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ACIDO PROPIONICO y ACETICO
La obtención de ácido propionico se da por vía fermentativa, las bacterias convierte los azucares a ácidos orgánicos. Para la reutilización de la vinaza es necesario mezclar con melaza para estabilizar el contenido de azucares fermentables. (ver figura).
El ácido propionico tienen un rendimiento de 54.8%, ácido acético de 14.5% y succínico de 2.6% pero en proporciones menores, y hace que en esta investigación no se tenga en cuenta el ácido succínico ya que tiene buena rentabilidad si se obtiene por otra especie de bacteria.
Ácido propionico
El ácido propanoico es un ácido carboxílico monoprótico que puede encontrarse naturalmente, de fórmula molecular C3H6O2 y fórmula semidesarrollada CH3-CH2-COOH. En estado puro, es un líquido incoloro, corrosivo. El ácido propiónico, es un ácido graso de cadena corta, y sus sales, se usan como conservador de alimentos desde los años cuarenta, especialmente en panadería. Es el más efectivo contra los mohos de todos los conservantes, pero poco eficaz contra levaduras y bacterias.
Formula estructural
Como se obtienen ácido propionico
Se obtiene por dos métodos:
Químico
Fermentativo
En el caso de la fermentación propiónica, esta se lleva a cabo por acción de las bacteriasdel género Propionibacterium, así como otros anaerobios pueden fermentar tanto azúcares, glicerol y lactato como punto de partida para la formación del ácido propiónico. Las bacterias propiónicas son no mótiles, no esporógenas, grampositivas, catalasa positiva, anaerobias pero aerotolerantes. La especie más utilizada es Propionibacterium reudenreichi subsp. Shermanii. tiene una temperatura óptima de 30°C, su pH mínimode crecimiento es de 5.0 y es inhibida por concentraciones de sal superiores a 3%, no produce proteasas extracelulares. Se sabe que el Propionibacterium acidipropionici tiene un 60% de conversión de la fuente de carbono que en este caso será Glucosa a ácido propiónico en 72h y se plantea la posibilidad de trabajar con líneas de producción desfasadas, con esto se pretende evitar tiempos muertos y en consecuencia mantener la producción deseada.
Otros usos (en industrias)
· Cosméticos· Pesticidas· Herbicidas· Agente de esterificación· Agente antifúngico (propionato de amonio)· Plásticos (vinil propionato)· Auxiliar en textiles y caucho· Intermediario de tintes· Solventes· Intermediario en la producción de: Celulosa de propionato (termoplástico)· Aromatizantes sintéticos de perfumería· Fármacos (como el naproxeno y fenilpropionato de lisina, entre otros)· Conservador ya sea en forma ácida o de sus sales de calcio, amonio o sodio, en Alimentos, panadería y tabaco
Datos encontrados en el portal industrial (quiminet) las empresas relacionadas con el manejo del ácido propiónico en Colombia son:
Medio químico:
DoracheAndina de mineralesProquimplastQuimifasAlma quimica
Medio fermentativo:
Están en investigación para la implementación
Posibles compradores de ácido propionico según quiminet
Panaservicios y asociados Ltda.
biosinergy
Ácido acético
Es producido por síntesis y por fermentación bacteriana. Se puede encontrar en forma de ion acetato. Éste es un ácido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC se denomina sistemáticamente ácido etanoico. Se usa en apicultura es utilizado para el control de las larvas y huevos de las polillas de la cera, enfermedad denominada galleriosis, que destruyen los panales de cera que las abejas melíferas obran para criar o acumular la miel, Son ampliamente conocidas sus propiedades como mordiente en soluciones fijadoras, para la preservación de tejidos (histología), donde actúa empíricamente como fijador de nucleoproteínas, y no así de proteínas plasmáticas, ya sean globulares o fibrosas
Fórmula: C2H4O2
Densidad: 1,05 g/cm³
Punto de ebullición: 118 °C
Masa molar: 60,05 g/mol
Denominación de la IUPAC: Acetic acid
Punto de fusión: 16 °C
Formula extrutural
Como se obtiene ácido acético
Se obtienen por dos métodos:
Químico
Oxidación del acetaldehído
Previo a la comercialización del proceso Monsanto, la mayor parte de ácido acético era producido por oxidación del acetaldehído. Este permanece como el segundo método más importante de fabricación.
Fermentación
Otros usos (en la industria) según quiminet
- Limpieza de manchas
- En medicina se aplica como tinte en colposcopias. Auxilia en la detección del virus del papiloma humano.
- Se usa en histología (preservación de órganos y tejidos para su estudio)
- Fija nucleoproteínas
- Fabricación de acetato de vinilo, rayón, acetato de celulosa, entre otras
- En apicultura se utiliza para controlar la plaga de polillas en la cera
Datos encontrados en el portal industrial (quiminet) las empresas relacionadas con el manejo del ácido acético son:
Medio químico
ecoquimicos
merck
hunibor s.a distribuidora de químicos industriales
antioqueña de quimicos
Medio fermentativa (en Colombia)
Sucromiles incauca
Posibles compradores de ácido acético según quiminet
Sena (servicio nacional de aprendizaje)
holsan s.a.s (actividad de servicios relacionados con la extracción de petróleo y gas )
quimmifluidos (Fabricación, producción, comercialización y maquila de productos químicos para el sector plástico, textil, del cuero, agro y papel.)
Materia prima
Glucosa (vinaza)
La glucosa es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6. Es una hexosa, es decir, que contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula. Alimento para las baterías.
Fórmula: C6H12O6
Masa molar: 180,16 g/mol
Denominación de la IUPAC: D-glucose
Punto de fusión: 146 °C
Densidad: 1,54 g/cm³
Soluble en: Agua, Ácido acético
Extracto de levadura
El Extracto de levadura es un extracto soluble en agua. Es un producto rico en vitaminas especialmente del complejo B,aminoácidos y otros factores de crecimiento. Es utilizado como medios de cultivo, una fuente de nutrientes.
Caldo de tripticaseina
El Caldo de Soya Tripticaseína provee un excelente soporte de crecimiento para una amplia variedad de microorganismos. Este medio es recomendado para el cultivo de Bruecellas y bajo condiciones de anaerobiosis, para el cultivo de Clostridios. Garrison y Hedgecook lo recomiendan para el cultivo de H. capsulatum. Adicionado de 6.5% de Cloruro de Sodio puede ser utilizado para el crecimiento selectivo de estreptococos del grupo D. Este medio es recomendado por la Farmacopea para procedimientos de pruebas de esterilidad en productos biológicos y farmacéuticos. En este medio las peptonas proveen la fuente de nitrógeno . La Dextrosa provee la fuente de carbohidratos. El Cloruro de Sodio tiene su función en el balance osmótico. El Fosfato Dipotásico actúa como buffer.
Peptona de Caseína 17.0
Peptona de Soya 3.0
Cloruro de Sodio 5.0
Fosfato Dipotásico 2.5
Ph 7.3 ± 0.2
Excelente soporte de crecimiento para las bacterias
peptano
Las peptonas son polipéptidos formados durante la degradación enzimática de proteínas. Son la principal fuente de nitrógeno en el medio orgánico para el cultivo de bacterias. Contienen aminoácidos libres y cadenas cortas de péptidos, ciertas vitaminas y a veces carbohidratos.1 Es soluble en agua e insoluble en etanol y éter
Sulfato de magnesio heptahidratado
Sulfato de magnesio se emplea como nutriente para sostenibilidad de las bacterias (el magnesio es un elemento esencial en el proceso de la molécula)
Apariencia Sólido cristalino blanco
Densidad 2660 kg/m3; 2,66 g/cm3
Masa molar 120.36 g/mol (Anhidroso)
246.48 g/mol (Heptahidratado) g/mol
Punto de fusión 1 397 K (1 124 °C)
.
Cloruro de magnesio tetra hidratado
Fertilizante para sostenibilidad de las baterías. Él es un compuesto mineral iónico a base de cloro, cargado negativamente, y magnesio, cargado positivamente.
Propiedades físicas
Estado de agregación sólido
Apariencia incoloro o blanco
Densidad 2320 kg/m3; 2,32 g/cm3
Masa molar 95,211 g/mol
Punto de fusión 987 K (714 °C)
Punto de ebullición 1 685 K (1 412 °C)
Estructura cristalina Cloruro de cadmio(CdCl2)Octaédrico, 6-coordinado
Propionibacterium acidipropionici
Es un género de bacterias llamados así por su único metabolismo : Ellos son capaces de sintetizar ácido propiónicoutilizando inusuales transcarboxilasa enzimas. Sus miembros son los principales parásitos facultativos y los comensales de los humanos y otros animales, que viven en y alrededor de las glándulas sudoríparas , las glándulas sebáceas , y otras áreas de la piel .
Método de elaboración
Manual de elaboración
La preparación del medio de cultivo consiste en mezclar la glucosa líquida, sales, yExtracto de levadura, además de peptona junto con el agua destilada. Esta operación duraAlrededor de 40 minutos. El medio preparado enseguida es colocado en el reactor (llenado)Ocupando 20 minutos. Posteriormente se hace funcionar el intercambiador de calor para laEsterilización del medio de cultivo (20 minutos) para una vez logrado este procedimiento seLleve a cabo el enfriamiento (1hora). Una vez terminado el enfriamiento, se procede a inocular el medio con la cepa de Propionibacterium acidipropionicii para llevar a cabo la fermentación. Dicha fermentación por lote tiene una duración de 70 Hrs. Terminada la fermentación, la biomasa es retirada del reactor por medio de un micro filtrador cuya operación dura 4 horas. Una vez separada la biomasa, la solución de la mezcla es llevada a una osmosis Inversa con un tiempo de operación de 5 hrs. para recuperar agua y obtener una mezcla de Ácidos acético, propiónico y succínico. Esta mezcla es llevada a una torre de destilación fraccionada la cual opera por 6 hrs.,Obteniendo la separación de los ácidos Posteriormente, se almacena los productos obtenidos con un empleo de 30 minutos.
Diagrama de proceso
Melaza
Fermentador
Micro filtración
Ultrafiltración
Destilación fraccionada
Diagrama de flujo para la obtencion de acido propionico
Costos
Materia prima precio estimado
Extracto de levadura por kilo según quiminet $ 50000
Caldo de tripticaseina por kilo según quiminet $20000
Sulfato de magnesio heptahidratado por kilo según quiminet $ 2000
Cloruro de magnesio tetrahidratado por kilo según quiminet $ 3000
Pendiente el precio de batería
Precio estimado de acido succinico
Ácido propionico por kilo según quiminet Colombia $7000
Ácido acético por kilo según quiminet Colombia $ 3600
Precio estimado de acido propionico
Ácido propionico por kilo según quiminet medellin Colombia $ 7000
Ácido propionico por kilo según quiminet cartagena Colombia $ 320000
Equipos
Bombas Tanque cisternaTanque semillaBomba centrifugaTanque mezcladorReactorTanque de almacenamientoMicro filtraciónUltrafiltraciónOsmosis inversaDestilador
Bibliografía
http://www.sic.gov.co/recursos_user/documentos/publicaciones/Boletines/juridico/2012/boletin%20web%20septiembre%202012/vinculos%20boletin%20web%20septiembre%202012/competencia%20Integracion%20Sucromiles%20e%20Incauca.pdf
http://www.quiminet.com
http://www.quiminet.com/productos/acido-acetico-1277003/clientes-y-compradores.htm
http://www.quiminet.com/productos/extracto-de-levadura-en-polvo-17264245850/precios.htm
