Que son las bioseparaciones

1. BIOPROCESOS –
Introducción a
las Bioseparaciones
BIOTECNOLOGÍA

3. ¿Cuál es la clasificación de acuerdo al diámetro
de poro y aplicaciones de la separación por
membranas?
•
Filtración de partículas: 1 a 1000 µ
• Microfiltración (MF): 0.04 a 2 µ
• Ultrafiltración (UF): 0.05 a 0.1 µ
• Nanofiltración (NF): 10 a 100 Å
• Ósmosis inversa (Hiperfiltración) (OI): 1 a 10 Å
•
Se emplea en la separación de coloides por medio de un film, película o membrana. Que tienen
diversos tamaños de poro, distinto material de fabricación y la selección del medio filtrante es en
función del líquido que se desea separar.
•
UF: remoción de partículas coloidales, como enzimas y proteínas. Se emplea principalmente en la
industria alimenticia, porque permite la esterilización en frío.
•
NF: Separación de iones de tamaño relativamente grande como sulfato, fosfato, nitrato, cálcio,
magnesio, etc. Es ineficiente para la separación de iones más pequeños como sodio, potasio,
cloruros, etc.

4. • Los procesos biotecnológicos basados en la acción de
microorganismos como agentes transformadores dentro de
sistemas productivos a nivel industrial, orientados a la obtención
de enzimas, vitaminas, aminoácidos, aditivos, proteínas celulares,
y otros productos de uso alimenticio y terapéutico, abarcan tres
etapas básicas.

5. • La primer etapa comprende la preparación y esterilización del
medio de cultivo (materia prima) y el inoculo, los componentes de
los medios y su naturaleza química debe cumplir con los
requerimientos del crecimiento y de formación de productos y
suministrar energía para el mantenimiento celular

6. • La segunda etapa, el Bioproceso, sobre este recae la mayor atención debido a
que es allí donde se da la transformación de la materia prima por acción de un
catalizador biológico que generalmente es un microorganismo o una enzima,
industrialmente este proceso ocurre en un Bioreactor el cual esta diseñado para
brindar las características necesarias de monitoreo de las diferentes variables
como temperatura, presión y concentración de gases, originadas como resultado
de la transformación química, y que deben mantenerse controladas a fin de
ofrecer condiciones optimas para el desarrollo y la acción del microorganismo.

7. • Una vez se ha agotado el sustrato original, la población microbiana
ha crecido suficiente y la concentración del metabolito es la
esperada, se tiene una solución acuosa compleja, nutrida de
material suspendido y rica en especies químicas.

8. • La necesidad de convertir este caldo biológico a un producto
sólido o líquido de alta pureza, calidad y listo para ser envasado y
comercializado, conduce el proceso a la tercera etapa que
comprende concentración y purificación, operaciones que se
denominan Bioseparacion.

9. • La fase de separación en la obtención de un producto
biotecnológico incide de manera significativa en la calidad de este
y en el costo total del proceso, de allí la importancia en la
selección de la técnica mas adecuada, el uso final del producto y
la exigencia competitiva del mercado son otras razones a tener en
cuenta en el diseño del proceso.

10. • Las operaciones de concentración y purificación son de naturaleza
física entre las cuales se tienen: centrifugación, cromatografía,
diálisis, disrupción celular, precipitación, filtración, extracción
liquido-liquido, adsorción, electroforesis, intercambio iónico y
ultrafiltración.

11. • La importancia de conocer los diferentes tipos de Bioseparaciones
radica en la correcta selección de la técnica más apropiada o la
combinación de varias en el diseño de procesos biotecnológicos.

12. Se realiza gracias a la facilidad de las membranas de transportar un componente de las fases a través de
una membrana. La separación se efectúa por acción de una fuerza impulsora donde el alimento pasa por
la membrana para separar los componentes más pequeños (permeado) del resto del flujo (concentrado).

13. La tendencias en las Bioseparaciones.

14. • En el campo de la biotecnología grandes esfuerzos han sido
realizados en el desarrollo, la optimización y ampliación de los
procesos para la recuperación de productos de alto valor a partir
de un amplio número de fuentes y con diferentes grados de
complejidad.

15. • En la mayoría de los casos, el aislamiento de los productos de
interés requiere grandes trenes de separación con muchas
operaciones unitarias que pueden representar hasta el 80% de los
costes operativos.Por otra parte, es bien reconocido que un
elevado número de operaciones unitarias impactará directamente
el rendimiento final del proceso.

16. • Estos cuellos de botella económicos y operativos empujan a los
investigadores a encontrar nuevas, alternativas, tiempo y metodologías
coeficientes para lograr una mejor industria en condiciones para
satisfacer las demandas de productos.
• En las etapas de separación y purificación es altamente beneficioso,
pero en muchos casos se trata de aumentar la dificultad de las
operaciones y en consecuencia la reducción del rendimiento del
producto final.

17. • Cada producto biotecnológico requiere de un proceso de
purificación a la medida lo que hace casi imposible la creación de
un protocolo estándar, como a veces se hace en otros sectores.En
consecuencia, se necesita un proceso de más mano de obra y
tiempo, que es caro en comparación con una no-biológico.

18. • En este sentido, muchos logros se han observado y el conocimiento se ha generado a
partir de las experiencias en los procesos farmacéuticos.
Las altas regulaciones asociadas a los productos terapéuticos han impulsado la
creación de los trenes de separación simplificados que aseguren la calidad y
seguridad del producto.
• Este entendimiento se ha extrapolado en parte a otras industrias biotecnológicas, es
decir, alimentos, textiles, combustibles entre otros, con resultados exitosos.
Las innovaciones recientes en bioseparaciones han sido impulsadas por la necesidad
imperiosa de reducir los costos operacionales y aumentar el rendimiento global del
proceso.

19. • Es importante cambiar esta situación y anticipar los retos en vez
de reaccionar a ellos. A partir de esta breve revisión, está claro
que las tecnologías actuales en el área de bioseparación no son
adecuadas para la industria biotecnológica de mañana.
• Se necesitan nuevas técnicas integradas a implementar para
optimizar aún más el rendimiento y minimizar los costos.

20. • En este sentido, las .tendencias descritas en el trabajo realizado
por el Centro de Biotecnolog?a FEMSA son sólo una idea de algunas
de las cosas que se pueden observar en un futuro cercano en el
campo de las bioseparaciones.

21. • Por lo tanto, la investigación en esta área mejorada con los
esfuerzos interdisciplinarios juega un papel clave en ayudar a que
este campo dinámico se convierta en una plataforma más robusta
en los próximos años.

22. • Etapas mejores y más eficientes de separación se traducen
directamente en ahorros que beneficien al fabricante y en
consecuencia a los consumidores.
Todo lo que se enmarca dentro de las prácticas sostenibles de
bioprocesamiento debería servir de ejemplo a otros sectores
industriales.