Biocatalytic production of flavors and fragrances

Producción biocatalítica de sabores y fragancias

La producción de fragancias es bastante exigente; las restricciones actuales exigen que los perfumes estén exentos de sustancias químicas tóxicas, lo cual es bastante lógico, y además demandan que la pureza de los compuestos utilizados debe ser sumamente alta. Todos estos aspectos hacen costosos los procesos, y en muchos casos obligan a aumentar los precios de los productos para compensar los costos de producción. De esta manera, se requieren métodos catalíticos para aumentar esta eficiencia, y es así como las enzimas juegan un papel importante en este campo, logrando buenas velocidades, buenas selectividades y condiciones de operación mucho más amables. Los compuestos preparados en este trabajo son ácidos grasos de cadena ramificada, la formación de terpenos y esencias frutales, y también la formación de antioxidantes fenólicos.

Para establecer un catalizador efectivo en cada una de las reacciones, es necesario caracterizar las enzimas y, según el tipo de compuesto, se establecen las condiciones de operación, las cantidades, etc. Algunas reacciones requieren estudios de selectividad de forma, en especial las que involucran enantiomeros. Es así para la producción de ácidos grasos de cadena ramificada, donde se deben utilizar relaciones acido-etanol sumamente altas.

En el caso de las enzimas, el estudio químico es más complejo que si se utilizaran catalizadores heterogéneos; en estos es posible conocer el fenómeno de superficie y los mecanismos de reacción que, aunque son suposiciones y no representan en un cien por ciento el fenómeno real, si dan una idea general de la forma en la cual es posible llegar al producto, siendo entonces posible establecer un parámetro de selectividad. En cambio, en el caso de las enzimas, el efecto bioquímico es sumamente complejo por la estructura que poseen.

En este estudio no sólo se analizó el fenómeno de la reacción, sino que se evaluó todo el proceso productivo, incluyendo las etapas de cambios de temperatura y fase (transferencia de calor), los cambios de presión en el sistema, y un aspecto tan fundamental como lo es el sistema de separación; ésta se realizó mediante un proceso de absorción, reteniendo el producto deseado en el liquido con altísima pureza. Parte de la mezcla que queda de la absorción se trata nuevamente con una membrana de copolímero para eliminar agua y regresar al proceso en forma de reciclo; de esta manera se tiene un proceso continuo y con eficiencia creciente.

Structural analysis of reactive distillation columns

Análisis estructural de columnas de destilación reactiva

El artículo explica el modelamiento de una columna de destilación reactiva, sobre la base de los modelos de Taylor-Krishna y Almeida-Rivera, consistente en la separación de fases puras combinada con etapas reactivas en el proceso, donde tanto la reacción y la separación tienen lugar al mismo tiempo. El análisis se realiza con el fin de mostrar el impacto global sobre el sistema de separación reactiva, añadiendo o quitando etapas de separación no-reactiva o etapas de separación reactiva, manteniendo el número total de etapas constante. Para este estudio, se utilizó un modelado riguroso de la columna, con un modelo de equilibrio para la sección reactiva. En el documento se incluye un caso de estudio, que incluye la ejecución de una unidad de destilación reactiva; el caso de estudio está enfocado a la producción de metil-ter-butil éter. No todos los procesos químicos industriales pueden aplicar destilación reactiva; sin embargo, es una buena alternativa para ciertos procesos, donde se puede llevar a cabo un ahorro significativo de costos asociados con el proceso por la reducción de etapas de operación y el espaciado en planta.