معرفی اجمالی اسید سیتریک (Citric Acid)
یکی از اسید‌های پرکاربرد در صنایع مختلف به ویژه صنایع داروسازی، غذایی، بهداشتی و آرایشی، اسید سیتریک (Citric Acid) نام دارد. واژه‌ی Citric به معنای مرکبات است. علت این نام گذاری حضور این ماده در مرکباتی مانند لیمو، پرتقال و… می‌باشد. اسید سیتریک با فرمولاسیون C6H8O7، در دو گرید صنعتی و خوراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده معروف به جوهر لیمو دارای شماره‌‌های CAS متعددی است که مهم‌ترین آن‌ها ۹-۹۲-۷۷ می‌باشد. سیتریک اسید به صورت کریستال‌های بی‌رنگ یا متمایل به سفید و بدون بو تولید می‌گردد. یکی دیگر از ویژگی‌های ظاهری این ماده، طعم اسیدی و ترش آن است. Citric Acid به عنوان یک اسید ضعیف آلی طبقه بندی می‌شود که به دلیل خاصیت اسیدی خود مانع از رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها می‌گردد. تمامی این ویژگی‌ها موجب افزایش کارایی آن در صنایع غذایی به عنوان یک عامل نگهدارنده و تنظیم‌کننده‌ی PH می‌گردد.
اسید سیتریک خالص همانند سایر اسیدها می‌تواند، بسیار خورنده و التهاب‌آور باشد. بنابراین جلوگیری از هرگونه تماس پوستی و تنفسی با این اسید جامد و پودری الزامی است. هنگام کار با این محصول رعایت نکات ایمنی و پوشیدن لباس‌های حفاظتی مناسب، مانند دستکش، لباس کار، عینک و ماسک توصیه می‌گردد.
معرفی تخصصی این ترکیب آلی
اسید سیتریک یا جوهر لیمو دارای نام‌های مترادف بسیاری است. از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان، به سیتریک اسید آنهیدروز (Citric acid, anhydrous)، سیترتن، سیترو، سیتریک اسید، ۲- هیدروکسی تری کربالیلیک اسید و… اشاره کرد. این اسید آلی ضعیف و یونیزه شده در آب به دو شکل خشک و آبدار وجود دارد. اسید سیتریک خشک یا بدون آب دارای شکل کریستالی و بدون آب متبلور است. این درحالی است که نوع آب دار این اسید دارای شکل پودر مانند و هیدراته می‌باشد. هر دو نوع آن پرکاربرد هستند و دارای خصوصیات مشابه بسیاری می‌باشند. خریداران این دو نوع را با توجه به نوع مصرفشان در صنایع، خریداری می‌نمایند.
جوهر لیمو دارای انحلال‌پذیری بالایی در آب است. همچنین در حلال‌های آلی همچون اتانول، اتر و اتیل استات قابل انحلال می‌باشد. از طرفی نمی‌توان این اسید را در بنزن یا کلروفرم حل کرد. تجزیه آن در دمای بیشتر یا برابر ۱۷۵ درجه‌ی سانتیگراد همراه با تولید دود‌های سمی یا آکریدی خواهد بود. یکی دیگر از ویژگی‌های کارآمد اسید سیتریک قدرت ترکیب بالای آن با نمک‌های فلزی است. از آنجا که سیترات از مشتقات اسید سیتریک می‌باشد، همانند آن تمایل به ایجاد واکنش با فلزات و ایجاد نمک‌های سیترات را دارد. یکی از پرکاربردترین نمک‌های سیترات، کلسیم سیترات است.
همانطور که اشاره کردیم، جوهر لیمو دارای کاربردهای صنعتی و خانگی زیادی است. بخش بزرگی از اسید سیتریک و نمک‌های مشتق شده از آن در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. وجود خواصی مانند انحلال‌پذیری بالا، سمیت ناچیز، مزه‌ی ترش و دلپذیر در کنار قابلیت جلوگیری از رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها موجب استفاده از این محصول در مواد آشامیدنی و غذایی گشته است. بهتر است بدانید، سازمان غذا و داروی ایلات متحده FDA سیتریک اسید را در دسته‌ی افزودنی‌های غذایی مستقیم طبقه‌بندی می‌کند.
درباره نحوه تولید و فرمولاسیون این ماده
اسید سیتریک دارای شش اتم کربن، هشت اتم هیدروژن و هفت اتم اکسیژن است. فرمول گسترده این ماده به صورت Ch2COOH – COHCOOH-CH2 COOH می‌باشد. در ساختار این اسید سه گروه کربوکسیلیک اسید (COOH) و یک گروه هیدروکسیل (OH) وجود دارد.
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، این ماده به صورت طبیعی در انواع مرکبات و سبزیجات به مقدار کم وجود دارد. در روش‌های اولیه تولید آن از آب میوه‌هایی نظیر لیمو و سایر مرکبات استفاده می‌کردند. با گذشت زمان و افزایش نیاز صنایع مختلف به سیتریک اسید، فرایند استفاده از میوه‌ها برای تولید آن، دیگر مقرون به صرفه نبود. امروزه یک روش صنعتی برای تولید محصول مورد نظر در مقادیر بسیار به نام تخمیر میکروبی وجود دارد. این روش از طریق نوعی کپک به نام آسپرژیلوس نایجر (Aspergillus niger) در بستر گلوکز یا ساکارز انجام می‌گیرد. در پایان فعالیت این کپک، مواد ایجاد شده جداسازی و ته‌نشین می‌شوند. یکی از این مواد کلسیم سیترات می‌باشد. کلسیم سیترات تولیدی با آب ترکیب و طبق فرایند زیر اسید سیتریک و کلسیم هیدروکسید را تولید می‌کند.
Ca3(C6H5O7)2+ 6H2O → 3Ca (OH)2+ 2C6H8O7
این روش یکی از کارآمدترین روش‌های زیستی برای تولید اسید سیتریک می‌باشد. چرا که این قارچ می‌تواند تا ۸۰ درصد از بستر را به محصول مورد نظر تبدیل کند. همچنین مواد نشاسته‌ای به دلیل تجدیدپذیری و نرخ ارزان، همواره بستر‌های مناسبی برای تولید این اسید می‌باشند.
کاربرد اسید سیتریک در صنایع مختلف
حدود ۷۰ درصد از اسید سیتریک تولید شده در جهان در صنایع غذایی و نوشیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این در حالی است که ۲۰ درصد آن در صنایع داروسازی و ۱۰ درصد باقی‌مانده در بقیه صنایع همچون کشاورزی، رنگ، رزین، آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد. این اسید را می‌توان به عنوان ماده نگهدارنده، امولسیون و همچنین یک طعم دهنده ترش به غذاها و نوشیدنی‌های فرآوری و بسته‌بندی شده مانند کنسرو‌ها اضافه کرد. جوهر لیمو با داشتن خواص آنتی‌اکسیدانی به عنوان یک ماده‌ی کمکی در آماده‌سازی‌های دارویی استفاده می‌گردد. همچنین در دارو‌های ضد انعقادی به عنوان یک اسیدولانت برای کنترل pH و کیلیت کردن کلسیم در خون مصرف می‌شود. در مناطقی که به خاک اسیدی برای کشت محصول نیاز باشد، استفاده از این ترکیب اسیدی بی خطر، برای تنظیم pH خاک توصیه می‌شود.
Citric Acid یک ماده‌ی تمیز‌کننده و ضد میکروب است که از آن در ساخت محصولات بهداشتی و آرایشی نیز استفاده می‌کنند. در صنایع جوهر لیمو به عنوان یک رسوب‌گیر آهک و حذف‌کننده‌ی سختی آب در دیگ‌های بخار کاربرد فراوانی دارد. در ادامه به دیگر کاربردهای جوهر لیمو در صنایع مختلف می‌پردازیم.
سایر کاربردهای صنعتی این ماده
- رنگ و رزین
- تمیز‌کنندگی و کیلیت ساز
- ساخت نمک‌های اسید سیتریک
- محصولات خاص جوهر
- عوامل آبکاری و عوامل درمان سطح
- عوامل جداسازی جامدات
- حلال حذف چربی و روغن
- تنظیم کننده‌ی ویسکوزیته
- مهارکننده های خوردگی و عوامل ضد پوسته پوسته شدن رنگ
- تنظیم‌کننده‌ی pH
- تمیز‌کننده‌ی صنعتی
- افزودنی چسب‌ها و مواد شیمیایی سیلانت
- نرم‌کننده غیر سمی در پلاستیک‌سازی
- و…
نحوه حمل‌ونقل و نگهداری سیتریک اسید
جوهر لیمو، ماده‌ای با سمیت ناچیز و زیست تخریب‌پذیر است. با این حال هنگام توزیع، نگهداری و کار با آن رعایت برخی نکات ایمنی الزامی است. بر روی بشکه‌های حاوی اسید سیتریک تنها یک علامت ایمنی خطر وجود دارد که نشان‌دهنده‌ی حساسیت‌زایی بالای این ماده می‌باشد. نقطه اشتعال این محصول برابر ۱۵۳ درجه سانتیگراد است. بنابراین از مجاورت آن با گرما و شعله خودداری کنید. به طور کلی مکان مناسب برای ذخیره‌ی این اسید، باید کاملاً خشک، بدون رطوبت با تهویه هوای مناسب باشد.
Citric Acid خورنده‌ی فلزات است و در صورت مجاورت با آن‌ها به خصوص با نیترات‌های فلزی واکنش‌های انفجاری شدیدی را ایجاد می‌کند. این اسید همچنین با عوامل اکسید‌کننده، باز‌ها و عوامل کاهش‌دهنده نیز واکنش می‌دهد. شرکت اکسیزان با رعایت تمامی نکات ایمنی در زمینه انتقال و ذخیره‌سازی سیتریک اسید، سعی می‌کند در کوتاه‌ترین زمان ممکن این اسید و سایر مواد اولیه را تهیه و در اختیار مصرف‌کنندگان در سرتاسر کشور قرار دهد.
نکات مربوط به حفظ ایمنی در برابر اسید سیتریک
از آنجا که این ماده به صورت پودر و کریستال مورد استفاده قرار می‌گیرد، احتمال پخش ذرات و گرد و غبار آن در هوا وجود دارد. اسید سیتریک خالص، خاصیت اسیدی و خورندگی بالایی دارد. ذرات آن به شدت خورنده هستند و می‌توانند آسیب‌های شدیدی را به گلو و دستگاه تنفسی فوقانی وارد کنند. علائم اولیه پس از استنشاق این اسید، ممکن است، ساده و در حد تورم گلو، سرفه و تنگی نفس باشند. اما با گذشت زمان این علائم شدید و منجر به ادم ریه و آسم متوسط تا شدید می‌گردند. برای جلوگیری از استنشاق ذرات و کاهش خطرات استفاده از ماسک‌های محافظتی الزامی است.
با توجه به خورندگی جوهر لیمو، تماس چشم‌ها و پوست با آن، موجب التهاب و سوزش شدید می‌گردد. همچنین بلع پودر یا ذرات معلق سیتریک اسید نیز خطرناک بوده و مشکلات گوارشی را در پی خواهد داشت. هنگام کار با این اسید، ابتدا از پراکنده شدن ذرات جلوگیری کنید. سپس از ماسک‌های مناسب، عینک یا محافظ صورت و لباس کار استفاده نمایید. خوردن، آشامیدن و کشیدن سیگار در این فضا اکیداً ممنوع است.
نکات ایمنی مربوط به چشم
تماس جوهر لیمو با چشم موجب سوزش و التهاب شدیدی می‌شود. بهترین راه برای کنترل و کاهش این سوزش، شستن چشم‌ها به مدت ۲۰ الی ۳۰ دقیقه با آب یا محلول نرمال سالین است. وجود لنز در داخل چشم خطرناک بوده و باید سریعاً لنز‌ها را از چشم خارج کنید. همزمان با شستشوی چشم به بیمارستان مراجعه نمایید. بدون مشورت با پزشک استفاده از هر نوع دارو مضر می‌باشد.
نکته های مهم ایمنی در خصوص پوست
بهتر است پوست را پس از تماس با اسید سیتریک، سریعاً با سیلی از آب و صابون بشویید. اگر پس از شستشو علائم قرمزی و سوختگی ادامه پیدا کند، بلافاصله به پزشک مراجعه کنید. لباس‌های آلوده باید فوراً در یک محفظه، مهروموم گردند. سپس برای شستن آن‌ها اقدام کنید.
نکات ایمنی مربوط به تنفس
اولین اقدام خروج از منطقه آلوده و رفتن به فضای آزاد و انجام تنفس‌های عمیق است. در صورتی که فرد در محل هوشیاری خود را از دست بدهد، پوشیدن ماسک و لباس حفاظتی مناسب، برای سایر افرادی که قصد ورود به محل و نجات فرد بی‌هوش را دارند، الزامی است. در این حالت باید علائم حیاتی فرد بیمار برسی و سپس در صورت لزوم از دستگاه تنفسی برای احیاء فرد استفاده گردد.
نکته‌های مهم ایمنی در خصوص بلع
بهترین روش برای رقیق‌سازی سیتریک اسید نوشیدن یک یا دو لیوان آب است. دقت کنید استفراغ موجب افزایش عوارض و آسیب‌های جوهر لیمو می‌گردد. قبل از تشدید علائم به بیمارستان مراجعه کنید تا اقدامات لازم برای خنثی سازی اسید صورت گیرد.
نکات مربوط به اطفای حریق
اسید سیتریک یک ماده‌ی خورنده و قابل احتراق است و به راحتی با فلزات نیترات وارد واکنش‌های انفجاری می‌گردد. همچنین در دما‌های بالا تجزیه می‌شود. تجزیه آن همراه با تولید گاز‌های سمی است. بنابراین در صورتی که منابع این ماده دچار آتش سوزی شود، باید تمامی افراد از تجهیزات مناسب مانند لباس یا ماسک تنفسی استفاده نمایند. همچنین آتش سوزی آن با آب، فوم، مواد شیمیایی خشک و دی اکسید کربن قابل مهار می‌باشد.
نکته‌های مهم ایمنی در خصوص دفع
دفع اسیدها با pH بسیار کم به راحتی انجام می‌گیرد. پس از رقیق سازی این اسید می‌توانید آن را در سیستم فاضلاب‌های مجاز رها کنید. با این حال برای دفع آن بهتر است، از سیستم‌های دفع زباله‌های شیمیایی معتبر کمک گرفته شود.
