Diseño, operación y modelización de procesos continuos biorreactor enzimático-módulo de membrana, aplicación a la eliminación de contaminantes fenólicos de efluentes industriales

Abstract

Palabras claves: peroxidasa de soja, peroxidasa de rábano, peroxidasa de alcachofa, enzimas inmovilizadas, reactores enzimáticos, fenoles. Se estudia eliminar 4 clorofenol de efluentes industriales, utilizando tres peroxidasas procedentes de soja (SBP), rábano (HRP) y alcachofa (AKPC), y seleccionando SBP como la mejor. Dicha peroxidasa se utiliza, tanto libre como inmovilizada, en diversas configuraciones de reactor continuo (reactor tanque y lecho fluidizado), concluyéndose que el reactor tanque continuo asociado con módulo de membrana y la enzima soluble es la configuración más adecuada. Adicionalmente, se plantea y resuelve un modelo de diseño para estos reactores, ajustándose con una desviación típica del orden del 2.92%. La SBP se aplica a la eliminación de otros clorofenoles y se establecen las eficacias relativas de eliminación de los mismos. La eliminación en continuo de mezclas de compuestos fenólicos muestra que la concentración de uno de ellos puede afectar a la eliminación del resto. Por último, se establece que los extractos crudos de raíces transformadas de nabo y tabaco wt podrían constituir una alternativa a las peroxidasas purificadas para el tratamiento de efluentes industriales que contengan compuestos fenólicos. Abstract: Keywords: horseradish peroxidase; soybean peroxidase; artichoke peroxidase; immobilization; 4-chlorophenol removal; ultrafiltration membrane reactor. The 4-chlorophenol removal from industrial effluents using three peroxidases extracted from soybean (SBP), horseradish (HRP) and artichoke (AKPC) is studied, showing that SBP is the best option. This one is tested under its soluble and immobilized forms using different reactor configurations (tank reactor and fluidized bed), concluding that the most suitable configuration corresponds to the continuous tank reactor associated in series with a membrane module and using the soluble enzyme. A design model is developed for the optimal configuration, obtaining a good fitting with a standard deviation of 2.92%. In addition, the relative efficiency of SBP for the removal of various chlorophenols is established. The removal of blends of different chlorophenols shows that the concentration of one compound can disturb the removal efficiency of the others. Finally, it is shown that crude extracts from turnip and tobacco wt hairy-roots could be an interesting alternative for the chlorophenols removal.