Desarrollo de nuevos procesos biotecnológicos basados en el uso de líquidos iónicos, fluidos supercríticos y tecnologías de membranas

Abstract

El presente trabajo de Tesis tiene como finalidad el desarrollo el desarrollo de nuevos bioprocesos basados en el uso de líquidos iónicos, dióxido de carbono supercrítico y tecnología de membranas con el fin de mejorar la eficiencia de los procesos y minimizar la generación de residuos. Los líquidos iónicos miscibles con agua han mostrado ser excelentes medios para la síntesis de ésteres mediante reacciones de transesterificación catalizadas por lipasas, en condiciones de bajo contenido en agua. La resolucion racémica de rac-1-feniletanol y rac-2-pentanol mediante la reacción de transesterificación con ésteres vinílicos catalizada por la enzima comercial lipasa B de Candida antarctica inmovilizada (Novozym 435) se llevó a cabo satisfactoriamente en un reactor de membrana que contenía una membrana líquida soportada basada en líquidos iónicos. Además se desarrolló un proceso sintético que combina el dióxido de carbono supercrítico, los líquidos iónicos y la tecnología de membrana. En estos sistemas bifásicos IL/scCO2, la selectividad de los procesos se incrementó en relación a la obtenida en dióxido de carbono supercrítico en ausencia de IL.

The main objective of this thesis is to develop new bioprocesses based on ionic liquids, carbon dioxide and membrane technology as combined reaction and separation media in order to improve the efficiency of the processes and minimize waste generation and energy consumption. A wide range of dialkylimidazolium-based ionic liquids were successfully used as reaction media for lipase catalyzed transesterification in low water conditions. The kinetic resolutions of rac-1-fenilethanol and rac-2-pentanol by transesterification with vinyl esters catalyzed by a commercial immobilized CaLB (Novozyme 435) were successfully carried out in the membrane bioreactor with supported liquid membrane based on ionic liquids. Moreover, a synthetic biocatalytic process combining scCO2, ILs and membrane technology was investigated. In the IL/scCO2 biphasic systems, the immobilized enzyme (free Candida antarctica lipase B) showed an increase in the selectivity of the process compared with supercritical carbon dioxide assayed in the absence of IL.