PRODUCCIÓN DE METABOLITOS

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA

PRODUCCIÓN DE METABOLITOS

ÁCIDO ITACÓNICO

Profesores: Claudia Altamirano

Julio Berríos

Nombre alumnos: Jorge Barrios Pacheco.

Tomás Carvajal Torti.

 Bruno Strancar Muñoz.

        Marzo 2015

INTRODUCCIÓN:

El ácido itacónico es un ácido dicarbónico insaturado. Hoy en día despierta un gran interés en la industria química debido a que puede ser utilizado como monómero en la formación de diferentes compuestos, tales como resinas, plásticos, fibras sintéticas, pinturas, entre otros.

Este ácido fue identificado, por primera vez en la descomposición térmica del ácido cítrico (Baup, 1837), y su biosíntesis provocada por un hongo fue descubierta en 1932 por Kinoshita, quien logró aislar el ácido desde un medio con Aspergillus itaconicus. Se han identificado muchos microorganismos capaces de  sintetizar este producto, dentro de los cuales destacan: Ustilago zeae (Haskins, 1955), U. maydis, Candida sp (Tabuchi, 1981), Rhodotorula sp (Kawamura, 1981). Sin embargo, el productor por excelencia de ácido itacónico es el hongo Aspergillus terreus. Se han reportado concentraciones de >80 g/L de producto en fermentaciones de este microorganismo, utilizando glucosa como fuente de carbono (Okabe, 2009; Kuenz, 2012).

Existen varios métodos químicos para la producción del AI entre los que destacan la destilación en seco del ácido cítrico (Blatt 1943), pero realmente ninguno de estos métodos ha logrado superar las concentraciones alcanzadas por la vía fermentativa.

En un mundo que cada día se concientiza más sobre el desarrollo sustentable, la producción limpia, y el ahorro energético, la utilización de este ácido, en reemplazo de monómeros producidos por la industria petroquímica, surge como una opción viable y con un futuro auspicioso. Todo esto en la medida que se desarrollen mejores técnicas para la obtención del AI, debido a que hoy en día la producción es baja y con altos costos, aproximadamente US$ 4/kg.

Esta primera etapa de trabajo pretende dar una pincelada sobre qué es el ácido itacónico, cuál es su importancia en la industria actualmente, las principales y más efectivas formas de obtención, y las técnicas que se están estudiando y que pueden dar resultados favorables para la producción a gran escala de este compuesto.  

CAPÍTULO 1

PRINCIPALES USOS

El ácido Itacónico presenta una gran variedad de aplicaciones en  productos que tienen gran relevancia en el mercado. Se utiliza como agente de cross-linking, como intermediario de fibra sintética, como material obligatorio en ciertos productos, aplicado a detergentes, producción de pegamento, agente de cementación, producción de fibras del carbón, látex del estireno, étc.  

Los agentes de cross linking, también llamado entrecruzamiento, son vínculos entre polímeros, los cuales pueden formar ciertos productos como  los hidrogeles, que son cadenas tridimensionales conectadas de una determinada manera e hinchadas por un líquido. El ácido Itacónico puede formar hidrogeles de poli (acrilamida-co—ácido itacónico), los cuales tienen gran afinidad con el agua. Esta característica les permite absorber gran cantidad del fluido manteniendo una consistencia sólida. La ventaja de ocupar este polímero es que tiene una mayor velocidad de absorción. También a partir del entrecruzamiento entre el  ácido itacónico y el ácido vinil, se puede producir la resina del poli estireno que tiene ventajas tales como la impermeabilidad, la anticorrosión y la buena plasticidad.

La fibra sintética es una fibra textil que proviene de distintos productos derivados del petróleo cuya característica es su larga duración y resistencia a agentes externos. El ácido itacónico junto con el ácido acrílico forma el tercer monómero de la fibra, cuya combinación otorga ventajas de buena consistencia y teñido fácil al material.

Como ya se mencionó anteriormente otro de los usos del metabolito es su aplicación en detergentes.

El AI se ocupa también para la producción de pegamentos del PVC, los cuales lo incluyen como monómero en su estructura, que les da una característica adhesiva fuerte y resistente. El ácido itacónico es un buen añadido a la resina sintética, la resina de intercambio iónico y agente tensoactivo, además de otorgarles buenas características propias a los plásticos.

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