PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La inmovilizacin de enzimas es un procedimiento para la obtencin de catalizador insoluble, que tienen la ventaja de que pueden ser utilizadas en reactores continuos. Entonces, la unidad de reaccin es un punto crtico en el proceso de produccin industrial, que requieren la optimizacin del diseo y el control de la operacin. La conversin de sustrato depende de las condiciones del reactor y de varias caractersticas que se pueden asociar en modelos matemticos. Por lo tanto, el uso de soluciones modelo que muestran el comportamiento del reactor puede mejorar el conocimiento del proceso y la seleccin de las condiciones de funcionamiento [1]. Una vez que la ley de velocidad se conoce, puede ser sustituido en la ecuacin de diseo apropiado, y mediante el uso de las relaciones estequiometricas adecuadas se puede calcular el tamao de cualquier sistema de reaccin isotrmica. El diseo eficaz de un reactor biocataltico industrial, radica fundamentalmente en la fiabilidad de los parmetros determinados experimentalmente utilizados en su escalado (Lilly et al., 1966) A pesar de la extensa literatura sobre el anlisis de PBR con glucosa isomerasa inmovilizada, el problema todava necesita ms anlisis exhaustivo debido a su fuerte importancia comercial. JUSTIFICACION Las enzimas se utilizan a menudo en forma inmovilizada en la industria para procesos enzimticos inmovilizados que se pueden realizar continuamente y ofrecen la posibilidad de reutilizacin de la enzima. Otros beneficios incluyen un mejor control operativo, la flexibilidad de diseo del reactor, y la facilidad de recuperacin del producto sin contaminacin por catalizador (Katchalski-Katzir, 1993). La Inmovilizacin ayuda en el desarrollo y organizacin de operaciones ms econmicas de la industria alimentaria y de bioproductos (Sankaran et al., 1989). La produccin de jarabes de maz de alta fructosa se vio facilitada en gran medida por el uso de la glucosa isomerasa inmovilizada (Kilara y Shahani, 1979) En muchas aplicaciones, incluidos los motivados por la enfermedad de diabetes, se desea convertir la glucosa en su forma isomrica fructosa. En cuanto a la dulzura, la fructosa es aproximadamente 1,8 veces dulce que la glucosa. La Introduccin de HFS como edulcorante para el mercado mundial proporciona incentivos para desarrollar otros nuevos mtodos para la produccin de edulcorantes. En 1974, la primera forma de glucosa isomerasa inmovilizada se introdujo [3-7]. A partir de ese momento varios diseos de reactores han tenido aplicacin en varios modos de funcionamiento para este proceso de conversin [8,9]. En este aspecto, se puede sealar una serie de opciones del reactor, como los reactores de lecho empacado por lotes, Reactores continuos de tanque agitado (CSTR), reactores continuos de tanque agitado / membrana, reactores de recirculacin y reactores tubulares con paredes enzimticamente activas [10]. Sin embargo, despus de 30 aos de experiencia, la industria ha aceptado la columna de lecho empacado por ser el ms adecuado. Hoy reactores de lecho empacado (PBR) se usan ampliamente en esta industria, por lo tanto, los problemas de diseo y modelado de PBR con enzima inmovilizada han recibido considerable atencin. MARCO TEORICO Hasta finales de la dcada de 1950, una enzima que podra utilizar glucosa como sustrato y convertirla en fructosa no haba sido descubierta. En 1957, Marshall and Kooi [1] descubri una enzima isomerasa llamada

xilosa en las bacterias que podran isomerizar glucosa a fructosa (Fig. 1). Hoy en da esta enzima se llama glucosa isomerasa y su nombre sistemtico es la Ketol-isomerasa de D-xilosa. (EC 5.3.1.5).

Ms tarde, en 1967 Takasaki [2] introdujo un mtodo comercial para la conversin de glucosa (jarabe de glucosa) al jarabe de alta fructosa (HFS). Este proceso utilizo la enzima soluble y se llev a cabo en una operacin por lotes. ANTECEDENTES Houng et al. [18] desarrollaron un modelo para un PBR y estudiaron el efecto de una serie de parmetros tales como la difusividad y desactivacin en el rendimiento del reactor y tambin se llevaron a cabo estudios experimentales sobre la reaccin de isomerizacin en un PBR diferencial y analizar sus propios datos utilizando el BriggsHaldane modelo cintico. Abu-Rees-Faqir [19] y Converti-Del Borghi [20-23] compararon reactores con alimentacin constante con conversin constante, y concluy que este ltimo modo es ms productivo . En este trabajo, el rendimiento de un PBR se estudi con ms detalle. Asumiendo geometra cilndrica de pellets IGI, transferencia de masa dentro de la partcula se model matemticamente. Por otra parte, la reologa de flujo laminar dentro de un PBR fue analizado tericamente. Por ltimo, mediante la incorporacin del modelo de partcula dentro del modelo de lecho del PBR con enzima inmovilizada fue simulado. El comportamiento de los reactores de lecho fijo, que tienen una enzima inmovilizada en el rea de embalaje, se ha estudiado teniendo en cuenta las condiciones del estado de equilibrio y la resistencia externa de transferencia de masa en el lquido que rodea las partculas del catalizador esfrico. Las soluciones se obtuvieron mediante la integracin de las ecuaciones de los modelo de flujo pistn y por el mtodo de colocacin ortogonal de la ecuacin diferencial de segundo orden del flujo del modelo de dispersin. Ambos modelos fueron analizados para la hidrlisis de la lactosagalactosidasa inmovilizada en quitosano, mediante diferentes reaccin cintica despus de determinar los mecanismos de los parmetros especficos. Los resultados calculados muestran la importancia de la hidrodinmica en la reaccin y en los parmetros cinticos para la reduccin de errores en la prediccin del comportamiento experimental. TRANSFERENCIA DE MASA El coeficiente de transferencia de masa fue estimado por la correlacin de Chilton Colburn y [14] en funcin de la velocidad superficial U, dada por:

Donde C es 1,09/ y la fraccin de huecos media, D L,S la difusividad de la fase lquida de la lactosa, dp el dimetro de las partculas, g es igual a 2/3 [4] y, en consecuencia kL es independiente de la densidad (L) y viscosidad (UL) de la solucin de lactosa como resultado de un valor del exponente igual a cero para estas variables.