă a pieței.

cross-linker

acidul Citric este aplicat cu succes la reticularea multor alte materiale, inclusiv fibre proteice ultrafine pentru aplicații biomedicale , polioli pentru fabricarea filmelor biodegradabile adecvate , de exemplu pentru ambalaje ecologice și cu hidroxiapatită pentru a face compozite bioceramice pentru ingineria țesuturilor ortopedice .

Goyanes și co-lucrătorilor pur și simplu reticulat acid citric cu amidon folosind glicerol ca plastifiant prin încălzirea unui amestec de amidon, glicerol, apă și acid citric la 75-85 C. Peliculele rezultate cu acid citric prelucrate la 75 C au arătat o scădere semnificativă atât a absorbției de umiditate, cât și a permeabilității la vapori de apă, și anume cei doi parametri principali care afectează proprietățile de barieră ale foliilor de ambalare. Reticularea filmelor amidon-glicerol cu acid citric, în plus, îmbunătățește semnificativ degradarea termică slabă și proprietățile mecanice ale filmelor de amidon .o nouă aplicare semnificativă a acidului citric ca agent de reticulare a fost descoperită în 2011 de Rothenberg și Alberts de la Universitatea din Amsterdam, care au descoperit că glicerolul și acidul citric polimerizează pentru a forma o rășină termosetă, solubilă în apă, prezentând mai multe proprietăți importante, inclusiv degradarea rapidă în mediu. Până la introducerea acestui termoset, aproape toate materialele plastice biodegradabile au fost polimeri termoplastici. Combinarea acidului citric dizolvat în glicerol la o temperatură mai mare decât punctul de fierbere al apei la presiunea ambiantă și sub 130 centi C conferă o rășină poliesterică dură printr-un proces simplu de esterificare Fisher . Punctele de fierbere ale glicerolului (290 CTF C) și temperatura de descompunere a acidului citric (175 CTF c) asigură faptul că apa este singurul compus eliberat sub formă de abur, deoarece nu are loc decarboxilarea la T < 150 CTF C.

polimerul rezultat este o „bio-bachelită”, un poliester tridimensional dur care aderă la alte materiale și, prin urmare, poate fi utilizat în combinație cu oțel, sticlă, metale și alte materiale solide utilizate pentru fabricarea articolelor din plastic inflexibil, cum ar fi carcasele computerului și telefonului, spuma de izolare, tăvile, mesele și lămpile. Gradul de reticulare este controlat de condițiile de reacție, mai ales temperatura, timpul de reacție și raportul glicerol:acid citric. Cu cât este mai mare gradul de reticulare, cu atât este mai mică rata de degradare în apă. Eșantioane foarte reticulate (Fig. 4) poate supraviețui luni întregi în apă și pe termen nelimitat în aer.

(pentru imagine, multumim profesorului Gadi Rothenberg)

pioni din lemn alături de alte probe din Glycix-GX, Noua rășină termorezistentă obținută din acid citric și glicerol

denumită „plantics-GX” de către compania de producție plantics, rășina este produsă în prezent la scară de tone la o fabrică pilot din Olanda. Polimerul este, de asemenea, în mod inerent sigur, deoarece nu are atomi de N și nici atomi de S, deci nu există posibilitatea gazelor toxice în timpul arderii. Biodegradabilitatea completă asigură faptul că compozitul poate fi eliminat ca deșeuri organice pe măsură ce materialul se hidrolizează în apă, făcând particulele pe bază de bio disponibile pentru degradarea biologică.

dezinfectant

acidul Citric este un dezinfectant excelent, inofensiv împotriva mai multor virusuri, inclusiv norovirusul uman. De exemplu, adăugat la particulele asemănătoare norovirusului, citratul se leagă cu precizie la buzunarul de legare al antigenelor grupului histo-sanguin implicate în atașarea la liganzii gazdă, prevenind transmiterea acestor virusuri, precum și reducerea simptomelor la cei deja infectați cu norovirusuri . În detaliu, s-a constatat, de asemenea, că citratul leagă domeniul norovirus p, indicând o reactivitate largă în rândul diverselor norovirusuri. Ușor de transmis prin mâini contaminate sau alimente contaminate, norovirusurile provoacă focare frecvente de gastroenterită în medii comunitare, cum ar fi spitale, nave de croazieră și școli. Un țesut de hârtie comercială, care conține un strat intermediar impregnat cu acid citric (7,51%) și laurilsulfat de sodiu (2,02%), ucide virusurile emise sub formă de picături mici în hârtia de țesut după strănut, tuse sau suflare a nasului în țesut. Când umiditatea atinge stratul mijlociu, laurilsulfatul de sodiu perturbă plicul lipidic al multor viruși, în timp ce acidul citric perturbă rinovirusurile, care nu au un plic lipidic, dar sunt sensibile la acizi, împiedicând astfel transferul înapoi la mâini și la suprafețele cu care țesutul intră în contact . Produsul biocid poate fi, de asemenea, utilizat pentru dezinfectarea suprafețelor în care virusurile reci și gripale pot supraviețui mai mult de 24 de ore.

remedierea mediului

datorită proprietăților sale excelente de chelare a metalelor , acidul citric este utilizat pe scară largă pentru curățarea siturilor industriale, inclusiv a siturilor nucleare contaminate cu radionuclizi și a solurilor poluate cu metale grele. De exemplu , nu numai partea citrică facilitează îndepărtarea metalelor din soluri, dar îmbunătățește și desorbția solului compușilor organici hidrofobi din soluri . Sporind în continuare potențialul de a elimina contaminanții amestecați din soluri, cercetările recente din China au arătat că, atunci când sunt combinate cu biosurfactanți ramnolipidici, acidul citric oferă o capacitate fără precedent în remedierea mediului solului (mai bună decât majoritatea tratamentelor termice sau chimice) prin agenți chimici biobazați care nu numai că sunt compatibili cu mediul, dar promovează și restaurarea ecologică a solului după remediere .

agent de extragere

în 2005, cercetătorii brazilieni au arătat pentru prima dată că acidul citric poate fi utilizat cu succes în locul acizilor minerali toxici pentru a recupera pectina din tescovină de mere . Randamentul de extracție a pectinei cu acid citric a prezentat cea mai mare valoare medie (13,75%, Fig. 5). Deși acidul azotic a prezentat uneori cel mai mare randament, variabilitatea asociată a fost foarte mare, să nu mai vorbim de efluenții nocivi generați.

(reprodus din Ref. , cu permisiunea de natură)

efectul naturii acidului asupra producției de extracție a pectinei

pectina este extrasă sub reflux într-un sistem de condensare la 97 c (solut/solvent 1:50), folosind apă acidificată cu acid citric la pH 2,5 și făină de mere ca materie primă. Concentrația optimă de acid citric este de 62 g / L. după 150 min, a fost izolată pectina cu un grad excelent de esterificare (DE = 68,84%). În mod remarcabil, randamentul pectinei a fost semnificativ mai mare folosind făina ca materie primă în locul tescovinei, deoarece protopectina este mai disponibilă în particule mici decât în cele mari. Datorită proprietăților sale chimice și efectelor benefice pentru sănătate, utilizarea pectinei este în creștere în multe sectoare industriale , în timp ce deficitul său pe piață din cauza proceselor de producție învechite care generează cantități mari de deșeuri a dus recent la prețuri ridicate fără precedent.

Produce conservant

utilizarea acidului citric pentru a reduce activitatea microbiologică, sporind astfel stabilitatea concentratelor, este bine cunoscută, de exemplu, producătorilor de sucuri de portocale, care adaugă acidul în concentratele livrate clienților din industria băuturilor. Formulat împreună cu alte ingrediente, acidul citric oferă un antioxidant comercial eficient (NatureSeal), care păstrează aspectul (textura și culoarea) și calitățile organoleptice ale mai multor fructe, făcându-le să pară proaspete. În testele cu mere proaspete, de exemplu, inhibitorul depășește atât acidul ascorbic (vitamina C), cât și acidul citric atunci când este utilizat singur .

un alt progres important recent este soluția apoasă de acid citric, acid lactic, peroxid de hidrogen și un stabilizator de peroxid de hidrogen brevetat (pentru a încetini descompunerea peroxidului de hidrogen în apă și oxigen gazos, Eq. 1), cuprinzând o spălare a produselor (prima etapă + 10), al cărei efect antimicrobian se datorează formării acizilor perorganici (Eq. 2) .

acidul citric tamponat face membranele bacteriilor mai vulnerabile la scurgeri, menține apa de spălare în pH 4.0 inhibarea creșterii bacteriene, în timp ce agenții oxidanți puternici acidul perorganic și peroxidul de hidrogen pătrund rapid în membrana bistrată lipidică, asigurând inactivarea rapidă a bacteriilor patogene alimentare, inclusiv a agenților patogeni umani, cum ar fi Salmonella, Listeria monocytogenes și Escherichia coli. După spălarea produselor se aplică pe produsele brute și se lasă să se scurgă, ingredientele constitutive se descompun în apă, oxigen și acizi organici. Nu se eliberează compuși toxici în mediu. Într-adevăr, la sfârșitul anului 2015, compania producătoare a primit o notificare pozitivă privind substanța care intră în contact cu alimentele .