صفر تا صد تولید اسید سیتریک

روش های تولید اسید سیتریک

اسید سیتریک به روش‌های مختلفی تولید می‌شود که متداول‌ترین آن، تخمیر میکروبی است. در این فرآیند، قارچ‌هایی مانند Aspergillus niger یا مخمر Yarrowia lipolytica در محیطی غنی از قند رشد کرده و طی واکنش‌های متابولیکی، قند را به اسید سیتریک تبدیل می‌کنند. روش دیگر، استخراج طبیعی از میوه‌های مرکباتی مانند لیمو، پرتقال و گریپ‌فروت است، اما به دلیل هزینه زیاد و وابستگی به فصل، امروزه کمتر استفاده می‌شود. همچنین تخمیر حالت جامد (SSF) با استفاده از مواد اولیه ارزان‌قیمت نظیر سبوس گندم یا باگاس نیشکر، یکی از روش‌های نوین و اقتصادی تولید محسوب می‌شود. در کنار این روش‌ها، تولید نیمه‌صنعتی از طریق تخمیر غوطه‌ور (SmF) نیز کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارد و بازده بالایی از نظر زمان و حجم تولید فراهم می‌کند. در این مقاله که به کوشش اسید آنلاین، مرجع قیمت اسید سیتریک در ایران آماده شده، به معرفی این روش ها می پردازیم. با ما همراه باشید تا در این باره بیشتر بدانید.

مرجع اعلام قیمت و خرید و فروش اسیدهای خوراکی ایران

استعلام تلفنی: ۰۲۶۹۱۰۰۵۵۲۵ | ۰۹۹۲۸۸۸۹۷۱۹

روش های اصلی تولید اسید سیتریک

اسید سیتریک را می‌توان از دو روش اصلی به دست آورد: روش شیمیایی و روش تخمیری.

در روش شیمیایی، معمولاً از واکنش شیمیایی بین گلیسرول و اکریلیک اسید در حضور کاتالیزورهای خاص استفاده می‌شود. با این حال، به دلیل هزینه بالا، آلودگی زیست‌محیطی و بازده پایین، این روش دیگر در مقیاس صنعتی چندان رایج نیست.

امروزه روش تخمیری، یعنی تولید اسید سیتریک به‌وسیله‌ی میکروارگانیسم‌ها (بیشتر قارچ‌ها و برخی باکتری‌ها)، به‌عنوان روش اصلی و اقتصادی تولید شناخته می‌شود. دلیل آن نیز سادگی فرآیند، مواد اولیه ارزان، راندمان بالا، و سازگاری بیشتر با محیط زیست است. فرآیند تخمیر معمولاً از کربوهیدرات‌هایی مانند گلوکز، ساکارز، ملاس نیشکر، یا نشاسته ذرت استفاده می‌کند. این منابع در حضور قارچ‌هایی مثل Aspergillus niger یا مخمرهایی مانند Yarrowia lipolytica به اسید سیتریک تبدیل می‌شوند.

روش‌های تخمیر برای تولید اسید سیتریک

تخمیر برای تولید اسید سیتریک به دو شیوه‌ی کلی انجام می‌شود:

1. تخمیر غوطه‌وری (Submerged Fermentation – SF)
2. تخمیر حالت جامد (Solid-State Fermentation – SSF)

در ادامه هر دو روش توضیح داده می‌شوند.

روش تخمیر غوطه‌وری (Submerged Fermentation Method)

در این روش، میکروارگانیسم‌ها درون یک محیط مایع رشد می‌کنند. این محیط معمولاً حاوی منبع کربن (مثل گلوکز)، منبع نیتروژن (مثل نیترات آمونیوم)، و عناصر معدنی ضروری است. قارچ‌ها یا مخمرها در این محیط مایع قرار گرفته و در شرایط کنترل‌شده (دما، pH، اکسیژن و زمان مشخص) رشد می‌کنند و به تدریج اسید سیتریک تولید می‌نمایند.

فرآیند تخمیر غوطه‌وری برای تولید اسید سیتریک دو نوع دارد:

• تخمیر دسته‌ای (Batch): مواد اولیه در ابتدای فرآیند افزوده می‌شوند و تا پایان واکنش دیگر چیزی اضافه نمی‌شود.
• تخمیر پیوسته (Continuous): مواد مغذی به‌صورت مداوم وارد سیستم می‌شوند و محصول همزمان برداشت می‌گردد.

این روش به دلیل کنترل‌پذیری بالا، راندمان زیاد، و امکان تولید صنعتی مداوم، پرکاربردترین روش در کارخانه‌های مدرن تولید اسید سیتریک است. با این حال، هزینه تجهیزات و انرژی مورد نیاز برای هم‌زدن و تهویه‌ی محلول زیاد است و این موضوع یکی از معایب اصلی آن محسوب می‌شود.

روش تخمیر حالت جامد (Solid-State Fermentation Method)

در روش تخمیر حالت جامد، میکروارگانیسم‌ها روی یک بستر جامد مرطوب رشد می‌کنند، نه در محیط مایع. این بستر معمولاً از مواد طبیعی ارزان مانند سبوس گندم، پوسته برنج، تفاله نیشکر یا ضایعات میوه‌ها تشکیل شده است. در این روش رطوبت کم‌تر از ۷۰٪ حفظ می‌شود، ولی اکسیژن کافی باید در دسترس باشد تا رشد قارچ‌ها به‌خوبی انجام گیرد.

مهم‌ترین مزیت این روش، کاهش هزینه‌های تولید است؛ زیرا نیاز به هم‌زن، هوادهی و تجهیزات پیچیده وجود ندارد.

همچنین، بسیاری از پسماندهای کشاورزی یا صنایع غذایی را می‌توان به عنوان بستر استفاده کرد، که این موضوع باعث کاهش آلودگی محیط زیست می‌شود. با این حال، روش تخمیر حالت جامد معایبی هم دارد: کنترل دقیق دما و pH دشوار است و استخراج اسید سیتریک از بستر جامد نیاز به مراحل اضافی دارد. این روش بیشتر در مقیاس نیمه‌صنعتی یا تحقیقاتی کاربرد دارد، اما در سال‌های اخیر با پیشرفت فناوری، کارایی آن بهبود یافته و توجه زیادی به آن شده است.

مقایسه دو روش تخمیر برای تولید اسید سیتریک

روش‌های تخمیر غوطه‌وری (SF) و تخمیر حالت جامد (SSF) هر کدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و انتخاب بین آن‌ها بستگی به هدف تولید، نوع میکروارگانیسم، منابع در دسترس و امکانات فنی دارد. در روش تخمیر غوطه‌وری، کنترل شرایط محیطی مانند دما، pH، اکسیژن و مواد مغذی بسیار آسان‌تر است، بنابراین برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ ایده‌آل به شمار می‌رود. این روش معمولاً بازده بالایی دارد و استخراج اسید سیتریک از محیط مایع بسیار ساده‌تر از بستر جامد است.

در مقابل، روش تخمیر حالت جامد به تجهیزات پیشرفته نیاز ندارد و هزینه‌ی انرژی و مواد اولیه در آن پایین‌تر است. از طرف دیگر، با استفاده از ضایعات کشاورزی و غذایی به عنوان بستر، این روش از نظر زیست‌محیطی بسیار مقرون به صرفه و پایدار محسوب می‌شود.

به طور خلاصه:

• روش غوطه‌وری برای تولید صنعتی پیوسته و در کارخانه‌های بزرگ مناسب‌تر است.
• روش حالت جامد برای کاربردهای کوچک، مناطق کم‌منبع و فرآیندهای زیست‌محیطی پایدار انتخاب بهتری است.

امروزه در برخی سیستم‌های مدرن، ترکیبی از این دو روش نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد تا از مزایای هر دو بهره‌برداری شود؛ برای مثال، ابتدا تخمیر روی بستر جامد آغاز می‌شود و سپس عصاره‌ی آن به محیط مایع منتقل می‌گردد تا فرآیند نهایی در شرایط کنترل‌شده‌تر ادامه یابد.

منابع مورد استفاده در تولید اسید سیتریک

برای تولید اسید سیتریک به روش تخمیری، منابع کربنی اصلی‌ترین جزء محسوب می‌شوند، زیرا میکروارگانیسم‌ها از آن‌ها برای رشد و تولید اسید استفاده می‌کنند. انتخاب منبع کربن مناسب تأثیر مستقیمی بر بازده نهایی تولید دارد.

منابع کربنی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

الف) منابع خالص و صنعتی

این دسته شامل موادی است که ترکیب آن‌ها مشخص و خلوص بالایی دارند، مانند:

• گلوکز
• ساکارز
• مالتوز
• نشاسته‌ی فرآوری‌شده

از این مواد معمولاً در تحقیقات آزمایشگاهی یا تولید محصولات دارویی و غذایی استفاده می‌شود، زیرا محصول نهایی باید کیفیت و خلوص بسیار بالایی داشته باشد.

ب) منابع طبیعی و ارزان‌ قیمت

در تولید صنعتی، اغلب از منابع طبیعی و در دسترس استفاده می‌شود که هزینه‌ی پایینی دارند، مانند:

• ملاس نیشکر و چغندر قند
• ضایعات میوه‌ها (پرتقال، انگور، سیب)
• تفاله ذرت و نیشکر
• پوسته برنج و سبوس گندم
• روغن‌های گیاهی و ضایعات چربی

استفاده از این مواد نه تنها هزینه تولید را کاهش می‌دهد، بلکه به کاهش آلودگی محیط زیست نیز کمک می‌کند، زیرا بسیاری از آن‌ها ضایعات کشاورزی یا صنعتی هستند که در غیر این صورت دور ریخته می‌شوند.

تأثیر نوع منبع بر عملکرد میکروارگانیسم‌ها

نوع منبع کربنی، میزان نیتروژن، فسفر و عناصر کم‌مصرف (مانند آهن، منیزیم و منگنز) تأثیر زیادی بر متابولیسم قارچ‌ها و مخمرها دارد.

برای مثال، Aspergillus niger در محیط‌های غنی از قند و دارای pH کمی اسیدی (حدود ۲ تا ۳) بهترین عملکرد را دارد.

در حالی که Yarrowia lipolytica حتی قادر است از روغن‌ها، گلیسرول و اسیدهای چرب به عنوان منبع انرژی استفاده کند.

همچنین، غلظت بالای قند در محیط می‌تواند تولید اسید سیتریک را افزایش دهد، اما اگر مقدار آن بیش از حد باشد، ممکن است رشد قارچ بیش از اندازه شود و بخشی از قند صرف تولید زیست‌توده گردد نه اسید. بنابراین، تعادل بین رشد سلولی و تولید متابولیت ثانویه (یعنی اسید سیتریک) اهمیت فراوانی دارد.

میکروارگانیسم‌های تولیدکننده اسید سیتریک و شرایط رشد آن‌ها

تولید اسید سیتریک از طریق تخمیر، وابسته به فعالیت زیستی میکروارگانیسم‌هایی است که قادرند کربوهیدرات‌ها و دیگر منابع آلی را به این اسید آلی تبدیل کنند. تا امروز، گونه‌های گوناگونی از قارچ‌ها، مخمرها و باکتری‌ها شناسایی شده‌اند که توانایی تولید اسید سیتریک دارند؛ اما همه آن‌ها کارایی یکسانی ندارند.

قارچ‌ها (Fungi)

در میان تمام میکروارگانیسم‌های شناخته‌شده، قارچ Aspergillus niger شناخته‌شده‌ترین و مؤثرترین تولیدکننده اسید سیتریک است. این قارچ رشته‌ای در شرایط اسیدی (pH بین ۲ تا ۳) و دمای حدود ۳۰ درجه سانتی‌گراد بهترین بازده را دارد.

ویژگی‌های برتر Aspergillus niger:

• تحمل بالا در برابر غلظت زیاد قند
• تولید زیاد اسید سیتریک حتی در حضور مواد معدنی کم
• رشد سریع و مقاوم در محیط‌های ساده و ارزان
• قابلیت تخمیر در محیط‌های مایع (SF) و جامد (SSF)

گونه‌های مختلفی از این قارچ برای مقاصد صنعتی اصلاح و بهینه‌سازی شده‌اند تا عملکرد بالاتری داشته باشند.

مخمرها (Yeasts) در تولید اسید سیتریک

در میان مخمرها، گونه Yarrowia lipolytica اهمیت ویژه‌ای دارد. راین مخمر نه‌تنها قادر به استفاده از قندهاست، بلکه می‌تواند از روغن‌ها، اسیدهای چرب و گلیسرول به عنوان منبع انرژی بهره ببرد. از این رو، در صنایع تولیدی که به دنبال بازیافت ضایعات چربی و روغن هستند، این گونه گزینه‌ای بسیار مناسب است.

شرایط رشد بهینه برای Yarrowia lipolytica معمولاً شامل:

• دمای حدود ۲۸ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد
• pH بین ۵ تا ۶
• نسبت بالای اکسیژن محلول در محیط (تهویه مناسب)
• مقدار نیتروژن محدود، زیرا کمبود نیتروژن موجب افزایش تولید اسید سیتریک می‌شود.

گونه‌های اصلاح‌شده این مخمر قادرند تا بیش از ۱۰۰ گرم در لیتر اسید سیتریک تولید کنند، که رقمی قابل‌توجه در مقیاس صنعتی است.

باکتری‌ها (Bacteria) در تولید اسید سیتریک

برخی از گونه‌های باکتریایی مانند Bacillus licheniformis و Corynebacterium glutamicum نیز توانایی تولید اسید سیتریک را دارند، اما بازده آن‌ها نسبت به قارچ‌ها و مخمرها کمتر است. در بیشتر موارد، تولید اسید سیتریک توسط باکتری‌ها به عنوان محصول جانبی در مسیر متابولیکی مشاهده می‌شود و نه به عنوان محصول اصلی. بنابراین، کاربرد صنعتی باکتری‌ها در این زمینه محدود است، هرچند تحقیقات ژنتیکی در سال‌های اخیر در حال بهبود کارایی آن‌هاست.

شرایط محیطی مؤثر بر تولید اسید سیتریک

تولید اسید سیتریک فرآیندی حساس است که به عوامل گوناگونی وابسته است:

• دما: بیشتر گونه‌ها در محدوده ۲۸ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد عملکرد مطلوبی دارند.
• pH: محیط باید کمی اسیدی باشد؛ معمولاً بین ۲ تا ۴ برای قارچ‌ها و بین ۵ تا ۶ برای مخمرها.
• اکسیژن: فرآیند هوازی است و به تأمین مداوم اکسیژن نیاز دارد.
• نیتروژن: مقدار کم نیتروژن رشد سلولی را محدود می‌کند و باعث می‌شود تولید اسید افزایش یابد.
• فسفر و عناصر کمیاب: وجود مقدار بهینه‌ای از آهن، منیزیم و منگنز ضروری است، اما مقدار زیاد آن‌ها تولید اسید را کاهش می‌دهد.

در سیستم‌های صنعتی، این شرایط با استفاده از کنترل خودکار (Automatic Control) تنظیم می‌شوند تا تولید در بالاترین سطح ممکن انجام گیرد.

فرآیند استخراج و خالص‌سازی اسید سیتریک

پس از پایان فرآیند تخمیر و تولید اسید سیتریک توسط میکروارگانیسم‌ها، محصول نهایی درون محیط کشت باقی می‌ماند و برای دستیابی به اسید خالص باید طی چند مرحله استخراج و تصفیه شود. این بخش یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین مراحل در تولید صنعتی اسید سیتریک است، زیرا کیفیت و خلوص محصول نهایی کاملاً به دقت مراحل جداسازی بستگی دارد.

مرحله اول: جداسازی زیست‌توده (Biomass Separation)

در پایان تخمیر، محیط حاوی سلول‌های قارچ یا مخمر، ذرات جامد و مواد محلول است.

برای آغاز فرآیند تصفیه، ابتدا باید زیست‌توده (توده سلولی) از محیط جدا شود.

این کار معمولاً با یکی از روش‌های زیر انجام می‌گیرد:

• فیلتراسیون تحت فشار (Pressure Filtration)
• سانتریفیوژ کردن (Centrifugation)
• فیلتراسیون غشایی (Membrane Filtration)

نتیجه این مرحله، محلولی زلال است که عمدتاً حاوی اسید سیتریک و مواد معدنی محلول می‌باشد.

مرحله دوم: رسوب‌ دهی با آهک (Lime Precipitation)

در این مرحله، به محلول زلال حاصل از فیلتراسیون، آهک (Ca(OH)₂) افزوده می‌شود. آهک با اسید سیتریک واکنش داده و ترکیبی به نام سیترات کلسیم (Calcium Citrate) تشکیل می‌دهد که به صورت جامد و نامحلول در می‌آید.

معادله‌ی شیمیایی واکنش به شکل زیر است:

2C6H8O7+3Ca(OH)2→Ca3(C6H5O7)2+6H2O2C₆H₈O₇ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(C₆H₅O₇)₂ + 6H₂O۲C۶​H۸​O۷​+۳Ca(OH)۲​→Ca۳​(C۶​H۵​O۷​)۲​+۶H۲​O

این ترکیب به‌راحتی از محلول جدا می‌شود و معمولاً با فیلتراسیون جمع‌آوری می‌گردد.

مرحله سوم: بازیابی اسید سیتریک از سیترات کلسیم

برای تبدیل سیترات کلسیم به اسید سیتریک خالص، آن را با اسید سولفوریک (H₂SO₄) واکنش می‌دهند. در این واکنش، اسید سیتریک آزاد شده و سولفات کلسیم (گچ یا Gypsum) به صورت رسوب ته‌نشین می‌شود:

Ca3(C6H5O7)2+3H2SO4→2C6H8O7+3CaSO4↓Ca₃(C₆H₅O₇)₂ + 3H₂SO₄ → 2C₆H₈O₇ + 3CaSO₄↓Ca۳​(C۶​H۵​O۷​)۲​+۳H۲​SO۴​→۲C۶​H۸​O۷​+۳CaSO۴​↓

پس از جداسازی گچ، محلول حاصل حاوی اسید سیتریک محلول در آب است.

مرحله چهارم: رنگ‌ بری و تصفیه نهایی

برای حذف رنگ، بو و ناخالصی‌ های آلی باقی‌مانده، از زغال فعال (Activated Carbon) استفاده می‌شود. محلول از ستون‌هایی که حاوی زغال فعال هستند عبور داده می‌شود تا تمامی ترکیبات رنگی جذب شوند و مایع شفاف و بی‌رنگ به‌دست آید. سپس با استفاده از فیلترهای مخصوص یا تبادل یونی، یون‌های ناخواسته و مواد معدنی باقیمانده نیز حذف می‌شوند تا خلوص محلول افزایش یابد.

مرحله پنجم: تغلیظ و تبلور (Concentration and Crystallization)

در این مرحله، محلول شفاف و تصفیه‌شده به کمک تبخیر در خلأ یا حرارت کنترل‌شده، تغلیظ (Concentrate) می‌شود تا غلظت اسید سیتریک بالا رود. پس از رسیدن به غلظت مورد نظر، محلول به‌تدریج سرد می‌شود تا کریستال‌های اسید سیتریک شکل بگیرند.

فرآیند تبلور معمولاً در دو نوع انجام می‌شود:

• تبلور تک‌مرحله‌ای (Single Crystallization) برای تولید سریع
• تبلور چندمرحله‌ای (Multiple Crystallization) برای دستیابی به خلوص بالاتر

کریستال‌ها سپس خشک می‌شوند و بسته به نیاز بازار، به صورت پودر بلوری (Monohydrate) یا پودر خشک بی‌آب (Anhydrous) عرضه می‌گردند.

مرحله نهایی: بسته‌ بندی و ذخیره‌ سازی

در پایان، محصول نهایی پس از آزمایش‌های کنترل کیفیت (اندازه کریستال، رطوبت، خلوص شیمیایی و میزان فلزات سنگین) در بسته‌های مقاوم در برابر رطوبت بسته‌بندی می‌شود.

اسید سیتریک به دلیل خاصیت جذب رطوبت بالا باید در محیط خشک، خنک و به‌دور از نور مستقیم نگهداری شود.

بازده تولید و عوامل مؤثر بر بهره‌وری تولید اسید سیتریک

بازده یا راندمان تولید اسید سیتریک به معنای مقدار اسید تولیدشده بر اساس میزان ماده‌ی اولیه (مانند قند یا ملاس) است. این شاخص یکی از مهم‌ترین معیارها در ارزیابی کارایی فرآیند تخمیر محسوب می‌شود. بازده بالا نشان‌دهنده‌ی استفاده‌ی مؤثر از مواد اولیه، شرایط مناسب رشد میکروارگانیسم و مدیریت صحیح فرآیند تخمیر است.

در ادامه، مهم‌ترین عواملی که بر راندمان تولید تأثیر دارند بررسی می‌شوند 👇

ترکیب محیط کشت

محیط تخمیر باید شامل عناصر حیاتی برای رشد میکروارگانیسم و تولید متابولیت ثانویه (اسید سیتریک) باشد.

عوامل زیر در این زمینه بیشترین تأثیر را دارند:

• منبع کربن: نوع و غلظت قند باید به‌دقت انتخاب شود. گلوکز و ساکارز از بهترین منابع هستند. غلظت بالای قند ممکن است تولید اسید را افزایش دهد اما رشد قارچ را نیز بیش از حد تحریک کند، بنابراین تعادل ضروری است.
• منبع نیتروژن: مقدار کم نیتروژن باعث توقف رشد سلولی و هدایت مسیر متابولیکی به سمت تولید اسید می‌شود.
• عناصر معدنی: وجود مقدار اندک منگنز، آهن و فسفر ضروری است، اما مقدار زیاد آن‌ها بازده را کاهش می‌دهد.

در بسیاری از کارخانه‌ها برای افزایش بازده، فرمولاسیون محیط کشت بر اساس نوع ماده اولیه و گونه‌ی میکروارگانیسم بهینه‌سازی می‌شود.

pH و دمای تخمیر

شرایط فیزیکی محیط تأثیر بسیار زیادی بر عملکرد میکروارگانیسم دارد.

• pH: بهترین بازده تولید اسید سیتریک معمولاً در محدوده ۲ تا ۳.۵ برای قارچ Aspergillus niger و در محدوده ۵ تا ۶ برای مخمر Yarrowia lipolytica حاصل می‌شود.
• دما: دمای بهینه معمولاً بین ۲۸ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد است. افزایش دما ممکن است سرعت رشد را زیاد کند اما در عین حال می‌تواند تولید اسید را کاهش دهد.

کنترل دقیق این دو عامل توسط حسگرهای خودکار در سیستم‌های صنعتی، نقش اساسی در حفظ بازده بالا دارد.

میزان اکسیژن محلول

فرآیند تولید اسید سیتریک هوازی است، یعنی میکروارگانیسم‌ها برای انجام واکنش‌های متابولیکی به اکسیژن نیاز دارند. کمبود اکسیژن باعث توقف مسیر تولید اسید و افزایش محصولات جانبی مانند اکسالات یا گلوکونات می‌شود. به همین دلیل در روش تخمیر غوطه‌وری، معمولاً از سیستم‌های هوادهی مداوم (Aeration) و هم‌زن مکانیکی استفاده می‌شود تا اکسیژن به طور یکنواخت در کل محیط پخش شود.

همچنین ببینید: بهترین مرجع خرید اسید سیتریک در ایران

زمان تخمیر

مدت‌زمان تخمیر بسته به نوع میکروارگانیسم و شرایط محیطی متفاوت است، اما معمولاً بین ۵ تا ۱۰ روز طول می‌کشد. در روزهای نخست، بیشتر فعالیت سلول‌ها صرف رشد و تکثیر می‌شود، و در روزهای پایانی مسیر متابولیکی به سمت تولید اسید سیتریک هدایت می‌گردد. در برخی سیستم‌های پیشرفته، از تخمیر ناپیوسته تغذیه‌ای (Fed-Batch Fermentation) استفاده می‌شود که طی آن مواد مغذی به تدریج به محیط اضافه می‌شوند تا رشد سلول و تولید اسید همزمان و متعادل بماند.

ویژگی‌های سویه (Strain) میکروارگانیسم

انتخاب گونه یا سویه مناسب از قارچ یا مخمر نقش بسیار حیاتی دارد.

سویه‌های صنعتی معمولاً به‌صورت مهندسی ژنتیک یا جهش‌یافته (Mutant Strains) اصلاح می‌شوند تا:

• تحمل بیشتری نسبت به قند بالا یا pH پایین داشته باشند،

• بازده تولید را افزایش دهند،

• و مسیرهای متابولیکی غیرضروری را حذف کنند.

به عنوان مثال، سویه‌های اصلاح‌شده‌ی Aspergillus niger توانایی تولید بیش از ۱۴۰ گرم اسید سیتریک در هر لیتر محیط را دارند، در حالی‌که سویه‌های طبیعی ممکن است تنها حدود ۸۰ گرم تولید کنند.

حذف یا کاهش مواد بازدارنده

برخی از مواد موجود در منابع طبیعی مانند ملاس، به ویژه رنگدانه‌ها و ترکیبات فلزی، می‌توانند رشد قارچ را مهار کنند.

برای رفع این مشکل، معمولاً ملاس پیش از استفاده، تحت فرآیندهایی مانند تصفیه با زغال فعال، تبادل یونی یا حرارت‌دهی ملایم قرار می‌گیرد تا بازده تخمیر افزایش یابد.

بهینه‌سازی فرآیند با فناوری نوین

در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه‌ی کنترل فرآیند تخمیر ایجاد شده است.

امروزه از روش‌های زیر برای افزایش بهره‌وری استفاده می‌شود:

• سیستم‌های کنترل خودکار دما و pH
• پایش لحظه‌ای میزان اکسیژن و قند باقی‌مانده
• بهینه‌سازی مسیر متابولیکی با مهندسی ژنتیک
• استفاده از راکتورهای زیستی مدرن با طراحی ویژه‌ی هم‌زن‌ها و هواده‌ها
• تلفیق روش‌های تخمیر جامد و مایع برای افزایش بازده و کاهش هزینه‌ها

با بهره‌گیری از این فناوری‌ها، تولید صنعتی اسید سیتریک در بسیاری از کشورها به سطحی بسیار پایدار و اقتصادی رسیده است.

کاربردهای صنعتی و زیست‌محیطی اسید سیتریک

اسید سیتریک یکی از ترکیبات بسیار چندکاره است که در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرد. نخست، در صنعت غذایی و نوشیدنی به ‌عنوان اسیدی‌کننده، تنظیم‌کننده pH، عامل طعمدهنده و نگهدارنده کاربرد فراوان دارد. در صنعت داروسازی و آرایشی بهداشتی نیز به‌عنوان بافر (تنظیم‌کننده pH)، عامل کلاته‌کننده یون‌های فلزی، تاخیرکننده اکسیداسیون و تنظیم‌کننده طعم در داروها کاربرد دارد.  همچنین در امور صنعتی و زیست‌محیطی، از اسید سیتریک در تولید شوینده‌ها، نرم‌کننده‌های آب سخت، فرآوری رنگ‌ها، ضدزنگ کردن فلزات، و به عنوان عامل پاک‌کننده و زدودنده رسوبات آهکی استفاده می‌شود.

در زیر، مهم‌ترین کاربردها را به تفکیک دسته‌بندی می‌کنم:

الف) صنعت غذایی و نوشیدنی

• استفاده برای افزایش طعم ترش در نوشابه‌ها، مرباها، ژله‌ها و آدامس‌ها؛

• نگهداری رنگ و کیفیت میوه‌ها و سبزیجات فرآوری‌شده با جلوگیری از قهوه‌ای شدن آنزیمی؛ 

• کنترل pH در محصولات لبنی، پنیرسازی، نوشیدنی‌ها و شربت‌ها؛ 

ب) صنعت داروسازی، آرایشی و بهداشتی

• تنظیم pH در داروها، شربت‌ها، قرص‌های جوشان؛ 

• عمل کلاته‌کننده یون‌های فلزی در فرمولاسیون‌ها و محافظت از فعال‌های دارویی؛ 

• در محصولات مراقبت پوست و مو به‌عنوان اسید هیدروکسی‌آلکان (AHA)، تنظیم‌کننده pH، لایه‌بردار ملایم و تقویت‌کننده اثرات محافظتی شکل‌گرفته از رادیکال‌های آزاد؛ 

ج) کاربردهای صنعتی و زیست‌محیطی

• به‌کارگیری در شوینده‌ها و محصولات ضد رسوب به‌عنوان نرم‌کننده آب و عامل جداسازی یون‌های کلسیم و منیزیم؛ 

• چسباندن رنگ یا پردازش پارچه‌ها در صنعت نساجی از طریق اسید سیتریک؛ 

• استفاده در تصفیه آب، حذف رسوبات آهکی، ضدرسوب کردن سطوح فلزی و کاهش مصرف مواد شیمیایی مضر؛

د) اهمیت زیست‌ محیطی و بازار

بازار اسید سیتریک به‌طور عمده تحت تأثیر استفاده گسترده آن در صنایع غذایی و نوشیدنی قرار دارد؛ به‌عنوان مثال، سهم صنعت غذا و نوشیدنی از بازار جهانی بسیار زیاد است.  علاوه بر این، کاربردهای «سبز» و زیست‌محیط‌دوست این ماده مثلاً استفاده از ضایعات کشاورزی به‌عنوان منابع کربنی برای تولید آن نشان می‌دهد این ترکیب می‌تواند در فرایندهای پایدار تولید نقشی کلیدی داشته باشد

خرید اسید سیتریک از اسید آنلاین

اسید آنلاین بزرگ‌ترین مرجع تخصصی خرید و فروش مواد شیمیایی در ایران است که با تمرکز بر شفافیت قیمت، کیفیت بالا و تأمین مستقیم از تولیدکننده فعالیت می‌کند. این وب‌سایت با نشانی acidonline.net به‌صورت روزانه قیمت مواد شیمیایی از جمله اسید سیتریک، اسید استئاریک، اسید آسکوربیک و ده‌ها محصول دیگر را به‌روزرسانی می‌کند. در اسید آنلاین امکان ثبت سفارش عمده و جزئی با مشاوره تخصصی فراهم است. تمام محصولات دارای مشخصات فنی، آنالیز و برند تولیدکننده هستند تا خریداران با اطمینان کامل انتخاب کنند.