Tecnología RIE para el fraccionamiento de aminoácidos

Abstract

En este trabajo se ha estudiado el fraccionamiento y concentración de ácido aspártico y α-fenilglicina como aminoácidos modelo, elegidos ambos por su elevado consumo industrial. En concreto, el ácido aspártico se utiliza como materia prima junto con el aminoácido α-fenilalanina para la síntesis de aspartamo, edulcorante artificial 200 veces más dulce que la sacarosa, en la preparación de medios de cultivo, en detergentes, fungicidas, germicidas y está presente con el aminoácido fenilglicina en el proceso de obtención de antibióticos beta-lactámicos como son las penicilinas sintéticas o las cefalosporinas. Por lo general, con los métodos tradicionales de separación (intercambio iónico, cromatografía, adsorción o evaporación) se obtienen aminoácidos en baja concentración, lo cual implica una serie de etapas posteriores de separación, concentración y purificación, que suelen resultar caros y complejos. Como alternativa, en los últimos años, se están desarrollando procesos híbridos de los convencionales como es el caso de la tecnología de extracción con resinas impregnadas de extractante (RIE), con el fin de disminuir los costes de operación y mejorar el rendimiento de separación de aminoácidos. El interés del presente trabajo reside en las ventajas que aporta la tecnología híbrida de extracción con resinas impregnadas de extractante frente a los procesos convencionales de extracción con disolventes o el uso de resinas de intercambio iónico de alto precio. El estudio de esta tecnología de extracción con resinas impregnadas de extractante ha demostrado no solo la viabilidad técnica del proceso, sino que es capaz de reunir en un solo proceso las ventajas que ofrecen los procesos de adsorción sobre matrices poliméricas sólidas, aplicables a disoluciones muy diluidas, con la elevada capacidad y selectividad que ofrecen las técnicas de extracción con disolventes, utilizando además un equipo sencillo y barato propio de la tecnología de intercambio iónico con resinas sólidas. Esta tecnología híbrida tiene además consecuencias medioambientales favorables, en cuanto a su bajo consumo energético y de reactivos, con un alto grado de eficacia en la separación y de reutilización de todos los productos. Además del interés de su aplicación, el trabajo de investigación cubre un amplio estudio fundamentado en los principios que gobiernan la transferencia de materia. Dicho estudio abarca los aspectos básicos relacionados con el equilibrio entre fases, el estudio de las etapas físicas que condicionan la operación, la velocidad de transferencia de materia y su modelización de cara al diseño del proceso integrado de extracción – re-extracción en lechos fijos y su posible cambio de escala para la aplicación industrial. La finalidad del trabajo recogido en esta memoria ha sido la de avanzar en el estudio de esta tecnología aplicada al fraccionamiento de aminoácidos y otros biocompuestos de interés, que por su naturaleza puedan estar presentes en caldos de fermentación o en corrientes de determinados procesos industriales.