MODELAMIENTO DE LA HIDROLISIS ENZIMATICA DE ALMIDON EN REACTOR CONTINUO DE TANQUE AGITADO PARA SU USO EN PROCESO DE ENCOLADO SUPERFICIAL EN CARTULINAS CMPC PLANTA MAULE

Abstract

En Chile la CMPC es el mayor fabricante de cartulinas del país, estas cartulinas requieren múltiples procesos para ser un producto terminado, entre ello se encuentra el encolamiento que se requiere para cubrir las rugosidades y así generar una superficie lisa. Recientemente, dicho encolamiento se realiza con almidón modificado, el cual ha pasado por un proceso de hidrólisis enzimática para disminuir su viscosidad, todo ello realizado por la misma empresa.La hidrolisis enzimática de almidón a escala industrial es una nueva tecnología en la industria papelera que permite modificar almidón por medio de enzimas hidrolíticas sustituyendo la compra de almidón modificado de alto costo. El objetivo de este estudio es caracterizar y predecir las características físicas de la producción industrial de almidón modificado mediante la hidrolisis enzimática cuyas variables de procesos son controladas de forma automática desde una sala de control. Las variables de proceso a estudiar son la cantidad de solidos inicial de almidón sin modificar, dosificación inicial de enzimas y el tiempo de residencia de la reacción enzimática, mientras que la variable de respuesta es la viscosidad del almidón modificado.La metodología consistió en realizar experimentos a escala laboratorio para determinar la actividad de la enzima alfa amilasa por medio del método de colorimetría de yodo yoduro, posterior a esto se realizó mediciones a escala industrial de hidrolisis enzimática considerando las variables mencionadas anteriormente, con lo anterior, se realizó un diseño factorial de 2 niveles y 3 factores personalizado con las variables ya mencionadas, posteriormente, se correlacionará la variable respuesta viscosidad con las variables de proceso mediante la metodología de superficie de respuesta.Los resultados obtenidos en laboratorio indican que la actividad enzimática de la enzima utilizada en el proceso de hidrolisis enzimática está dentro de los estándares del mercado de enzimas permitiendo crear experimentos de control de calidad de esos catalizadores, además, los resultados obtenidos de las mediciones de viscosidad del almidón producido por el proceso industrial de hidrolisis enzimática indican que el grado de viscosidad que adquiere el almidón final luego de pasar por los procesos de hidrolisis enzimática depende principalmente de la concentración inicial de almidón, dosificación de enzimas y del tiempo de residencia del reactor. Los resultados indican que la variable que mejor controla el proceso de hidrolisis enzimática es la dosificación de enzimas.Se concluyó que es posible modelar la hidrolisis enzimática de almidón a partir de las 3 variables más influyentes dentro de la hidrolisis enzimática, aunque se utilice como variables de control la dosificación de enzimas en desmedro de la cantidad de solidos así como el tiempo de residencia de la reacción, por otro lado, se concluye que el modelo posee buen grado de regresión respecto a las variables establecida permitiendo predecir adecuadamente valores de viscosidad dentro de los rangos de operación, por lo anterior cabe resaltar que la variación de la viscosidad medida del modelo es 7,86 cP se analizó que la diferencia está entre los 10% a 24% respecto a los valores experimentales predichos. Se establece el presente trabajo como una guía para la toma de decisiones relacionados a las condiciones de operación del proceso de conversión enzimático de almidón que aporten a los operarios mayor seguridad a la hora de modificar las condiciones de proceso.