Esterificación enzimática de ácido láctico en un reactor con membranas de pervaporación

Abstract

En este trabajo se hace un estudio de la transformación de ácido láctico en lactato de etilo, el cual se comercializa principalmente como "disolvente verde", por su elevado punto de ebullición, no toxicidad y biodegradabilidad. En esta reacción de esterificación, cuya conversión está limtiada por el equilibrio químico, se emplean habitualmente catalizadores ácidos. En este trabajo se ha estudiado como catalizador alternativo la lipasa B de Candida antarctica. Además, si se elimina del medio de reacción uno de los productos, el equilibrio se desplaza y se puede conseguir una mayor conversión. Con este objeto se ha eliminado el agua del medio de reacción mediante un dispositivo con membranas de pervaporación. Inicialmente se ha llevado a cabo un estudio en detalla de la reacción de esterificación biocatalizada en ausencia de disolvente empleando elevadas concentraciones de reactivos.Se ha evaluado el efecto de variables tales como: relación ácido/alcohol, pH, relación enzima/sustrato, efecto de la presencia de oligómeros del ácido láctico, conenido en agua, y temperatura. Se ha tenido en cuenta tanto la contribución de la reacción biocatalizada, como la autocatalítica, debido al reducido pH que presentan las disoluciones de ácido láctico en elevadas concentraciones. En una segunda etapa se ha abordado la deshidratación del medio de reacción mediante pervaporación. En primer lugar, se realizaron pruebas con distintas membranas hidrofílicas comerciales, surgiendo problemas de resistencia química, debido a la acidez del medio y a la presencia del lactato de etilo. De este estudio preliminar se seleccionaron tres membranas, Pervap 3100, Pervap 1131 y Pervap 2216. observándose que la más adecuada, tras la comparación de flujos de permeado y selectividad, era la Pervap 1131. Con esta membrana se llevó a cabo un estudio del efecto de la temperatura y de las interacciones soluto-membrana y soluto-soluto que intervienen en el hinchamie