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BIOTEC´2004, OVIEDO 19-23 DE JULIO - 2004

MODELO CINÉTICO GLOBALIZADO PARA LA OBTENCIÓN DE LÍPIDOS ESTRUCTURADOS POR ACIDOLISIS DE UN TRIGLICÉRIDO Y ÁCIDO CAPRÍLICO CATALIZADA POR

LIPOZYME IM

Camacho Rubio F a, Robles Medina A b, Camacho Páez B b, González Moreno PA b, Esteban Cerdán L y Molina Grima E b. aDepartamento de Ingeniería Química, Universidad de Granada, bDepartamento de Ingeniería Química, Universidad de Almería, 04120

Proyecto del Ministerio de Ciencia y Tecnología: Diseño de un proceso para la obtención de lípidos estructurados (AGL2003-03335)

¿QUÉ SON LOS LÍPIDOS ESTRUCTURADOS?

LE de estructura MLM: TG que contienen AGM en las posiciones 1 y 3 de la glicerina y AGL funcionales en la posición 2

-M - 8:0 - 10:0

L - 20:5n3- 22:6n3 -

-M - 8:0 - 10:0

Distribución MLM: facilita su absorción debido a la especificidad 1, 3 de la lipasa pancreática. Los 2-MG con el AGL son convertidos en TG propios

AGM: aportan energíaAGL: aporte de AG funcionales enfermedades o carencias

Acidos grasos poliinsaturados (PUFAs):EPA (20:5n3): enfermedades cardiovasculares DHA (22:6n3): desarrollo del sistema nervioso, leches maternizadas

2

SÍNTESIS DE LÍPIDOS ESTRUCTURADOS: ACIDOLISIS

Lipasa 1,3 específicaLLL + 2 M ⇔ MLM(MLL) + 2 L

éster (1) ácido (1) éster (2) ácido (2)

ACIDOLISIS: HIDRÓLISIS + ESTERIFICACIÓN

-OCOR1 -OH

R2COO - + H2O ⇔ R2COO- + R1COOH

-OCOR3 -OCOR3

-OH -OCOR

R2COO - + RCOOH ⇔ R2COO- + H2O

-OCOR3 -OCOR3 3

MATERIALES Y MÉTODOS

TRIGLICÉRIDOS (LLL)• Triglicérido modelo: trioleina• Triglicérido heterogéneo natural: aceite de hígado de bacalao (rico EPA y DHA)• Triglicérido heterogéneo comercial: EPAX 4510 (rico en EPA)

ACIDO GRASO DE CADENA MEDIA: C8:0

DISOLVENTE ORGÁNICO: Hexano• Apolar, valor elevado de log P• Baja viscosidad

LIPASA: Lipozyme IM • 1, 3 específica y buena actividad• Inmovilizada: resina macroporosa,0.2-0.4 mm, 2-3% agua, 30-70ºC

TEMPERATURA: 30ºC• Alta velocidad de reacción• Poca desnaturalización térmica• Baja acil-migración• Volatilidad del hexano 4

ACIDOLISIS: MATERIALES Y MÉTODOS

REACTOR DE LECHO FIJO: RECIRCULACIÓN

Toma de muestras

Recirculación

Agua deltermostato

Agua altermostato Lecho de

lipasa inmovilizada

Baño termostático

Bomba peristáltica

Válvula

Reactivos

5


ANALISIS: incorporación de C8:0 a los TG y composición de estos TG en ácidos grasos.

•TLC: separación de los glicéridos (MG, DG y TG) y ácidos grasos libres

• CG: determinación de la cantidad y composición en ácidos grasos de los TG

6

CINÉTICA DE LA ACIDOLSIS DE TG Y C8:0

Tabla 2. Condiciones experimentales utilizadas en la acidolisis de trioleina, aceite de

hígado de bacalao (AHB) y EPAX4510 con ácido caprílico para el estudio de la cinética

de estas reacciones.

Aceite mLa, g Vb, m3 [TG]0

c, mol/m3 m0d

qe, mL/h

Trioleina 2.0 0.000322 35.9 5.88 132

Trioleina 2.1 0.0001722 67.1 6.00 132

AHB 6.0 0.000322 34.1 6.13 63

EPAX 2.0 0.000322 33.6 6.28 74

EPAX 2.2 0.0003222 33.6 6.41 196

EPAX 2.5 0.0002444 88.5 6.41 200

EPAX 2.5 0.0001444 149.8 6.41 200

EPAX 3.0 0.0000444 487.3 6.41 30 a masa de lipasa en el reactor de lecho fijo; b volumen de mezcla reaccionante; c

concentración inicial de triglicéridos; d relación molar ácido caprílico/triglicéridos; e

caudal de mezcla reaccionante por el lecho de lipasa; e incorporación máxima de ácido

caprílico a los triglicéridos por paso a través del reactor de lecho fijo.

7


Acidolisis de EPAX4510 y C8:0 catalizada por Lipozyme IM:influencia del caudal de circulación sobre la velocidad de incorporaciónde C8:0 a los TG.

t, horas

0 20 40 60 80

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

AJUSTEq = 74 mL/h q = 196 mL/h

8

RESULTADOS EN EL EQUILIBRIO: ACIDOLISIS DE TRIOLEINA COMERCIAL, ACEITE DE HÍGADO DE BACALAO Y EPAX4510 (ACEITE COMERCIAL ENRIQUECIDO EN EPA)

Tabla 1. Composiciones en ácidos grasos de los triglicéridos iniciales y de los triglicéridos estructuradosobtenidos en el equilibrio m ediante acidolisis de estos triglicéridos con ácido caprílico a 30ºC

Trioleina com ercialm 0 = 5.95

AH Bm 0 = 6.13

EPAX 4510m 0 = 6.41

Ácidosgrasos

X 0, % X e, % X 0, % X e, % X 0, % X e, %

8:0 52.0 56.8 59.512:0 1.314:0 3.2 1.5 4.7 2.316:0 6.4 3.5 12.4 6.3 6.9 4.416:1n7 4.6 2.4 8.7 3.3 3.0 1.716:3n4 1.118:0 1.9 1.0 2.9 0.9 6.8 4.018:1n9 68.1 35.8 19.3 6.0 11.8 5.018:1n7 1.1 5.1 1.6 6.9 5.018:2n6 10.8 3.818:2n4 1.518:4n3 2.3 0.5 4.0 2.020:1n9 12.0 3.5 5.7 3.420:4n6 2.5 0.620:5n3 9.2 5.1 40.4 9.622:1n9 8.7 2.9 4.3 2.722:5n3 1.9 0.822:6n3 12.8 10.0 7.7 2.1Total 100 100 100 100 100 100

9

MODELO CINÉTICO: acidolisis de un TG y un ácido graso en medio noacuoso catalizada por una lipasa 1,3-específica inmovilizada sobre un soporte sólido

Hipótesis

• Sólo las posiciones 1 y 3 participan en el intercambio y son equivalentes• La acil-enzima es el único intermedio de vida apreciable en el que interviene la enzima

• Aproximación de estado estacionario para las concentraciones de DG• La acil-enzima se encuentran en equilibrio con los ácidos grasos libres.Para la relación molar ácidos grasos libres/TG (m0) y contenidode agua empleados, se considera que la mayor parte de la enzima se encuentraen forma de acil-enzima

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ][ ] [ ]

'L L

EL W ELE L EL W K K

E L E L+ ⇔ + = =

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ][ ] [ ]

'M M

EM W EME M EM W K K

E M E M+ ⇔ + = =

KL y KM constantes de formación de las acil-enzimas.10

MODELO CINÉTICO ACIDOLISIS

PRIMERA INCORPORACIÓN SEGUNDA INCORPORACIÓN

2GLM M GM L+ ⇔ +2GL M GLM L+ ⇔ +a) Hidrólisis de las posiciones 1 ó 3:formación del diglicérido a) Hidrólisis

1

1

3

3

L

L

L

L

k

k

k

k

E LGL EL GL

E LGL EL LG

−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

L

L

L

L

k

k

k

k

E MGL EL MG

E LGM EL GM

−

−

⎯⎯→+ +←⎯⎯

⎯⎯→+ +←⎯⎯

b) Esterificación del DG con el ácido graso de cadena media, M

b) Esterificación

M

M

M

M

k

k

k

k

EM MG E MGM

EM GM E MGM−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

1

1

3

3

M

M

M

M

k

k

k

k

EM GL E MGL

EM LG E LGM−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

Velocidad de la primera incorporación Velocidad de la segunda incorporación

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

1

122

L T

M e

L L L

M M M

k e GL M GLM LK K

rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

11

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

2

2L T

M e

L L L

M M M

k e G L M M G M LK K

rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠


[ ] [ ][ ]

2

0

23M

GLM GMF

TG+

=

Constante de equilibrio

( )( )( )

2

0

32 3 3

Mee

Me Me

FK

F m F=

− −

12

Ajuste de los resultados de cada TG con unos mismos parámetrosDeterminación de los dos parámetros cinéticos, conocida la constante de equilibrio Ke, haciendo mínimo SCR

( )( ) ( )

( ) ( )

20

2

0

12 3 3 33

3 3

0 0

L TM M M

M eM

LM M

M

M

k e F m F FK Kd F

d K F m FK

F

θ

θ

− ⎛ ⎞− − −⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞

+ −⎜ ⎟⎝ ⎠

= =

[ ]0

EmtV TG

θ⎛ ⎞

= ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

Intensidad de tratamiento

( )2

calculada experimentalM Mi

SCR F F= −∑


( )( ) ( )

( ) ( )

20

2

0

12 3 3 33

3 3

0 0

L TM M M

M eM

LM M

M

M

k e F m F FK Kd F

d K F m FK

F

θ

θ

− ⎛ ⎞− − −⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞

+ −⎜ ⎟⎝ ⎠

= =

θ, (g h)/mol

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Ajuste [TG]0 = 35.9 [TG]0 = 67.1

t, horas

0 20 40 60 80 100

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

AJUSTEAHB: [TG]0 = 34.1

Acidolisis del aceite de hígado debacalaoAcidolisis de trioleina a dos concentraciones

13


( )( ) ( )

( ) ( )

20

2

0

12 3 3 33

3 3

0 0

L TM M M

M eM

LM M

M

M

k e F m F FK Kd F

d K F m FK

F

θ

θ

− ⎛ ⎞− − −⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞

+ −⎜ ⎟⎝ ⎠

= =

θ, (g h)/mol

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Ajuste[TG]0 = 33.6[TG]0 = 88.5[TG]0 = 149.8[TG]0 = 487.3

ALTAS CONCENTRACIONES DE TGInfluencia de la difusión en los poros del catalizadorAumento de la viscosidadDisminución de la difusividad efectiva en los poros

Acidolisis del EPAX a cuatro concentraciones14

CINÉTICA DE LA ACIDOLSIS DE TG Y C8:0: INFLUENCIA DE LA DIFUSIÓN EN LOS POROS

Ecuaciones de continuidad

[ ] ( )21 22 0eM

P

d MD d r r rr dr dr

ρ⎛ ⎞

− + =⎜ ⎟⎝ ⎠

[ ] ( )21 22 0eL

P

d LD d r r rr dr dr

ρ⎛ ⎞

+ + =⎜ ⎟⎝ ⎠

[ ] ( )21 22 0eGLM

P

d GLMD d r r rr dr dr

ρ⎛ ⎞

+ − =⎜ ⎟⎝ ⎠

[ ]22212 0eGL

P

d GLD d r rr dr dr

ρ⎛ ⎞

− =⎜ ⎟⎝ ⎠

[ ]22222 0eGM

P

d GMD d r rr dr dr

ρ⎛ ⎞

+ =⎜ ⎟⎝ ⎠

Condiciones límite[ ] [ ] [ ] [ ]

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 2 2 2

P s S

s s s

r R M M L L

GL GL GLM GLM GM GM

= = =

= = =

[ ] [ ]

[ ] [ ] [ ]2 2

0 0 0

0 0 0

d M d Lr

dr drd GL d GLM d GM

dr dr dr

= = =

= = =

Sustitución de las expresiones cinéticas

[ ][ ]

[ ] [ ]( )[ ] [ ] [ ]( )[ ]

[ ] [ ]( )2 22

222

0

12 20P P c TP E

eM I

GL GLM M GLM GL Ld M R k eR Kd r

r dr dr D TG M K Lρ

⎛ ⎞+ − +⎜ ⎟⎛ ⎞⎜ ⎟− =⎜ ⎟⎜ ⎟+⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎝ ⎠

[ ]2

2

0

P P c T

eM

R k eD TG

ρΦ =

Integración: a un t determinado se obtienen los perfiles de concentraciones de cada especie en el interior de la partícula. 15


Velocidades observables de desaparición de triglicéridos nativos y del ácido graso extraño iguales a sus caudales de entrada por la superficie externa de la partícula

( ) [ ][ ]

[ ]2

1 2 23 0

4 343

P P

P c P TeMob

r R r RP P

d M d MR k R er r Ddr TG drR

π

π ρ= =

⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟Φ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

molacidograsoMglipasa h( ) [ ]

[ ][ ]2

2 21 2 2

3 0

4 343

P P

P c T PeGLob

r R r RP P

d GL d GLR k e Rr Ddr TG drR

π β

π ρ= =

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟Φ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Reactor de dispersión bien mezclado: balances de ambos componentes en la fase orgánica que rodea las partículas

[ ] ( )1 2S

Eob

d MV r r m

dt= − +[ ] ( )2

1S

Eob

d GLV r m

dt= −

[ ][ ]

[ ]2 22

0

3

P

s c T P E

r R

d GL d GLk e R mdt V TG dr

β

=

⎛ ⎞⎛ ⎞= − ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Φ ⎝ ⎠⎝ ⎠

[ ][ ]

[ ]2

0

3

P

s c T P E

r R

d M d Mk e R mdt V TG dr

=

⎛ ⎞⎛ ⎞= − ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Φ ⎝ ⎠⎝ ⎠

[ ] [ ] [ ]2 2s s sGM M GL∆ = −∆ + ∆[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]22

s s s s sL M GLM GL M∆ = −∆ ∆ = − ∆ + ∆

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 0 20 00 0 0 0

s s s s st GL TG M m TG L GLM GM= = = = = =

16


[ ]2

2

0

P P c T

eM

R k eD TG

ρΦ =

( )0.5

0.67.4010 SB

B

xPMDT V

µ=

Tabla 5. Características de las partículas de enzima inmovilizada, porosidad del lecho y difusividades de especies que intervienen en la acidolisis de EPAX 4510. Propiedad Valor Referencia Radio medio de partícula, RP 0.0002 m Densidad de partícula, ρP 6.677 105 g/m 3

Porosidad de partícula, εP 0.453 Densidad del lecho fijo, ρL 0.36 g/m 3 Porosidad del lecho 0.46

Camacho Páez et al.(2002)

Volumen molar del líquido saturado (cm 3/mol): Ácido caprílico Ácido nativo intercambiado Aceite original Aceite monosustituido Aceite disustituido

201.6 430.6

1332.2 1103.2 874.1

Le Basa

Difusividad molecular del ácido caprílico en n-hexano, DM (m 2/h)

1.08 10-5

W ilke y Changa

Relaciones de difusividades: Ácido nativo int./Ácido caprílico, α Aceite original/Ácido caprílico, β Aceite monosustituido/Ácido caprílico, β1

Aceite disustituido/Ácido caprílico, β2

0.63 0.32 0.36 0.41

W ilke y Changa

aThe Properties of Gases and Liquids, 5ª Edición, M cGraw-Hill Internacional Editions, Poling, B.E., Prausnitz, J.M . y O’Connell,J.P.(2001) pag. 4-34 y pags. 11.21 y 11.22

261.63 10 3M P

eMD mD

hε τ

τ−= = =

17


t, horas

0 20 40 60 80 100 120 140

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

FI=0-2 FI=10FI=20 FI=30 Experimental

t, horas

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

FI=0-2 FI=20 FI=40 FI=60 FI=80 Experimental

[ ]2

2

0

P P c T

eM

R k eD TG

ρΦ =Ajuste de los resultados experimentales

al modelo que incluye la difusión en los poros 18


Relación entre la difusividad efectiva del C8:0 a través de una fase líquidamulticomponente y en los poros del catalizador y las difusividades efectivas binarias

2 2

2 2

2 2

1 1

1 1

1 1 1

ii M

ieM eMi M

H LH M L M

eMH M eML M

GL GMGLMGL M GLM M GM M

eMGL M eMGLM M eMGM M

Ny yD D N

N Ny y y yD N D N

N NNy y y y y yD N D N D N

⎛ ⎞= − =⎜ ⎟

⎝ ⎠⎛ ⎞ ⎛ ⎞

= − + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞

+ − + − + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠

∑

2 2

0

0

H

L M

GL GLM GM TG

N n hexanoestacionarioN N contradifusionequimolarN N N N

= −=−+ + = =

[ ] [ ]0 0 0FFA L M TG TG My m TG F y TG Fα α= =

[ ] [ ]00

11

eMH eMHM eM

eM M

D DTG F DD TG F

αα

= + =+

261.63 10MH P

eMHD mD

hε

τ−= =

[ ]6

0

1.63 101eM

M

DTG Fα

−

=+

19


t, horas

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

F M

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Ajuste

[TG]0 = 149.8[TG]0 = 487.3

20

CONCLUSIONES

• En un reactor con la lipasa inmovilizada se han obtenido TG estructurados del tipoMLM con contenidos de C8:0 en torno al 56% (próxima al máximo teórico del 66.7%).

• Los resultados experimentales a bajas concentraciones se han ajustado a un modelocinético basado en un mecanismo de la reacción de acidolisis que considera que el único intermedio de vida apreciable en que interviene la enzima es la acil-enzima.

• A concentraciones de sustrato elevadas se ha comprobado que la cinética de la reacción está limitada por la difusión de los reactivos y productos en los poros del catalizador.

21

• Todos los resultados experimentales se han ajustado a un modelo que tiene en cuenta el mecanismo de la reacción, la influencia de la difusión en los poros y la disminución de la difusividad efectiva de las especies implicadas en el transcursode la reacción.

22

BIOTEC´2004, OVIEDO 19-23 DE JULIO - 2004

MODELO CINÉTICO GLOBALIZADO PARA LA OBTENCIÓN DE LÍPIDOS ESTRUCTURADOS POR ACIDOLISIS DE UN TRIGLICÉRIDO Y ÁCIDO CAPRÍLICO CATALIZADA POR

LIPOZYME IM

Camacho Rubio F a, Robles Medina A b, Camacho Páez B b, González Moreno PA b, Esteban Cerdán L y Molina Grima E b. aDepartamento de Ingeniería Química, Universidad de Granada, bDepartamento de Ingeniería Química, Universidad de Almería, 04120

Proyecto del Ministerio de Ciencia y Tecnología: Diseño de un proceso para la obtención de lípidos estructurados (AGL2003-03335)

23

Aumentan la absorción de los AG en la posición 2 de los TG, por ejemplo el 18:2n6 en pacientes con fibrosis cística (Ikeda et al., 1991)

Formación de emulsiones de lípidos para alimentación enteral y parenteral

Reducción de las calorías de las grasas (Miller, 1995)

Previenen la trombosis (Kennedy, 1991)

Mejoran las funciones inmunológicas (Kennedy, 1991)

Reducen los TG, el LDL colesterol y el colesterol en sangre (Ikeda et al., 1991)

Atenuación del catabolismo de las proteínas y mejora del balance de nitrógeno mediante los AGM (Babayan, 1987)

Respuesta hipermetabólica a los daños térmicos (Jensen et al., 1994)

BENEFICIOS DE LOS LÍPIDOS ESTRUCTURADOS

24

MATERIALES Y MÉTODOS: COMPOSICIONES DE LA TRIOLEINA COMERCIAL, ACEITE DE HÍGADO DE BACALAO Y EPAX4510 (ACEITE COMERCIAL ENRIQUECIDO EN EPA)

Tabla 1. Composiciones en ácidos grasos de los triglicéridos iniciales y de los triglicéridos estructurados obtenidos en el equilibrio mediante acidolisis de estos triglicéridos con ácido caprílico a 30ºC Ácidos grasos Trioleina comercial

X0, % AHB X0, %

EPAX 4510 X0, %

12:0 1.3 14:0 3.2 4.7 16:0 6.4 12.4 6.9 16:1n7 4.6 8.7 3.0 16:3n4 1.1 18:0 1.9 2.9 6.8 18:1n9 68.1 19.3 11.8 18:1n7 1.1 5.1 6.9 18:2n6 10.8 18:2n4 1.5 18:4n3 2.3 4.0 20:1n9 12.0 5.7 20:4n6 2.5 20:5n3 9.2 40.4 22:1n9 8.7 4.3 22:5n3 1.9 22:6n3 12.8 7.7 Total 100 100 100

25

ÁCIDOS GRASOS DE CADENA MEDIA

• C8:0 y C10:0 obtenidos a partir de aceites vegetales• Saponificación• Destilación de los ácidos grasos libres o de los ésteres etílicos

Composición en ácidos grasos de los aceites de coco y semilla de palma y de lagrasa de la leche

Acido graso Aceite decoco

Aceite de semillade palma

Grasa de laleche

4:0 - - 4,1-5,36:0 0,5 0,3 3,1-3,78:0 (caprílico) 8,0 3,9 1,8-2,910:0 (cáprico) 6,4 4,0 3,1-4,212:0 (laúrico) 48,5 49,6 3,4-4.714:0 17,6 16,0 9,5-14,014:1 - - 3,616:0 8,4 8,0 25,1-30,016:1 - - 1,618:0 2,5 2,4 7,3-12,318:1 (oleico) 6,5 13,7 15,0-17,218:2 (linoleico) 1,5 2,0 1,5-2,018:3(linolénico)

- - 0,4-0,5

26

LIPASAS MÁS UTILIZADAS

Lipasa Especificidad Referencia

Lipozyme IM, de Mucor miehei oRhizomucor miehei (Novo Nordisk)

Posicional 1,3 Akoh y Yee (1997). Shieh et al.(1995). Iwasaki et al. (1999)

Novozyme 435 de Candida antarctica(Novo Nordisk)

No específica Lee y Akoh (1996, 1997) Huang y Akoh (1996a)

Rhizopus delemar (Tanabe Seiyaky Co.Ltd., Osaka, Japón)

Posicional 1,3Acil-selectiva

Shimada et al. (1996a, b, 1997)

SP382 de Candida sp. (Novo) Soumanou et al. (1997)

Chromobacterium viscosum (AsahiChemical Industry Co. Ltd.)

Soumanou et al. (1997)

Lipasa pancreática porcina (SigmaChemical Co.)

Posicional 1,3Acil-específica

Lee y Akoh (1997)

Carica papaya latex (Sigma Chemical) Posicional 1,3Acil-selectividad

Foglia y Villeneuve (1997)

Pseudomonas sp. No específica Iwasaki et al. (1999)

MEDIO DE REACCIÓN

28

DISOLVENTES ORGÁNICOS

• Equilibrio de la reacción• Actividad enzimática:

interacción con el agua esencial que rodea a la enzima

Disolvente log P Disolvente log PDimetilsulfoxido -1,3 Ácido benzoico 1,9Dioxano -1,1 Cloroformo 2,0N, Ndimetilformamida -1,0 Benceno 2,0

Metanol -0,76 Heptanol 2,4Acetonitrilo -0,33 Tolueno 2,5Etanol -0,24 Clorobenceno 2,8Acetona -0,23 Octanol 2,9Acido acético -0,23 Tetraclorometano 3,0Acetato de metilo 0,16 Pentano 3,0Propanol 0,28 Etilbenceno 3,1Tetrahidrofurano 0,49 Xileno 3,1Acetato de etilo 0,68 Ciclohexano 3,2Butanol 0,80 Hexano 3,5Pentanol 1,3 Heptano 4,0Fenol 1,5 Octano 4,5Acetato de butilo 1,7 Dodecanol 5,0Nitrobenceno 1,8 Hexadecano 8,8

Valores de log P (Laane et al., 1987)

28

ANTECEDENTES

CONTENIDO ÓPTIMO DE AGUA

• Actúa como reactivo y producto• Necesaria para la actividad enzimática• Cada enzima debe ser ensayada a varios niveles de hidratación

ACIL-MIGRACIÓN

• Cambio espontáneo de grupos acilo desde la posición 2 a las 1,3 • Se produce en MG y DG: en la acidolisis habrá que hacer mínima su concentración

- OH - OCOR

ROCO- HO-

- OH - OH(10%) (90%)

• Velocidad de acil-migración: disolvente, agua, sustratos polares, ácidos y bases, sólidos con cargas superficiales, temperatura, tiempo de reacción, etc.

29

REACCIONES PARA LA SÍNTESIS DE LE

ACIDOLISISLLL + 2 M ⇔ MLM (MLL) + 2 L

éster (1) ácido (1) éster (2) ácido (2)

ALCOHOLISIS y ESTERIFICACIÓNLLL + 2 ROH ⇔ OH-L-OH + 2 R-L

éster (1) alcohol(1) alcohol(2) éster(2)

OH-L-OH + 2 M ⇔ MLM + agua

30


REACTOR DE LECHO FIJO

Toma de muestras

Recirculación

Agua deltermostato

Agua altermostato

Toma de muestras

Lecho de lipasa inmovilizada

ProductoBomba peristáltica

Válvula

Contínuo

Baño termotático

Reactivos


Balance de enzima

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

[ ] [ ][ ] [ ] [ ] [ ]

[ ] [ ]

1

1 1

TT

L M

L T M T

L M L M

eE EL EM e EK L K M

K e L K e MEL EM

K L K M K L K M

+ + = =+ +

= =+ + + +

eT concentración total de enzima activa por gramo de partícula de catalizador


Velocidad de la primera incorporación

[ ] [ ] [ ]( ) [ ] [ ] [ ]( )1 M Mr k EM GL LG k E LGL LGM−= + − +

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ]( ) [ ] [ ]

2

1

12

1

L Te

L LL M

M M

k e GL M GLM LK

rk KK L K M L Mk K

−

⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞

+ + +⎜ ⎟⎝ ⎠

2GL M GLM L+ ⇔ +

[ ] [ ][ ] [ ]22

e eL M Me

L M L e e

GLM Lk k KKk k K GL M

−

−

= =Constante de equilibrio

33


PRIMERA INCORPORACIÓN

1

1

3

3

L

L

L

L

k

k

k

k

E LGL EL GL

E LGL EL LG

−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

a) Hidrólisis de las posiciones 1 ó 3:formación del diglicérido

1

1

3

3

M

M

M

M

k

k

k

k

EM GL E MGL

EM LG E LGM−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

b) Esterificación del DG con el ácido graso de cadena media, M

1 3 1 3

1 3 1 3

L L L L L L

M M M M M M

k k k k k kk k k k k k

− − −

− − −

= = = =

= = = =Posiciones 1 y 3 equivalentes

2GL M GLM L+ ⇔ +Velocidad de la primera incorporación

[ ] [ ][ ] [ ]22

e eL M Me

L M L e e


−

−

= =[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

1

122

L T

M e

L L L

M M M

k e GL M GLM LK K

rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

34


2GLM M GM L+ ⇔ +SEGUNDA INCORPORACIÓN

L

L

L

L

k

k

k

k

E MGL EL MG

E LGM EL GM

−

−

⎯⎯→+ +←⎯⎯

⎯⎯→+ +←⎯⎯

M

M

M

M

k

k

k

k

EM MG E MGM

EM GM E MGM−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯Velocidad de la primera incorporación

Constante de equilibrio

[ ] [ ][ ] [ ]

22e eL M M

eL M L e e

GM Lk k KKk k K GLM M

−

−

= =

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

2

2L T

M e

L L L

M M M


rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠


Equilibrio para las cuatro reacciones independientes que tienen lugar: si lasposiciones 1 y 3 son equivalentes las constantes de equilibrio serán iguales

LG L M M G L LLG L M LG M LM G L M M G M LLG M M M G M L

+ ⇔ ++ ⇔ ++ ⇔ ++ ⇔ +

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ] [ ][ ] [ ]

e e e e e e e ee

e e e e e e e e

MGL L LGM L MGM L MGM LK

LGL M LGL M MGL M LGM M= = = =

[ ] [ ] [ ] [ ][ ]

[ ] [ ][ ] [ ]2

2e e ee ee e e

e e e

M GLM LMGL LGM K LGL K

L GL M= = = [ ] [ ] [ ] [ ]

[ ][ ] [ ]

[ ] [ ]2

2e e e e e

e ee e e e

MGM L GM L KMGL LGMK M GLM M

= = =

Que coincide con los resultados obtenidos en el tratamiento cinético36

36


EQUILIBRIO

[ ] [ ][ ] [ ]22

e eL M Me

L M L e e


−

−

= =2GL M GLM L+ ⇔ +

[ ] [ ][ ] [ ]

22e eL M M

eL M L e e

GM Lk k KKk k K GLM M

−

−

= =2GLM M GM L+ ⇔ +

37


TRATAMIENTO GLOBALIZADO DEL EQUILIBRIO

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ]

[ ]

22

22 2 2e ee ee e e e e e

e e

M MG M MGL LGM MGM K LGL K LGL

L L− = + + = +

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ][ ] [ ]2 2 2e

ee e e e e ee

MG L MGL LGM LGL K LGL LGL

L− = + + = +

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

2

1

ee e

e e ee

ee ee

e

MK K

G M L LK

MG L MK

L

+−

= =−

+

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

0 0 0

0 0 0 0

3 2 3

3 3Me Mee e

Me Mee e

G M TG F G L TG TG F

M m TG TG F L TG F

− = − = −

= − =

( )( )( )

2

0

32 3 3

Mee

Me Me

FK

F m F=

− −

38


[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

1

122

L T

M e

L L L

M M M

k e GL M GLM LK K

rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

2

2L T

M e

L L L

M M M


rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Reactor de dispersión bien mezclado y ausencia de influencia de difusión en los poros

[ ] [ ]2 21 2

E E

d GL d GMV Vr rm dt m dt

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= − =⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠mol acido graso M

g lipasa h


[ ] [ ][ ]

2

0

23M

GLM GMF

TG+

=

[ ] ( )( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

20

0

0 0

12 3 3 33

3 3 3 3

0 0

L T EM M M

M eM

L L LM M M M

M M M

M

k e m F m F FK V TG Kd F

d t K k KF m F F m FK k K

t F

−⎛ ⎞⎛ ⎞

− − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠=⎛ ⎞⎛ ⎞

+ − + −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝

= =

( )( )( )

2

0

32 3 3

Mee

Me Me

FK

F m F=

− −

⎠ Constante de equilibrio

La integración de este sistema y su comparación con los resultados experimentales permite comprobar la aplicabilidad del modelo y deducir los mejores valores para los tres parámetros cinéticos, conocida la constante de equilibrio Ke

[ ]0 0 0

23

M L T E

M

dF k e mdt m K V TG

−⎛ ⎞⎛ ⎞ = ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Velocidad inicial

40

40


[ ] ( )( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

20

0

0 0

12 3 3 33

3 3 3 3

0 0

L T EM M M

M eM

L L LM M M M

M M M

M

k e m F m F FK V TG Kd F

d t K k KF m F F m FK k K

t F

−⎛ ⎞⎛ ⎞

− − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠=⎛ ⎞⎛ ⎞

+ − + −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠

= =

( )2


SCR F F= −∑

L

L

L

L

k

k

k

k

E MGL EL MG

E LGM EL GM

−

−

⎯⎯→+ +←⎯⎯

⎯⎯→+ +←⎯⎯Aplicación a los resultados experimentales: kL/kM = 1

( )( ) ( )

( ) ( )

20

2

0

12 3 3 33

3 3

0 0

L TM M M

M eM

LM M

M

M

k e F m F FK Kd F

d K F m FK

F

θ

θ

− ⎛ ⎞− − −⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞

+ −⎜ ⎟⎝ ⎠

= =

M

M

M

M

k

k

k

k

EM MG E MGM

EM GM E MGM−

−

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯

[ ]0

EmtV TG

θ⎛ ⎞

= ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

41

ACIDOLISIS DE TRIOLEINA CON ÁCIDO CAPRÍLICO

Influencia de la relación molar ácido caprílico / trioleina, m0

m0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

F M

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

8 h18 h32 h

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

1

122

L T

M e

L L L

M M M

k e GL M GLM LK K

rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ] [ ] [ ]

2

2

2L T

M e

L L L

M M M


rK k KL M L MK k K

− ⎛ ⎞−⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞ ⎛ ⎞

+ +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Relación molar óptima: 6 mol C8:0/mol TO.

RESULTADOS EN EL EQUILIBRIO

Estructura del ácido graso medio en el aceite original (trioleina)

( ) ( )00

Carbonos NC 17.55100i i

X NC= = ( ) ( )0

0Dobles Enlaces ND 1.02

100i i

X ND= =

C17.55H33.07O2( ) ( ) ( )( )0 0 0Hidrogenos NH 2 NC ND 33.07= − =

Estructura del ácido graso medio nativo que permanece en los TG en el equilibrio

( ) ( )Dobles Enlaces ND 0.95

100ei i

eeM

X NDX

= =−( ) ( )

Carbonos NC 17.63100

ei ie

eM

X NCX

= =−

( ) ( ) ( )( )Hidrogenos NH 2 NC ND 33.35e e e

= − = C17.63H33.35O2

Estructura del ácido grasos medio nativo intercambiado por el C8:0

( ) ( ) ( )( )0100 NC 100 NC

Carbonos NC 17.48eM ei

eM

XX

− −= = ( ) ( ) ( )( )0

100 NC 100 NCDobles Enlaces NC 1.08eM e

ieM

XX

− −= =

( ) ( ) ( )( )Hidrogenos NH 2 NC ND 32.80i i i

= − = C17.48H32.80O2 43

RESULTADOS EN EL EQUILIBRIO

Tabla 2. Composiciones de los ácidos grasos nativos medios de los triglicéridos originales, de los ácidos

grasos nativos medios residuales en los triglicéridos estructurados (no desplazados por el ácido caprílico)

y de los ácidos grasos nativos medios intercambiados con el ácido caprílico. Valores de las constantes de

intercambio (ecuación (26)).

Aceite Original Residual Intercambiado Ke

Trioleina C17.55 H33.07 O2 C17.63 H33.35 O2 C17.48 H32.80 O2 1.26

Aceite de hígado de

bacalao

C18.75 H33.59 O2 C19.01 H32.98 O2 C18.55 H34.05 O2 2.22

EPAX4510 C19.25 H32.39 O2 C18.84 H33.30 O2 C19.53 H31.77 O2 3.20

(NC)0 (ND)0 (NC)e (ND)e (NC)i (ND)i Ke

Trioleina 17.55 1.02 17.63 0.95 17.48 1.08 1.26

Aceite de hígado de

bacalao

18.75 1.95 19.01 2.52 18.55 1.52 2.22

EPAX4510 19.25 3.06 18.84 2.19 19.53 3.65 3.20

44

44


Tabla 4. Valores de los parámetros cinéticos obtenidos en el ajuste de los resultados experimentales a laecuación (39) y valores de la constante de equilibrio, Ke. Incorporación máxima por paso a través dellecho fijo de lipaza, R0.

Aceite [TG]0mol/m3

k-LeT/KMmol/(g h)

KL/KM Ke DCMa R0

Trioleina 35.9-67.1 0.00769 2.10 1.26 0.012 0.006AHB 34.1 0.000742 1.36 2.22 0.044 0.012EPAX 33.6-88.5 0.00508 1.95 3.20 0.010 0.002-0.008EPAX 149.8 0.00465 15.0 3.20 0.016 0.002EPAX 487.3 0.000732 10.2 3.20 0.015 0.003

a desviación media de los resultados experimentales con respecto a los que predice el modelo, calculada

mediante ( )2


F FDCM

N

−=

∑

[ ]00 0

23

L T E E

M L

k e m mRm K V TG qρ

−⎛ ⎞⎛ ⎞

= ⎜ ⎟⎜⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠

L ER

L

V mtq qρ

= =[ ]0 0 0

23

M L T E

M

dF k e mdt m K V TG

−⎛ ⎞⎛ ⎞ = ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

45


• Las partículas están dispersas en el seno de un medio formado porreactivos y productos disueltos en un disolvente orgánico

• La mezcla en la fase orgánica es suficientemente intensa como para que no existan gradientes de concentración en el exterior de las partículas (influencia de la transferencia de materia externa despreciable)

• En el interior de las partículas los reactivos y los productos se mueven ensentido contrario por difusión

46


[ ]2

2

0

P P c T

eM

R k eD TG

ρΦ =

[ ][ ]

[ ] [ ]( )[ ] [ ] [ ]( )[ ]

[ ] [ ]( )2 22

222

0

12 20P P c TP E

eM I

GL GLM M GLM GL Ld M R k eR Kd r

r dr dr D TG M K L

ρ⎛ ⎞+ − +⎜ ⎟⎛ ⎞⎜ ⎟− =⎜ ⎟⎜ ⎟+⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎝ ⎠

[ ][ ]

[ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ]( )222

2222

0

120P P c TP E

eM I

GL M GLM Ld GL R k eR Kd r

r dr dr D TG M K Lρ

β

⎛ ⎞−⎜ ⎟⎛ ⎞⎜ ⎟− =⎜ ⎟⎜ ⎟+⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎝ ⎠

L Lc I

M M

k Kk KK K

−= =

[ ] [ ] [ ] [ ]( )eMs s

eL

DL L M MD

= + −

[ ] [ ] [ ] [ ]( ) [ ] [ ]( )22 2 2 2

2 2

eM eGLs s s

eGM eGM

D DGM GM M M GL GLD D

= + − − −

[ ] [ ] [ ] [ ]( ) [ ] [ ]( )22 22eM eGL

s s seGLM eGLM

D DGLM GLM M M GL GLD D

= − − + −Integración: a un t determinado se obtienen los perfiles de cada especieen el interior de la partícula.

2 21 2

eL eGL eGLM eGM

eM eM eM eM

D D D DD D D D

α β β β= = = =

47


Reactor de dispersión bien mezclado: balances de ambos componentes en la fase orgánica que rodea las partículas

[ ] ( )1 2S

Eob

d MV r r m

dt= − +[ ] ( )2

1S

Eob

d GLV r m

dt= −

[ ][ ]

[ ]2 22

0

3

P

s c T P E

r R

d GL d GLk e R mdt V TG dr

β

=

⎛ ⎞⎛ ⎞= − ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Φ ⎝ ⎠⎝ ⎠

[ ][ ]

[ ]2

0

3

P

s c T P E

r R

d M d Mk e R mdt V TG dr

=

⎛ ⎞⎛ ⎞= − ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Φ ⎝ ⎠⎝ ⎠

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 0 20 00 0 0 0

s s s s st GL TG M m TG L GLM GM= = = = = =

[ ]2

2

0

P P c T

eM

R k eD TG

ρΦ =

Integración del sistema por incrementos finitos

[ ] [ ][ ]

20

3

P

c T P Es

r R

d Mk e R mM tV TG dr

=

⎛ ⎞⎛ ⎞∆ = − ∆⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Φ ⎝ ⎠⎝ ⎠

[ ] [ ][ ]2

2 20

3

P

c T P Es

r R

d GLk e R mGL tV TG dr

β

=

⎛ ⎞⎛ ⎞∆ = − ∆⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Φ ⎝ ⎠⎝ ⎠

Estequiometría de la reacción

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]22s s s s sL M GLM GL M∆ = −∆ ∆ = − ∆ + ∆ [ ] [ ] [ ]2 2s s sGM M GL∆ = −∆ + ∆

17

48


Figura 11Perfiles radiales en las partículas, FM = 0

r/RP

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0[GL 2]/

[TG

] 0, [G

LM]/[

TG] 0,

[GM

2]/[T

G] 0,

[L]/[

TG] 0 y

[M

]/[M

] 0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

[GL2]/[TG]0[GLM]/[TG]0[GM2]/[TG]0[L]/[TG]0[M]/[M]0

Figura 12Perfiles radiales en la partícula, FM=0.337

r/RP

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0[GL 2

]/[TG

] 0, [G

LM]/[

TG] 0,

[GM

2]/[T

G] 0,

[L]/[

TG] 0

y [M

]/[M

] 0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

[GL2]/[TG]0 [GLM]/[TG]0[GL2]/[TG]0[L]/[TG]0[M]/[M]0

Perfiles radiales de concentraciones de los distintos tipos de TG y AGLsegún el modelo que incluye la difusión en los poros.

49


Figura 14Perfil de ácidos libres en el interior de la partícula

r/RP

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

([M]+

[L])/

[TG

] 0

6,15

6,20

6,25

6,30

6,35

6,40

6,45

FM = 0FM=0.337

Figura 13Perfil de triglicéridos totales en el interior de la partícula

r/RP

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

([GL 2

]+[G

LM]+

[GM

2])/[T

G] 0

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

FM = 0FM = 0.337

Perfiles radiales de concentraciones según el modelo que incluye la difusión en losporos

50


Relación entre la difusividad efectiva del C8:0 a través de una fase líquidamulticomponente y en los poros del catalizador y las difusividades efectivas binarias

2 2

2 2

2 2

1 1

1 1

1 1 1

ii M

ieM eMi M

H LH M L M

eMH M eML M

GL GMGLMGL M GLM M GM M

eMGL M eMGLM M eMGM M

Ny yD D N

N Ny y y yD N D N

N NNy y y y y yD N D N D N

⎛ ⎞= − =⎜ ⎟

⎝ ⎠⎛ ⎞ ⎛ ⎞

= − + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞

+ − + − + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠

∑

2 2

0

0

H

L M

GL GLM GM TG

N n hexanoestacionarioN N contradifusionequimolarN N N N

= −=−+ + = =

Las difusividades efectivas binárias caprílico-TG son iguales

eMH eMH eMHH FFA TG

eM eML eMTG

D D Dy y yD D D

= + +

[ ] [ ]0 0 0FFA L M TG TG My m TG F y TG Fα α= =

[ ] [ ]00

11

eMH eMHM eM

eM M

D DTG F DD TG F

αα

= + =+

261.63 10 3M P

eMD mD

hε τ

τ−= = =

[ ]6

0

1.63 101eM

M

DTG Fα

−

=+

51

TRANSFERENCIA DE MATERIA

EXTERNA INTERNA

Abs

Aobse ck

rR3

=ΦASeA

Aobsi cD

rR 2

3⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Φ

eAb

As

cc

Φ−= 1τε P

meA DD =

TO reactor de dispersiónTO reactor de dispersión

315.0)7.37)(1042.1(3

)38.0()0002.0(102

2

==Φ −i013,0004.03

−==ΦAbs

Aobse ck

rR

AHB reactor de lecho fijoCAS = 1,3% CAb

AHB reactor de lecho fijo55.0

)6.36)(10099.1(3)50.0()0002.0(

102

2

==Φ −i

)/630(044,0)/8,15(376.03

hmLhmLck

rR

Abs

Aobse −==Φ

Φi > 0,3 cierta influencia TMI

52

PRODUCCIÓN DE LÍPIDOS ESTRUCTURADOS EN EL REACTOR DE LECHO FIJO POR ACIDOLISIS DE UN ACEITE ENRIQUECIDO EN

EPA Y ÁCIDO CAPRÍLICOOPERACIÓN EN CONTINUO

60 g de EPAX4510, 58,2 g de AC (relación molar AC/TO = 6,22); 600 mL de hexano(concentración de EPAX4510 = 0,108 M); 10 g de Lipozyme IM (0,167 g lipasa/g EPAX); caudal = 15,8 mL/h; columna de 1 x 40 cm.

Composición (% moles)Ácidograso TG

totalesPico 1 Pico 2 Pico 3 Pico 4

8:0 54,5 64.0 39.9 37.9 28.716:0 2,3 0.5 0.0 6.2 5.016:1n7 1,0 0.0 2.1 0.0 1.518:0 2,5 0.0 0.0 6.3 8.018:1n9 4,0 2.1 0.9 8.3 8.218:1n7 2,0 0.0 0.7 4.1 4.218:4n3 2,5 1.3 2.7 2.5 2.820:1n9 1,8 0.0 0.0 5.7 6.320:4n6 1,1 0.0 1.4 0.0 1.820:5n3 20 22.8 35.1 18.5 18.422:1n9 1,2 0.0 0.0 3.6 6.822:6n3 6,2 6.7 13.0 7.1 8.3

5 10 15min

0

500

mV

1

2 3 4

53

PRODUCCIÓN DE LÍPIDOS ESTRUCTURADOS EN EL REACTOR DE LECHO FIJO POR ACIDOLISIS DE UN ACEITE ENRIQUECIDO EN

EPA Y ÁCIDO CAPRÍLICO

SEPARACIÓN DE LOS TG POR HPLC DE ION PLATA

0 10 20 30min

0

200

400

mV

MLM

MMLPOP

PPO

modelo cinÉtico globalizado para la …disolvente orgÁnico: hexano • apolar, valor elevado de...

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