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Historia del ácido cítrico




Enviado por johannaespana



    1. Objetivos
    2. Descripción del
      producto
    3. Propiedades físicas y
      químicas de materias primas
    4. Alternativas para la
      obtención de ácido
      cítrico
    5. Principales
      aplicaciones
    6. Información de
      mercadeo
    7. Conclusiones

    8. Referencias
      bibliográficas

    INTRODUCCIÓN

    El proceso para
    la obtención del ácido cítrico nos permite
    sumergirnos en el amplio mundo de las industrias pues
    cuenta con aspectos genéricos utilizados en la
    elaboración de muchos otros productos.

    Este proceso puede resultar muy interesante para
    estudiantes que apenas se adentran en el mundo de la ingeniería química, pues
    además de ser realizado por una empresa de la
    región, el ácido cítrico es utilizado en la
    elaboración de muchos otros productos de gran utilidad.

    Este proceso es un claro ejemplo de la versatilidad de
    la ingeniería química, la cual interacciona con
    diversas ramas de la ciencia, en
    este caso con la microbiología, para obtener ácido
    critico utilizando una especie de hongo llamado Aspergillus
    Níger
    .

    OBJETIVOS

    1. Conocer un poco acerca de la elaboración de
    ácido cítrico como proceso industrial.

    2. Conocer y familiarizar los diferentes elementos que
    componen un proceso industrial.

    3. Adquirir conocimientos sobre el manejo de diagramas de
    bloques y de procesos
    útiles en la descripción de un proceso
    industrial.

    4. Identificar conceptos útiles en el desarrollo de
    temas referentes a ingeniería química.

     A partir del jugo de limón, Scheele
    logró aislar por primera vez en 1784 el ácido
    cítrico usando el proceso de cal-sulfúrico para
    separar el micelio del caldo que contiene ácido
    cítrico en el proceso
    fermentativo.(1)

    En 1860 comenzó a obtenerse el ácido
    cítrico de las frutas mediante el uso de sales de calcio.
    Este proceso tenía un rendimiento muy bajo. Eran
    necesarias de 30 a 40 toneladas de limones para obtener una
    tonelada de ácido cítrico. Tres décadas
    después se observó que algunos hongos producen
    ácido cítrico cuando crecen en un

    medio azucarado.(9)

    En 1880 la compañía Pfizer fundada por los
    hermano alemanes Charles Pfizer, Charles Erhart, comenzaron a
    fabricar ácido cítrico, utilizado por varias
    industrias, de ese tiempo,
    volviéndose de esta forman su producto mas
    importante.(19)

    En 1893 fue producido sintéticamente por Wehmer a
    partir de la fermentación de la
    glicerina.(13)

    Antes de que se desarrollaran los procesos microbianos
    la principal fuente de ácido cítrico eran los
    cítricos provenientes de Italia (limones
    con un contenido entre 6 y 7 %) y el citrato de
    lima.(5) En 1917 debido a la imposibilidad de comprar
    limones italianos y citrato de lima, comienzan a experimentar
    otros métodos
    para obtenerlo.(19)

    Desde 1920 en adelante fueron desarrollados con éxito
    procesos de fermentación, en donde se utiliza generalmente
    cepas del hongo Aspergillus Níger, aunque
    también han sido empleadas ciertas cepas de
    levaduras.(14) En 1923, los hermanos Pfizer logran
    obtener ácido cítrico a partir de
    Aspergillus Níger y la fermentación del
    azúcar.(19) Como sustrato se
    utilizó melazas de remolacha y se está
    diversificando en sustratos como sacarosa, melazas de caña
    o jarabe de glucosa.(14)

    Los primeros estudios que se hicieron para la producción de ácido cítrico
    por fermentación demostraron que es un proceso
    extremadamente complejo.(14)

    En 1925 Italia rompe el monopolio que
    ejercía sobre la materia prima
    y Pfizer logra expandirse.(19)

    En 1950, la producción de ácido
    cítrico alcanzaba las 50.000 toneladas/año.
    Posteriormente, se registró una importante
    expansión debido al desarrollo del proceso de
    fermentación sumergida, mucho más
    económico.(9)

    En la década del 80 Pfizer descontinúa
    este producto con el cual han sido lideres del mercado mundial
    por mas de 70 años y que marco definitivamente el futuro
    de la
    empresa.(19)

    DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO

    El ácido cítrico, es un sólido
    translucido o blanco. se ofrece en forma granular; es inodoro,
    sabor ácido fuerte, fluorescente al aire seco;
    Cristaliza a partir de soluciones
    acuosas concentradas calientes en forma de grandes prismas
    rómbicos, con una molécula de agua, la cual
    pierde cuando se caliente a 100oC5,
    fundiéndose al mismo tiempo.

    El ácido cítrico tiene un fuerte sabor
    ácido no desagradable. Este ácido se obtiene por un
    proceso de fermentación. El ácido cítrico se
    obtenía originalmente por extracción física del
    ácido del zumo de limón. Hoy en día la
    producción comercial de ácido cítrico se
    realiza sobre todo por procesos de fermentación que
    utilizan dextrosa o melaza de caña de azúcar como
    materia prima
    y Aspergillus niger como organismo de fermentación.
    La fermentación puede llevarse a cabo en tanques profundos
    (fermentación sumergida, que es el método
    más común) o en tanques no profundos
    (fermentación de superficie). La fermentación
    produce ácido cítrico líquido que luego se
    purifica, concentra y cristaliza.

    GRADO TÉCNICO PRODUCIDO: Ácido
    Cítrico Anhidro USP (United States
    Pharmacopeia)

    ÁCIDO CÍTRICO
    ANHIDRO

    PROPIEDADES
    FÍSICAS(3,4,5)

    Formula:
    C6H8O7

    Peso molecular: 92.13 g/mol

    Ensayo de pureza 99.5% mínimo

    Humedad 0.5 % máximo

    Metales pesados Menos de 10 ppm

    Arsénico Menos de 3 ppm

    Ceniza Menos de 0.05%

    Punto de ebullición(4) 153
    oC

    Constante de Ionización(4) 8.2 x
    10-4

    Calor de disolución(5) 6,4
    cal

    Calor de combustión(5) 474,6
    cal

    PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE
    MATERIAS PRIMAS

    Materias Primas (Proceso a partir de
    limones)(21,5)

    • Limones

    El limón es una baya de color amarillo
    claro y forma elíptica. Contiene una esencia usada en
    perfumería y para elaborar aromas de limón. La
    pulpa, contiene de ocho a diez segmentos o gajos que encierran
    pequeñas semillas de color blanco amarillento. El zumo o
    jugo de limón se usa mucho como refresco, como ingrediente
    de otras bebidas, para aderezar ensaladas y platos de pescado y
    como aromatizante. La pulpa se usaba antes para obtener
    ácido cítrico, por su alto contenido (entre 6 y 7%)
    y ahora se emplea para elaborar zumo o jugo de limón
    concentrado, que se usa en medicina por
    su elevado contenido en vitamina C.(21)

    • Cal apagada (Ca(OH)2)

    El agua de cal, que es una disolución alcalina de
    cal apagada en agua, se utiliza principalmente en medicina como
    antiácido, como neutralizador de un ácido venenoso
    o para el tratamiento de las quemaduras. En muchos procesos
    químicos se usa para neutralizar el pH. En la
    elaboración de ácido cítrico es usada para
    formar citrato de calcio y así poder separar
    el ácido cítrico.(21)

    • Ácido sulfúrico

    El ácido sulfúrico es un ácido
    fuerte, es decir, en disolución acuosa se disocia
    fácilmente en iones hidrógeno (H+) e iones sulfato (SO42-). Sus
    disoluciones diluidas muestran todas las características
    de los ácidos:
    tienen sabor amargo, conducen la electricidad,
    neutralizan los álcalis y corroen los metales activos
    desprendiéndose gas
    hidrógeno. A partir del ácido sulfúrico se
    pueden preparar sales que contienen el grupo sulfato
    SO4, y sales ácidas que contienen el grupo
    hidrogenosulfato, HSO4.(21)

    El ácido sulfúrico concentrado, llamado
    antiguamente aceite de
    vitriolo, es un importante agente desecante. Actúa tan
    vigorosamente en este aspecto que extrae el agua, y por
    lo tanto carboniza, la madera, el
    algodón, el azúcar y el papel.
    Debido a estas propiedades desecantes, se usa para fabricar
    éter, nitroglicerina y tintes. Cuando se calienta, el
    ácido sulfúrico concentrado se comporta como un
    agente oxidante capaz, por ejemplo, de disolver metales tan poco
    reactivos como el cobre, el
    mercurio y el plomo, produciendo el sulfato del metal,
    dióxido de azufre y agua.

    En el proceso es muy importante porque reacciona con el
    citrato de calcio y lo hace precipitar en forma de yeso o sulfato
    cálcico, permitiendo liberar el ácido
    cítrico presente. (21)

    • Carborafina o Carbón de madera.

    Es un mineral usado como secuestrante de
    partículas iónicas de metales, dichas
    partículas se producen por medio de las materias primas o
    reacciones producidas entre ellas y los aditivos; estas se van
    adhiriendo a la corriente del proceso, causando daños en
    las propiedades del producto final: color, apariencia,
    consistencia, sabor, olor, etc.(8)

    • Sulfuro de Bario

    Es un compuesto que también se usa con funciones de
    secuestrante, es decir, captura residuos de metales o
    partículas pesadas.(8)

    Materias Primas (Proceso a partir de Aspergillus
    Níger
    )(21)

    • Melaza o jarabe de Caña de
      Azúcar

    Líquido viscoso de color castaño oscuro
    que se obtiene como producto secundario en la fabricación
    del azúcar de caña. Las melazas son la parte no
    cristalizable del azúcar. Formada por un 67% de sacarosa,
    junto con algo de glucosa y fructosa; las melazas se utilizan
    también para fabricar alcohol
    industrial, ácido acético, ácido
    cítrico, levaduras y en general para cualquier proceso
    donde se requiera de un medio de cultivo que sirva como fuente de
    nutrientes para facilitar la germinación, crecimiento y
    reproducción de los microorganismos
    productores de determinado metabolito en este caso del
    ácido cítrico. La melaza negra es el producto de
    melazas refinadas de azúcar de remolacha o
    caña.

    • Ácido sulfúrico

    (Ver pagina anterior).

    • Cal viva, Oxido de Calcio, (CaO)

    (Ver pagina anterior).

    • Resinas de Intercambio Iónico.

    Los principios del
    intercambio iónico han sido utilizados en métodos
    de purificación, análisis químico, tratamiento de
    agua y otras aplicaciones, a escala industrial
    y de laboratorio,
    lo que unido al amplio surtido y diversidad de resinas
    disponibles, permite ofrecer soluciones a muchos problemas
    científico-técnicos del campo farmacéutico y
    sanitario.(8)

    Son insolubles en agua, muy útiles gracias a su
    naturaleza
    polimérica, es decir que contienen grupos ionizados
    (aniones o cationes), en forma repetitiva a lo largo de la cadena
    que las conforman. Estos grupos tienen su carga neutralizada por
    iones de signo contrario (contraiones), que pueden ser
    intercambiados de manera estequiométrica por otros iones
    de igual signo al ponerse en contacto con una solución de
    electrólitos. Las resinas intercambiadoras de cationes se
    denominan catiónicas y las de aniones, aniónicas.
    (20)

    • Amoniaco, NH3

    Gas de olor picante, incoloro, de fórmula
    NH3, muy soluble en agua. Una disolución acuosa
    saturada contiene un 45% en peso de amoníaco a 0
    °C21, y un 30%21 a temperatura
    ambiente.
    Disuelto en agua, el amoníaco se convierte en
    hidróxido de amonio, NH4OH, de marcado carácter básico y similar en su
    comportamiento
    químico a los hidróxidos de los metales alcalinos.
    En la fermentación de la glucosa con Aspergillus
    Níger,
    el amoniaco representa una importante fuente de
    nitrógeno, útil para que se lleve a cabo la
    germinación y crecimiento del
    hongo.(21)

    ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCIÓN DE
    ÁCIDO CÍTRICO(5)

    Obtención sintética de ácido
    cítrico

    1. Tratando la p-dicloroacetona por el acido
      cianhidrico:

    Para ver el gráfico seleccione la
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    3. Por condensación del bromoacetato de etilo con
    el acetato oxalato dietílico en presencia de zinc o de
    magnesio

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    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
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    1. OBTENCIÓN
      DE ACIDO CÍTRICO A PARTIR DE LIMONES

    Materias Primas

    • Limones
    • Cal apagada (Ca(OH)2)
    • Ácido sulfúrico al 35%
    • Carborafina o Carbón de madera.
    • Sulfuro de Bario

    A. Acondicionamiento del jugo.

    1. Extracción del
    zumo(7)

    Los limones son exprimidos y desmenuzados en cilindros
    estrujadores. El jugo obtenido se pasa por una prensa para
    eliminar los residuos como semillas, cáscara y
    mucílago.

    2. Fermentación(7)

    El zumo contiene azúcar , sustancias gomosas
    (mucílago) y albuminoides así que se deja en reposo
    3 días para que el azúcar se fermente. Las otras
    sustancias se separan Y el jugo se clarifica.

    3. Destilación(7)

    Una vez clarificado, el jugo se destila para separar el
    alcohol producido por la fermentación.

    4. Concentración(7)

    El jugo libre de alcohol pasa a los evaporadores donde
    se concentra al vacío hasta llevarlo a una
    concentración del 50% de ácido
    cítrico.

    B. Preparación del Citrato de
    Calcio

    5. Formación del Citrato de
    Calcio(5)

    El zumo concentrado es llevado a una temperatura cercana
    al punto de ebullición y se mezcla agitando poco a poco
    con lechada de cal o cal apagada (Ca(OH)2), haciendo
    que el ácido cítrico sea precipitado al estado de
    citrato cálcico.

    6. Descomposición del citrato

    El citrato cálcico se descompone con ácido
    sulfúrico al 35%(7). La temperatura se mantiene
    sobre 70 – 80 oC(7). Esta
    operación permite que el ácido cítrico quede
    libre y se forma el sulfato de calcio insoluble. Posteriormente
    el flujo es pasado por el filtroprensa para separar el sulfato
    cálcico precipitado en forma de yeso, de lo cual se
    obtiene un licor madre con una concentración de 10 –
    12 oBé(7) pasando luego por un
    recipiente para ser decolorado. Este liquido todavía tiene
    yeso disuelto para lo cual se pasa a evaporador de vacío;
    posteriormente se deja el liquido en una caja clarificadora para
    que el yeso que estaba disuelto se precipite. Una vez
    clarificado, se deja en un evaporador de vacío durante 24
    horas hasta llevarlo a 38 – 40
    oBé(7).

    Luego de ser concentrado, pasa a ser agitado en
    frío durante 2 días(7). A partir de
    aquí se empiezan a formar cristales granulados que luego
    son separados del licor madre por
    centrifugación.

    Los cristales de ácido cítrico formados se
    vuelven a disolver para añadirles carborafina o
    carbón de madera la cual sirve para quitar los metales
    pesados disueltos los cuales son precipitados con una
    solución de Sulfuro de Bario.(7)

    Esta solución libre de metales es llevada al
    filtroprensa para retirar el carbón y este es lavado para
    recircularlo al recipiente de carbón o a
    descomposición.(7)

    La solución es llevada a un cristalizador de
    vacío donde se forman costras cristalinas las cuales van a
    la centrífuga para retirar todo el liquido posible
    adherido a los mismos. De aquí se vierten sobre bandas de
    papel y se desecan algunos días a
    22oC(7) (Temperatura ambiente) y luego se
    envasan en recipientes, para ser almacenados en lugar
    fresco.

    OBTENCIÓN DE ÁCIDO
    CÍTRICO A PARTIR DE LIMONES

    DIAGRAMA DE
    BLOQUES(5,7)

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    OBTENCIÓN DE ÁCIDO
    CÍTRICO A PARTIR DE LIMONES

    DIAGRAMA DE
    PROCESO(5,7)

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    OBTENCIÓN DEL ÁCIDO
    CÍTRICO POR MEDIO DE ASPERGILLUS
    NÍGER

    La preparación del ácido cítrico
    consiste, en términos generales, en una
    fermentación aeróbica del azúcar, utilizando
    un cultivo de Aspergillus Níger que es un hongo que
    produce como metabolito primario ácido cítrico, por
    eso en este proceso se usa como agente fermentador. Luego la
    posterior purificación, mediante el proceso
    cal-sulfúrico y la recuperación final del
    producto.

    Materias Primas(2)

    • Melaza o jarabe de Caña de Azucar.
    • Ácido sulfúrico
    • Cal viva, Oxido de Calcio, (CaO)
    • Resinas de Intercambio Iónico.
    • Amoniaco
    • Carbón activado.

    1.Preparación del sustrato
    (melaza)(1,2)

    El objetivo de
    esta primera etapa del proceso es la purificación del
    jarabe. Se inicia mezclando el jarabe con agua para diluirlo; una
    vez diluido se pasa por un filtro de vacío para eliminar
    los sólidos suspendidos y las impurezas de la melaza.
    Luego el jarabe es pasado por una celda de intercambio
    iónico para retirar los iones del flujo. Después el
    jarabe es sometido a un proceso de pasteurización que
    consiste en elevar la temperatura a
    1050C(2) durante tres minutos y bajarla
    nuevamente hasta 370C(2). La
    pasteurización se lleva a cabo primero en un calentador de
    evaporación instantánea, después se utiliza
    un circuito de acumulación y un enfriador de
    jarabe.

    2.Fermentación(1,2)

    Una vez pasteurizado, es bombeado al fermentador el cual
    es un recipiente rígido de 150 m3(2)en donde se
    lleva a cabo la transformación de la sacarosa en
    ácido cítrico por medio del Aspergillus
    Níger
    . El Aspergillus
    Níger
    es inoculado en este fermentador. Se hace
    el ajuste del pH y se añaden nutrientes (amoniaco
    NH3, sales de fermentación). El aire
    estéril se burbujea dentro del fermentador. Luego de la
    fermentación, el flujo es pasado por un filtro rotatorio
    al vacío para separar el micelio. La masa conformada por
    el micelio y el microorganismo
    muerto se denomina biomasa o torta y constituye un subproducto o
    un efluente del proceso.

    3.Purificación del ácido
    cítrico(2)

    El ácido cítrico debe ser separado del
    micelio, el microorganismo muerto, el azúcar residual, las
    proteínas producidas por la
    fermentación y otras impurezas solubles. Para lo cual se
    lleva a cabo el proceso denominado cal-sulfúrico: se basa
    en tratar el licor madre con una lachada de la cal
    (Ca(OH)2 cal apagada)de lo cual se forma citrato de
    calcio. Este citrato resultante es lavado y el micelio es
    filtrado. Posteriormente se añade ácido
    sulfúrico para descomponer el citrato de calcio. Por lo
    tanto en esta etapa se forma sulfato de calcio el cual es
    retirado de la solución por medio de un filtro rotatorio
    al vacío y se constituye como un desperdicio o como un
    subproducto del proceso.

    3.1 Celdas primarias de carbón
    activado(2)

    En estas celdas son removidas las impurezas solubles que
    producen color a la solución de Ácido
    Cítrico y en general sustancias orgánicas
    contenidas en el licor. Debido que a lo largo del proceso se
    añaden sustancias que aumentan la cantidad de iones
    contenidos en la solución de acido Cítrico, antes
    de cristalizarlo hay que retirar estos iones (Ca++ y
    SO4=) para estos se usan celdas de resinas
    de intercambio iónico.

    La corriente alimenta los evaporadores de doble o de
    triple efecto donde se busca retirar la mayor cantidad de agua
    para pasar al cristalizador.

    3.2
    Cristalización(1,2)

    En este proceso se separan los cristales formados del
    liquido saturado que se denomina licor madre. Este licor se
    recircula a la etapa de intercambio iónico (celdas de
    carbón) o al tanque de tratamiento por cal. Los cristales
    de ácido cítrico húmedos se redisuelven y se
    recristalizan al vacío. Luego pasan a la centrifuga en
    donde es eliminado el licor madre de los cristales
    formados.

    3.3 Secado(1,2)

    Se realiza en un equipo de lecho fluidizado, que permite
    retirar humedad hasta cumplir con las
    especificaciones.

    3.4 Clasificación(2)

    Estos cristales son alimentados a un clasificador con 4
    mallas en el interior. Aquí se separan en tres
    presentaciones (cristal, granular y granular fino). Es rechazado
    cualquier material fuera de los tamaños estándares,
    es decir, los terrones y el polvillo.

    3.4 Empaque(2)

    Los tamaños anteriormente clasificados son
    empacados en bolsa interior de polietileno de 50 kg y exterior de
    polipropileno.

    OBTENCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO POR
    ASPERGILLUS NÍGER

    DIAGRAMA DE
    BLOQUES(1)

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    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
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    OBTENCIÓN DE ÁCIDO
    CÍTRICO POR ASPERGILLUS NIGER

    DIAGRAMA DE
    PROCESO(1)

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    PRINCIPALES
    APLICACIONES(15)

    1. SECTOR ALIMENTICIO

    Industria de Refrescos y Bebidas

    El ácido cítrico ha llegado a ser el
    acidulante preferido por la industria de
    las bebidas, debido a que es el único que otorga a las
    bebidas gaseosas, en polvo o liquidas, propiedades refrescantes,
    de sabor y acidez naturales. El ácido cítrico y sus
    sales de sodio y potasio, actúan como preservativos en las
    bebidas y jarabes, contribuyendo al logro del gusto deseado
    mediante la modificación de los sabores dulces. Se
    aprovecha también su capacidad para remover metales
    extraños que causan turbiedad, deterioran el color, el
    sabor y la vitamina C. El ácido cítrico supone casi
    las tres cuartas partes del consumo
    acidulante total en la Comunidad.

    Industria de frutas y vegetales

    En esta industria también encuentran
    aplicación el ácido cítrico y sus sales de
    sodio y potasio como mejoradores del sabor y preservativos,
    contribuyendo a asegurar el sabor original, la apariencia natural
    y la consistencia normal de los productos.

    Otras Industrias de alimentos

    Se encuentra un amplio y seguro uso del
    ácido cítrico y sus sales en industrias tales como
    las de caramelos, postres, jaleas, dulces, compotas, conservas de
    carnes, salsas para ensaladas, productos derivados del huevo y
    pescados. También se usa para mejorar el sabor del helado,
    relleno de tortas y cremas de fruta. También tiene ciertas
    aplicaciones en los sectores de la carne y el pan (tratamiento de
    harina y aditivo en la cocción).
    (14)

    B. Sector de Cosméticos y productos de
    tocador

    En general, el ácido cítrico y sus sales,
    se usan como constituyentes de formulaciones, contribuyendo a
    mejorar la vida, la eficiencia y la
    apariencia del producto final. Fácilmente se observa su
    uso en productos para el cuidado del cabello, perfumes, cremas,
    lociones desodorantes, quita-esmaltes y jabones.

    C. Sector farmacéutico

    Cuando el ácido cítrico se combina con
    bicarbonato de sodio y otras sales, al agregarse agua se produce
    una bebida salina gaseosa, efervescente y refrescante. Esta
    combinación es especialmente efectiva en productos donde
    se desea una disolución rápida, buena apariencia
    visual y sabores singulares. Uno de los principales usos del
    ácido cítrico es en la producción de Alka
    Seltzer.

    El ácido cítrico provee además en
    las drogas la
    necesaria estabilización de los ingredientes activos por
    su acción
    antimicrobial y antioxidante.(8) En muchas
    oportunidades se usan mezclas del
    ácido cítrico y sus sales de sodio y potasio para
    estos fines.

    En el sector farmacéutico también tiene
    demanda el
    citrato de sodio, además de usarse en jarabes, es
    anticoagulante especial para bancos de
    sangre(9).

    D. Sector agroindustrial

    En el tratamiento de terrenos se usan el ácido
    cítrico y el sulfato de calcio. El ácido
    cítrico para mejorar la asimilación de los
    micronutrientes por parte de las plantas y el
    sulfato para el control de la
    alcalinidad de los suelos. Se conoce
    también el uso del ácido cítrico como
    dispersante en la aplicación de pesticidas y
    herbicidas.

    E. Sector industrial

    El ácido cítrico y sus sales están
    diversificando su aplicación, sustituyendo materias primas
    importadas, y es así como hoy en día ve su uso en
    renglones industriales tan importantes como la industria de
    detergentes biodegradables. Las ventajas principales de los
    citratos en las formulaciones de detergentes son su
    biodegradabilidad y la facilidad de tratamiento, particularmente
    en formulaciones que contienen zeolita.

    Para contener los costos las
    grandes empresas de
    detergentes generalmente compran ácido cítrico y lo
    convierten en el citrato requerido. La industria textil en el
    área de teñido, la industria de cueros y
    marroquinería, la industria del papel. Algunos ejemplos
    específicos de utilización de ácido
    cítrico en el sector industrial:

    Acabado de metales, separación de herrumbre y
    desincrustación, remoción por electrolisis,
    galvanización de cobre; textiles; curtiembre; compuestos
    lavadores botellas; evaporadores de agua salada, imprenta;
    bloques de construcción; intercambio de iones;
    separación de bióxido sulfuroso del gas de
    chimenea.

    Tabla 1

    Usos del ácido cítrico
    por sector(9)

    SECTOR

    USO

    Bebidas

    Saborizante y regulador de pH; incrementa la
    efectividad de los conservantes microbianos.

    Dulces y conservas

    Acidulante y regulador de pH para lograr una
    óptima gelificación.

    Caramelos

    Acidulante y regulador de pH con el objetivo de
    alcanzar la máxima dureza de los geles.

    Verduras procesadas

    En combinación con ácido
    ascórbico, previene la oxidación.

    Alimentos congelados

    Ayuda a la acción de los antioxidantes, inhibe el deterioro del sabor
    y el color.

    Frutas y hortalizas enlatadas

    Disminuye el pH, al actuar como quelante; previene
    la oxidación enzimática y la
    degradación del color, resalta el sabor.

    Aceites y grasas

    Previene la oxidación.

    Confitería y repostería

    Se utiliza como acidulante, resaltador de sabores
    y para optimizar las características de los
    geles

    Quesos pasteurizados y procesados

    En forma de sal, como emulsificante y
    texturizante

    Productos de la pesca

    Para bajar el PH en presencia de otros
    concervantes o antioxidantes.

    Carnes

    Se utiliza como auxiliar del procesado y
    modificador de textura.

    Lácteos

    Estabilizante en cremas batidas

     

     

     

    INFORMACIÓN DE MERCADEO

    La producción
    mundial(9)

    La producción de ácido cítrico ha
    crecido notablemente en el presente siglo. Actualmente, la
    capacidad instalada mundial es de 750.000 tn/año, con una
    producción real de 550.000 tn/año.

    El ácido cítrico es un aditivo que se
    fabrica en más de 20 países. La Unión
    Europea, Estados Unidos y
    China
    reúnen el 88% del total mundial. Recientemente, se
    observó un aumento importante en la capacidad productiva
    de Europa Oriental y
    del Lejano Oriente, particularmente en China. China produce
    proporcionalmente menor volumen de
    ácido cítrico de alta calidad, es
    decir, purificado y refinado. Sin embargo, su capacidad de
    elaboración del producto crudo representa el 24% del total
    mundial.

    La Unión Europea incrementó su
    elaboración ubicándose primera en el ranking
    mundial debido, fundamentalmente, a su uso como materia prima
    para la fabricación de detergentes
    biodegradables.

    Se estima que la demanda de Estados Unidos, en el
    último quinquenio, creció según una tasa
    cercana al 7% anual. Este crecimiento se relaciona con la
    expansión de la industria de alimentos y
    bebidas.

    Las primeras firmas productoras a nivel mundial son
    Bayer y Archer Damiel M.(12), cada una con el 17% del
    mercado, aproximadamente. Le siguen Jungunzlauter, Cargill y
    Citrique Belge.

    En la siguiente tabla, se detallan algunas importantes
    firmas elaboradoras de ácido cítrico:

    Tabla 2

    Compañías productoras de
    ácido cítrico en el
    mundo(9)

    COMPAÑIA

    LOCALIZACION

    CAPACIDAD TOTAL

    (Tn/año)

    Miles Inc.

    EE.UU. Brasil, México, Colombia

    120.000

    Chas Pfizer

    EE.UU., Irlanda

    115.000

    A.G. Junbunzlauer Chemische fabrik

    Austria, Alemania, Francia, Indonesia.

    100.000

    Citrique Belge

    Bélgica

    60.000

    Biacor

    Italia

    28.000

    Jhon Sturge

    Reino Unido

    25.000

    Cargill

    EE.UU.

    25.000

    AKTIVA

    República Checa

    15.000

    Gadot

    Israel

    12.000

    Asimismo cuentan con plantas pequeñas que
    permiten elaborar en algunos casos un total significativo de
    toneladas en los siguientes países:

    China (50.000 tn)

    Indonesia (25.000 tn)

    Rusia (22.000 tn)

    India (10.000 tn)

    Eslovaquia (4.500 tn)

    Turquía (4.500 tn)

    Tailandia (4.000 tn)

    El consumo

    La expansión de la demanda mundial de
    ácido cítrico se debe, fundamentalmente, a su
    utilización como aditivo en la industria de alimentos y
    bebidas. Por ejemplo, en Estados Unidos este sector demanda el
    72% del total.

    El consumo de ácido cítrico en el mundo
    crece a razón de 5-8% anual y la tendencia parece
    mantenerse estable.

     Figura 1. Consumo de ácido cítrico
    por sector o destino.

    SECTOR CONSUMIDOR

    CRECIMIENTO ANUAL
    PORCENTUAL

    Alimentos y Bebidas

    5 – 8

    Fármacos

    2 – 3

    Detergentes

    6 – 7

    Limpiadores de metales

    1 – 2

    Productos Textiles

    1 – 2

    Cosméticos

    2 – 3

    Otros

    9 – 10

     

    Tabla 3

    Porcentaje de Crecimiento anual por
    sector consumidor(9)

     Producción
    nacional(16)

    En Colombia, la
    única empresa que
    fabrica el producto es Sucromiles S.A. que obtiene ácido
    cítrico a partir de azúcar para las industrias de
    gaseosas, de refrescos en polvo y farmacéutica. Ubicada en
    la recta Cali – Palmira, esta empresa pertenece al grupo
    Ardilla Lulle como accionista secundario, junto con la firma
    Norteamericana Tate & Lile, la cual ocupa el primer lugar de
    las acciones. El
    Grupo TATE & LYLE es un líder
    mundialmente conocido en tecnología para la
    industria azucarera con una presencia de mas de 100 años
    en el sector de los carbohidratos
    y los negocios
    relacionados con estos, tanto en la producción como en la
    comercialización de azúcar,
    almidones, melazas, edulcorantes de ultima tecnología y
    ácido cítrico.

    Actualmente Sucromiles S.A. cuenta con la
    certificación ISO 9001
    versión 2000. el cual es un certificado de aseguramiento
    de la calidad y que le permite exportar.

    La firma exporta el 85% de la producción y el 15%
    restante se destina a abastecer empresas como Postobón,
    Coca-Cola,
    Quala, Aliresa y muchas otras.

    Distribución
    Nacional(3)

    Medios de Transporte
    para la exportación.

    Aéreo: No se acostumbra.

    Marítimo: Vías: Buenaventura, Cartagena,
    Santa Marta y Barranquilla.

    Terrestre: Desde Palmira hasta: Ipiales y
    Cúcuta.

    CONCLUSIONES

    -El ácido cítrico es elaborado actualmente
    mediante la fermentación del azúcar por parte de un
    microorganismo llamado Aspergillus Niger

    -Mediante el estudio de un proceso industrial como el
    utilizado para la elaboración de ácido
    cítrico es fácilmente evidenciable la
    aplicación de conceptos propios de la ingeniería
    química.

    -En este trabajo
    pudimos dar un pequeño vistazo a los innumerables aspectos
    que encierran un proceso industrial, logrando así
    relacionarnos, con al menos uno de los campos de acción
    del ingeniero químico.

    -El proceso descrito, no solo nos arrojo datos sobre el
    ácido cítrico sino que a su vez nos mostró
    lo ampliamente que pueden estar relacionadas unas industrias con
    otras, en este caso el ácido cítrico se convierte
    en materia prima para la elaboración de otros
    productos.

    REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

    LIBROS

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    Industries, 5th international ed.,

    McGraw-Hill, New York, Sydney, 597-598.

    2. CARVAJAL C., Fabricio; ROJAS D., Carlos. Diseño
    de un proceso del filtrado de

    Citrato Tricálcico. Tesis
    Ingeniero Químico. Facultad de
    Ingeniería.

    Universidad del Valle. Cali (1993)

    3. FONDO DE PROMOCION DE EXPORTACIONES.
    Catalogo del Potencial

    Exportable de la Industria Química en Colombia.
    Bogotá (1979) 147 – 148.

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    Chemical Processing and

    Design". Tomo 8. New York and Bases. (1979). 324 –
    333.

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    Química Industrial".

    Tomo I.

    6. ULLMANN, Fritz. Enciclopedia de Química
    Industrial. Tomo IV. Urban &

    Schwarzenberg. Barcelona (1931). 89 –
    93.

    7. ULLMANN, Fritz. Enciclopedia de Química
    Industrial. Tomo XIV. Urban &

    Schwarzenberg. Barcelona (1931). 10 –
    19.

    8. WITTCOFF, Harold A.; REUBEN, Bryan G. "Productos
    Químicos Orgánicos

    Industriales. Tecnología, Formulaciones y Usos"
    2. Limusa. México (2000).

    408-409,412..

    REVISTAS

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    el ingrediente que nos falta.", Alimentos

    Argentinos (12) www.alimentosargentinos.gov.ar

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    producción de ácido cítrico por

    efecto de la inmovilización de A.
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    .", Afinidad 53 (463), 181 – 187
    (1996).

    11. "Citric Acid removes heavy metals from incinerator
    ash", Chem. Eng. 102 (7),

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    12. "Citric Acid shakeout accents move to integrated
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    • 48 (1990).

    13. CURRIE, James N. "The Citric Acid Fermentation of
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    Chem. 31 (15), 15 – 37
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    14. SANROMÁN, A. "Influencia de la
    concentración de Nitrógeno en la producción
    de

    ácido cítrico por Aspergillus
    Níger
    inmovilizado en un reactor de
    lecho

    fluidizado", Afinidad 53 (462), 131
    – 134 (1996).

    15. SUCROMILES S.A.; "Ácido Cítrico
    Aplicaciones", Colombia Exporta. 5 (20),
    38-

    39 (1986).

    INTERNET

    16. Web site oficial
    de Sucromiles S.A.

    17.http://www.lurgilifescience.com/english/nbsp/menu/portfolio/renewable_resources/citric_acid/overview/index.html

    18.
    http://www.foodproductdesign.com/archive/1993/0593DE.html&prev=/

    19. www.pfizer.com.ar/about/em_historia.asp

    20. www.infomed.sld.cu/revistas/far/vol_34_3_00/

    21. Biblioteca de
    Consulta Microsoft®
    Encarta® 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation.
    Reservados todos los derechos.

     

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