Reactores Biocatalíticos: Apuntes de Ingeniería Química, Diapositivas de Farmacología

¡Descarga Reactores Biocatalíticos: Apuntes de Ingeniería Química y más Diapositivas en PDF de Farmacología solo en Docsity!

Reactores

BiocataliticosReactores Farmacéutiocs

Presenta: Avila Pichardo Aaron Rosillo Sosa Ana Victoria Profesor: M. en EQ. Mateo Pérez Ruiz

¿Qué son?

La biocatálisis, o catálisis enzimática, proceso que utiliza enzimas para acelerar reacciones químicas. Estas enzimas son catalizadores biológicos que permiten transformaciones químicas específicas con alta eficiencia y selectividad. Son dispositivos diseñados para llevar a cabo estas reacciones catalizadas por enzimas, ya sea en condiciones de cultivo celular o utilizando enzimas inmovilizadas

Ecuación

La ecuación general para el diseño de reactores biocatalíticos se basa en la cinética enzimática, que describe cómo la velocidad de reacción depende de la concentración del sustrato y la enzima. Una de las ecuaciones más comunes es la ecuación de Michaelis- Menten.

Balance de Materia

El balance de masa es fundamental para entender cómo se comportan los reactivos y productos dentro del reactor. En un reactor biocatalítico, el balance de masa para un componente i puede expresarse como: donde: Ci: es la concentración del componente i, ri: es la velocidad de reacción, Fin y Fout: son los flujos de entrada y salida, V: es el volumen del reactor

Ecuación para reactores específicos

Dependiendo del tipo de reactor (por ejemplo, reactor de lecho empacado o reactor agitado), se utilizan diferentes modelos. Por ejemplo, en un reactor de lecho empacado, el balance de masa puede incluir términos que consideren la difusión en el biofilm y el flujo axial: donde: C: es la concentración en el lecho, z: es la coordenada axial, k: es una constante que describe la tasa de transferencia

Balance de energía

El balance de energía también es crucial, especialmente en procesos donde las condiciones térmicas pueden afectar las reacciones. Un ejemplo sencillo podría ser: donde: Q: es el calor transferido, m˙: es el flujo másico, Cp: es la capacidad calorífica, ΔH: son los cambios en entalpía debidos a reacciones químicas

¿Cómo son?

Ejemplo

Considera la enzima invertasa que cataliza la hidrolisis de sacarosa a fructosa y glucosa. La Km para sacarosa es de 0.5 mM y la constante catalítica es de 175 min−1−1. Si se mide su actividad en presencia de 0.25 mM de sacarosa con 25 pmol de enzima, calcula: La velocidad de catálisis observada. La fracción de VmaxVmax que representa esta velocidad. La cantidad de sustrato necesaria para alcanzar el 95% de Vmax