ALGINATO SODIO

PROCESO DE PRODUCCION DE ALGINATO DE SODIO

(Informe de Progreso)

PRESENTADO POR:

JENIFFER COLLAZOS RIOS 1510016

IVAN ALEJANDRO RESTREPO 1530169

JORGE ALEJANDRO LEON 1425686

PRESENTADO A:

Ing. SIMON REIF ACHERMAN

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA QUÍMICA

SANTIAGO DE CALI

2015

Contenido

1. INTRODUCCIÓN 4

2. DEFINICIÓN 5

3. HISTORIA 5

3.1 Las algas 5

3.2 Uso de los extractos de algas: alginatos 6

3.3 Primeros estudios y procesos de extracción 6

4. PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS Y TERMODINAMICAS DEL ALGINATO DE SODIO. 8

4.1 Viscosidad 10

4.2 retencion de agua o adsorbente 11

4.3 capacidad gelificante 11

4.4 propiedades típicas 12

5. MÉTODOS Y PROCESOS DE OBTENCIÓN 13

5.1 Proceso por medio de ácido algínico: 14

5.1.1 Proceso para la obtención de alginato de sodio desarrollado por CICIMAR 14

5.1.2 Diagrama de bloques 16

5.2 Proceso por medio de alginato de calcio 16

5.2.1 Diagrama de bloques 17

17

6. BIBLIOGRAFIA 18

INTRODUCCIÓN

En este informe parcial de la monografía “Alginato de sodio”, se informa acerca de los primeros 3 puntos claves en que se basara el proyecto. Primero se encontrara la historia y la evolución de los procesos utilizados para la extracción del ácido algínico a partir de las algas pardas, en segundo lugar los diferentes procesos utilizados para la extracción de este y formación del alginato de sodio, con su respectivo diagrama de bloques y por ultimo las propiedades físicas, químicas y termodinámicas del alginato de sodio. Todo esto servirá de base para la culminación exitosa de este trabajo.

DEFINICIÓN

“El ácido alginico o algina, es un polisacárido complejo que se encuentran en las membranas celulares de las algas marrones o pardas (Phaeophyta) [1] y se clasifica como un coloide hidrolifico. Esta algina cuando absorbe agua forma un gel viscoso, que es usado como suspensor, espesor, emulsificante y estabilizador [2]. Se produce con fines comerciales a partir de varias especies de Laminaria y de Macrocystis pyrifera en forma de sales de sodio (alginatos), usados principalmente como agentes estabilizantes de productos alimenticios”.

HISTORIA

Debido a que el ácido alginico es procedente de las algas marinas, es necesario entender su procedencia y algunas características para contextualizar….

3.1 Las algas

Las algas, materia prima para la producción del ácido alginico, han existido desde hace millones de años, aproximadamente desde la era precámbrica como una de las especies más antiguas con vida. Estas están presentes en medio salados como dulces y son llamadas como las plantas superiores por haber desarrollado tallos, hojas y hasta un sistema de raíces, pero en el entorno marino se detuvo su evolución. Esto quiere decir que el alga marina de hoy es esencialmente la misma de hace millones de años. [3]

Podemos dividir las algas en 4 grandes grupos [4]:

• Chlorophyceae, las algas verdes

• Phaeophyceae, las algas pardas

• Rhodophyceae, las algas rojas

• Cyanophyceae, las algas verde-azules

El Rhodopyceae y Phaeophyceae son de mayor interés en el mercado debido a su contenido de polisacáridos.

Las algas rojas son comercialmente importantes para la extracción de carragenano y agar, que son usadas para la creación de gomas; y las algas pardas para la producción de los alginatos. [3]

Hay muchos tipos de Phyophyceae, que se encuentran en diversos ambientes desde las frías aguas del Ártico, hasta las aguas tranquilas del mar de los Sargazos en el océano Atlántico Norte. En todas ellas la estructura polisacarida está presente en estas algas y es lo que les proporciona protección, previniendo la desecación con la exposición al aire durante la marea baja. Esto revela la capacidad emulsificante o espesante que poseen ayudándoles a permanecer frescas. [4]

No todas las algas marinas pardas son útiles como fuentes comerciales de alginato. Sin embargo una de las principales fuentes es la Macrocystis pyrifera cosechadas frente a la costa del sur de California y Australia. En cuanto a la producción europea y escandinava de alginato, esta se basa principalmente en laminaria hyperborea, laminaria digitata y Ascophyllum nodosum. [5]

3.2 Uso de los extractos de algas: alginatos

En la actualidad se usan las algas pardas en su estado natural como producto alimenticio, como forraje para el ganado y como fertilizante. Sin embargo no es el único uso que tiene, ya que en la industria es ampliamente utilizado diversas formas como: darle consistencia y un aspecto adecuado a productos lácteos y enlatados; mejorar la textura y retener la humedad en productos de pastelería. En alimentos congelados las propiedades de los alginatos aseguran la textura suave y el descongelamiento uniforme. La estabilización de la espuma de la cerveza es una de las funciones más usuales de los alginatos. [6]

Estudios recientes han logrado encontrar nuevas aplicaciones, tal como el aprovechamiento obtenido de la degradación del alginato, por la bacteria Gracilibacilus, productor de un fertilizante.[7]

Los países que participan en la producción de alginato en la actualidad son los EE.UU., Gran Bretaña, Francia, Noruega y Japón. [5]

3.3 Primeros estudios y procesos de extracción

Los primeros estudios realizados sobre la extracción de alginatos a partir de las algas pardas, datan del siglo diecinueve mediante los estudios del químico británico E.C.C. Stanford (con patente el 12 de enero de 1881) [5]

Stanford, por digestión de frondes de Laminaria con carbonato sódico, obtuvo una masa glutinosa, que evaporada a sequedad presentaba “aspecto algo semejante al de la goma tragacanto”. A esta nueva sustancia su descubridor le dio el nombre de “algina”, derivado del alga. [9]

Este término al principio solo sirvió para designar la sustancia in situ en la planta; pero como no se sabe a ciencia cierta lo que realmente es en su estado natural, se le han dado otras acepciones por el descubridor de la sustancia y por otros autores:

1) Acido alginico

2) alginato de sodio

3) alginatos solubles, y

4) compuestos alginicos en general.

Puesto que el principal compuesto alginico que se fabrica y se halla en el comercio es el alginato sódico, y no el ácido alginico (que es inestable), con frecuencia se emplean indistintamente las denominaciones “algina” y “alginato de sódico”. [9]

Stanford creyó que su ácido alginico era un compuesto nitrogenado, incluso propuso la siguiente fórmula para representarlo: C76H76O22 (NH2)2. Con este y otros aportes contribuyo mucho a la estructura química de la angina.

A partir de estos estudios presentó varias aplicaciones industriales. [9]

Posteriormente Krefting (1896), valiéndose de métodos perfeccionados, demostró que el extracto alcalino de algas no era nitrogenado, y lo nombro “ácido tang”, para diferenciarlo del ácido alginico impuro de Stanford. A pesar de eso, los autores posteriores prefieren conservar los nombres “algina” y “ácido alginico”, propuestos por Stanford [9]

En 1926, algunos grupos de trabajo independiente descubrieron que el ácido urónico era un constituyente de ácido algínico. La naturaleza de los ácidos urónicos presentes fue investigado por tres grupos diferentes, poco después, todos los cuales se encontró el ácido D-manurónico en el hidrolizado de alginato. La naturaleza de los vínculos entre los residuos de ácido urónico en la molécula de alginato se determinó que era β-1,4, como en celulosa. [5]

Esta imagen muy sencilla y satisfactoria de la constitución de ácido algínico fue, sin embargo, destruida por el trabajo de Fischer y Dörfel (1955). En un estudio cromatográfico en papel de ácidos urónicos y poliurónidos, descubrieron la presencia de un ácido urónico diferente de ácido manurónico en los hidrolizados de ácido algínico. Este nuevo ácido urónico fue identificado como ácido L-gulurónico. La cantidad de ácido L-gulurónico era considerable, y un método para la determinación cuantitativa de ácido manurónico y gulurónico se desarrolló. [5]

El alginato entonces debía ser considerada como un copolímero binario compuesto por residuos de α-L-gulurónico y β-D-manurónico. Mientras se consideraba ácido algínico como un polímero que contiene sólo el ácido D-manurónico unidos entre sí con enlaces β-1,4, era razonable suponer que los alginatos de diferentes materias primas eran químicamente idénticos y que cualquier muestra dada de ácido algínico era químicamente homogénea.

Desde una práctica y un punto de vista científico, la composición de ácido urónico de alginato de diferentes

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