Recuperacin del cido perlico Proyeccin de intercambiadores aninicos y determinacin de las isotermas de adsorcin.

El acido perlico tiene un pKa de 4.94, tiene carga negativa a pH neutro, lo que ayuda a su adsorcin a resinas de intercambio aninico.

Se pusieron a prueba siete tipos de resinas para determinar cual tiene mayor capacidad de adsorcin, su impacto en el pH, la capacidad para unirse a la fuente de carbono y la afinidad al precursor del limoneno.

El Amberlite IRA 410 Cl y Lewatit Monoplus M500 tienen mayor capacidad para adsorber el acido perlico, con valores de recuperacin de 94% y 95% respectivamente; los cambios de pH en el medio fueron insignificantes.Ninguna de las resinas de las que se analizaron se unieron al glicerol, por lo tanto el glicerol fue una buena eleccin, sin embargo otras fuentes de carbono como la lactasa, el acetato y el succinato han sido adsorbidas en resinas bsicas, lo que podra generar una competencia por los sitios de enlace.La afinidad del limoneno fue fuerte para todas las adsorbancias, ya que el anlisis GC-MS de extractos orgnicos revel un decrecimiento importante de la concentracin del limoneno despus de la adicion de la resina.Para estudios posteriores de las dos resinas mas prometedoras, se llev a cabo una descripcin emprica del equilibrio de adsorcin en soluciones de acido perlico con buffer fosfato.Para describir los isotermas de adsorcin, se utiliz el modelo de Langmuir:

Donde k es una constante de equilibrio para los procesos de adsorcin, qmax es la capacidad mxima del adsorbente y C es la concentracin de equilibrio del cido perlico.Los experimentos de equilibrio fueron llevados a cabo bajo las condiciones operacionales necesarias para una optima transformacin: La resina Amberlite IRA 410 Cl mostro la mas alta afinidad y adsorcin para el acido perlico que el Lewatit Monoplus M500.

Los parmetros calculados de la ecuacin de Langmuir estn resumidos en la tabla 1.

Se comparan distintos medios con dos adsorbentes distintos. La resina IRA 410 Cl mostr un mejor rendimiento para la adsorcin del cido perlico.El efecto de la adsorcin de cido perlico de componentes presentes en el caldo de biotransformacin fue investigado para la mejor resina (Amberlite IRA 410 Cl), con la determinacin de las isotermas de adsorcin con un medio E2 (con limoneno 300mM con y sin fosforo, y se resuspendieron las clulas de P. Putida) La capacidad de adsorcin mxima (qmax) determinada en medio E2, que contiene limoneno, sin clulas, fue similar a la obtenida en soluciones buffers sin limoneno, este comportamiento se puede observar en la tabla 1.As, los compuestos del medio E2 y el limoneno no afectaron negativamente a la capacidad de adsorcin mxima de la resina, debido a que ambos medios contienen aproximadamente la misma concentracin molar de aniones y limoneno. Las especies aninicas presentes en medio E2 interactan de forma mas intensa con la resina que los fosfatos del buffer, conduciendo a una mayor competencia con cido perlico en los sitios de unin.Las clulas en el caldo redujeron ligeramente la capacidad mxima del Amberlite IRA 410 Cl aproximadamente un 10%, mientras que se observ que se duplico la constante de equilibrio.

La grafica representa los isotermas de adsorcin con el modelo de langmuir, se observa la concentracin de cido perlico adsorbido en la resina (representado por q) respecto a la concentracin de cido perlico en la fase lquida (C).Para Amberlite IRA 410 Cl (Oscuro) y Lewatit Monoplus M500 (Claro) en soluciones buffer de cido perlico. Las lneas punteadas representan el ajuste de los datos experimentales para el modelo de langmuir.

Este efecto, fue probablemente un resultado de la adsorcin de clulas negativamente cargadas y/o desechos celulares al intercambiador de aniones con cara positiva restringiendo as la libre interaccin entre molculas de cido perlico y sitios de unin. Una recuperacin completa del cido perlico de la resina Amberlite IRA 410 Cl cargado se logr mediante un lavado con 1M HCl/etanol (40:60, v/v) durante 3.5h. La solubilidad mxima del cido perlico en este eluyente era de 34g/LLos datos cuantitativos derivados de estos estudios sentaron las bases para el diseo de la recuperacin del producto in situ a partir de la biotransformacion del limoneno con P. Putida DSM 12264. Antes de la creacin de un proceso basado en el reactor, sin embargo, quera tener una primera prueba de concepto del efecto positivo de la tcnica ISPR en el rendimiento de biotransformacion y de su biocompatibilidad en la escala de matraz de agitacin.