Tratamiento de los productos de las bioreacciones

Partes: 1, 2

1. Resumen
3. Operaciones de tratamiento de productos
4. Secuencias empleadas más frecuentemente en los procesos de bioseparación
5. Separación de biomasa
6. Centrifugación
7. Ruptura celular
8. Métodos
9. Bibliografía

(Bioprocesos II)

Categoría: Ingeniería

Resumen

Se revisa sobre algunos bioprocesos de tratamiento posterior más empleados en la obtención de bioproductos como la separación de la biomasa microbiana en especial la centrifugación y la filtración seguido de la ruptura celular si el producto deseado se encuentra intracelular, se analiza sus particularidades a tener en cuenta en una escala mayor.

Introducción

El tratamiento de los productos de las bioreacciones a escala industrial, pueden abarcar diferentes tipos de procesos:

1. Producción de microorganismos para consumo humano o animal, como la levadura panadera y la proteína unicelular. En esos casos la fase sólida es el producto, la operación es a gran escala y el procesamiento de las corrientes es fundamentalmente una separación sólido-líquido.

2. Aislamiento de moléculas orgánicas pequeñas de los caldos de fermentación, como el etanol, el butanol, y el ácido cítrico. En estos casos los procesos de tratamiento empleados difieren muy poco de los utilizados en la industria química, aunque pueden considerarse en algunos casos la integración de las etapas de procesamiento con la etapa de fermentación, para mejorar la economía y resolver determinados problemas de la operación de los bioprocesos.

3. Productos farmacéuticos como: 1) Antibióticos, entre los que se destaca la producción a gran escala de la penicilina; 2) aislamiento de productos del plasma sanguíneo (albúmina, gamma globulina, factor VIII); 3) productos aislados de células y animales como la insulina y ciertas vacunas; 4) productos similares a 2 y 3, pero producidos por procesos de fermentación de microorganismos; 5) Enzimas (como productos farmacéuticos y para otros usos industriales) tanto las extracelulares, producidas en gran escala, principalmente para la industria de detergentes y para la de alimentos, como las intracelulares, producidas a escala industria como los productos recombinantes que se utilizan en el tratamiento de enfermedades contra el cáncer y otras enfermedades en el hombre y los animales .

4. Proteínas purificadas de subproductos de procesos biológicos, como el suero de la producción de quesos.

En casi todos los casos se trata de procesar el caldo mezclado que procede de los fermentadores y que consiste en una mezcla sólido-líquido que contiene células, productos del metabolismo celular, nutrientes, agentes antiespumantes y muchos otros compuestos. Se debe distinguir entre los productos biotecnológicos clásicos con concentraciones bajas, pero dentro de límites prácticos, como el alcohol, y los productos de organismos manipulados genéticamente los cuales son frecuentemente polipéptidos de alto peso molecular, en la mayoría de los casos intracelulares y que pueden estar en muy bajas concentraciones.

También se deben considerar los productos de elevado valor unitario que se producen en muy pequeñas cantidades y en los cuales no es tan importante la economía del proceso como los requerimientos estrictos de calidad. En esos procesos se emplean etapas múltiples de separación, desarrolladas directamente a partir de los procedimientos de los laboratorios, aplicando el tipo de equipamiento normalmente empleado por los químicos analistas, lo cual puede resultar suficiente para obtener buenos resultados en esas escalas tan pequeñas de producción.

Para otras biomoléculas que deben ser producidas a una escala mayor, los procedimientos de laboratorio no resultan económicos y por lo tanto se deben realizar grandes cambios en la selección de equipos y en el flujo del proceso de tratamiento. Hay que destacar la diferencia entre el elevado volumen de muchos productos de la industria biotecnológica y su valor relativamente bajo y el elevado valor de algunos con muy bajo volumen de producción anual.

Operaciones de tratamiento de productos

En la fig.1 se presentan las tres etapas y los procesos unitaruios que se emplean comunmente los principales procesos para obtener un bioproducto. En particular en el tratamiento posterior se emmplean los siguientes:

• Separación de biomasa

• Ruptura celular