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$: *I148.206.53.84/tesiuami/UAM LOTE 5/UAM20719.pdf · I c c PRODUCCION .. DE ACIDO CITRICO POR VIA QUIMICA ESTUDIO DE PERFIL \i INTRODUCCION: Primeramente,presentaré algunos conceptos$
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'MARIA DEL ROCIO CORREA SANDOVAL

MATRICULA 80332376

JINGENIERIA DE ALIMENTOS . .

12AVO TRIMESTRE

HORAS SEMANA: VARIABLE

LUGAR DE PEALIZACION: CGmO PARA LA INNOVACI'ON .TECN.UGWZW CCIT)/

CAN ~CIDEM).

UNAM, Y CENTRO DE INVESTIGACION Y RESART(OLL0 DE& ESTADO SE' MIOHOA .#.

FECHA DE I N I C I O : JULIO 3.7, 1984

/FECHA DE TERMINACION: JUNIO 13, 1 9 5 .

/TUTOR E X T ~ I V O : DR. JORGE CORREA PEREZ, SECRETARIO 'ACADEMICO DEL CENTRO DE.1 SFIGACION Y DESARROLLO DEL ESTADO DE MICHOACANLN,

JTITULOI PROWGCION DE ADIW CITRICO POR VIA QUINIICA. ESTUDIO DE PERFEL.

ALUMNO I

MA. DEL R&XO'CQFlR3A SAWDOVAL

DR.' JORGE CORBEA P m Z

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PRODUCCION DE ACIDO CITRICO POR V I A QUIMICA .. ESTUDIO DE PERFIL \i

INTRODUCCION:

Primeramente,presentaré algunos conceptos básicos para

el entendimiento de este proyecto.

Según los autores Soto, Espejel y Frlas:. "Un proyecto - industrial' es el conjunto de elementos técnicos, económicos,

financieros y de organización que permiten visualizar las - ventajas y desventajas econdmicas de la adquisición, construc - ción, instalación y operación de una planta industrial".

E! proyecto es eval.uado mediante un estudio de factibi-

lidad que se define como sigue: "Un estudio de factibilidad

puede definirse como una investigación que abarca todos los

datos de informaciones relevantes para un proyecto de inver-

sión; estos datos e ~~ informaciones . .. son . ordenados . . . . . -. y presentados

en forma sistemática, suficiente y adecuada para facilitar - una decision en cuanto a l.a .implementación técnica y económi - ca del proy_ecto", (22)

. . ~ . .

Esta definición señala claramente el propdsito de un es - tudio de factibilidad como instrumento para tomar decisiDnes.

Además subraya que en función de la recopi'lación de anteceden - ' tes y la apreciación preliminar previa, el estudi.0 de factibi -

lidad puede tener dif.erentes alcances en sus diferentes par-

tes. Sin embargo, la secuencia para la realización del estu-

- I 1 . 2.

I

dio casi siempre asla misma. , . 3 .

Los objetivos de la formulación de proyectos son: tradu-

cir una idea en un proyecto, y , formularlo de la manera que contenga todos los elementos,lo suficientemente bien descri-

tos,que compondrán el proyecto y los que lo moverán y permi-

tirán la operación, así como los resultados que objetivamente

se esperan de la realización y operación del asunto.

I

As í mismo, los autores Guandalini y Martinez definen a - un proyecto como: ' I . . . un conjunto de actividades interrela-

cionadas, a llevarse a cabo bajo una unidad de mando, para - alcanzar un objetivo específico, en una fecha determinada, - mediante la movilización de determinados recursos." ... (23)

Cabe señalar que los proyectos son piezas fundamentales

en el proceso de planeación, ya que constituyen los mecanis-

mos ope-racionales que permiten traducir las polít,icas, I-as - estrategias y el contenido programático de los planes en rea -

lizaciones concretas. De aquí la importancia de^ contar., ,por

un lado, con un conjunto de alternativas de pr0yectas.bi.e.n - estudiados y formulados, y desde otro lado, con cri.terios y

mhtodos r-acionales~&~eva1uación y selección de . los mismos.

Desde el' punto de vista del empresar.io privado, el pro-

~ ~ ~. . . . . . . . ...

_-

yecto es un instrumento que le,permite evaluar

relativas de un determinado uso de los recursos

rra, capacidad empresarial).

Desde el punto de vista social el proyecto

as ventajas - (capital, tie -

considera l o s

beneficios y costos sociales por la utilización de los recur-

sos de la comunidad e n ~ l a producción de determinados bienes y

...

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3.

servicios. Estas consideraciones deben hacerse :a precios - sociales'ide cuenta), pues l o s .precios del mercado, que se - utilizan para elaborar l o s proyectos normalmente, no reflejan

adecuadamente los valores económicos.

En cuanto a l o s elementos constitutivos de un proyecto,

son agrupados en formas diferentes por l o s diversos autores

consultados pero, en s í , todos hablan de l o s mismos aspectos

básicos que deben cubrir, y que son:

Aspectos de Mercado

- Análisis de la demanda y el mercado. - Proyección de ventas, sistemas de comercialización y mer

cadeo.

Aspectos Tecnol6gico/Productivos

- Programa de producci6n

- Capacidad de planta

- Materia prima, insumos y moteriaies

- Tecnología y equipo - Ubicación y emplazamiento

- Obras de ingeniería civil e infraestructura

Aspectos Administrativos, Gerenciales y de Recursos Humanos

- Organization administbativa y operativa

- Mano de obra, personal y entrenamiento

- Calendario de ejecución

- Aspectos legales

Aspectos Financieros y Económicos

- Costos de capital y de operación

- Modalidades y fuentes de financiamiento

- Análisis financiero y económico

Aspedtos de vinculación del prbyecto con los objetivos nacio - nales.

..

- Contribución del proyecto al logro de los objetivos so-

-

en d

prec

cioeconómicos nacionales.

Impacto ambiental

Dichos estudios técnico-económicos pueden diferenciarse

stintos nibeles según el grado de profundidad, detalle y

sión con que se evalúen y definan los elementos consti-

tutivos de

Tales

crearciente - Estud

los aspectos mencioandos.

niveles son en orden de profundidad y precisión - l o s siguientes:

o de Perfil

- Estudio de prefactibilidad

- Estudio de factibilidad

El Estudio de Perfil consiste en recoger información y

datos', y analizar los elementos conditutivos del proyecto sin

profundizar en aspectos específicos con' el objeto de obtener

los elementos de juicio necesarios para verificar la bondad

de la idea del proyecto en una primera aproximación, para ver

si vale la pena proseguir explorándola o de una vez proceder a descartarla. -

En este tipo de estudios el grado de exactitud de la - información producida se encuentra en el orden del 40% a 60%.

El estudio de prefactibilidad consiste en llevar a cabo

las mismas operaciones (recoger información y datos y anali-

zar l o s elementos constitutivos del proyecto), profundizando y

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los aspectos especlficos con el objeto de determinar la con-

veniehcia de seguir adelante con un estudio de factibilidad.

En este tipo de estudios el grado de exactitud de l a informa - ción producida se encuentra en el orden del 70% - 80%.

*.

El estudio de factibilidad consiste en las mismas opera -

cienes, pero ya a un mayor grado de- profundidad del ’análisis

con el objeto de obtener todos los elementos de juicio nece-

sarios y llegar a conclusiones definitivas para la toma de la

decisión de inversión. En este tipo de estudio el grado de

exactitud de la información producida se encuentra en un or-

den no inferior al 90%. ( A este estudio de factibilidad sue - le llamársele Proyecto final o definitivo).

Después de que se h a tomado la decisión y se ha efectua -

do la inversión viene lo que se llama Montaje y Ejecución - (puesta en marcha, entrenamiento de personal) y , finalmente,

el Funcionamiento Normal (Operación, evaluación ex-post).

E‘1 objetivo de una evaluación siempre es determinado - por las metas que persigue la persona o institución que rea-

liza la evaluación. Lo anterior significa que, según los en - foques, puede haber objetivos de diversa índole. No obstan-

te, la evaluación de proyectos debe ser entendida como una - técnica para la asignación de recursos. Cuando se trata de

proyectos pjecutados por agentes privados, la evaluación fi-

nanciera optimiza l a asignación de los recursos en función - de la capacidad del proyecto para maximizar las utilidades - del empresario. Cuando los proyectos corresponden al sector

público, la evaluación social de los mismos procura optimizar

6 . .

- P .I

..,< la asignasion de los recursos en relación a los'objetivos pa ra el desarrollo. En este sentido, la evaluación social pue -

de ser utilizada para seleccionar entre varios proyectos po-

sibles, aquel conjunto que maximice la satisfacción de los - objetivos para el desarrollo. De este modo, se aseguraría - la formación de un programa de inversiones con el mayor im-

pacto posible sobre la economía nacional o regional en su - conjunto. En aquellos proyectos que vayan a ser ejecutados

por el sector privado pero que requieran ciertos apoyos del

sector público, como financiamiento, subsidios, exenciones - impositivas, etc., la evaluación social brinda información - para decidir si se concede o no el apoyo solicitado.

Una vez realizada la evaluación financiera del proyecto,

requiera éste o no financiamiento, se efectuará la evaluación

social del mismo. Con esta secuencias se pretende aprovechar

la información generada en las operaciones precedentes aunque,

en rigor, ambos aná'iisis son independientes. Para ello se - debe proceder a cuantificar las variables contenidas en el - conjunto de indicadores diseñados al efecto, lo cual será -

hecho en función de la información que brindan l o s diversos - estudios que componen el documento del proyecto. Algunos de

los objetivos socio-económicos nacionales son: incrementar - la producción de bienes y servicios socialmente necesarios,

destinados al consumo regional y nacional; asegurar a toda la

población regional la atención de sus necesidades básicas; - disminuir los niveles de desempleo y subempleo, generando -

7.

puestos de trabajo permanentes en actividades productivas; - '

mejorar la distribución del ingreso, elevando sustancialmente .

la participación de l o s estratos más bajos; incrementar la - generación y captación del valor agregado; mejorar la balanza

de pagos; fomentar las exportaciones competitivas; faomentar

la sustitución eficiente de importaciones; propiciar el mejo - ramiento del medio ambiente y minimizar el daño ecol6gico; - etc., etc.

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....

OBJETIVOS.

- Revisar los aspectos técnico6 de los procesos de pro-

- Llevar a cabo un estudio preliminar de mercado y 'comer-

.. ducción del ácido cltrico.

cíalización.

- Examinar grosso modo de viabilidad de un método de ob- tención del ácido cltrico por vl'a qulmica a parti'r de isobutileno.

Este estudio tomó un carácter de "Estudio de Perfil" dado que el avance de la parte técnica del proyecto se vi6 obstaculizado por factores relacionados con la crisis económica que vive el pals, y sólo ha sido posible y con- veniente analizar l o s elementos específicos, con el fin de obtener, grosso - modo, los elementos de juicio que lleven a detener o continuar el proyecto.

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8a.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR.

Recuperar información mediante visitas a bibliotecas, centros de información, documentación y entrevista; con personas relacionadas.

Analizar, ordenar y presentar la información mas relevan- t e y pertinente.

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ACTIVIDAQES DESARROLLADAS.

Se hizo una extensiva búsqueda de información que involucró. entre otras, las siguientes acciones: L

Visitas a las bibliotecas de la Universidad Iberoamericana; de la Universidad Autónoma Metropolitana (Ixtapalapa y Xo- chimilco), de la Facultad de Qulmica. del Instituto de Qul- mica y de la ENEP-ZARAGOZA, (todas'estas de la UNAM). Visistas-a la biblioteca y consultas vía computadora a los bancos de datos del Centro de Información Científica y Hu- manlstica de la propia UNAM. En este caso se utilizaron bancos de información como CtiEM, INFO, MGMT, etc. Visitas al Centro de Informaci6n y Documentación INFOTEC, incluyendo consultas con algunos de sus expertos. Entrevistas personales y consultas por v l a telefónica con personal de algunas empresas relacionadas, entre las que se pueden mencionar el Instituto Mexicano del Petróleo, y la compañía de productos qulmicos Mexama. Entrevistas personales con los encargados del desarrollo de la qulmica del proceso específico que se desea desarrollar: obtención del ácido cltrico desde el isobutileno.

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("A qdienes expresamos nuestro agradecimiento). Además participé activamente en los siguientes cursos, relacionados con el trabajo que se me encomendó: Curso FONEP-UNAM SOBRE FORMULACION Y EVALUACION DE PROYEC- TOS DE PREINVERSION. Programa de Entrenamiento en Innovación Tecnológica. Dirección General de Desarrollo Tecnolbgico, UNAM. Curso AVANCES EN BIOTECNOLOGIA. Sociedad Mexicana de Bio- tecnología y Biotngeniería, A.C. Curso POLITICA CIENTIFICA Y TECNOLOGICA. Programa de Entre- namiento en Innovación Tecnológica, Centro para la Innova-

Curso GESTION DE PROYECTOS DE INVESTIGACION CIENTIFICA Y

TECNOLOGICA, Centro para la Innovación Tecnológica, UNAM.

ción Tecnológica, UNAM. -

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DATOS OBTENIDOS Y DISCUSION.

Dadas las.condiciones de secrecía involucradas en el pro-

yecto, sólo es posible exponer en este trabajo algunos da- t o s de libre acceso y enunciar a grandes rasgos el esquema

de slntesis&l&trda, por vla.qulmica, que se propone como

una alternativa a los métodos, extractivos o microbiológi-

cos que se usan actualmente para la obtención del ácido ci-

tríco.

Se discutirá con cierto detalle la información referente a

la producción, la demanda actual y las principales propie-

dades y usos del ácido.

El ácido cítrico (áci‘do 2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxIli-

co), C6H807, un constituyente natural y metabolito común de

plantas y animales, es el ácido orgánico más versátil y am-

pliamente usado en la producción de alimentos y f á r m a m .

El ácido cltrico fué aislado primeramente, en forma crista-

lina .por Scheele en 1784, del jugo de limón. Mas -temprana-

mente el alquimista’vicentinus Bellovacensis reconoció que

el jugo de lima-limón contenía una sustancia especial ácida

y hace alusión, en su “Speculum Naturale”, escrita alrededor

de 1200, a k & o del jugo de limón como disolvente ácido. Lie-

big, en 1838, reconoció al ácido cltrico como un ácido $Ud&-

bidrdxitribásico y Gimoux y Adam sintetizaron ácido cltrico a

partir de glicerol, en 1880. Wehmer indicó, en 1893, que

cierto hongo produce ácido cltrico cuando crece en soluciones -

1 - a i l ~

10.

azucaradas. Actualmente la producción comercial de ácido c1 - trice se deriva casi exclusivamente de procesos de fermenta-

ción.

,

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Propiedades Ffsicas.- El ácido anhidro, de peso molecu-

lar 192.13, cristaliza de soluciones acuosas concentradas c g

lientes. L o s cristales son translGcidos y sin color; ellos

pertenecen a la clase holohédrica del sistema monocllnico. -

El punto de fusión de la forma anhidra es 153OC; la densidad

es 1.665. El ácido cStrico es ópticamente inactivo y mani--

fiesta efecto no piezoeléctrico.

El ácido cítrico monohidratado, de peso molecular 210.14, .- C. cristaliza de soluciones acuosas frías; la temperatura media

- de transición de la forma monohidratada a la anhidra es - - r. Los cristales monohidratados, que son incolo - 36.6 - + 0.15OC.

Y

ros y translúcidos, pertenecen al sistema ortorómbico. El -

ácido cítrico mohohfdratado es estable en aire que tenga un

contenido de humedad normal, pero pierde agua en el aire se-

b" co o en el vacío sobre ácido sulfGrico. Bajo calentamiento

L. suave, los cristales monohidratados se ablandan alrededor de

70-75OC con la pérdida de agua, y finalmente se funden por - completo en el rango de 135 - 152OC. Bajo calentamiento rá-

pido, los cristales se funden a 100°C, solidificándose como

-.

r . transformándose en un líquido de densidad 1.542.

si se volvieran anhidros, y se funden bruscamente a 153OC, -

.ir El ácido cítrico es un ácido relativamente fuerte como

lo indica la primera constante de disociación, 8.2 X a r .

i

18OC. Las segunda y tercera constantes de disociación son - 1.77'X y 3.9 X respectivamente. Los valores de -

pK a 25OC son pK1 = 3.128, pK2 = 4.761, y pK3 = 6.396.

La refractibidad molecular de los cristales monohidrata -

dos es 67.11; el Indice de refracción, nio, está reportado - como 1.498. Los calores de combustión a 25OC son 1:96 MJ/mol

(468.5 Kcai/moi) y 1.952 MJlmol (466.6 Kcal/mol) para ácido - cítrico anhidro y monohidratado, respectivamente.

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I

La tensión superficial de una solución 0.167 molal en - La conduc- contacto con aire es 69.51 mN/m (dyn/cm) a 3OoC.

tividad equivalente es 8.0 X S/cm2 a 25OC.

El ácido cítrico es fácilmente soluble en agua, modera-

damente soluble en alcohol, pero sólo escasamente soluble en

éter dietílico. El ácido cítrico anhidro es insoluble en - cloroformo, benceno, disulfuro de carbono, tetracloruro de - carbono y tolueno.

Propiedades Q4lmicas.- Cuando se caliente a 175OC, el - ácido cítrico es convertido parcialmente a ácidoaconítico por

eliminación de agua, y a ácido acetondicarboxllico por pérdi -

da de bióxido de carbono y agua. El ácido acetondicarboxíli - *~. co a su vez de descompone para.formar acetona y bidxido de -

Calentando rápidament,e a alta temperatura, el áci- carbono.

do aconítico pierde agua para'dar SU ácido anhidrido, el cual

cambia a anhidrido itacónico con eliminación de bióxido de -

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y carbono. Una parte del anhidrido itacónico se convierte en .L.. anhidrido citracónico. Arriba de 175OC el ácido cítrico pro - r-

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duce un destilado aceitoso el cual cristaliza como ácido ita -

12. . .. ~. ..,

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cbnico. . Un calentamiento adicional produce i y ~ ' aceite incris '

talizable, que es anhidrido citracónico. El gcido citracóni

d o es formado por la adición de agua a su anhiidrid0 y también

--.lor el rearreglo molec.ular. del ácido itacónim.

. _, .

El ácido me - .?

sacónico puede también ser formado por el rearreglo molecular

del ácido itacónico o por .calentamiento del acid0 citracóni-

co en una pequeña cantidad de agua a 20OoC. - -~

La hidrogenación ~ :~~

el ácido c..tr~ic~o~ o~~dcl-~ ác~ido aconitic0 ~~~ produce ~. ácido tr.icar - ~. .~ . -

~. .

La reducción de os ácidos itacónico, citracónico -- ----o mesacónico produce ácido metilsucclnico.

La digestión del ácido cltrico con ácido sulfúrico fu--

mante o la oxidación con permaganato de-potasio produce ácido

~. acetofldicarboxllico. Arriba - d e 3'5OC, la 0xidac.ión con perman' - . '.._*

-ganato de potasio produce ácido oxálico. El á.cido cltrico - se descompone para formar ácido oxáiico y ácldp acético cuan -

do es fundido con hidróxido de potasio u oxidado con ácido - .nItrico.- El.ácido. ace.tondicarboxí1ico es usado en varias -

- . ínt~esis, ya-que ,los.rjo~z ;grypos meti-ieno *ent.re los grupos -

~*

. ..4 . . . " - . - " . . . . . .. I

carbonilo poseen considerable rea.ctivida.d, como.la d e l a t e r

acetoacé€ico'o .la del'dter maiónico;, el 'ácido 'acetodicarboxl - 1 ico interviene en s imi 1 are.s reacciones de cons ide,rdc ión...;

_.. . . ... ~~

. _ . . ' - ..

. .

Siendo un ác,ido tri.básicÓ, el ácido cí6ic.o ma:n.ifi.esta

las propiedades ordinarias de Un ácido polib.dsico. .Este for -

ma una diversidad de sales incluyenda aquellas de los metales

alcalinos y alcalinoterreos. En adición, el ácido cltrico - forma una varida.d d e esteres, amidas; y cloruros-de.acilo.

Tambien pueden ser..formados varios. compuestos ta-les como las . ... *. . ' . . .

. , ." . .: . . . . . . . . .

1 -1-

13.

sales de ésteres ácidos. Por s í mismo,el anhidrido no puede

ser formado, pero derivados acilo de el ácido pueden ser des - h'idratados pa'ra 'formairanhidr.idos acilo- cítricos.

hidroxilo puede formar ésteres, éteres, 'etC.

El' grupo - , .

. ,

En solución acuosa, el ácido cít.rico puede ser fuavemen - te corrosivo para el acero a l carbonD, ,por lo tanto, debe - usarse un inhibidor apropiado. No es co'rrosivo para el ace-

..::-a &oxida.ble,-ef-mal :&s. anpfeado más a .menudo: como el ma-

~ ~~~~ ~~.~ ~ ~

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~ ~~ ~- - ..... ~

terial _ _ .. de constr'ucción para proc$sos que 'inc'luyen ácido cítri -

co. . .

A pH apropiado en medio acuoso',' los grupos hidroxilo y - carbóxilo del ácido cítrico actúan como ligados multidentados

formando,complejos o quelatos con iones metá¡icos. Estas - reacc~iones de que.lac'ión son 'la base para muchos de 1'0s proce -

sos industriales actuales, incluyendo el control o elimina-

ción .dp la catálisis metal-iónica, remoción de productos de

corrosión ( ie,Fe3+) ,* regmaración. de resinas de intercambio - iónico, r e c u p r i a c d a - de me'tales..v-aliosos~ por precipi*£ión -

de quelatos ins.olubles, descontaminación de metales- radioacti . -~ - ~~~ ~~

vos, y manejo de-reacciones para su-cons.ümdcí6~tV o. exti.ncíón

parcial o tota1.L~'

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. - . ~. . ~

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~. . . .. . . . . . . ~

-_ 0currencip.- El ácido cítrico ocurre ampli'amente en -

. . los reinos vegetal y animal. Se encuentra más abundantemente

en frutas de especies cltricas tales como limones (4.0-8.0%),

uvas (1.2-2.1%), mandarinas (0 .9-1.2%) , naranjas (O-6-1.0%),

y limas. También es encontrado en grosella (negra, 1.5-3.0%;

14.

roja,(0.7-1.3%; blanca, 1.0%). frambuesa (1.0-1.3%). fresa - (0.6-O.ü%), manzana ( 0 . 0 0 8 % ) , y en piña, endrina, diversas - variedades de'arándano, cereza, tam~arindo, y eh bayas de ser bal o alfitonia. En vegetales, el ácido cItrico.sei encuen-

tra en papas (0.3-0.5%), jitomates (0.25%), espárragos - - (0.08-0.2%), nabos (0.05-1 .l%), guisantes (0.05%), plantas y frutos de nogal (0.007-0.025%.), maíz (granos,0.02%), lechugas

(L~B lñ% 1 , ' be~renj e n as (íLO-L%-,.:.y- ~ri9mola c ha s . . E 1 .ác ido c It r i co

es un constituyente del vino (0.4~ 9/11., 'Como ácido libre o - sal, se encuentra en las semillas y zumos de una .amplia varie - dad-de flores y pla,ntas.

. .

El i6n citrato ocurre en todos los tejidos y fluidos ani -

males, por ejempl.0, .en la sangre humana (15ppm), plasma san-

guíneo .(25 ppm), semen (200-400 ppm), flu~ído cerebroespinal - (25-50 ppm), glándula mamaria (3000 ppm), glándula tiroides - (750-900 ppm), riñón (20 ppm), hueso (7500 ppm), fluído amnió -

tic0 (16-100 ppm), saliva.(4-24 ppm), sudor (1-2 ppm); en le -

the de vaca (0.08-0.23%); y.en hígado de pollo (108 ppm), ri - -

ñón y coraz~ón-.( 142 ~ p p m f ,~ cerebro.fQ72' ppm~..-p8ncre-a.s-f.~-------~--.--- - - ~

ppm) y otras, tejidos. vi.vientes..-- El dc'ido cítrico. c.irculant-e : . . .

total en el suero.de1 hombre es aproximadamente 1 mg/kg de -.

peso corporal. La excreción diaria normal en 1.a Orina de hu - manos es 0.2-1.0 g.

El ácido cítrico es producido por muchas levaduras, mo-

hos y bacterias, Wehmer, alrededor de 1893, reportó que dos

especies de mohos, a las cuales llamó Citromyces pfefferianus

y - C. glaber, podían producir ácido cítrico por fermentación -

.. . 15.

de soluciDnes azucaradas.

Rol fisiológico del ácido cítrico.- El ácido cltrico - Ocurre en el sistema metabólico oxidativo terminal d e casi - todos l o s organismos. Este sistema, continuamente llamado - ciclo de Krebs (por su descubridor, H.A.Krebs), ciclo del - . ácido tricarboxílico, o ciclo del ácido cítrico, es un ciclo

metabólico intermediario que incluye los pasos finales en la

a n v e r s b d w i de rarbohidratos,. grasas, o. proteinas a bióxido

de carbono y a

necesaria para

miosíntesis, y

material a part

y grasas.

~.

I ua, con la concomitan,te :liberación de energía

el crecimiento, movi,miento, luminiscencia, qui reproducc,ión.

r dell? cual la célula sintetiza aminoácidos - Este ciclo tam.bi-én provee del!.-

Manufactura y ' p.roc-esamiento:-. El método tra.d.iciona1 para

preparar ácido cítrico se bas6 en la extracción del jugo de - algWs.frutos cítricos, tales como limone~s y limas, y más tar - de de desechos de piña. Con el desarrollo de la tecnología

de fermentación estos- procesos se han vuelto .obsoletes..

Fermentación. Proteso superfic'ia1.-' La producción micro - bio.1'6gica a escala comercial del ácido cf-tri-co fue comenzada

por Pfizer Inc. en 1923; tuvo su origen pri~ncipalmente en el . :

traba~jo de Currie quien encontró que ciertas cepas de m- gillus niger, cuando cre~cen en la superficie de soluciones - azucaradas y salinas, producen cantidades significativas de

ácido cítrico. Variaciones de esta técnica de cultivo super - ficial a ú n aportan una porción sustancial a la producción - mundial de este ácido.

La metodologla de srperficie consiste en la inocu'lación

poco profunda ( o superficial), Con esporas de - A. niger, en - recipientes de aluminio Q de acero inoxidable, que contengan

soluciones de azúcar con una fuente de nitrógeno asimilable,

fosfato, magnesio, y trazas de diversos minarales. El creci - miento del moho ocurre en la superficie de la soluciin forman -

do una elástica masa miceliar. Se pasa aire sobre la superfi -

. ~~~ tie para . .proveer . - ~ ox1geno.y .- c9ntrolar.la temperatura mediante

enfriamiento por eva.poración.

Debido a su costo relacivamente bajo; 1,as rnelasas-han - resultado ser una fuente preferida.de azúcar para producción

microbiológica. Ya que estas son un subproducto de la refina - ción del,azúcar, las melasas varlan considerablemente y no - todos 1.0s tipos. son adecuados para la producción de ácido c-I -

trice.. Se prefiere la remolacha a la caña, pero hay conside - rables variaciones de producción dentro de cada tipo. Las -

melasas .de remolacha; deben ser tratadas anteriormente para - mejqrar ,la producc~ión.. El ~tratamiento.~puede involucrar un -

proceso de intercambio iónico, precipitación quíinic- o.quela-

ción de iones metálicof.

Proceso sumergido usando Aspergillus niger.- En este - proceso e,l microorganismo, A. niger, crece disperso a través de un medio líquido. Usualmente, el recipiente de fermenta-

ción consiste en un tanque esterilizable de varios cientos de

metros cúbicos (miles de g$lones) de capacidad, equipado con

un agitador mecánico y un medio de introducción de aire esté - ril.

17.

Los.or1genes del proceso sumergido datan desde el traba -

jo de Amelung. Perquin, usando un pequeño matraz para simu-

lar las condiciones de un cultivo profundo, estableció que - la limitación de fosfato juega un papel importante en la pro - ducción sumergida de ácido cítrico por L. niger. También se

sabe que l a morfología del - A. niger tiene influencia en la - producción de ácido cítrico a partir de remolacha, y que can - L.Moda.ospecificas de ferracianuro de plomo sBn importantes

para obtener una forma miceliar óptima.

En la práctica, las esporas de los mohos son producidas

bajo condiciones asépticas controladas. Cuando son cosecha-

das,se usan cantidades específicas para sembrar el inóculo - fermentador, una etapa anterior a la producción por fermenta -

ción que involucra un medio designado para desarrollar la ma -

sa celular y controlar la morfología, antes de producir ácido

Entonces, el inócu1,o es..tranferido ~asépticamente. al tanque de

fermentación. Los*const i tuyentes .delmedio , en esta etapa,-

son escogidos para fomentar l a producción del ácido más que - que para el^ crecimiento. Se monitorea por determinaciomr-

periódicas ,e.l contenido de azúcar y ácido en el recipiente. - En adición,son registrados.el pH, oxígeno disuelto y conteni - nido de s6l.idos. L,as concentraciones iniciales B e azúcar y

de ácido producido se comparan favorablemente con las del - proceso superficial. Como er; el proceso superficial, l.as ma - lesas requieren de un tratamiento antes de usarse. La selec - ción de materias primas para el proceso sumergido adolece de las mismas restricciones que el método superficial excepto -

que este permite una amplia opción de materiales. Proceso sumergido usando levaduras.- Alrededor de 1 9 6 9

todavfa se consideraba que A. niger era el único organismo - que podla ser usado para producir ácido cítrico en cantidades

comerciales. Una patente registrada en 1970 desafiaba este - punto de vista demostrando la produtción de ácido ci'trico por

especies de levaduras (es, Candida guilliermondii) que crecen

sumergidas en un medio conteniendo ya sea glucosa o melasas -

con una cantidad equivalente de azúcar.

tación es m á s corto que con L. niger. El tiempo de fermen -

T m b i é n son usadas cepas de Candida en un nuevo proceso

que permite la producción de ácido cítrico a partir de hidro-

carburos. En 1970 se logró la conversión de parafinas norma - les en el rango de C 9 a Cz0 pgr Candida lipolytica. La pro-

ducción 'en peso de ácido cítrico obtenida fue superior al - 100%. También existen mutantes de Candida que producen ácido

cítrico mediante laqconversi6n de una mezlca de n-parafinas -

de C13 a C15.

Requerimientos energkt i'cos.~.-~ iDS. reqUerimientos. de ener - gía del metodo de cult.ivo superficial so-n baj'os::~.-son usados

pequenos motores eléctricos para dar fuerza a los ventilado-

res que proveen el aire necesario Para el mantenimiento de la

temperatura óptima de fermentación. U n requerimiento de ener

gía de 1.3 - 2.6 MJ/m3 (4.8-9.5 Btu/gal) -del medio de fermen -

tación es suficiente para el enfriamiento y la aereación. - Las técnicas de cultivo sumergido deben proveer agitación, - aereación, y enfriamiento. La demanda de energía está en un

-

rango de 8-16 MJ/m .(28.5-57.0 Btu/gal) dependiendo del tipo

y tamaño del fermentador.

Recuperación.: El ácido cítrico es recuperado Be una so -

lución acuosa fermentada por una primera separación del mi--

croorganismo usan an do fermentación-rotativa o:centrifugación) y en seguida mediante una precipitación del i6n citrato como

sal insoluble de calcio. Clasicamente, el citrato de calcio

ha^ sido. usado-.par* separar los-subproductos de la fermenta--

ción y otras impurezas del.ión citrato. -Si las soluciones -

~~.

fermentadas son suficientemente puras, puede ser posible re -

cuperar el ácido cítrico crudo por una cristalización direc-

ta; sin embargo, no se ha logrado el éxito comercial de este

método.

La recuperación del ácido cítrico vía precipitación de

la sal de calcio es un proceso altamente complejo. Aunque - la química es sencilla, los principios lngenieriles, técnicas

de separación, y operación unitarias empleadas involucran .un

sofisticado proceso. - L a solución fermentada, la cual h a sido

separada de l o s microorganismos, puede ser tratada-'con~urra - .

pasta de hidróxido-de -calcio en dos etapas. La primera. remue -

ve el ácido oxálico~ cuando.se presenta como un.subproducto~;

y la segunda precipita el citrato 2s formado,por adic.ión de

baa pasta.de c~al@&a obtener un pH neutro. Después de un - tiempo de reacción suficiente, la pasta es filtrada y el pre -

cipitado lavado hasta que queda libre de impurezas. . E l citra - to de calcio resultante es acidificado con ácido sulfúrico.

Esta reacción convierte al citrato de calcio en sulfato de -

r

20

calcio y ácido cítrico en presencia de ácido sulfúrico libre.

El sulfato de calcio es filtrado y lavado de la solución de

ácido cítrico. Las reacciones del citrato de calcio y del - sulfato de calcio son-generalmente ejecutadas en recipientes

de reacción agitados y,filtrados en equipos de filtración co - mercialmente disponibles. El contrbl de las reaccio'nes es - realizado usando una instrumentación convencional de pH.

10s , .

La solución acuosa de ácido cítrico, la cual esta satu-

rada de sulfato de-calcio, es toncentrada hasta alcanzar una

determinada gravedad específica. El sulfato de calcio que - se forma durante esta concentracidn es separado por filtra--

cion. En algunos casos la solución es desionizada en esta

etapa para mejorar las subsecuentes etapas de cristalización

- _ _

y reducir la cantidad de material reciclado. La solución - clara de ácido cítrico experimenta una serie de etapas de - cristalización que llevan a cabo la separación física del - ácido cítrico de las trazas de impurezas remanentes. Esto

es realizado en equipo de evaporación, cristalización y cen-

trifugación. Un esquema convencional de cristalización con-

siste en un evaporador de tacho-de vacío por lotes o un eva-

porador de circulación forzada acoplado con un depósito auxi - liar y un equipo de centrifiugdción apropiado. Dentro de ese

, sistema los cristak formados son separados' de licor madre

y llevados a la siguiente etapa de cristalizac ón. Unidades

de operación continua o por lotes,o una combinación~han sido

empleados en esta etapa. La selección de equipos se hace gg neraimehte en base a la adaptabilidad y economía del proceso.

21.

En algunos casos la remoción de trazas de ihpurezas y

la defoloración con carbón adsorbente deben ser realizadas

entre pasos sucesivos de cristalización para cumplir con las

especificaciones para el ácido cítrico de la USP/FCC. En es -

ta etapa pueden formarse varias sales del ácido cftrico uti-

lizando álcalis neutralizantes comet-ciales y disolviendo cris - tales de ácido cítrico.

..

El ácido cítrico obtenido finalmente es secado y cerni-

do en secadores rotatorios convencionales y en equipo manua-

ble. El secador es empleado generalmente a contracorriente -

de la fuente de aire caliente para remove la humedad resi- - dual. Debido a que el ácido cítrico es h groscópico, es im-

portante que se alcance la especificación de la humedad final

durante el secado y que se evite su almacenamiento en áreas

de alta temperatura y alta humedad.

Un proceso alternativo de recuperación incluye la extrac - ción del ácido cítrjco del caldo de fermentación usando una - mezcla de trilaurilamina, n-octanol, isoparafina, Cl0 C1,.

Esta es seguida por una reextracción del ácido cítrico,de 12

fase solvente ai agua,con la ayuda de calor. Una extracción

eficiente de ácido cítrico es llevada a cabo mediante series

de pasos a contracorriente con lo cual se asegura el íntimo

contacto entre las fases acuosa y no acuosa. Cuando se -

completa la transferencia de ácido cítrico a la fase solven -

te, el ácido cítrico es reextraído en agua, usando de nuevo

un sistema de etapas múltiples a contacorriente:. Las dos - etapas difieren sólamente en la temperatura a la cual se lle -

O

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. 22.

van a cabo. .. E'ste proceso de recuperación consiste, hasta entonces,

de la transferencia selectiva de ácido cltrico, v l a un so l--

vente orgánico,&una solución acuosa conteniendo varios sub--

productos a otra solución acuosa en la cual el ácido cltrico

está más concentrada y contiene, ~ s u s t ~ n c i ~ a l m e n t e , . m e t l o s sub-

productos. Las etapas finales~del procesamiento empi-ezan por

un lavado de la solución con el, hidrocarburo disolvente, se-

guido del paso ? de la solrición dcida a través de columnas - de carbón activado Granular. E l efluente de las columnas de

carbón.-es procesado medi.ante una secuencia convencional de - etapas c r i s t a l i z a d o r - e v a p o r a d o r para completar el proceso de

manufactura.

~. ~~

Utilización be desechos., .La.bi.omasa.y l o s residuos so-

lubles de la fermentación contienen nutrientes que pueden ser

utilizados como alimento animal y para otros propósitos agrí-

colas. < ~

Normas, espec'ificaciones y control de calidad.- Para uso

farmacéutico', el ácido cítrico debe satisfacer^. l.as.-5--igui+.?fltes especificaciones según la USP:'de acuerdo a las'pruebas'con - piridina-anhidrido acético, el conteni.do no debe Ser menor de

99.5% de ácido cítrico, calculado en la base anhjdra; el áci-

do anhidro debe contener no más de 0.5% de agua y la forma - hidra,tada no más de 8.8%; las cenizas no pueden exceder de - 0.5%; el límite de metales pesados es 0.001% como máximo, y

dentro del grupo de los metales pesados, el nivel máximo to-

lerado de arsénico es 0.0003%. L a monografía de la USP tam-

23.

bien prescribe pruebas para límites de turbiedad por oxalato

(precipitación de calcio) y surfato (precipitación de bario).

Las sustancias rápidamente carbonizables en presencda de áci -

do sulfúrico concentrado caliente (90°C por 60 min.) deben -

..

ser tales que la apariencia visual de la solución muestra,bg

jo prueba, no sea .más oscura que un 'fluido de ajuste 'que con-

tenga una parte de solución colorimétrica de cloruro cobalto - '

so (C.S.) por nueve partes de cloruro férrico (C.S.).

Formas de ácido cít ico.están comercialmente disponibles

para alimentos y aplicac ones alimentarias, y ambas deben sa -

tisfacer las especificac ones del Food Chemicals Codex (FCC).

Con dos excepciones, los requerimientos de la FCC son esen--

cialmente equivalentes a las especificaciones de la USP. Las

listas de la FCC no limitan el sulfato. Por otra parte, la - FCC pone un límite a las trazas de sustancias que tienen ab-

sorbancia de ultravioleta en'.e1 rango de 280-400 nm. El l í -

mite también está ordenado para el uso en alimentos, por las

regulaciones de la FDA. También están disponibles especifi-

caciones para .las Soluciones. a w o s a s &-ácido cítciro-para

ampliaciones industriales. . .

~

Métodos analíticos y de ensayo.- La titulación acuosa - con NaOH 1 N contfnúa siendo el método oficial para el ensayo

de la entidad química pura. Aunque no es específico, el pro

cedimiento es satisfactorio en ausencia de sustancias inter-

ferentes y cuando se conduce en conjunción con una prueba - apropiada para ident dad. L a determinación de ácido cítrico

en alimentos, sangre y otros materiales biológicos es fácil

-

-

_I

2 4 .

mente realizada por su conversión a pentawbromacetona la - cual Ps medida gravimétrica o cbiorimétricamente. Cantidades

traza de ácido cltrico pueden ser determinadas por el método

espectofotométrico en la reacción de Furth y Herrmann, amplia - mente usada, con piridina y anhidrido acético. Un método e n

zimático que es específico para la porción citrato e? usado

como una prueba combinada de ensayD-identificación para 1.a - entidad química pura, como un método para el monitoreo de la

< I

biodegradabilidad del ácido cítrico y su5 sales 'en fluid'os. - complejos y como un proc.edimiento 'para medir e~l nivel de ci-

trato en formulaciones comerciales, como los detergentes pa-

ra lavadora.

La prueba para sustancias .fácilme.nte carbonizables (RCS),

generalmente trazas de carbohidratos, es un método de juicio

que requiere de una exper~iencia considerable por parte del - anal ista.

El propósito de, la prueba no es detectar materiales RCS

pens? sino más bien servir como una medida .de la efectividad

de 1 a. r-emaribn. .de.~~implu?ezas.

La prueba para. l.as su.stancias que absorben el. ultravio-

leta es senc.il.la en prin.c.ipi.o.pero en la práctica se dificul -

ta r'ealiza'rla. El límite de detecc'ión es del or'den de un na -

nogramo por gramo. Se requieren facilidades especia€es, reac -

tivosy c.ristalería ultra-limpia, para evitar falsas respues-

tas positivas.

E

usados

ácido cítrico y el citrato de sod

como reactivos amortiguadores en s

o son Bmpliamente

stemas de ensayo -

. biológico.^. Las propiedades quelantes de estos Compuestos,

particularmente su afinidad por iones calcio y magnesio, ex-

plica su designación para ensayos biológicos.

Salud y Factores de Seguridad (Toxicología).

Aspectos de salud.- El ácido cítrico es aceptado uni--

versalmente como un ingrediente alimentario seguro. La admi -

nistración de Alimentos y Drogas de Estados Unidos (U.S. F.

D.A.) registra el ácido cítrico como una sustancia aiimenta-

ria de múltiples propósitos "generalmente reconocida como se gura"(G8AS) y como secuestrante, siendo su carácter de GRAS

limitado sólamente por una buena práctica de manufactura. El

ácido cítrico también está aprobado por la Junta FAO/WHO, en

el Comité Experto en Aditivos para Alimentos, para usarse en

alimentos sin limitación.

El uso del ácido cítrico y de algunas de sus sales y 6s

teres fué evaluado recientemente por un Comité Especial en - Sustancias GRAS (SCOGS) de la Federación de Sociedades Ameri -

canas para Biología Experimental en contacto con la FDA. La

evaluación estuvo basada en das revisrsass de literatura cienti - fica preparadas por la FDA,que sumarizan la literatura cientí -

fica mundial aplicable, de 1920 a 1973. Los factores consi-

derados fueron: la amplia distribución del ácido cítrico como

componente natural en la dieta del hombre, su bien estableci -

d a ruta metabólica, el hecho de que el citrato ingerido por

infantes y adultos se considera que es metabolizado completa

mente, y la ausencia general de cualquier efecto adverso pu-

blicado en la literatura científica. La cantidad de citrato

26.

adicionad9 a los alimentos, estimada en 500 mg por persona,

por dia, no constituye una cantidad significativa a la car-

ga corporal total de fuentes naturales. El comité concluye

que: "NO hay evidencia en la información disponible de áci-

do cítrico, citrato de sodio, citrato de potasio, citrato - de calcio, citrato de amonio, isopFopilcitrato, este'arilci-

trato, y trietilcitrato que demuestre o sugiera, sobre una

base razonable, que se deba sospechar de un peligro para el

público cuando sean usados a los niveles que son ahora comu-

nes o que pudieran ser razonablemente esperados en el futuro. U

Aspectos ambientales.- El ácido cítrico, que constituye

una muy interesante parte del ciclo metabólico en organismos

vivientes, es encontrado en toda la ecósfera. L o s citratos

son lixiviados de vegetación en putrefacción y producidos por

microorganismos del suelo. Como resultado, los citratos ocu -

rren naturalmente en suelo y agua y han sido detectados a ba -

jos niveles en todo-el ecosistema. El ácido cítrico h a sido

encontrado en agua de mar a niveles de 36-145 ppb. Han sido

encontrados similares niveles en agua negruzca, agua de río,

y nieve enlodada. Los citratos se degradan rápidamente cuan -

do están en contacto con una variedad de microorganismos que

se encuentran en suelo, aguas naturales, o sistemas de trata -

miento de acjuas fecales. Estudios de biodegradabilidad, con -

ducidos en columnas Swisher y en columnas de extracción-y-lle -

nado, han mostrado que el ácido cítrico y el citrato de sodio

son degradados al 99% en 2 horas. Estudios de degradación - de quelatos metálicos indican que el citrato de calcio se de -

27.

-

grada tan,rápidamente como el citrato de sodio o el ácido c r .

trico: Mediciones de degradación para otros quelatos son: I

Quelato Registro CAS No. Degradación,%

Citrato de aluminio

Citrato férrico

Citrato de cadmio

Citrato de cobre

Así, se ha visto que los

81 3-92-3) 90 8 h

2 3 3 8 -'O 5 - 8 ) 90 8 h

49707-39-3) 99 en 24 h

866-82-0) 90 en 24 h

metales no previenen la biode-

gradación del citrato. :La baja velocidad de.-degradación por

cobre se cree que es causada por la toxicidad del ión cobre - y no por la quelación del citrato.

Los tratamientos de. aguas.feca1.e~ no son afectados adver -

samente por el citrato. Como puede esperarse en compuestos

tan difundidos en sistemas vivientes, la toxicidad acuática

es muy baj.a..

USOS. ,Las industrias de alimentos y farmacéutica utili-

z a nnxl?á c i do c I t r i c o ex t e n s i v am en t e,-de b i do a 1 recon o c i in i en t o

.general de s.u seguridad,^ sabor ácido agradab1e;alta'snlubili -

dad en"agua, y a sus propiedades-quelantes y de amortiguador.

Tambien se utiliza en c-osméticos-y artíc.ulos. de tocador como

amortiguador, y en una amplia variedad de aplicaciones indus -

triales como agente amortiguador y quelante. El ácido es -

también un reactivo que interviene en sfntesis químicas. . Usos en alimentación, Bebidas. El ácido cftrico es -

usado extensivamente en bebidas carbonatadas (9-v.), para dar

20.

-

sabor ácj,do y complementar los sabores de fruta;

menta la efectividad de los conservadores antimicrobianos.

Su alta solubilidad es importante para ésta aplicación debido

a que el ácido es disuelto-en el jarabe de la bebida antes - de la adición del agua carbonatada. La cantidad de ácido - utilizado depende del sabor del producto, asf como de la eva - luación del sabor y la preferencia del cliente. El nivel de

ácido en la mayorfa de las bebidas carbonatadas con sabor a

fruta cae en el rango de 0.1 a 0.25%.

También au -

Las bebidas de fruta no carbonatadas son una mezcla de

agua, jugo de fruta, azúcar, ácido, color y sabor. El ácido

cítrico es utilizado para ajustar el pH y dar una acidez u n i -

forme. Es un componente natural de los jugos de frutas: su

índole combina bien para los sistemas de sabores. La acidez

total titulable de estos productos generalmente está en el - rango de 0.25 a 0.4%.

Las mezclas de-refrescos han ganado mucha popularidad - en' años recientes. L o s ingredientes básicos s o n azúcar, áci -

do, sabor y color, pero muthas de las formulaciones más s o - -

fisticadas también incluyen amortiguadores, vitaminas, pulpa

de fruta, enturbiantes y agentes espesantes y fluidizantes.

El ácido cftrico es el acidulante preferido para su aplica--

ción debido a su sabor natural y a su rápida solubilidad.

Los niveles de ácido pueden variar de 1.5 a 5% dependiendo - del sabor.

Gelatinas, Conservak y Preservadones.- El ácido cítrico

es usado en gelatinas y conservas para darles acidez y para

~. 29.

ajustar e l pH del producto. El pH debe ser ajustado dentro .

de límites muy estrechos para una gelación óptima. Dependien -

do del tipo de pectina utilizada, el pH puede estar;dentro de

un rango de 3.0 a 3.4 . En,la manufactura de conservas, ge-

latinas y mermeladas,todos los ingredientes, excepto el áci-

do, son cocinados hasta obtener el contenido de sólidos solu -

bles apropiado. Entonces es añadido al ácido cítrico como - una solución al 50% para asegurar. su buena distribución en - toda la hornada.

.~

Caramelos.- El ácido cltrico,es añadido al caramelo prin

cipalmente por su sabor ácido. .La mayor parte.de1 ácido com -

prado por la industria de la confitería se utiliza en sabo--

res, conteniendo de 0.5 a 1 .0% de-ácido, pero los caramelos

agrios pueden contener tanto.como 2% .de ácido cít.rico. Para

minimizar la inversión de sacarosa, el ácido es añadido con - el color y sabor al cristal de dulce derretido después de la

cocción. Tabletas de caramelo comprimido, gelatinas de agar

y gelatinas basadas en almidón también utilizan ácido cítrico

como u n modif.icador..del ‘sabor. ~ En ge€ati~nas:de/pectina;-e+ - .

ácido citrica también- funciona para ajustar el pH’con la fina - -

lidad de lograr el máximo vigor del gel.

Alimentos Congelados.- Las caracterfsticas de

quelación y pH del ácido cítrico lo capacitan para

la estabilidad de los productos alimenticios conge

mejorar la acción d e antioxidantes y enzimas inact

ajuste de

optimizar

ados al - vantes.

El ácido cítrico, sólo o en combinación¡con otros, ayu-

da a prolongar la vida de anaquel de pescados y mariscos ,-

-

congelados. El. ácido cítrico inactiva algunas 'enzimas y que

la trizas de metales que causan' rancidez en el pescado y deco -

loración en los mariscos. La comida del mar (pescados y ma-

riscos) generalmente es sumergida en una solución de 0.25% - de los ácidos justo antes de congelarla.

*.

E l ácido cítrico también inhibe el deterioro de color y

sabor en fruta congelada. Aquí de nuevo su función es inhi-

bir la oxidación enzimática y la catalitada por trazas de me - tal. Niveles de 0.1 a 0.3%-de ácido cítrico en combinación

con 100 - 200 ppm de ácido eritróbico se han encontrado efec -

tivos.

Grasas y Aceites.- La capacidad del ácido cítrico para

quelar trazas de metales que.actGan como pro-oxidantes, lo - capacitan para ser utilizado como un antioxidante sinergista

en grasas, aceites y alimentos que contengan grasa. Durante

el proceso.de refinación son añadidos niveles de 0.05 a 0.02%

de ácido.

Otros Usos en Alimentos.- El ácido cítrico es utilizado .- -en productos de carne*:$r,- para mejorar la capacidad .de sepa &+.. 1

rar la corteza'en las salchichas Frankfurt, como un-antioxi-. <

dante sinergista en salsas,~ y c~omo un anticoagulante. . ,

I

- - I

I Donde l o s estándares de Identidad Federales lo permiten, I ! el ácido cítrico p u e d e ~ s e r utilizado en vegetales enlatad.os

para bajar el PH, para reducir los requerimientos de calenta -

miento, y para inhibir el crecimiento de microorganismos. - Como un modificador del sabor, el ácido cítrico es utilizado

en sorbetes y paletas de agua. En postres de gelatina es -

! ! $

31. ,

utilizado por su sabor y para controlar el pH.

trico’es utilizado en vino para’ajustar la acidez.

fl ácido cí- ..

Usos Farmacéuticos, Cosméticos, y Productos de Jocador.

Farmacéuticos.- La efervescencia es un popular sistema de l i - beración para la dosificación oral de algunos medicamentos.

La reacci6n del ácido cítrico con Id fuente de carboiato-bi-

carbonato en agua produce bióxido de carbono (efervescencia)

y una sal del ácido. Esto d a una rápida disolución de los -

ingredientes activos mejorando la palatabilidad y la acción

solubilizante para catárticos y analgésicos.

El ácido cítrico es usado en líquidos farmacéuticos ora -

rales, elíxires y suspensiones para amortiguar a un pH de 3.5

a 4.5 y así mantiene la estabilidad de los ingredientes ac-

tivos y aumenta la actividad de los conservadores. En conjun -

to con los sabores de fruta, el ácido cítrico da un deseable

sabor ácido y ayuda a enmascarar el sabor medicinal amargo. - La adi’ción de 0.02% $e ácido cltrico a las dosis líquidas for -

ma complejes,trazas de iones fierro y cobre y retarda la de-

gradación de los ingredientes activos.

dc lar

En tabletas masticables el ácido cltrico (0 .1 - 0.2%) - es utilizado para dar acidez a los sabores de cítricos de ba -

yas y de uva. Sirve al mismo propósito en preparaciones de

dietas de bajo residuo para pacientes post-operación y en - cuidado geriático.

La coagulación de la sangre es dependiente de l a presen - cia de calcio iónico. La remoción del calcio para prevenir

la coagulación es necesaria en la preparación del fluído de

sangre entera para procesamiento posterior o para propósitos

de transfusión. El ácido cltrico y el citrato de sodio son

utilizados en la preparación de soluciones anticoagulantes.

Cosméticos y Artículos. de Tocador.- El ácido cítrico es

un ingrediente estándar en las formulaciones de cosméticos - para ajustar el pH, y en sistemas antioxidantes como un que-

lante de iones metálicos. También está incluido en enjuagues

de cabello ácidos y en soluciones neutralizadoras para ondas

permanentes.

Combinaciones de ácido cítrico y citrato de sodio para

amortiguar el pH entre 4.5 y 5.0, mejoran la acción de para-

benos metílicos, en un sistema de conservadores para cosméti-

cos. El aumento en el brillo y elasticidad del cabello es -

producido por shampoos de bajo pH (de 4.0 a 6.0); y los sham -

poos anticaspa, a través del uso de 0.25 a 1.86% de ácido cí -

trice.

Se ha desarrollado un propulsor para envases tipo aero-

sol, a partir de una combinación de ácido cítrico con una - fueiie de carbonato-bicarbonato para dar dióxido de carbono.

Las t$bletas efervescentes limpiadoras de la dentadura,

que contienen ácido cítrico y una fuente de carbonato-bicar-

bonato, son comúnmente usadas. La efervescencia se logra rá -

pidamente y aún la disolución de los limpiadores activos en

la solución.

~

Aplicaciones industriales.- El ácido cítrico es utiliza -

do en muchas aplicaciones industriales para retirar iones me -

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33.

tálicos, .geutralizar bases, y actuar como amortiguador para - lograr niveles deseados de ácido en medios acuosos. En apli -

caciones no acuosas, las propiedades de capturar metales, asf

como una variedad de reaccipnes de los grupos carboxfiicos - del ácido cítrico, han resultado ser útiles. El ácido cítri - co mejora efectivamente la acción d’e un amplio rang; de pro-

ductos no tóxicos, no corrosivos y biodegradables en proceso?

que convienen a los estándares de seguridad y ecológicos ac-

tuales.

Limpieza de metales.- Las formulaciones para limpieza de

metales basadas en el ácido cftrico remueven eficientemente

l o s productos de la oxidación metálica de la superficie de - metales férreos y no férreos. Como un ácido débil, el ácido

cítrico causa poco daño a l sustrato de metal, y como un cap-

turante de iones metálicos, acelera la remoción de óxidos de

metal. Los ácidos fuertes de más rápida acción, pero más co-

rrosivos y peligroFos han sido reemp¡azad.os por el ácido cf-

trico en muchos sistemas.de1 acero, con objeto de eliminar -

el agrietamiento por at6que de~i-cioro y para minimizar el que

aceros de gran f,uerza se tornen quebradizos por el hidrógeno.- :

Las limpiezas pre-operacional y operacional de óxidos -

~~ -

de hierro y’ cobre en ca1,entadoreS de agua, tubería de reca-

lentadores y supercalentadores, reactores nucleares y compo-

nentes fabricados en acero antioxidable, son realizadas con

ácido cftrico, especialmente donde el cloro no puede ser to-

lerado. El proceso ditrosolv, uno de l o s primeros y más re-

presentativos de las fórmulas de limpieza de metales basada

.. 3 4 .

en citrates, combina ácido cítrico y bases conteniendo nitro - geno tal como amoniaco, con los inhibidores apeopiados y un

agente oxidante. Limpia e inactiva l o s lados.de tales insta -

laciones. que están en contqcto con el agua. Las formulacio -

nes con ácido cítrico actúan mejor a temperaturas mayores a

37.8 O C pero se pueden emplear temperaturas menores con tiem -

pos de limpieza más largos. Se obtienen mejores resultados

estimando la cantidad de depósito a ser removido y ajustando - el nivel de ácido cítrico hasta encontrar las condiciones

apropiadas. Los depósitos de magnetita en tubos de boiler

qg., se remueven efectivamente anadiendo 2.5 kg. de ácido c

trice en la solución d e limpieza, por kg. de magnetita en

planta que está siendo limpiada.

-

Se han combinado técnicas electrolíticas con métodos

simples de remojo del tanque con salmuera para acelerar la

remoci6n de óxidos de metal de las superficies metálicas, -

por so.lución de ácido cítrico. Soluciones de ácido cítrico

a4 0.1% son muy efectivas en t:b electro-depósitación del co-

bre y sus aleaciones. Esta so1ución.gene.ralhente también - contiene sa.les de fierro (Fe3+').. 'El ac-ido cítrico . eh combi-.~-. ~ ..

j nación con estas sales remueve costras y produce un acabado

brillante, terso y natural en el tratamiento.ialca1ino a n b d i m . :a

~

El Po'cfo a alta presión del equipo y l o s aparatos de - !

limpieza por vapor han sido usados cuando las técnicas de re - i

i mojo de tanques no son posibles. Las soluciones de ácido cí -

trice, ammoniacal a un pH de 5 han sido aplicadas con apara-

tos de limpieza con vapor para remover el hierro embebido y

m

35.

las costr.4~ que permanecen en el acero inoxidabl'e después de

4 los procesos de maquinación.

En aflos recientes, el ácido cítrico se ha vuelto más - atractivo para aplicaciones.de limpieza de metales debido a

que es apropiado tanto para tratamiento térmico como para la

incineración no contaminante de disolventes agotados. La mo - lécula de ácido cítrico se incinera hasta bióxido de carbono

y agua dejando el contenido metálico de las soluciones en la

ceniza. Los metales que son valiosos pueden ser recobrados

de la ceniza; los metales tóxicos o radioactivos pueden ser

dispuestos e n una forma compacta.

Detergentes.- Las propiedades del detergente de citrato

lo capacitan para ser usado como un sustituto del fosfato, - biodegradable, ambientalmente aceptable en una variedad de - productos domésticos. Esto incluye polvos y líquidos de l a -

v.andería de u s o pesado, limpiadores fuertes de superficie, -

polvos para lavadoras de trastos y polvos para pre-enjuague

y uso 1iger.o. El citrato es también efectivo como un co-cons - tructor con -silicatos-de al-uminio en polvos de detergente no .::y'

fosfatado. El neutralizar el grado técnico de una solución-

de ácido cítrico'al 50% es una forma más económica de intro-

3 '

~ .

ducir el citrato en estos productos. El ácido cítrico es usa -

do también por su acción amortiguadora y su habilidad para - secuestrar .;trazas de iones de metal en líquidos lavatrastes,

limpiadores de alfombras de extracción con agua caliente, - limpiadores de escurrimiento, baños de burbujas y suavizado-

res de telas.

36.

Agri.cultura.- El ácido cítrico quela los ei'ementos tra- .

za en soluciones de -.micronutrientes usadas por los granjeros

para remediar deficiencias de hierro, zinc, cobre, magnesio

y manganeso en el suelo.' Y a que el ácido cítrico hace a los

fosfatos solubles, es también

de fósforo por los cultivos.

Suspensiones minerales y

sante .del ácido cítrico lo ha

para reducir la viscosidad en

efectivo al maximizar la toma

de pigmentos. El efecto disper -

hecho el material d.e elección

varios sistemas importantes de

suspensiones. En la minería y tra'nsporte hidráulico de la - roca de fosfato finamente dividida, los problemas de viscosi -

dad son a menudo causados por el hinchamiento de los componen - tes de bar.r.0. El tratami.ento..con ácido cítrico o con-una de

sus sales controla este 'hichamiento .y permite el bombeo de - una suspensión concentrada,alta en sólidos. Simila.rmente el

ácido-cftrico retarda el asentamiento de suspensiones concen -

tradas de pigmentos'de dióxido de titanio, facilitando su ma-

mejo y transporte en su forma de bulto.. En las industrias de

_~papel-y la dispersión ~~ de cubiertas; para el tratamiento de - máquinas llenadoras de pintura y pigmentos; y para el trata-

miento de textiles con dispersiones de~dióxido de titan'io. I

Electrodepositación de Metales.- L a calidad de los recu- I brimientos (p.ej. niquelados o plateados) a menudo está deter ! I

-

m i n a d a por factores relacionados directamente con las carac-

terísticas de los complejos metálicos en la solución que pro -

vee de iones del metal que recubrirá la superficie. Entre -

estos factores están el espesor de la placa, la adhesión al

37.

metal sus.trato, la porosidad de la placa, el lus'tre y la du-

reza. Se ha reportado que los citratos ayudan en el depósi-

to de cobre, nlquel, cromo, plomo, plata, tungsteno,, antimo-

nio, molibdeno, paladio, renio y hierro en varios metales - sustrato. Se pueden obtener electrodepósitos coloreantes de

compuestos de molibdeno-oxígeno, en baños que contengan com-

plejos de ácido cítrico.

Depositación no electrolítica de metales. El primer mé -

todo práctico.para depositación de niquel en metales catalí-

ticos y sustratos activados sin.electr.icidad., fué desarrolla -

do por Brenner y Riddell. Con.su método,.el citrato da una

placa brillante en baños alcalinos y actúa como un agente se -

cuestrante para prevenir la precipitación no deseable de sa-

les básicas de nlquel. 'La placa.de níquel. depositada a par-

tir de baños ácidos, da superficies semibrillantes. Más re-

.cientemente, el ácido cítrico ha sido reportado como amorti-

de baños de plateado por níquel sin -

entemente que otros ácidos disponi- -

. -

d o ~ d e - aidre.- El.~-pr~o.~lofT-cirratos -

para la recuperación de azufre elemental a partir de emisio-

nes de dióxido de azufre en desechos de'gas fué concebido y i

reportado por los investigadores del Buró de MInas de Esta-- i

=,

-~ - guador y estabilizador

electricidad, más efic

bles. . . I

Absorción de dióx

I dos Unidos en Salt Lake City. Este trabajo llevó . estudios

en planta piloto en dos fundidoras de metal. La posibilidad

del proceso de citrato para controlar las emisiones de nivel

relativamente bajo de plantas de poder, fue estudiada primero

38.

-

en una planta de Pfizer Inc. en Terre Haute, Indiana. La química del proceso ha sido estudiada a lo largo de

sus principales pasos funcionales (absorción, regeneración y fundición de azufre) e impDrtantes aspectos no funcionales 0 $

(oxidación y purga). La molécula de citrato actúa principal -

mente como un agente amortiguador permitiendo una remoción - mayor al 95% de dióxido de azufre de l o s gases de chimeneas

industriales.

Se han reportado variaciones en el proceso. Una unidad

actualmente en construcción, patrocinada conjuntamente por el

Bur6 de Minas, la EPA y la indus~tria~ privada, limpiará el gas

de las chimeneas emitido de una planta.

El ácido cítrico aumenta grandemente. la capacidad de ab-

sorción.de dióxido de azufre.,.de carbonato de calcio acuoso;

mejorando la solubilidad posterior.

Fotografía.- €1 ácido c.Strico, sus sales y ésteres, son

u t i l i z d o s :+w-l-a industria fotográfica para ajustar el pH -

de soluciones usadas en el-tratamiento de papel fotográfico;

como: uri'componen&de emulsiones .para impresión-de $lacar; - .

-para-jorma.r .complejos m.etálicos en varios decoloranes, fija-

dores y estabiliiadores; y en ésteres poliméricos útiles pa-

ra la formación de la imagen fotográfica.

.. . . . .. -.+--

~~ ~

Tratamientos de pozos de aceite y cementos. Millones de

bariles de aceite que antes permanecían en las arenas de re-

servorio, son ahora recuperadas con métodos de inundación por

agua. El ácido cítrico es usado en una variedad de sistemas

surfactantes. Funciona principalmente'como un secuestrador

39.

-.

de hif2rr.Q ayudando para que los depósitos no se'taponen y - previniendo el retaponamiento de pozos ya limpios.

El ácido cítrico ira sido utilizado para prolongar el pe - riodo de fraguado de cementos para pozos profundos. El ácido

cltrico contrihuye a la uniformidad en la distribución del - agente taponante, controlando el tiempo de precipitación del

hidróxido gelatinoso en un proceso selectivo para pozos que

se están táponando. -

Textiles.- El ácido cítrico actúa como un amortiguador

en la manufactura de la+-resinas glioxálicas utilizadas para

dar a l o s textiles un aiabado de a.lta calidad y.pianchado du - rable. Ha sido reportado que aumenta la propiedad del algo-

dón de liberar la tierra, con acabados resistentes a las arru - gas, y también se repor3z.que.e~ un componente del cataliza-

dor pa a curar telas im~pregnadas con.precondensados de alde-

hido y cetona. El ácido cítricotambién puede ser usado en

una PO imeri.zaci~6n- reticu~iad&caalceluiosa. El apli.car corro -

sivos de ~titanio, cromo y.circonio a la lana en el proceso de titorería mejora las. propiedades.r?siraies. y d e - u s o de las fi-

.bras, y:aLmenta la'res'isxencia a la flamá de 1.0s. mecho~nes de

alfombras de lana. E l ácido~.cftrico si.rve como el ageete . - acomplejante en. este pr~oceso, estabilizando los iones metáli -

cos en la solución acuosa.

El ácido cítrico provee la quelación, así como el con--

trol de pH debajo de 5 durante el proceso de tintorería de -

poliésteres y durante la tinción ácida del nylon y la fabri-

cación de alfombras a partir de polipropileno. El ácido^ cí-

. .

40.

trice es.efectivo mejorador del brillo del nylon blanqueado

con peróxido, y es un componente en un blanqueador para ny-

lon,de cIorito,no corrosivo. El ácido cltrico puede reempla - zar a los fosfatos como amortiguador en el teñido de las al-

fombras de nylon.

Concreto, mortero y yeso.- L o s ácidos hidrocarboxllicos,

sus sales y derivados actúan como un ingrediente adicionable

a la mezcla de concreto para retardar el fraguado y reducir

el agua. La estructura del ácido tricarboxllico lo h ace par - ticularmente efectivo en alargar los tiempos de fraguado. - Como tal, es a menudo,usado para compensar los efectos;.en - el rápido fraguado, del calor y ciertos componentes aceleran -

tes tales como yeso; además, el ácido cítrico sirve para re-

ducir la cantidad de aoua requerida,. resultando en mayor ma-

niobrabilidad del material sin pérdida de su fuerza. El - ácido cítrico a menudo es combinado con ingredientes aceleran - tes 'o con- la - incorporacidn -de aire para ganar beneficiios ta-

les como una más alta fuerza temprana'o resistencia mejorada

a las'hela~das...-El mecan-ismo .de la acción del.~-áCido.-taato en.--

concreto como en mortero, y . e n el fraguado del yeso ya han - sido reportados:

i-

Se ha encontrado que'el ácido cltrico es útil. para-remo -

ver cemento derramado^ de las áreas de trabajo y del equipo.

El cemento fraguado es ablandado y fácilmente eliminado sin

dañar superficies metálicas o acabado de pintura.. También - se ha reportado un método para proteger el concreto-del ata-

que por lubricantes orgánicos, por tratamiento con una solu-

ción acu,gsa de ácido cítrico.

Refractarios y moldes.- El dc

para cementos refractarios, impart

men así como mayor fuerza en crudo

do cltrico

endo estab

en seco y

es un en lidad. de

al fuego

4 1 .

azador

volu-

Es

usado en una reacción de poliesterificación para producir un

material cerámico para condensadores eléctricos, en la fundi - ción,en moldes para la manufactura de vidrio, y en moldes de

arena para vaciado de metales.

Adhesives.- El ácido cítrico actúa cono un retardador de

la gelacibn en varios tipos de formulaciones de adhesivos, - como un componente endurecedor en otras, y como un "primer"

para adhesivos de poliamida. Controla el pH para dar las - condiciones óptimas de pegado, y reacciona formando ésteres

en formulaciónespara unir acero con acero.

Papel.- El ácido cítrico es usado al procesar papel - (q.v.) y materiales de empaq,ue, y para estabilizar papeles con

colorantes diazo, p r e k n i e n d o el pre-acopl~amiento del diazo - .

y el a.coplador. '. - Polímeros..--El age-rite nucleante o de so~p~lado .preferido

en espumas.p.oliméricas para uso en alimentos y bebidas es el

ácido cítrico o sus sales de sodio o de dianonio. El ácido

cítrico también funciona en muchos otros procesos polimCri--

cos, e.g., como un quelador en la producción de polímeros - ahuladorde vinilo,de hule modificado, cono parte de la mez--

cla iniciadora para un polfmero de metracrilato, y como el - inhibidor para estbiiizar una acrilamida. El ácido cítrico

es el material de principio en la manufactura de muchos éste -

4 2 .

-

res utilizados en la industria del pástico. , I

Tabaco.- La concentración del ácido cítrico, un constitu -

sado y alimentos derivados.

yente natural de la hoja del tabajo, aumenta durante-el pro-

ceso de curado. Se utiliza ácido cítrico adicional para me-

com- jorar el sabor y para que se efectúe una

pleta de ciertos tabacos.

Tratamiento de desperdicios.- En el

aguas de desecho industria1 por ósmosis

combustión más

tratamiento de

nversa (q,v,), e - las

áci

do cítrico es efectivo al prevenir la formación de escamas y

lama en el mbdulo, y al limpiar módulos que se han atasca-

do.

-

SALES.- Las sales de ácido cítrico de significado comer - cia1 incluyen citrato dibásico de amonio, citrato de calcio,

citrato férrico de amonio, citrato-de potasio~ y .citrate de - sodio.

Usos en alimentos.- El citrato de sodio es la sal de ci -

trato d e ~ m a y o r importancia en las industri.as de alimentos y

de be bid as^;-- Es usado como un emulsificante, estabilizador y

modificador~-de la acidez y del sabor. -33 FDAlehI.ista~. al ci-

trato-de sod-io como una sustancia akimenticia para mGltiples

propósitos, generalmente reconocida como segura (GRAS), y co -

m.o un secuentrante GRAS cuyas cualidades están aimttadas s b -

lo por la buena práctica de manufactura.

~ . . .: ?

- .+. n _ '

4 3 .

imparte flexibilidad a las rebanadas y cualidades de fundido

uniforme al queso.

El citrato de sodio es un importante estabilizador uti-

lizado en el batido de crema y sustitutos lácteos basados en

vegetales. La adición de citrato de sodio a helados, maltea - das y natillas congeladas antes de la pasteurización y homo-

geneización reduce la viscosidad de la mezcla y la hace más fácil de batir. Bajos niveles de citrato de sodio son alta - mente efectivos en reducir la precipitación de sólidos en le -

the evaporada durante el procesado y almacenamiento.

Otros alimentos.- El citrato de sodio reduce lo agudo - del sbor ácido en algunas bebidas si la cantidad de ácido es

relativamente grande. La sal tiende a sazonar el sabor en - bebidas carbonatadas de ha-limón, y en la club-soda imparte

un frescosabor salino y ayuda a la retención de la carbonata -

ción. . En productos que requieren una estrecha regulación del

pH, como mermeladas, gelatinas, conservas, dulces de pectina

y postres de gelatina, la acidez es controlada a menudo-por

la adición d e citrato de sodio.

Las otras sales del ácido

tria alimentaria constituyendo

en alimentos fortificados como

cltrico son usadas en la indus -

tanto una fuente de nutrientes

una fuente de iones metálicos

para una función técnica. El citrato de calcio puede ser usa -

do como un agente afirmante para tomates o para ayudar a l a

formación del gel de pectina baja en metoxilos. El citrato

de potasio ayuda a la formación de ciertos geles de carrage-

44.

nina. Es,fambién utilizado cuando son indeseables los iones

de sodio. El citrato férrico de amonio, una fuente de fierro

nutritivo, es particularmente útil en la fortificación de la

leche. El citrato de ca1cio.y el de potasio están enlistados

por la FDA como sustancias alimenticias GRAS de propdsito mu1 -

tiple y como secuestrantes GRAS, y el citrato de calcio y el

de manganeso están enlistados como nutrientes GRAS y/o suple-

mentos dietéticos.

Usos farmacéuticos.- El citrato de sodio es usado en un

amplio rango de farmacéuticos como amortiguador para mantener

el pH óptimo para la máxima estabilidad de los ingredientes

activos. El-citratode sodio o de potasio es usado en prepa-

raciones farmacéuticas como un alcalinizador de sangre y uri -

nario. En dosis grandes el citrato de sodio es usado como - un purgante salino.

Lapropiedad anticoagulante del citrato de sodio es em--

pleada en soluciones. para fraccionamiento de plasma y sangre

(q.v.). El citrato de sodio en combinación con el ácido cltri -

co se utiliza también para este propósito. -

Los citratos férricos de amonio, café y verde, son sales

delicuescentes muy solubles, suavizadoras de sabor, utiliza-

das en jarabes y ellxires como fuentes de hierro para el tra-

tamiento de la anemia. El citrato de calcio es usado en pro-

ductos prenatales como fuente de calcio.

Usos en cosméticos y artlculos de tocador.- Algunos estu -

dios han reportado que una solución al 5% de citrato de cinc

es efectiva como un enjuague bucal al reducir las concentra-

ciones desplaca en dientes humanos.

sobre uso en cremas dentales, y sobre el uso de esta sal en

pastas dentales a niveles de 0.25 a 10% como un agente anti-

placa y anticálculos.

Se han emitido patentes

usos industriales.- El citrato de sodio es un efectivo

sustituto de fosfato, ecológicamente aceptable, en detergen-

tes de lavandería y limpiadores caseros. Otros usos indus--

triales del citrato de sodio incluyen acondicionamiento de - agua y sustitutos de clorurode sodio en la regeneración de - resinas de intercambio iónico. El citrato de sodio es usado

para retardar la cementación de pozos de petróleo, y en cier -

tas formulaciones de concreto, mortero y yeso, en el plateado

no eléctrico de níquel, y como un amortiguador y agente acom - plejante en varios baños d.e electroplateado de metales.

El citrato dibásico de amonio es particularmente útil - en dos aplicaciones de limpieza de metales: en la remoción - de costras y escamak en el acero inoxidable reeién fabricado,

.. - y . e n la limpieza de capas oxidadas de superficies de alumi--

nio. Como el citrato de sodio, el citrato de amonio es un - efectivo que.lante del hierro.en soluciones de regeneración - de resinas de intercambio iónico. El citrat'o dibásico de

amonio está también recomendado para remover la decoloración

superficial de aplanados de concreto. El citrato férrico de

amonio es usado en la producción de papeles heliográficos.

Los citratos de sodio y potasio han sido usados en la modifi - cación de la rapidez de combustión de papeles.

.- .

..

._ ESTERES.- La mayoría de los ésteres líquidos de citrato '

son disponibles en cantidades de carros-tanque o h T a s - t a n -

que y en tambores y cubetas; el citrato de triciclohexilo, un

sólido a temperatura ambieptal está disponible en tambores de

90.72 kg. c -

Los citratos de trietilo, acetilo, acetil-trietilo, tri-

-n-butilo y acetil tri-n-butilo son utilizados comercialmen-

te como plastificantes en la preparación de composiciones PO - I liméricas, cubiertas protectoras, adhesivos, y sustancias si -

.. 'milares. La baja toxicidad de estos plastificantes los hace !

I

.."" especialmente adecuados para productos que tienen contacto -

I ._, con alimentos. Estos ésteres han sido permitidos por el -

C. FDA como.aditivos i.ndirectos de alimentos para uso de una va - h riedad de productos que tienen contacto con alimentos. Ade-

más el trietil citrato, FCC, es permitido por el FDA para ' -

uso de claras de h.uevo como una sustancia GRAS. El trietil

r.

*_.

-. . -. ci-tr,ato~-y aceti-ii tri-n-butil citrato-son considerados GRAS - ... como- ingredientes de--sabor por la AsoeiaCi~6n de Manufacturas ~ ~-

-,- de 'Saboresy Extrgctos d e -los Estados Unidos (~FEMA). ~~ ~

.,

E l trietil citrato ha sido usado como un ingrediente en . . c

. .

formulaciones cosméticas y de fragancia. El triciclohexil - citrato es un plastificante sólido utilizado como U R componen -

r- te de adhesivo5 termosensibles. El trialil~ citrato y el ace -

-... til trialil citrato son monómeros poliinsaturados para hacer

resinas especiales. Con catalizadores de peróxidos y calor

relativamebte modesto, estos lfquidos casi incoloros pasan -

por una homopolimerización fácilmente controlada y dan un co -

C..

.. L...

-..

.. ..

47 .

polímero .termofraguado claro y duro.

El isopropil citrato, a nivel que no exceda de 0.02%, y

el monoisopropil citrato, en una cantidad limitada Sdio por

la buena práctica de manufactura, están enlistados como se-

cuestrantes GRAS por el F D A . Una variedid de ésteres de al-

cohol graso (en esterificación parcial y completa del ácido

cítrico), más notablemente tristearil citrato, han sido usa-

dos comercialmente como.surfactaotes, como agentes lubrican-

tes y como emolientes. El estea61 citrato está enlistado por

el F D A como un secuestrante GRAS para uso alimentario a un -

-

nivel que no exceda de 0.15%.

El monoestearil citrato de calcio h a sido utilizado en

u n estabilizador de color formulado para procesar polímeros

de vinilo.

.... ..

Datos obtenidos de una en t r ees - hecha a l Gerente de Servi-

ciodde Q~ IM ICA MEXAMA, pr inc ipa i industr ia prodüctora de ácido - ci tr ico en nuestro pa is t

Producción anual :

Costos de producción:

P r e c i w en e l mercado:

Tecnologfa de proceso:

..

Capacidad instalada:

Ca.pacidad u t i l i z adar

compradores pr inc ipa les :

'19 O00 ton

$30 5/kg .' 4 4 6 0 h g

Fermentación de azúcar con Aspergillus

n ige r . 22 000 ton de producción anual.

39 O00 ton de producción anual. j Productores de refrescos, dulces, con-

servas y medicnmentos. ,

Presentación d e l producto: Sacos de 50 kg y 25 kg.

( i a grangiometria d e l c r i s t a l de ácido - citr ico es de acuerdo a l a s exigencxas

de los compradores 1. , 1

Esta empresa exporta e l 2oq6 de su producción anual a países de - Centro América, Canadá y Japón.

No e s ia única industr ia , en México, que produce ácido c i t r i c o ;

también l o produce una empresa llamada ICSA que se encuentra en

Tecomh, Colima, pero su producción es tan pequeña que no es com-

parable a l a de Química Mexama.

..

-. 49.

METDDOS SINTETICOS DE OBTENCION DEL ACIDO CITRIC0

muy pocos han s i d o l o s m6todis s i n t é t i c o s d e s a r r o l f a r h s hasta l a ac tua l idad para l a obtenci6n de ác. c í t r i c o e n t r e

1- c u a l e s se encuentran:

i) A p a r t i r de b i s c l o r o m e t i l g l i c o l a t , o (20) .

E s t e método e s empleado para l a s í n t e s i s de ác . c i t r i c 0

marca do rad iac t ivam en t e.

iii) Par a x i d a c i i n de J (hidroximeti1) 1 , 3 , 5 pentanntriol

I. i w ) mediante l a axidacirín con Tet.ra&xido de Dindtrrheno,

50

.. El'proceso que se proponla ilevar a cabo se esquematiza

a continuación: . 1.- Condensacidn de isobutileno con formaldehido para obte-

ner el 3 - m e t i l e n - i , 5 - p e n t a n o d i o l .

2. - Transformación de la olefina anterior en un glicol.

3.- Oxidación en este glicol del alcohol primario hasta el ácido carboxflico que darla como resultado el ácido cltrico.

Se buscó literatura aplicable de la cual se presenta al- guna parte a continuacibn:

I

CnNDENSACIuN TERPnICA DE ISnBUTENiJ Y pFURMALDEHIDU ..

La cnndensaci6n se l l e u a a cabn en una Bqmba Parr, 1.8 reactivqs- (1). \

m n p~awiomsmte~ mezclados en frh

Reactiutyo, NC. de melee I Can d i c ir n 8s

Ac20

5 0.8 I

I

I 6

Ag i t a c i 6 n , Temp. de 19R'C, Tiempe: 8 hre.

P reg i s t radh 525 l d s q

Deapubs del perhd . de reaccián se ebt iene un prnductr c a l a r pa-

jiza. b r i l l an t e , e l cual s e t r a t a cnma sigule:

i) Se lava con sol. acunsa de NaCl y sal. de (Na)?CO3 , para

neut ra l i zan .

ii) Se d e s t i l a a presian atmásferica, para el iminar l o s componen-

t e s de bajo punto da e bu l l i c i ón en una columna para uaciq de 30 i n . ,

iii) D e s t i l a r a vacfq en columna Uigreuix de 30 i n .

i v ) D e s t i l a r a vaciq en columna Podbielmiak de 24 i n , para qbte-

ner l o s componwkes de elevadq punto de e b u l l i c i i n . -I -- -- - .

La.a resultados qbtenidos sqn lqs siguientes:

I

. . ,.

I ..

r- .

, ..

-...

I

c

I.

~ ..

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I..

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L _ ,

I.

L.

.. "

I) .

....

.- ..

.. ..

....

ri

F~~

Y

React i v o s No. de moles

L O H 1

cti,=n 0.5

52 -

Además e8 o b t i e n e : metanal, isapreno g l i c o l d i a c e t a t o y un

i m m e r o d e l 3 - m e t i l e n --1,5-pentanodiol: e l ' v Y (3 ) , como

subpro ductme. .,

CONDENSACION DE 3 METILEN - I-BUTANOL ( bq ) CON'FORMALDEHIDO

Cr i FI d i c i o ne s.

Temp. L65-7O'C

A g i t a c i j n ,

RcO H

Ac20

0.5 Tiempo B hxs.

0.15

R e s u l t a d 0 s:

CCrfllpUEStCr Cant. (g ) P.eb. ( ' C ) .P (mmHg) Rend. - 76.6

Cumps. no i d e n t i ? .

El. r e n d i m i e n t o de I1 basado en CH20 es 64% y en I de 51.6%.

se recomienda hacer la condensaci i ín em una En o t r o s t r a b a j o s (2 )

autqclave: en u n medio de 2-propanol con s o l u c i i n b u f f e r de meta-

nol. cun formaldehldo.

53. -.-

Reac$ivo'a

)-OH L O H

'>i

Cantidad (9 ) Carrdic i lnes Ca l en ta r a 215'C y a d i c i o

' nar por 25 min. 415 g de 70 O

720 ,. CHZO (36%) a d i c i ~ n a i e s .

$38 A g i t a r y: c a l e n t a r por 65

Na2HP04

Ac . Dig1 icÓl i c o

CH20 (3&2 %)

I m i m . más a 215'C. La p m - I 3.5 - I si6n desciende de 148.7 a 113.5 Kg/cm . 2 1.3

205 ~

Resultados: Se o b t i e n e 09.51% de c lndensac i in en base a

y x/\ . Estos dns b l t imos snlcts dan ba j o s resultados. - " OH

54.

-_ Rendr-en Teferen- Carburo c i a a l carburr, T ra tado --c - c a t a 1 i z a d o r inicial -

C l o r a h i - d i c l o - d r i n a . r u m ..

. ninguno 84 % 18%

CuCisla 10% 83 5 20% E t ii en0

C u C i z a 10% 85 % 1 6%

PREPARACION DE CLORUHLDRINAC *.

I

(4 1 Em un e s t u d i o r e a l i z a d o pa ra l a ob tenc ión de c l o r o h i d r i n a s

d e l e t i i e n o - y sus hnmÚloqos ( isobutemo, propena, 1- b r t e n n y

2-butena) empleando c l o r o y agua, l a s s i g u i e n t e s c q n d i c i o n e s y

re su1 t a dos snn rapo r t a do s.

\

Mbtodot En un matraz de bqca ancha, p r i v i s t o de a g i t a c i i n ,

V media de +el . de i n t r o d u c c i - l a s ve l s . ón de c a r b g de reac. ro ( l /h ) tomando a1

nrno u n i d , ~ e t i l en?

Para c g media da ens2 de los YO va lo -

r e s nb t . 2.6 en C u C I z

1 5 14,5 1 i

14

canteniendo 1.5 2' de agua y e n f r i a d o con h i e l o , e l ca rbu ro eti-

l é n i c o y e l c y o r o son i n t r o d u c i d o s pqr tulbos d iametra lmente opuas

t o $ : G ( m i d ? s por un t h o a b i e r t o ). La v e l o c i d a d de en t rada de

l o s gases (medidas con un a p a r a t - "Regnault") e s t á reguaada de

manera que aunque sea máxima,ningÚn gas sa lga d e l aparatq.

Isobutenu

_-

C u C 1 2 a 10% 80-5$ I 16% I 8 I 8 I 0.55 1

.. 55.

Se recomienda ( 5 ) para ev i ta r l e fnrmaci6n excesiva de diclo- rurn mantener un exceso de o l e f ina 0 incrementar l a so'ubilidad de ésta'por medio de presión (en la práctica comercial se emplea una presión de 2.5 atm. )9 otro modo es separar a l mdximq l o s

tubos de entrada de los gases. La formación de l a clorohidrina del e t i l en i es exotérmica (40-

6O 'C ) y l a temperatura Óptima es de aproximadamente 50:C

Tambibn se ha reportado l a f amac i i n de clnrohidrinas empleando

hipnclorito de ca lc io (6 ) , en l a s íntes is de l a clorohidrima del estireno.

En estudios real izados sabre l a s íntes is de cqmpu'estls carbnni-

l o s (7) emplsando cloro, agua y una o l e f ina t e r c i a r i a a temperatw ra de 140-250°C, se obtiene el isibwtaldehldo del isobutilenq ( 8 ) . .

.

I

OBTENCrnN DE DIflLEC A PARTIR DE CLORDHíDRINAS . I

~

La ob t enc i in d e un d i l l se puede r e a l i z a r mediante , ia hid&- - l i s i s de l a c l o roh id r ina , sea:

I ) Cmn smluc iÚn de b i c a r h n a t o de sodio

ii) Mediante l a formaciÓn de l i x ido . y p o s t e r i i r h i d d l i s i s .

Por medio d e l primer método t i e n e l a venta ja de ser un so lo \ a

pa-, pero está repO'rtada que s e d i f i c u l t a l a extracc f6R del

d in1 por l a presenc ia d e l a r s a l e s (NaC1) 51 además de que se ob-

t iene en soluciún muy d i lu ida .

* (Se d i f i c u l t a l a ex tnacc i ín cuando se t r a t a de et i leno y

sus hnmólt~gas, además l a c l o r oh i d r i na fqrma mezc las azentrópicas) .

En e l segundq pr lced imiento s e forma e l Óxido y a l t ene r un

b a k Runto de e b u l l i c i á n se separa fáci lmenite para su p o s t e r i o r

h i d r 8 l i s i s .

E l método, empleado e s e l s iguiente :

i) La SOT. de clo.po.hidrina s e neut ra l i z a con un e x c a w &e

.~ carbonat- ~~ de ~ ~~~ calc io . . . . .

.- . ~ ii) La sa.i. a n t e ~ ~ ~ ~ a d . i ~ ~ r ) s ~ i i n + a l a l l a t i i 1 8 -una .Jachada -ds cal'~(l'.S v eces l a cant idad t e 4 r i c a ) y: se mantie'rl8.a e b d 1 i c i Ó n

suavie. . . . . . . . . . .

.I ... . . ..

. . s e , r .epr~rta. (~ ) qu'e e l 60% de Ca(OH)* puede ser,;rernplaz~idr~ pqr

'* . ~

swsa, pero%' s i s e emplea mayor propwci4n,hey d isminuci in en e l

porcenta je d e l óx ido (pqr que se pol imeriza) . Para el 6xidn d'e

e t i : i en9 se emplea h i d r 6 x i d q de c a l c i o al. 12% y una temperatura d e CiO'C.

””,

...

4 7%

*.- 57.

-

Ui) S i el i x i d o obtenid, t i ene un bajo punti de &u8l1ici6n

se puede aitslar fáci lmente: ’e acandiciona un r e f r i g e r an t e can

agua a una temperatura de 4 ’ 8 5 ’C

óxido y éste pasa a un condensador.

mayar a l a de ebu l l i c i6n del

i w ) E l óxido obtenida se seca con Na2COI anh.

56-56. S’C

L m r e su l t ados ObtenLd-s son 10s áiguientes:

- - I Rerrd, a p a r t i r I del carburo di- I €760 I Oxidq obtentida.

CH2’ C H i I ‘u’

La h i d r á l i s i s de es tos epdxidos prQduce d i a l e s . La h i d r ó l i s i s

se efectúa fác i lmente ya sea cnn so luc i ines d i luc idas de H2m4 o con so luc i lnes de NaUH.

J

C .

- .

L ..

,...,

58. c-

1( Otrias métodos a l t e rna t i vo s para l a obtenci in de d i o l e s " I .

Existen d iversos m6tidos a l t e rna t i vq s para qbtener d i q l e s de *

I

o l e f i n a s entre los cua les estan:

I) La epoxidaci6n de o l e f i n a s empleando peracid-s o rgán ic i s y po st e r i o r hidrá l i s i 8:

(14 1: Poeparaci6n de t r ans - e s t i l benóxido

Reactivos

A ) Trans- es t ilbeno. 0.425 mo.1

a) AC. peracético (40%) 65 m l :

0.425 m o l y NaOAc-

3H2ü 39

Mdto do

"A" en 4 0 0 m l de CH2C12 (a 2O'C) se l e adicinna ?an en 15 min y se a g i t a por 15 hr (temp. detectada 32-5'C en 2 hrs ) . Rec r i s t a l i z a r .

Obtenido e l ep6xido se h id ro l i z a con NaOH para obtener el d i o l .

- - CH3C03H

(15):

, @*$ NanH

11) Oxidación de l a s o l e f i n a s emplean& permanganato de potasio

.-Prepax-oc-iÚn de di-g1 i c e r a l dehfdo-(++il acetal): _-

React ivo s

A ) 0 .5 mol de acroleins (acetal) en 6 It d e agua 8 ) 0.5 m o l de KMn04 en 1 .5 It de agua

- -

Método J

La sol. iiB'l se va adiciqnand? (25 cc/min) cqn agL tación ( a 5C). Dejar de a g i t a r en cuanto termina l a adicihn y se forma un g e l . Esperar 2 hrs, aa' l en ta r en un baño de agua y f i l t r a r . Lavar e l

f i l t r a d o con K2C03 . Las capas se separan y se extrae e l prnductr, con éter . Des t i l a r a p re s i in

h< 59.

1 , Enpleando es tos m6t.rdos se t i ene i a ventaja de q,ue l a obten-

c i& de1,di.i-1 se efectúa prácticamente en un ~41.6 paso, y no 89

necesar ia l a foTmaCiin de intermediarhs , cimo en el metadi de

obtencfin d e d i n l e s Rar medio de cl irnhidrinras.

.

\I

e. 60.

Rend imiento co m I

su st:rato Pnoducto Ca(OC1)21 NaOC1.J K O C l

UXIDACXON DE ALCOHOLES a .

Para efectuar l a oxidación de a lcoho les dltimamente se han

empl eadv hipo halng enutro s con buenos resusltado s: .

I Ref s.

-_ De estos 'hipcrha1qgenulro.s el más adecuado para efectuar . l a oxida- c ci6n es 'e l h ipvc lo r i t o de ctacio', ya que es m u i y estable , barato

y f á c i l de producir. . . . .

- ~. .. .- ~~~~ __ __ ~ . ~ ..- . ~ ~. - ~~ - . -'.-. = .- ~ ~

_/ __ ~ ~ . . ~---.=-

Métoda: Se disüelven 1 9 ~ m m q l de ~ a l c ohb l por' ox idar en aceta' '*

n i t r i l o s ' k . Ac'ético (3:2 25 m i ) y se adiciona gota a gqta, en

un peri%¿db de 10 min. a una sOIuci6n f r í a ( O ' C ) de h ipqc lqr i to de calcia*provista, d e agitaci&i. Se continIra agitando por una hora más en l a cu%L 40 m l de agua se adicionan. La snluc.iin se extrae

con: CH2C12 ( 4 X 30 m i ) y l a capa orgánica se lava con. NaHC03 a l

10% y. luega. con' agua. Despues se seca cnn MgC04 y se euapr>ra e l

" ~ & . . .

C HiC12.

*( La so1wción de hipoclqr ito. de c a l c i o es de 12.'lmrnol/~OIrnlde

- agua).

c

- -

N&a: Cano se observa e m l a t a b l a an te r i o r , sólo e l a lcohol

b enz i i i p s d'a su' correspondiente aldahído y l o s demás alctyholes

La oaidaci6n: de . h s d c o h o l e e primariqs con higqhalogenurm

es sumamente l en t a x! e spec í f i c a en presencia de alcqhol.es secunr

da r i o s ~.(~sol6- se oxidan estos-. a l a .correspondiente cetonm); pero

afin,:ctyn,-lq - a n t e r i o r . la o x i d ac i i n es muy costeab1e:K e f ec t i va .

C o n re lac ión a l empleo de c l o ro corn- oxidaniteb de a lcoh les ,

8 rec ientes es tud ias son reportados cqm Clmro/piridina (123

. ciorcrean un -polimero +ctivrt& (13), en ambos m 6 t 4 d a l . a oxida' c¿jn da como producto e1 a-ldehldo.

. .

P

~ S Q W ~ DE L A S RUTAS POSIBLES PARA L A OBTENCIONDE AC. CITRICU n

En l a .b i t i? iogra f ía consultada se encuanira reportado y pie- . . .

namente i d e n t i f i c a d r e l producto.. de l a condensaci in térmica 'r

i del isobuteno y e l p-formaldehído; e l J-metilen-l,S- pentam- d i o l (1,2,3 Y, 162

La formación

trial] a p a r t i r .

método de l a formaci in de l a c lo rah idr ina , epsx idac i in y' pss-

teriqr h i d r ó l i s i s . , es f a c t i b l e , auque se presenfan desventajas.

Corno p.or ejem'plo: el ais lamientq de 19s~. i n t e rned i a r i o s ( c lq rah i - drina, epóxido), f o rmac i in de p r l duc t i s d ic l7rados (4 ) ce t4ni -

I I

E l t e t r a o l ha s ido obtenido de i d i o l ( 3-metilen-1,5-pen+;a- ~

nr,diol) por epoxidación con AcíiOH, seguida por h i d h x i l a c i 4 t T

del epóxido p.ir cabentamiento cin agúa. a 145'C

L e formacián .. . d e l t e t r a o l a partir . .~ del .. d i l l por madi? ~.. -r-- de -~- KmnR4

- .

0 .

(16)

(15, . ~ pre i en ta grandes v en t a~ j a s ya q u e se e f ec túa mn un ~ + - & - p ~ s r ) - f - ~ , ~ ~ __I - . ~ ~ ..

.- l7 IBj , e incluso mediant.e cr~ndiciqnes-adesuadas*se prd-'-- ~' - .~ ~L

pro17'ngar l a o x i d a c i i n .hasta la fnrrneciin de? Sc idr> .e í t r i co . - :--

Con respecky a l a o x i d a c i i n del + e t r a o l empleandi hipshaloqe- .- -~

nuro s ( " lo' 'I)

tonas, por e jemplo: las cuales impiden la cqrnpl e ta Ox idac i in de l a molécula. Este problema se soluciona h i d r o l i z a n d ~

l a l ac tona y efectuando l a p o s t e r i o r o x i d a c i h .

presenta l a desventaja de que se forman lac -

6'.

Se l f e v a r o n a cabo e i p e r i m e n t o i pa,ra r e a l i z a r y opti .mizar

e l p.roceso a nivel l a b o r a t o r i o . + s t e p r e s e n t 6 .algwn+.s di-

f i c u l t a d e s . t é c n i c a s que fueron agudizadas por l a e s c a s e z

y c a r e s t l a de l o s r e a c t i v o s .

E s t a s ' fueron Ú n r e f l e j o d e l a d e b i l f d a d y d e s a r t i t u l , á c i 6 n

que e x i s t e .en nu.est.ro. a p a r a t o prodccti .vo. concretamente en.

l a .producci.6n-.d.e -.alg.una.s .. . - m a t e ~ r i a s : iprimas que 'se :haMa ..cal--

c u i a d o ~ serlam a c c e s r i b l e s ,en e s t a s f e c h a s .para e l ,p,roce.so

- .

.. . qulmico p r a p u r s t o . E s t o no^ fué p o s i b l e . . .

. .

64.

h

c ON c LÚ s I ON E s

E l , ~ á c i d o c l t r i c o e s u n p roducto de; g r a n , u t i l i d a d ' y , con- I

s,eruien.temen:te.. de gran demanda en l a . i n d u s t r i a de l o s a1.i-

men:tos. ~~

L a , p roducc ibn de.1 á c i d o s e l l e v a a, cabo , por: métcrdos m i -

c r o b i o l ó g i c o s . No fué p o s i b l e , h a s t a - ~ aho ra . -1. desa . r ro l l .0 -

de.. un' m.é t o&-. qu 1m.i c o a 1.t e rna t-i V.O

, , \

. _ .

'.

4 - 65

*i

RE s UMÉN

Se :l.k.evd 'a -c:zibo Ú n estukiio preliminar referente ~a f a , de: - %Wida y á . l a . p r o d u C c i ~ b n , a c t a a l 'del & i d o c í t r i c o .

'Se pretsndía d e s d r r i l l a r - u n método .kl t@rnaQivo de s í n t e s i s

Xie .¿iicho ácido, , p o r vía qufmica. . _ Factores técnicos y econdmicos no hicieron - f a c t i b i e t a l pro-

L.

*.-. 66.

BIBLIOGRAFIA ;i

( 1 ) Blomq.u:ist, Ai. 2.. a n d Verd0Y.A. -- J. P i m . Chem. s, 77, 718d80 .(,19i54),.

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~~ .. .

5:4737-.(¡9.6.8).

PROYECTO DE SERVICIO SOCIAL; y x ;: .: ,;' _ i ' , ~ (,; --,3 : ,

. i c , , 8 . : y : . . ' ' * + , ? "lL " '

MA. DEL ROCIO CORREA SANDOVAL TEL. ' 5442'01-37

MATRICULA 80332376 ...,) ; , .i!-. ':?e Ai,.

INGENIERIA DE ALIMENTOS e-:,Trz:??":;, .

, . , ,, , . , ,i 5 I +.,'Q",(y: 11AVO. TRIMESTRE , :

30 HOñAS/SEMANA, 18 MESE ,,,p : y -<%

DEDICACION: *, .;, .; , I ..

COOrnfNA@ EO

E.N.E.P. ZARAGOZA - UNAM. :..,? s..

FECHA DE INICIO: JULIO 17,

I FECHA DE TERMINACION

INVERSION.

MA. DEL ROCIO CORREA .. .

,YW?F .* r . -

. . . . , . . c r..

ACID0 CITRIC0 POR VIA QUIMICA ESTUDIO DE PRE -

DR. JORGE CORREA PEREZ -G

~. . r . I . L

PRODUCCION, POR VIA QUIMICA, DE ACIDO CITRICO.

ESTUDIO DE PREINVERSION. ’

2.- NATURALEZA DEL PROYECTO: REVISION DE LITERATURA Y OTRAS FUENTES DE INFORMACION EN EL MERCADO, INDUSTRIA Y OFICI NAS GUBERNAMENTALES. ANALISIS DE DATOS DESDE EL PUNTO- DE VISTA CIENTIFICO, TECNICO, ECONOMIC0 Y SOCIAL. INVES - TIGACION APLICADA Y DESARROLLO TECNOLOGICO.

3.- INTRODUCCION Y GENERALIDADES:

EL ACIDO CITRICO ES UN PRODUCTO DE USOS MUY VARIADOS E IMPORTANTES: POR EJEMPLO, COMO ACIDULANTE EN BEBIDAS Y ALIMENTOS, EN JARABES, ELIXIRES, POLVOS Y TABLETAS EFER - VESCENTES DE USO FAñMACEUTICO; COMO UN ANTIOXIDANTE SI- NERGISTICO EN ALIMENTOS; EN LA INDUSTRIA QUIMICA, ESTE- RIFICADO, COMO PLASTIFICANTE DE POLIMEROS, COMO INHIBI- DOR DE ESPUMA; COMO SECUESTRANTE PARA LA REMOCION DE -- TRAZAS DE METALES; COMO MORDENTE PARA ABRILLANTAR COLO- RES: EN ELECTRODEPOSITACION; EN TINTAS ESPECIALES; COMO REACTIVO PARA LA DETERMINACION DE p2 05, ALBUMINA, GLU- COSA, PIGMENTOS BILIARES, ETC. EN MEDICINA HA SIDO USA - DO PARA LA REMOCION DE CALCULOS DE LA VEJIGA URINARIA,- PARA EL TRATAMIENTO DE RAQUITISMO Y COMO UN ASTRINGENTE SUAVE.

EL ACIDO ESTA AMPLIAMENTE DISTRIBUIDO EN EL REYNO VEGE- TAL, DE MANERA ESPECIAL EN LA FAMILIA DE LOS CITRICOS,- PERO TAMBIEN EN FLUIDOS Y TEJIDOS ANIMALES DONDE JUEGA- UN IMPORTANTE PAPEL EN EL METABOLISMO.

EN LA ESCALA INDUSTRIAL SE PRODUCE ACTUALMENTE POR VIA- DE LA FERMENTACION MICOLOGICA (ASPERGILLUS NIGER)., DE - MELASAS. EN UNA MENOR CANTIDAD, POR EXTRACCION DE FRU- TOS CITRICOS Y RESIDUOS DE LA PIRA.

AUNQUE LAS MATERIAS PRIMAS SON ABUNDANTES Y BARATAS EN

- 2 -

. NUESTRO PAIS, LA TECNOLOGIA ES RELATIVAMENTE COMPLEJA Y MUY DEMANDANTE DE ENERGETICOS.

4.- ANTECEDENTES:

RECIENTEMENTE SE HA DISERADO EN LA UNAM UN PROCESO PARA LA OBTENCION DE DICHO ACIDO A PARTIR DE ISOBUTILENO, UN PRODUCTO DE NUESTRA INDUSTRIA PETROQUIMICA.

BAJO LA ACCION DE REACTIVOS RELATIVMANTE BARATOS Y ABUN - DANTES, COMO EL CLORO Y LA SOSA, SE LOGRARIA LA TRANS-- FORMACION DEL HIDROCARBURO EN EL VALIOSO ACIDO, EN PRO- CESOS CUYA TECNOLOGIA SE AVISORA SENCILLA Y ECONOMICA.

LOS PASOS INICIALES DEL PROCESO HAN SIDO LLEVADOS A CA- BO CON EXITO. PARA LLEVAR A CABO LAS PRUEBAS EN MAYOR- ESCALA ES NECESARIO DETERMINAR, A GRANDES RASGOS, SI ES - TE PROCESO, ADEMAS DE SER ECONOMICAMENTE REDITUABLE, RE - SULTARIA ACORDE CON LOS REQUERIMIENTOS ESPECIFICOS DEL- PAIS.

5.- OBJETIVOS: EL ESTUDIO DE LOS ELEMENTOS TECNICOS, MER-- CANTILES, FINANCIEROS Y SOCIALES QUE INTERVIENEN EN LA CONVENIENCIA Y VIABILIDAD DEL PROCESO DE PRODUCCION POR VIA QUIMICA DEL ACIDO CITRLCO Y SU COMPARACLON CON LOS- PROCESOS VA ESTABLECIDOS.

ESTO SE HACE PARTICULARMENTE IMPORTANTE EN ESTAS EPOCAS DE PROFUNDOS CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA PRODUCTIVA DEL -- PAIS EN CUYO SANEAMIENTO, EL DESARROLLO CIENTIFICO Y -- TECNOLOGICO VIENE A SER UN PUNTO CLAVE.

# # # 3

- 3 -

6.- PROGRAMA: . A).- ASPECTOS TECNICOS DE LOS PROCESOS. BIOTECNOLOGICO

(FERMENTATIVO) . PETROQUIMICO, EXTRACTIVO, OTROS.

B).- ESTUDIO DE MERCADO Y COMERCIALIZACION. MERCADO -- ACTUAL Y MERCADO POTENCIAL.

C).- ASPECTOS FINANCIEROS, PRESUPUESTOS.

D).- EVALUACION SOCIAL DEL PROYECTO.

E).- RESUMEN Y CONCLUSION DE LOS RESULTADOS. RECOMENDA - B CIONES.

7.- ~RONOGRAMA:

ACTIVIDAD MESES 1984 MESES 1985

J A S O N D E F M A M J J A S O N D I

A I

B

C

D

E

8. - LITERATURA:

1.- A. SCHWEIGER, U.S. PAT. 2970084 (1961 A MILES LABS).

2.- P.G. STECHER (ED): THE MERCK INDEX, MERCK ú CO., RAHWAY,

N. J.. 1968.

3 . - W. REUTER ET AL: THE CITRUX INDUSTRY, UNIV. OF CALIFOR-

NIA. BERKELEY, VOL. I PAG. 36, 1967.

4.- FONDO NACIONAL DE ESTUDIOS Y PROYECTOS (FONEF'):

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