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O PERACIONES
U N ITARIAS
D R. E DWIN TORREZ
Q UINTEROS
CONCEPTO DE NÉCTAR DE FRUTA
El néctar de fruta es una bebida que contiene parte
de la pulpa de la fruta finamente tamizada, a la que
se ha añadido agua potable, azúcares (o
edulcorantes en el caso de los dietéticos), ácido
cítrico y diferentes ingredientes.
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CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DEL
NÉCTAR DE FRUTAS
INGREDIENTES DE NÉCTARES DE FRUTAS
• Pulpa de fruta.
• Sustancias edulcorantes.
• Aditivos permitidos.
PULPAS DE FRUTAS
• Mora.
• Frutos rojos.
• Maracuyá
• Mango.
• Papaya.
• Fresa.
• Piña.
EDULCORANTES PERMITIDOS PARA NÉCTARES
SEGÚN LA FAO
CONCENTRACION MAXIMA
Acesulfame K < 350 mg/l
Aspartamo < 600 mg/l
Ácido ciclámico y sales <400 mg/l
Sacarina y sales < 80 mg/l
Sucralosa < 250 mg/l
Neohesperidina < 30 mg/l
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NECTAR MIXTO ACEROLA- ZANAHORIA
La acerola pertenece a la familia de las
Malpigiaceas y, en la actualidad,
responde al nombre científico de
Malpighia emarginata, aunque con
anterioridad era conocida como
Malpighia glabra o Malpighia
punicifolia.
Es una planta silvestre que se cultiva en
zonas de clima tropical y subtropical.
Su origen se circunscribe en las
zonas más al sur de México, América
Central y los lugares más
septentrionales de América del Sur.
LA ACEROLA
COMPOSICION QUIMICA DE LA ACEROLA
En cuanto a su composición nutricional, la mayor parte de
su peso es agua, con un escaso aporte de principios
inmediatos. Por 100 gramos, se pueden ingerir de 0,21 a
0,80 g de proteínas, de 0,23 a 0,80 g de grasas y de 3,6 a
7,8 g de hidratos de carbono. Su aporte energético es
escaso, unas 30 Kcal por 100 g de porción comestible. En
relación a los minerales, destaca el aporte de fósforo (17,1
mg/100g), calcio (11,7mg) y hierro (0,24mg), aunque este
último responde al tipo de hierro no hemo, de menor
biodisponibilidad que el procedente de fuentes animales.
VITAMINA C EN ACEROLA Y OTRAS FRUTAS
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CONTENIDO DE “VITAMINA C” DE LA ACEROLA
En cuanto a las vitaminas, sobresale de manera destacada el contenido en
vitamina C, ya que contiene de 695 a 4.827mg/100g, unas cifras que
superan de 50 a 100 veces la cantidad aportada por los cítricos, la piña
o el kiwi. En virtud de su estado de maduración y forma de cultivo, está
considerada una de las frutas más ricas en vitamina C, junto con otros frutos
poco frecuentes en nuestros mercados como el camu-camu, típico de la
Amazonia brasileña, y el kakadu, conocido como ciruela australiana. Además
de esta, otras vitaminas como la tiamina, piridoxina y riboflavina también
están presentes en la acerola, pero en unos valores más habituales.
La vitamina C es una vitamina soluble en agua que
se encuentra en muchos alimentos,
especialmente en las frutas y verduras.
Es bien conocido por ser un potente antioxidante,
así como por tener efectos positivos en la salud
de la piel y la función inmunológica.
También es vital para la síntesis de colágeno, el
tejido conectivo, los huesos, los dientes y sus
pequeños vasos sanguíneos.
El cuerpo humano no puede producir ni almacenar
vitamina C. Por lo tanto, es esencial consumirlo
regularmente en cantidades suficientes.
IMPORTANCIA DE LA VITAMINA C EN LA SALUD
HUMANA
CONTENIDO COMPARATIVO DE VITAMINA C
COMPUESTOS BIOACTIVOS DE LA ACEROLA
En la acerola destacan los antocianos, responsables de la coloración rojiza o
morada propia de la fruta madura.
Diversos estudios científicos han aislado en esta fruta antocianos derivados
de la cianidina y de la pelargonidina.
La acerola es fuente de carotenoides, pigmentos antioxidantes que aportan a
la fruta tonos entre amarillo y anaranjado. Todas estas sustancias han
demostrado una significativa acción antioxidant
Las células madre de
la zanahoria son ricas en
betacaroteno, también
llamado provitamina A,
que en el organismo se
transforma en retinol
o Vitamina A.
Estos compuestos reparan
las células dañadas por
los efectos ambientales, y
así fortalecen y revitalizan
las uñas y el pelo.
LA ZANAHORIA
ZANAHORIA
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BETA_ CAROTENO
LOS CAROTENOIDES DE LA ZANAHORIA
CAROTENOIDES INCOLOROS DE LA ZANAHORIA
Nectadrefrutasoperacionesunitariaaaaa.pdf
CONTENIDO DE CAROTENOIDES EN ZANAHORIA
FLUJOGRAMA PARA LA OBTENCIÓN DE ZUMO
DE ACEROLA
AGUA RESIDUOS
SOL. . DE HIPOCLORITO
DE SODIO
RESIDUOS SOLIDOS
ZUMO DE ACEROLA
LAVADO
DESINFECCION
DESPULPADO
FLUJOGRAMA PARA LA OBTENCION DE ZUMO DE
ZANAHORIA
LAVADO
DESINFECCION
PELADO Y PICADO
MOLIENDA EN
MOLIDO COLOIDAL
TRATAMIENTO CON
ENZIMAS
PRENSADO
ZUMO
DE ZANAHORIA
ZANAHORIA
AGUA
AGUA + RESIDUOS
CASCARA
RESIDUOS SOLIDOS
CELULASA PECTINASA
SOLUCION DE HIPOCLORITO
DE SODIO
FLUJOGRAMA PARA LA PREPARACION DE NECTAR
MIXTO ACEROLA - ZANAHORIA
MEZCLA
FORMULACION
AGITACION
EMBOTELLADA
PASTEURIZACION 85°C/10
MIN
ETIQUETADO
NECTAR MIXTO DE ACEROLA -
ZANAHORIA
ZUMO DE ACEROLA ZUMO DE ZANAHORIA
AGUA AZUCAR
ENVASES DE VIDRIO DE
600 ML
VAPOR
OPERACIONES UNITARIAS (P)
Dr. EDWIN TORREZ QUINTEROS
DEFINICION DE SOLUCION
PARENTERAL
 Soluciones parenterales son preparaciones estériles
que contienen uno o más principios activos destinados
a administración por inyección, infusión o
implantación en el cuerpo.
 Se guardan en envases de dosis única o multidosis.
COMPONENTES DE UNA SOLUCION
PARENTERAL
 Los componentes son:
agua, electrolitos y, a
veces, distintas
sustancias, como por
ejemplo la glucosa,
fuente de carbono y
energía para el
organismo.
TIPOS DE SOLUCIONES
PARENTERALES
 Existen familias de sueros:
 Solución salina normal (suero fisiológico)
 Solución salina hipertónica.
 Solución salina hipotónica.
 Solución de Ringer con lactato.
 Solución tipo Plasmalyte.
 Solución de dextrosa al 5%
 Solución glucosado hipertónica.
 Solución glucosalina.
CLASIFICACION
DE
SOLUCIONES
PARENTERALES
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SOLUCIONES ORALES
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SOLUCIONES PARENTERALES
LAS SOLUCIONES
PARENTERALES SE
DIVIDEN EN :
Cristaloides
.
Coloides.
SOLUCION PARENTERAL
CRISTALOIDES
LAS SOLUCIONES
PARENTERALES
CRISTALOIDES SE DIVIDEN
EN :
Hipotónicas.
Hipertónicas.
Isotónicas.
SOLUCIONES HIPOTONICAS
 Son las que tienen una osmolalidad inferior a la de los
líquidos corporales y, por tanto, ejercen menos presión
osmótica que el LEC.
 El uso de las soluciones hipotónicas es poco frecuente
y son útiles para hidratar a un paciente, aumentar la
diuresis y valorar el estado renal.
EJEMPLOS SOL. HIPOTONICAS
EJEMPLO SOL. HIPOTONICAS
SOLUCIONES HIPERTONICAS
 Son las que tienen una osmolalidad superior a la de
los líquidos corporales y por tanto, ejercen mayor
presión osmótica que el LEC.
 La alta osmolaridad de estas soluciones cambia los
líquidos desde el LIC (líquido intracelular) al
LEC(líquido extracelular)
EJEMPLO DE SOL. HIPERTONICA
EJEMPLO DE SOL. HIPERTONICA
SOLUCIONES ISOTONICAS
 El termino isotónico significa que la osmolaridad de la
solución a un lado de la membrana es la misma que la
del otro lado de la membrana.
 La osmolaridad de un liquido isotónico se aproxima a
la osmolaridad del suero en plasma (285-295 mosm/l).
 Los líquidos isotónicos se utilizan para hidratar el
comportamiento intravascular en situaciones de
pérdida de liquido importante, como deshidratación,
hemorragias.
EJEMPLOS DE SOL.ISOTONICAS
EJEMPLO DE SOL. ISOTONICAS
SOLUCIONES COLOIDES
DEFINICION SOL. COLOIDES
 Contienen partículas de suspensión de alto peso, no
atraviesan a las membranas capilares , por lo cual son
capaces de aumentar la presión osmótica
CLASIFICACION SOL. COLOIDES
SOLUCION COLOIDES NATURALES
SOLUCION COLOIDES ARTIFICIALES
POTABILIZACION DEL AGUA
1.PRETRATAMIENTO DEL AGUA
 El primer paso consiste en eliminar sólidos de gran
tamaño. Se suele colocar una reja para evitar que se
filtren peces o ramas.
 Después, con la ayuda de un desarenador se separa la
arena del agua para evitar que pueda dañar las bombas
de la planta potabilizadora.
 En esta etapa también es habitual una pre
desinfección para destruir algunas sustancias
orgánicas.
2.COAGULACION Y FLOCULACION
 Las bombas de baja presión transportan el agua hasta
una cámara de mezcla, donde se incorporan los
componentes que potabilizan el agua.
 En esta fase del proceso de potabilización se ajusta el
pH mediante la adición de ácidos o de álcalis y se
añaden al agua agentes coagulantes.
3.DECANTACION
 En el decantador se separa por gravedad las partículas
en suspensión que transporta el agua.
 Los sedimentos nocivos más densos se quedan en el
fondo, donde se eliminan y los menos densos
continúan disueltos en el agua decantada.
4. FILTRACION
 Tras el proceso de decantación, se hace pasar el agua
por un medio poroso para eliminar los sedimentos
menos densos.
 Estos filtros terminan de colar impurezas.
 Existen diferentes tipos de filtros, como de arena o
carbón activado, y éstos pueden ser abiertos y por
gravedad o cerrados y a presión.
5.DESINFECCION DEL AGUA
 Finalmente, se añade cloro para eliminar cualquier
tipo de bacteria o virus.
 Si se quieren eliminar agentes patógenos de aguas
subterráneas o manantiales naturales, se puede
conseguir también a través de la irradiación de rayos
ultravioletas o con la aplicación de ozono, por ejemplo.
Nectadrefrutasoperacionesunitariaaaaa.pdf
OBTENCION DE AGUA DE USO
FARMACEUTICO
DESCALCIFICACION DEL AGUA
 El ablandamiento del agua es una técnica que sirve
para eliminar los iones que hacen a un agua ser dura,
en la mayoría de los casos iones de calcio y magnesio.
En algunos casos iones de hierro también causan
dureza del agua. Iones de hierro pueden también ser
eliminados durante el proceso de ablandamiento.
DESMINERALIZACION DEL AGUA
 Existen tres opciones para la desmineralización del
agua:
1. Intercambio iónico.
2. Osmosis inversa.
3. Electrodiálisis.
INTERCAMBIO IONICO
 La desmineralización del agua a través de resinas de
intercambio iónico (lechos mixtos), que absorben y
acumulan los iones contenidos incluso en las
soluciones más diluidas.
 Una vez que las resinas se agotan y ya no alcanzan la
calidad requerida, el sistema automático de limpieza
regenera las resinas mediante disoluciones ácidas y
básicas para cumplir con las especificaciones
establecidas por normas.
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OSMOSIS INVERSA
 Es una técnica de desmineralización basada en
membranas. Estas membranas son barreras semi-
permeables selectivas que permiten el paso del agua
por difusión, mientras que las sustancias disueltas,
como los iones, queden retenidos.
 Es una de las filtraciones más finas que existe. Estas
plantas se suministran pre-montadas sobre un soporte
y pueden ir premontadas.
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Nectadrefrutasoperacionesunitariaaaaa.pdf
ELECTRODIALISIS
 La electrodiálisis es el proceso que utiliza membranas
intercambiadoras que permiten separar sustancias
iónicas en disolución al aplicar una diferencia de
potencial, y es utilizada en muchos países como
alternativa para separar, concentrar y purificar
sustancias como el agua.
Nectadrefrutasoperacionesunitariaaaaa.pdf
EQUIPOS E INSTALACIONES PARA LA PRODUCCION DE
SUEROS
Nectadrefrutasoperacionesunitariaaaaa.pdf
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PROCESO DE FABRICACION DE SOLUCIONES
PARENTERALES DE GRAN VOLUMEN
ESTERILIZACION
NOTAS ADICIONALES
 Los envases actualmente
son de poliolefinas
multicapa, no
contaminantes.
 La esterilización se
realiza a 121,1°C por 15
minutos.
 Producto final:
ASEPTICO,
APIROGENO y
DESMINERALIZADO
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OPERACIONES
UNITARIAS
DR. EDWIN
TORREZ Q.
PRODUCCION DE
ETANOL
El etanol es el nombre sistemático definido
por la Unión Internacional de Química Pura y
Aplicada (IUPAC en inglés) para una molécula
con dos átomos de carbono y peso molecular
de 46,07 g/mol
El nombre de etanol fue acuñado como
resultado de una resolución que fue adoptada
en la Conferencia Internacional sobre
Nomenclatura Química que se celebró en abril
de 1892 en Ginebra, Suiza.
NOMBRE
Puede usarse con en varios sectores de la
industria. En el sector farmacéutico, se utiliza
como excipiente de algunos medicamentos y
cosméticos (es el caso del alcohol antiséptico
70º GL y en la elaboración de ambientadores
y perfumes).
USOS
 El etanol es un desinfectante. Su mayor potencial
bactericida se obtiene a una concentración de
aproximadamente el 70 %, ya que se reduce la
tensión superficial de la célula bacteriana,
facilitando el proceso de desnaturalización proteica.
 Para su uso como antiséptico tópico se suele
mezclar con aditivos como el alcanfor o cloruro de
benzalconio a fin de evitar su ingestión y por tal
motivo se expende como alcohol etílico
desnaturalizado.
USOS
PRESENTACION
ESTRUCTURA QUIMICA
PROPIEDADES
USOS COMO COMBUSTIBLE
 La gasolina tipo E85 (o combustión flexible), es una mezcla
de 85% de etanol y 15% de gasolina, se puede usar en
vehículos de combustión flexible, es decir, que están
diseñados para funcionar con cualquier mezcla de gasolina y
etanol hasta un 85 por ciento.
 Otra mezcla es la E15, es una mezcla similar a la E10, en este
caso contiene 15% etanol y 85% gasolina. Este tipo de
combustible fue aprobada para su uso en modelos del año
2001 y vehículos más nuevos. Los autos generalmente vienen
con un manual para indicar el máximo contenido de etanol
recomendado que debe usar el vehículo.
USOS COMO COMBUSTIBLE
 Síntesis. La principal forma de sintetizar acetato de etilo es
mediante la esterificación de Fischer, esterificación directa
mediante ácido acético y etanol en presencia de un
catalizador.
USOS PARA SINTESIS DE DISOLVENTES
 Fermentación oxidativa
 Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, el
ácido acético, en la forma de vinagre, ha sido preparado por
bacterias del género Acetobacter. En presencia de suficiente
oxígeno, estas bacterias pueden producir vinagre a partir de
una amplia variedad de alimentos alcohólicos. Algunos
insumos comunes son la sidra, el vino, cereal fermentado,
malta, arroz, o patatas. La reacción química general facilitada
por estas bacterias es:
 etanol ácido acético
SINTESIS DE ACIDO ACETICO
 Para obtener etanol libre de agua (alcohol absoluto) se aplica
la destilación azeotrópica en una mezcla con benceno o
ciclohexano. De estas mezclas se destila a temperaturas más
bajas el azeótropo, formado por el disolvente auxiliar con el
agua, mientras que el etanol se queda retenido.
PRODUCCION DE ETANOL ABSOLUTO
 La mayoría del etanol producido en los Estados
Unidos está hecho a partir del grano de maíz, pero
también puede ser producido a partir de otras
materias primas como el sorgo, trigo, cebada, papa o
remolacha. Brasil, el principal productor mundial
junto a los EE. UU. lo produce a partir de caña de
azúcar.
PRODUCCION DE ETANOL
 La fermentación alcohólica es un proceso biológico de
fermentación en plena ausencia de oxígeno (- O2), originado
por la actividad de algunos microorganismos que procesan los
hidratos de carbono (por regla general, azúcares: por ejemplo,
la glucosa, la fructosa, la sacarosa, es decir, cualquier
sustancia que tenga la forma empírica de la glucosa, es decir,
una hexosa) para obtener como productos finales: un alcohol
en forma de etanol dióxido de carbono (CO2) en forma de gas
y moléculas de adenosín trifosfato (ATP) que consumen los
propios microorganismos en su metabolismo celular
energético anaerobio
FERMENTACION ALCOHOLICA
 Las levaduras están presentes de forma natural en algunos
productos como las frutas, cereales y verduras. Son lo que se
denominan: organismos anaeróbicos facultativos, es decir que
pueden desarrollar sus funciones biológicas sin oxígeno. Se
puede decir que el 96% de la producción de etanol la llevan a
cabo hongos microscópicos, diferentes especies de levaduras,
entre las que se encuentran principalmente Saccharomyces
cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora
MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN
EN LA FERMENTACION ALCOHOLICA
 Algunas cepas de bacterias tienen eficiencias de
fermentación altas sin necesidad de fijación, incluso a
relativas velocidades de movilidad, tal y como puede ser el
caso de Zymomonas mobilis . Sin embargo, esta bacteria no
se ha empleado industrialmente para la fermentación de la
cerveza y de la sidra por proporcionar sabores y olores
desagradables. No obstante posee una alta resistencia a
sobrevivir a concentraciones elevadas de etanol, lo que la
convierte en una bacteria ideal en la generación de etanol
para usos no comestibles (como puede ser biocombustibles).
MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN
EN LA FERMENTACION ALCOHOLICA
LEVADURAS Y ZYMOMONAS
MATERIAS PRIMAS
BIOQUIMICA
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ETANOL
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USO DE ALCOHOL EN GEL
PROCESO SIMPLIFICADO
GEL ANTIBACTERIAL
PRODUCCION DE GEL ANTIBACTERIAL
BALANCE DE MASA
MEZCLADORA
GRACIAS…………….
PRODUCCION DE ANTIBIOTICOS
Materia: Operaciones Unitarias
ANTECEDENTES HISTORICOS
• A partir del siglo XVII se emplean fármacos para el tratamiento de enfermedades infecciosas,
como la quinina para el paludismo
• A partir de los inicios del siglo XX, se inicia la farmacoterapia con antibióticos. Se empieza a
conocer los principios de toxicidad selectiva, las relaciones químicas específicas entre
patógenos microbianos y fármacos,, el desarrollo de la resistencia a los antibióticos y la
terapia combinada
• Los primeros experimentos permitieron desarrollar las ARSFENAMINAS contra la sífilis.
• La era actual de la quimioterapia antimicrobiana se inició en 1935 con el descubrimiento de
las sulfonamidas
• En 1940 se demostró que la penicilina, descubierta en 1929 podía ser una sustancia
terapéutica eficaz
ANTECEDENTES HISTORICOS
• Durante los 25 años posteriores, la investigación de agentes quimioterapéuticos la
estreptomicina y las tetraciclinas los que siguieron rápidamente otros antibióticos como los
aminoglucósidos, penicilinas semisintéticas, cefalosporinas, quinolonas y otros
antimicrobianos
• Todos ellos ampliaron notablemente el espectro de enfermedades infecciosas que podían
prevenir o curar
• En años mas recientes se han desarrollado nuevos antimicrobianos como
• - los cetólidos (ej. Telitromicina)
• - las glicilciclinas (ej. Tigeciclina)
• - los lipopéptidos (ej. Daptomicina)
• - las estreptograminas (ej. Quinupristina y dalfopristina)
• - las oxazolidinonas (ej. Linezolida)
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ANTIBIOTICOS INHIBIDORES DE LA SINTESIS DE LA PARED
CELULAR
• El mecanismo más frecuente de la actividad antibiótica es la interferencia
con la síntesis de la pared celular bacteriana
• Los antibióticos dotados de este mecanismo se clasifican en β-lactámicos
(como las penicilinas, cefalosporinas e inhibidores de la β-lactamasa)
• Como ejemplos de otros antibióticos que interfieren en la síntesis de la
pared celular se tienen a la vancomicina, bacitracina y los
antimicobacterianos
ANTIBIOTICOS INHIBIDORES DE LA SINTESIS DE PROTEINAS
ANTIBIOTICOS INHIBIDORES DE LA SINTESIS DE ACIDOS
NUCLEICOS
• Entre ellos tenemos a las sulfamidas y
trimetoprima cuya acción como
antimetabolitos impidiendo la síntesis de
purinas los distingue del resto. Las
fluoroquinolonas y novobiocina actúan a nivel
de las cadenas de ADN, impidiendo el
superenrrollamiento, por inhibición de una
topoisomerasa, la girasa de ADN.
ANTIBIOTICOS QUE SON ANTIMETABOLITOS
LAS PENICILINAS
• Las penicilinas tienen una estructura peculiar
que les confieren una actividad característica
contra un grupo determinado de bacterias.
Poseen como núcleo químico el anillo 6-
aminopenicilánico. Su estructura comprende
un anillo betalactámico unido a un anillo
tiazolidínico.
ESTRUCTURA QUIMICA
PRODUCCION DE PENICILINAS
• La producción de las penicilinas tiene como
materias primas a materiales ricos en almidón
o sacarosa. Por tanto, maiz, yuca o melazas de
caña son adecuadas.
MATERIAS PRIMAS
MAT. PRIMA: MELAZA DE CAÑA
• Alexander Fleming trabajando con
estafilococos dorados casualmente descubrió
que éstas eran destruidas por un hongo muy
común originado por la descomposición de
ciertas sustancias. Este científico británico
descubrió, sin proponérselo, el poder
bactericida de este moho llamado Penicillium
notatum
• Actualmente se usa Penicillium chrysogenum. * La producción de
penicilina G o V es llevada a cabo por fermentación en medios
líquidos, empleando reactores cuyo volumen oscila entre 40.000 y
500.000 litros. Este proceso es aeróbico y en general se emplea una
relación de 0,5 - 1,0 volúmenes de aire (volumen de líquido)/min *
• En una fermentación de penicilina típica, la mayoría de la masa
celular es obtenida durante las primeras 40 horas de fermentación,
a partir de un inóculo de 10% (v/v) de un cultivo vegetativo de 20 g
* Durante el proceso se controla la temperatura, caudal de aire,
velocidad de agitación, pH y velocidad de agregado de nutrientes.
La duración de la etapa de producción en el caso de operarse un
sistema "batch" alimentado es del orden de las 200 h. Actualmente
la extracción con solventes es la base para la separación y
purificación de la penicilina
Nectadrefrutasoperacionesunitariaaaaa.pdf
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PROCESO PRODUCTIVO
• Se emplea Penicillium chrysogenum , usando fermentación
sumergida.
• Como fuente de C y energía se ha usado lactosa.
• Como fuente de N se ha usado agua de macerado de maíz
(corn step liquor)
• Se producen varias penicilinas pero sólo tienen valor
terapéutico las penicilinas V y G
PROCESO PRODUCTIVO (cont.)
• Una vez finalizada la fermentación el micelio es separado del
resto del cultivo por filtración
PROCESO PRODUCTIVO (cont.)
• Del flitrado o caldo, posteriormente se extrae el antibiótico,
seguida de la cristalización, centrifugación y secado.
CEPAS; MEDIOS DE CULTIVO E INOCULOS
• Las cepas se mantienen como esporas, liofilizados o en
nitrógeno líquido
• Antes de iniciar un proceso productivo, se evalúa
exhaustivamente al hongo: grado de esporulación,
productividad, morfología, etc
• La productividad ha aumentado hasta alcanzar 35 mg/ml, es
decir, 70 veces más, mejorando las cepas, la aireación,
alimentación continua de glucosa y por los procesos
CONTINUOS.
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PRODUCCIÓN DE
ACIDO
ACETILSALICILICO
O P E R A C I O N E S U N I TA R I A S
D R . E DW I N TO R R E Z Q U I N T E R O S
ACIDO ACETIL SALICILICO
ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA
ASPIRINA
• En el año 1897 el joven químico alemán Felix Hoffmann descubrió una de las
sustancias que más dolores de cabeza ha aliviado en el mundo, el ácido
acetilsalicílico. Hoffman, dio sus primeros pasos en el mundo de la ciencia en el
ámbito de la Farmacia, a partir de la cual descubrió su fascinación por la Química.
Graduado y doctorado en Química por la Universidad de Munich, comenzó a trabajar
en el laboratorio de química de la Compañía Bayer en 1894.
• Fue allí, mientras trabajaba con otra sustancia, donde logró obtener ácido
acetilsalicílico en una forma químicamente pura y estable. La sustancia demostró
tener efectos analgésicos, antipiréticos y antiinflamatorios. En 1899, la Compañía
Bayer la lanzó al mercado bajo el nombre de Aspirina. Cuando en 1928 Hoffmann
se retiró, su descubrimiento se había convertido en un éxito a escala mundial.
ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA
ASPIRINA
Acido acetilsalicilico
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA
ASPIRINA
• El ácido salicílico o salicilato, producto metabólico de la aspirina, es un ácido
orgánico simple con un pKa de 3,0. La aspirina, por su parte, tiene un pKa de 3,5 a
25 °C.Tanto la aspirina como el salicilato sódico son igualmente efectivos como
antiinflamatorios, aunque la aspirina tiende a ser más eficaz como analgésico
• En la producción del ácido acetilsalicílico, se protona el oxígeno para obtener
un electrófilo más fuerte.
AC IDO
AC ET IL S A L I C IL I C O
La reacción química de la síntesis de la aspirina se considera
una esterificación. El ácido salicílico es tratado con anhídrido
acético, un compuesto derivado de un ácido, lo que hace que
el grupo hidroxilo del salicilato se convierta en un
grupo acetilo (salicilato-OH → salicilato-OCOCH3).
Este proceso produce aspirina y ácido acético, el cual se
considera un subproducto de la reacción.La producción de
ácido acético es la razón por la que la aspirina con
frecuencia huele como a vinagre
Como catalizador casi siempre se usan pequeñas cantidades
de ácido sulfúrico y ocasionalmente ácido fosfórico. El
método es una de las reacciones más usadas en los
laboratorios de química en universidades de pregrado.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS CRISTALES
DE ACIDO ACETIL SALICÍLICO
- Cristales blancos, comúnmente tabulares o
agujas, o polvo cristalino blanco. Inodoro o de
olor suave. Estable al aire seco, en aire húmedo
se hidroliza gradualmente en ácido salicílico y
acético. Fácilmente soluble en alcohol; soluble
en cloroformo y éter; moderadamente soluble
en éter absoluto; poco soluble en agua
EFECTOS DEL ACIDO
ACETILSALICILICO
• Efectos antiinflamatorios
• Efectos analgésicos
• Efectos antipiréticos
• Efecto antiagregante plaquetario
EF EC TOS
A N T IIN F L A M ATO R I OS
La aspirina es un inhibidor no selectivo de ambas isoformas de la
ciclooxigenasa, pero el salicilato, el producto metabólico normal de la
aspirina en el cuerpo, es menos eficaz en la inhibición de ambas
isoformas.
La aspirina inhibe irreversiblemente a la COX-1, modifica la actividad
enzimática de la COX-2 e inhibe la agregación plaquetaria.
Por lo general, la COX-2 produce los prostanoides, la mayoría de los
cuales son proinflamatorios.
Al ser modificada por la aspirina, la COX-2 produce en cambio lipoxinas ,
que tienden a ser antiinflamatorias. Los AINE (antiinflamatorios no
esteroideos) más recientes se han desarrollado para inhibir la COX-2
solamente y así reducir los efectos secundarios gastrointestinales de la
inhibición de la COX-1.
EF EC TOS
A N A L GÉS IC O
• La aspirina es más eficaz reduciendo el dolor leve o de
moderada intensidad por medio de sus efectos sobre la
inflamación y porque es probable que pueda inhibir los
estímulos del dolor a nivel cerebral subcortical.
• Tiene características antiinflamatorias pero debido a
que provoca irritaciones estomacales no se aplica
como tal sino en forma de sus derivados, siendo los
más conocidos el ácido acetilsalicílico ("Aspirina") y el
salicilato de metilo (el éster con el alcohol metílico).
EF EC TOS
A N T IP IRÉ T IC OS
• La aspirina reduce la fiebre mientras que su administración solo afecta
ligeramente a la temperatura normal del cuerpo. Los efectos
antipiréticos de la aspirina probablemente están mediados tanto por la
inhibición de la COX en el sistema nervioso central como por la
inhibición de la interleucina-1 liberada por los macrófagos durante los
episodios de inflamación.
• Se ha demostrado que la aspirina interrumpe la fosforilación oxidativa en
las mitocondrias de los cartílagos y del hígado al difundir al espacio que
está entre las dos membranas de la mitocondria y actuar como
transportador de los protones requeridos en los procesos de la
respiración celular.
• Con la administración de dosis elevadas de aspirina se observa la
aparición de fiebre debido al calor liberado por la cadena de transporte
de electrones que se encuentra en la membrana interna de las
mitocondrias, contrariamente a la acción antipirética de la aspirina a dosis
EF EC TO
A N T IAGRE G A N T E
P L AQU ETA R IO
• Las dosis bajas de aspirina, de 81 mg diarios, producen una leve prolongación
en el tiempo de sangrado que se duplica si la administración de la aspirina
continúa durante una semana. El cambio se debe a la inhibición irreversible de
la COX de las plaquetas por lo que se mantiene durante toda la vida de las
mismas (entre 8 y 10 días).
• Esa propiedad anti agregante plaquetaria hace que la aspirina sea útil en la
reducción de la incidencia de infartos en algunos pacientes.51​Son suficientes
40 mg de aspirina al día para inhibir una proporción adecuada de
tromboxano A2, sin que tenga efecto inhibitorio sobre la síntesis de
prostaglandina I2, por lo que se requerirán mayores dosis para surtir efectos
antiinflamatorios.
• En el año 2008 un ensayo demostró que la aspirina no reduce el riesgo de
aparición de un primer ataque cardiaco o accidente cerebrovascular , sino que
reduce el riesgo de un segundo evento para quienes ya han sufrido un ataque
cardiaco o un accidente cerebrovascular.
EFECTOS SECUNDARIOS
Los efectos adversos más comunes de la aspirina son:
• Irritación gástrica
• Náuseas,
• Vómitos
• Ulcera gástrica o duodenal,
• Hepatotoxicidad
• Asma, cambios en la piel
• Nefrotoxicidad
TOXICIDAD DE ACIDO
ACETILSALICILICO
• La intoxicación por aspirina (ácido acetilsalicílico) puede aparecer de forma rápida tras
tomar una dosis alta, o aparecer gradualmente después de tomar dosis bajas de
manera repetida.
• Los síntomas pueden ser zumbido de oídos, náuseas, vómitos, somnolencia,
confusión y respiración rápida.
• El diagnóstico se basa en análisis de sangre y en los síntomas de la persona
afectada.
• El tratamiento consiste en la administración de carbón activado por vía oral o por
medio de un tubo que se introduce en el estómago, líquidos y bicarbonato por vía
intravenosa y, para la intoxicación grave, hemodiálisis.
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PROCESO PRODUCTIVO DEL ACIDO
ACETILSALICILICO
A CONTINUACION MOSTRAREMOS
LOS DOS MODULOS DEL PROCESO DE
PRODUCCION DEL ACIDO
ACETIL SALICILICO.
1.Produccion de del Acido Salicilico, a
partir de fenol y sosa caustica.
2. Producción del Acido Acetilsalicilico por
acetilación de del acido salicílico.
MODULO UNO:
SINTESIS DEL ACIDO
SALICILICO
ÁCIDO SALICÍLICO
• Para fabricar una tonelada de ácido salicílico son necesarios 730 kg de fenol, 310 kg
de NaOH, 450 kg de CO2 , 410 kg de H2SO4 , 10 kg de Zn, 20 kg de ZnSO4 y 20 kg de
carbón activado. Y para producir 1800 kg/día de salicílico, deben emplearse 5000 kg de
vapor, 3600 MJ de energía, y 53 hombres - hora. El rendimiento de reacción es del 85 -
90%.
• El modo de operación sigue siendo principalmente discontinuo. El fenol se mezcla con
una disolución acuosa de sosa caliente (1-2% en exceso molar), calentándose hasta
130ºC, y evaporándose hasta sequedad en un autoclave, o bien en un molino de bolas
especial. Así se produce fenolato sódico, en forma de polvo muy seco.
Tras el secado, que debe ser riguroso ya que la presencia de agua disminuye el
rendimiento, la temperatura se reduce a unos 100ºC, y se introduce al autoclave
CO2 seco (con menos de 0'1% de O2 , para evitar decoloración), a 5 bares. La
carboxilación es exotérmica (H = - 90 kJ/mol). Cuando la cantidad apropiada se ha
absorbido, la carga se calienta a 150 - 170ºC durante varias horas, para convertir el
fenolato en salicilato sódico.
La masa de reacción se enfría y se lleva a un tanque de tratamiento, donde se
disuelve con una cantidad aproximadamente igual de agua, se filtra, y se decolora
con carbón activo que contiene partículas de zinc.
Se lleva a otro tanque de precipitación, añadiéndole sulfúrico para precipitar el
ácido salicílico. La contaminación con hierro debe evitarse en estas etapas.
El precipitado se centrifuga y seca, obteniéndose ácido salicílico de alta pureza (que
puede pasar a especificación UPS sublimando y recristalizando).
La síntesis puede hacerse en continuo, trabajando con una solución de fenolato de
sodio en fenol, alcoholes, dialquil cetonas o nitrobenceno; usando gasolina como
dispersante.
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MODULO DOS:
ACETILACION DEL
ACIDO SALICILICO
• ASPIRINA
• (Referencia 4). Para fabricar una tonelada de aspirina son necesarios 770 kg de ácido salicílico y
590 kg de anhídrido acético (para que la operación sea rentable, deben recuperarse el ácido acético
y el exceso empleado de anhídrido acético). El rendimiento de reacción es del 90%, obteniéndose
como subproducto 340 kg de acético.
• El modo de operación sigue siendo principalmente discontinuo. El ácido salicílico y el anhídrido
acético se alimentan a un reactor de acero inoxidable. La temperatura debe mantenerse a menos de
90ºC, con buen control de temperatura a lo largo del ciclo. Tras dos o tres horas, la masa de
reacción se bombea a un filtro, y de allí a un cristalizador, donde se mantiene a 0ºC.
• Los cristales obtenidos se centrifugan, lavan y secan (0'5% humedad); el licor madre se recircula.
En otras variantes del proceso, la reacción se lleva a cabo en un disolvente inerte,
como CCl4 , ácido acético, hidrocarburos, benceno, tolueno, etc.
También pueden usarse esos disolventes para lavar los cristales, y elevar la calidad
del producto. O bien, emplear un catalizador, como ácidos o aminas terciarias.
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GRACIAS
¿PREGUNTAS?
¿ Q U E S O N 5 0 F I S I C O S Y 5 0 Q U I M I C O S
J U N TO S ?
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  • 1. O PERACIONES U N ITARIAS D R. E DWIN TORREZ Q UINTEROS
  • 2. CONCEPTO DE NÉCTAR DE FRUTA El néctar de fruta es una bebida que contiene parte de la pulpa de la fruta finamente tamizada, a la que se ha añadido agua potable, azúcares (o edulcorantes en el caso de los dietéticos), ácido cítrico y diferentes ingredientes.
  • 6. INGREDIENTES DE NÉCTARES DE FRUTAS • Pulpa de fruta. • Sustancias edulcorantes. • Aditivos permitidos.
  • 7. PULPAS DE FRUTAS • Mora. • Frutos rojos. • Maracuyá • Mango. • Papaya. • Fresa. • Piña.
  • 8. EDULCORANTES PERMITIDOS PARA NÉCTARES SEGÚN LA FAO CONCENTRACION MAXIMA Acesulfame K < 350 mg/l Aspartamo < 600 mg/l Ácido ciclámico y sales <400 mg/l Sacarina y sales < 80 mg/l Sucralosa < 250 mg/l Neohesperidina < 30 mg/l
  • 13. La acerola pertenece a la familia de las Malpigiaceas y, en la actualidad, responde al nombre científico de Malpighia emarginata, aunque con anterioridad era conocida como Malpighia glabra o Malpighia punicifolia. Es una planta silvestre que se cultiva en zonas de clima tropical y subtropical. Su origen se circunscribe en las zonas más al sur de México, América Central y los lugares más septentrionales de América del Sur. LA ACEROLA
  • 14. COMPOSICION QUIMICA DE LA ACEROLA En cuanto a su composición nutricional, la mayor parte de su peso es agua, con un escaso aporte de principios inmediatos. Por 100 gramos, se pueden ingerir de 0,21 a 0,80 g de proteínas, de 0,23 a 0,80 g de grasas y de 3,6 a 7,8 g de hidratos de carbono. Su aporte energético es escaso, unas 30 Kcal por 100 g de porción comestible. En relación a los minerales, destaca el aporte de fósforo (17,1 mg/100g), calcio (11,7mg) y hierro (0,24mg), aunque este último responde al tipo de hierro no hemo, de menor biodisponibilidad que el procedente de fuentes animales.
  • 15. VITAMINA C EN ACEROLA Y OTRAS FRUTAS
  • 17. CONTENIDO DE “VITAMINA C” DE LA ACEROLA En cuanto a las vitaminas, sobresale de manera destacada el contenido en vitamina C, ya que contiene de 695 a 4.827mg/100g, unas cifras que superan de 50 a 100 veces la cantidad aportada por los cítricos, la piña o el kiwi. En virtud de su estado de maduración y forma de cultivo, está considerada una de las frutas más ricas en vitamina C, junto con otros frutos poco frecuentes en nuestros mercados como el camu-camu, típico de la Amazonia brasileña, y el kakadu, conocido como ciruela australiana. Además de esta, otras vitaminas como la tiamina, piridoxina y riboflavina también están presentes en la acerola, pero en unos valores más habituales.
  • 18. La vitamina C es una vitamina soluble en agua que se encuentra en muchos alimentos, especialmente en las frutas y verduras. Es bien conocido por ser un potente antioxidante, así como por tener efectos positivos en la salud de la piel y la función inmunológica. También es vital para la síntesis de colágeno, el tejido conectivo, los huesos, los dientes y sus pequeños vasos sanguíneos. El cuerpo humano no puede producir ni almacenar vitamina C. Por lo tanto, es esencial consumirlo regularmente en cantidades suficientes. IMPORTANCIA DE LA VITAMINA C EN LA SALUD HUMANA
  • 20. COMPUESTOS BIOACTIVOS DE LA ACEROLA En la acerola destacan los antocianos, responsables de la coloración rojiza o morada propia de la fruta madura. Diversos estudios científicos han aislado en esta fruta antocianos derivados de la cianidina y de la pelargonidina. La acerola es fuente de carotenoides, pigmentos antioxidantes que aportan a la fruta tonos entre amarillo y anaranjado. Todas estas sustancias han demostrado una significativa acción antioxidant
  • 21. Las células madre de la zanahoria son ricas en betacaroteno, también llamado provitamina A, que en el organismo se transforma en retinol o Vitamina A. Estos compuestos reparan las células dañadas por los efectos ambientales, y así fortalecen y revitalizan las uñas y el pelo. LA ZANAHORIA
  • 26. LOS CAROTENOIDES DE LA ZANAHORIA
  • 30. FLUJOGRAMA PARA LA OBTENCIÓN DE ZUMO DE ACEROLA AGUA RESIDUOS SOL. . DE HIPOCLORITO DE SODIO RESIDUOS SOLIDOS ZUMO DE ACEROLA LAVADO DESINFECCION DESPULPADO
  • 31. FLUJOGRAMA PARA LA OBTENCION DE ZUMO DE ZANAHORIA LAVADO DESINFECCION PELADO Y PICADO MOLIENDA EN MOLIDO COLOIDAL TRATAMIENTO CON ENZIMAS PRENSADO ZUMO DE ZANAHORIA ZANAHORIA AGUA AGUA + RESIDUOS CASCARA RESIDUOS SOLIDOS CELULASA PECTINASA SOLUCION DE HIPOCLORITO DE SODIO
  • 32. FLUJOGRAMA PARA LA PREPARACION DE NECTAR MIXTO ACEROLA - ZANAHORIA MEZCLA FORMULACION AGITACION EMBOTELLADA PASTEURIZACION 85°C/10 MIN ETIQUETADO NECTAR MIXTO DE ACEROLA - ZANAHORIA ZUMO DE ACEROLA ZUMO DE ZANAHORIA AGUA AZUCAR ENVASES DE VIDRIO DE 600 ML VAPOR
  • 33. OPERACIONES UNITARIAS (P) Dr. EDWIN TORREZ QUINTEROS
  • 34. DEFINICION DE SOLUCION PARENTERAL  Soluciones parenterales son preparaciones estériles que contienen uno o más principios activos destinados a administración por inyección, infusión o implantación en el cuerpo.  Se guardan en envases de dosis única o multidosis.
  • 35. COMPONENTES DE UNA SOLUCION PARENTERAL  Los componentes son: agua, electrolitos y, a veces, distintas sustancias, como por ejemplo la glucosa, fuente de carbono y energía para el organismo.
  • 36. TIPOS DE SOLUCIONES PARENTERALES  Existen familias de sueros:  Solución salina normal (suero fisiológico)  Solución salina hipertónica.  Solución salina hipotónica.  Solución de Ringer con lactato.  Solución tipo Plasmalyte.  Solución de dextrosa al 5%  Solución glucosado hipertónica.  Solución glucosalina.
  • 42. LAS SOLUCIONES PARENTERALES SE DIVIDEN EN : Cristaloides . Coloides.
  • 44. LAS SOLUCIONES PARENTERALES CRISTALOIDES SE DIVIDEN EN : Hipotónicas. Hipertónicas. Isotónicas.
  • 45. SOLUCIONES HIPOTONICAS  Son las que tienen una osmolalidad inferior a la de los líquidos corporales y, por tanto, ejercen menos presión osmótica que el LEC.  El uso de las soluciones hipotónicas es poco frecuente y son útiles para hidratar a un paciente, aumentar la diuresis y valorar el estado renal.
  • 48. SOLUCIONES HIPERTONICAS  Son las que tienen una osmolalidad superior a la de los líquidos corporales y por tanto, ejercen mayor presión osmótica que el LEC.  La alta osmolaridad de estas soluciones cambia los líquidos desde el LIC (líquido intracelular) al LEC(líquido extracelular)
  • 49. EJEMPLO DE SOL. HIPERTONICA
  • 50. EJEMPLO DE SOL. HIPERTONICA
  • 51. SOLUCIONES ISOTONICAS  El termino isotónico significa que la osmolaridad de la solución a un lado de la membrana es la misma que la del otro lado de la membrana.  La osmolaridad de un liquido isotónico se aproxima a la osmolaridad del suero en plasma (285-295 mosm/l).  Los líquidos isotónicos se utilizan para hidratar el comportamiento intravascular en situaciones de pérdida de liquido importante, como deshidratación, hemorragias.
  • 53. EJEMPLO DE SOL. ISOTONICAS
  • 55. DEFINICION SOL. COLOIDES  Contienen partículas de suspensión de alto peso, no atraviesan a las membranas capilares , por lo cual son capaces de aumentar la presión osmótica
  • 60. 1.PRETRATAMIENTO DEL AGUA  El primer paso consiste en eliminar sólidos de gran tamaño. Se suele colocar una reja para evitar que se filtren peces o ramas.  Después, con la ayuda de un desarenador se separa la arena del agua para evitar que pueda dañar las bombas de la planta potabilizadora.  En esta etapa también es habitual una pre desinfección para destruir algunas sustancias orgánicas.
  • 61. 2.COAGULACION Y FLOCULACION  Las bombas de baja presión transportan el agua hasta una cámara de mezcla, donde se incorporan los componentes que potabilizan el agua.  En esta fase del proceso de potabilización se ajusta el pH mediante la adición de ácidos o de álcalis y se añaden al agua agentes coagulantes.
  • 62. 3.DECANTACION  En el decantador se separa por gravedad las partículas en suspensión que transporta el agua.  Los sedimentos nocivos más densos se quedan en el fondo, donde se eliminan y los menos densos continúan disueltos en el agua decantada.
  • 63. 4. FILTRACION  Tras el proceso de decantación, se hace pasar el agua por un medio poroso para eliminar los sedimentos menos densos.  Estos filtros terminan de colar impurezas.  Existen diferentes tipos de filtros, como de arena o carbón activado, y éstos pueden ser abiertos y por gravedad o cerrados y a presión.
  • 64. 5.DESINFECCION DEL AGUA  Finalmente, se añade cloro para eliminar cualquier tipo de bacteria o virus.  Si se quieren eliminar agentes patógenos de aguas subterráneas o manantiales naturales, se puede conseguir también a través de la irradiación de rayos ultravioletas o con la aplicación de ozono, por ejemplo.
  • 66. OBTENCION DE AGUA DE USO FARMACEUTICO
  • 67. DESCALCIFICACION DEL AGUA  El ablandamiento del agua es una técnica que sirve para eliminar los iones que hacen a un agua ser dura, en la mayoría de los casos iones de calcio y magnesio. En algunos casos iones de hierro también causan dureza del agua. Iones de hierro pueden también ser eliminados durante el proceso de ablandamiento.
  • 68. DESMINERALIZACION DEL AGUA  Existen tres opciones para la desmineralización del agua: 1. Intercambio iónico. 2. Osmosis inversa. 3. Electrodiálisis.
  • 69. INTERCAMBIO IONICO  La desmineralización del agua a través de resinas de intercambio iónico (lechos mixtos), que absorben y acumulan los iones contenidos incluso en las soluciones más diluidas.  Una vez que las resinas se agotan y ya no alcanzan la calidad requerida, el sistema automático de limpieza regenera las resinas mediante disoluciones ácidas y básicas para cumplir con las especificaciones establecidas por normas.
  • 71. OSMOSIS INVERSA  Es una técnica de desmineralización basada en membranas. Estas membranas son barreras semi- permeables selectivas que permiten el paso del agua por difusión, mientras que las sustancias disueltas, como los iones, queden retenidos.  Es una de las filtraciones más finas que existe. Estas plantas se suministran pre-montadas sobre un soporte y pueden ir premontadas.
  • 74. ELECTRODIALISIS  La electrodiálisis es el proceso que utiliza membranas intercambiadoras que permiten separar sustancias iónicas en disolución al aplicar una diferencia de potencial, y es utilizada en muchos países como alternativa para separar, concentrar y purificar sustancias como el agua.
  • 76. EQUIPOS E INSTALACIONES PARA LA PRODUCCION DE SUEROS
  • 79. PROCESO DE FABRICACION DE SOLUCIONES PARENTERALES DE GRAN VOLUMEN
  • 81. NOTAS ADICIONALES  Los envases actualmente son de poliolefinas multicapa, no contaminantes.  La esterilización se realiza a 121,1°C por 15 minutos.  Producto final: ASEPTICO, APIROGENO y DESMINERALIZADO
  • 84. El etanol es el nombre sistemático definido por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC en inglés) para una molécula con dos átomos de carbono y peso molecular de 46,07 g/mol El nombre de etanol fue acuñado como resultado de una resolución que fue adoptada en la Conferencia Internacional sobre Nomenclatura Química que se celebró en abril de 1892 en Ginebra, Suiza. NOMBRE
  • 85. Puede usarse con en varios sectores de la industria. En el sector farmacéutico, se utiliza como excipiente de algunos medicamentos y cosméticos (es el caso del alcohol antiséptico 70º GL y en la elaboración de ambientadores y perfumes). USOS
  • 86.  El etanol es un desinfectante. Su mayor potencial bactericida se obtiene a una concentración de aproximadamente el 70 %, ya que se reduce la tensión superficial de la célula bacteriana, facilitando el proceso de desnaturalización proteica.  Para su uso como antiséptico tópico se suele mezclar con aditivos como el alcanfor o cloruro de benzalconio a fin de evitar su ingestión y por tal motivo se expende como alcohol etílico desnaturalizado. USOS
  • 91.  La gasolina tipo E85 (o combustión flexible), es una mezcla de 85% de etanol y 15% de gasolina, se puede usar en vehículos de combustión flexible, es decir, que están diseñados para funcionar con cualquier mezcla de gasolina y etanol hasta un 85 por ciento.  Otra mezcla es la E15, es una mezcla similar a la E10, en este caso contiene 15% etanol y 85% gasolina. Este tipo de combustible fue aprobada para su uso en modelos del año 2001 y vehículos más nuevos. Los autos generalmente vienen con un manual para indicar el máximo contenido de etanol recomendado que debe usar el vehículo. USOS COMO COMBUSTIBLE
  • 92.  Síntesis. La principal forma de sintetizar acetato de etilo es mediante la esterificación de Fischer, esterificación directa mediante ácido acético y etanol en presencia de un catalizador. USOS PARA SINTESIS DE DISOLVENTES
  • 93.  Fermentación oxidativa  Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, el ácido acético, en la forma de vinagre, ha sido preparado por bacterias del género Acetobacter. En presencia de suficiente oxígeno, estas bacterias pueden producir vinagre a partir de una amplia variedad de alimentos alcohólicos. Algunos insumos comunes son la sidra, el vino, cereal fermentado, malta, arroz, o patatas. La reacción química general facilitada por estas bacterias es:  etanol ácido acético SINTESIS DE ACIDO ACETICO
  • 94.  Para obtener etanol libre de agua (alcohol absoluto) se aplica la destilación azeotrópica en una mezcla con benceno o ciclohexano. De estas mezclas se destila a temperaturas más bajas el azeótropo, formado por el disolvente auxiliar con el agua, mientras que el etanol se queda retenido. PRODUCCION DE ETANOL ABSOLUTO
  • 95.  La mayoría del etanol producido en los Estados Unidos está hecho a partir del grano de maíz, pero también puede ser producido a partir de otras materias primas como el sorgo, trigo, cebada, papa o remolacha. Brasil, el principal productor mundial junto a los EE. UU. lo produce a partir de caña de azúcar. PRODUCCION DE ETANOL
  • 96.  La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de oxígeno (- O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general, azúcares: por ejemplo, la glucosa, la fructosa, la sacarosa, es decir, cualquier sustancia que tenga la forma empírica de la glucosa, es decir, una hexosa) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y moléculas de adenosín trifosfato (ATP) que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaerobio FERMENTACION ALCOHOLICA
  • 97.  Las levaduras están presentes de forma natural en algunos productos como las frutas, cereales y verduras. Son lo que se denominan: organismos anaeróbicos facultativos, es decir que pueden desarrollar sus funciones biológicas sin oxígeno. Se puede decir que el 96% de la producción de etanol la llevan a cabo hongos microscópicos, diferentes especies de levaduras, entre las que se encuentran principalmente Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN LA FERMENTACION ALCOHOLICA
  • 98.  Algunas cepas de bacterias tienen eficiencias de fermentación altas sin necesidad de fijación, incluso a relativas velocidades de movilidad, tal y como puede ser el caso de Zymomonas mobilis . Sin embargo, esta bacteria no se ha empleado industrialmente para la fermentación de la cerveza y de la sidra por proporcionar sabores y olores desagradables. No obstante posee una alta resistencia a sobrevivir a concentraciones elevadas de etanol, lo que la convierte en una bacteria ideal en la generación de etanol para usos no comestibles (como puede ser biocombustibles). MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN LA FERMENTACION ALCOHOLICA
  • 104. ETANOL
  • 106. USO DE ALCOHOL EN GEL
  • 109. PRODUCCION DE GEL ANTIBACTERIAL
  • 113. PRODUCCION DE ANTIBIOTICOS Materia: Operaciones Unitarias
  • 114. ANTECEDENTES HISTORICOS • A partir del siglo XVII se emplean fármacos para el tratamiento de enfermedades infecciosas, como la quinina para el paludismo • A partir de los inicios del siglo XX, se inicia la farmacoterapia con antibióticos. Se empieza a conocer los principios de toxicidad selectiva, las relaciones químicas específicas entre patógenos microbianos y fármacos,, el desarrollo de la resistencia a los antibióticos y la terapia combinada • Los primeros experimentos permitieron desarrollar las ARSFENAMINAS contra la sífilis. • La era actual de la quimioterapia antimicrobiana se inició en 1935 con el descubrimiento de las sulfonamidas • En 1940 se demostró que la penicilina, descubierta en 1929 podía ser una sustancia terapéutica eficaz
  • 115. ANTECEDENTES HISTORICOS • Durante los 25 años posteriores, la investigación de agentes quimioterapéuticos la estreptomicina y las tetraciclinas los que siguieron rápidamente otros antibióticos como los aminoglucósidos, penicilinas semisintéticas, cefalosporinas, quinolonas y otros antimicrobianos • Todos ellos ampliaron notablemente el espectro de enfermedades infecciosas que podían prevenir o curar • En años mas recientes se han desarrollado nuevos antimicrobianos como • - los cetólidos (ej. Telitromicina) • - las glicilciclinas (ej. Tigeciclina) • - los lipopéptidos (ej. Daptomicina) • - las estreptograminas (ej. Quinupristina y dalfopristina) • - las oxazolidinonas (ej. Linezolida)
  • 117. ANTIBIOTICOS INHIBIDORES DE LA SINTESIS DE LA PARED CELULAR • El mecanismo más frecuente de la actividad antibiótica es la interferencia con la síntesis de la pared celular bacteriana • Los antibióticos dotados de este mecanismo se clasifican en β-lactámicos (como las penicilinas, cefalosporinas e inhibidores de la β-lactamasa) • Como ejemplos de otros antibióticos que interfieren en la síntesis de la pared celular se tienen a la vancomicina, bacitracina y los antimicobacterianos
  • 118. ANTIBIOTICOS INHIBIDORES DE LA SINTESIS DE PROTEINAS
  • 119. ANTIBIOTICOS INHIBIDORES DE LA SINTESIS DE ACIDOS NUCLEICOS • Entre ellos tenemos a las sulfamidas y trimetoprima cuya acción como antimetabolitos impidiendo la síntesis de purinas los distingue del resto. Las fluoroquinolonas y novobiocina actúan a nivel de las cadenas de ADN, impidiendo el superenrrollamiento, por inhibición de una topoisomerasa, la girasa de ADN.
  • 120. ANTIBIOTICOS QUE SON ANTIMETABOLITOS
  • 121. LAS PENICILINAS • Las penicilinas tienen una estructura peculiar que les confieren una actividad característica contra un grupo determinado de bacterias. Poseen como núcleo químico el anillo 6- aminopenicilánico. Su estructura comprende un anillo betalactámico unido a un anillo tiazolidínico.
  • 123. PRODUCCION DE PENICILINAS • La producción de las penicilinas tiene como materias primas a materiales ricos en almidón o sacarosa. Por tanto, maiz, yuca o melazas de caña son adecuadas.
  • 125. MAT. PRIMA: MELAZA DE CAÑA
  • 126. • Alexander Fleming trabajando con estafilococos dorados casualmente descubrió que éstas eran destruidas por un hongo muy común originado por la descomposición de ciertas sustancias. Este científico británico descubrió, sin proponérselo, el poder bactericida de este moho llamado Penicillium notatum
  • 127. • Actualmente se usa Penicillium chrysogenum. * La producción de penicilina G o V es llevada a cabo por fermentación en medios líquidos, empleando reactores cuyo volumen oscila entre 40.000 y 500.000 litros. Este proceso es aeróbico y en general se emplea una relación de 0,5 - 1,0 volúmenes de aire (volumen de líquido)/min * • En una fermentación de penicilina típica, la mayoría de la masa celular es obtenida durante las primeras 40 horas de fermentación, a partir de un inóculo de 10% (v/v) de un cultivo vegetativo de 20 g * Durante el proceso se controla la temperatura, caudal de aire, velocidad de agitación, pH y velocidad de agregado de nutrientes. La duración de la etapa de producción en el caso de operarse un sistema "batch" alimentado es del orden de las 200 h. Actualmente la extracción con solventes es la base para la separación y purificación de la penicilina
  • 131. PROCESO PRODUCTIVO • Se emplea Penicillium chrysogenum , usando fermentación sumergida. • Como fuente de C y energía se ha usado lactosa. • Como fuente de N se ha usado agua de macerado de maíz (corn step liquor) • Se producen varias penicilinas pero sólo tienen valor terapéutico las penicilinas V y G
  • 132. PROCESO PRODUCTIVO (cont.) • Una vez finalizada la fermentación el micelio es separado del resto del cultivo por filtración
  • 133. PROCESO PRODUCTIVO (cont.) • Del flitrado o caldo, posteriormente se extrae el antibiótico, seguida de la cristalización, centrifugación y secado.
  • 134. CEPAS; MEDIOS DE CULTIVO E INOCULOS • Las cepas se mantienen como esporas, liofilizados o en nitrógeno líquido • Antes de iniciar un proceso productivo, se evalúa exhaustivamente al hongo: grado de esporulación, productividad, morfología, etc • La productividad ha aumentado hasta alcanzar 35 mg/ml, es decir, 70 veces más, mejorando las cepas, la aireación, alimentación continua de glucosa y por los procesos CONTINUOS.
  • 137. PRODUCCIÓN DE ACIDO ACETILSALICILICO O P E R A C I O N E S U N I TA R I A S D R . E DW I N TO R R E Z Q U I N T E R O S
  • 139. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ASPIRINA • En el año 1897 el joven químico alemán Felix Hoffmann descubrió una de las sustancias que más dolores de cabeza ha aliviado en el mundo, el ácido acetilsalicílico. Hoffman, dio sus primeros pasos en el mundo de la ciencia en el ámbito de la Farmacia, a partir de la cual descubrió su fascinación por la Química. Graduado y doctorado en Química por la Universidad de Munich, comenzó a trabajar en el laboratorio de química de la Compañía Bayer en 1894.
  • 140. • Fue allí, mientras trabajaba con otra sustancia, donde logró obtener ácido acetilsalicílico en una forma químicamente pura y estable. La sustancia demostró tener efectos analgésicos, antipiréticos y antiinflamatorios. En 1899, la Compañía Bayer la lanzó al mercado bajo el nombre de Aspirina. Cuando en 1928 Hoffmann se retiró, su descubrimiento se había convertido en un éxito a escala mundial.
  • 141. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA ASPIRINA Acido acetilsalicilico
  • 142. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA ASPIRINA • El ácido salicílico o salicilato, producto metabólico de la aspirina, es un ácido orgánico simple con un pKa de 3,0. La aspirina, por su parte, tiene un pKa de 3,5 a 25 °C.Tanto la aspirina como el salicilato sódico son igualmente efectivos como antiinflamatorios, aunque la aspirina tiende a ser más eficaz como analgésico • En la producción del ácido acetilsalicílico, se protona el oxígeno para obtener un electrófilo más fuerte.
  • 143. AC IDO AC ET IL S A L I C IL I C O La reacción química de la síntesis de la aspirina se considera una esterificación. El ácido salicílico es tratado con anhídrido acético, un compuesto derivado de un ácido, lo que hace que el grupo hidroxilo del salicilato se convierta en un grupo acetilo (salicilato-OH → salicilato-OCOCH3). Este proceso produce aspirina y ácido acético, el cual se considera un subproducto de la reacción.La producción de ácido acético es la razón por la que la aspirina con frecuencia huele como a vinagre Como catalizador casi siempre se usan pequeñas cantidades de ácido sulfúrico y ocasionalmente ácido fosfórico. El método es una de las reacciones más usadas en los laboratorios de química en universidades de pregrado.
  • 144. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS CRISTALES DE ACIDO ACETIL SALICÍLICO - Cristales blancos, comúnmente tabulares o agujas, o polvo cristalino blanco. Inodoro o de olor suave. Estable al aire seco, en aire húmedo se hidroliza gradualmente en ácido salicílico y acético. Fácilmente soluble en alcohol; soluble en cloroformo y éter; moderadamente soluble en éter absoluto; poco soluble en agua
  • 145. EFECTOS DEL ACIDO ACETILSALICILICO • Efectos antiinflamatorios • Efectos analgésicos • Efectos antipiréticos • Efecto antiagregante plaquetario
  • 146. EF EC TOS A N T IIN F L A M ATO R I OS La aspirina es un inhibidor no selectivo de ambas isoformas de la ciclooxigenasa, pero el salicilato, el producto metabólico normal de la aspirina en el cuerpo, es menos eficaz en la inhibición de ambas isoformas. La aspirina inhibe irreversiblemente a la COX-1, modifica la actividad enzimática de la COX-2 e inhibe la agregación plaquetaria. Por lo general, la COX-2 produce los prostanoides, la mayoría de los cuales son proinflamatorios. Al ser modificada por la aspirina, la COX-2 produce en cambio lipoxinas , que tienden a ser antiinflamatorias. Los AINE (antiinflamatorios no esteroideos) más recientes se han desarrollado para inhibir la COX-2 solamente y así reducir los efectos secundarios gastrointestinales de la inhibición de la COX-1.
  • 147. EF EC TOS A N A L GÉS IC O • La aspirina es más eficaz reduciendo el dolor leve o de moderada intensidad por medio de sus efectos sobre la inflamación y porque es probable que pueda inhibir los estímulos del dolor a nivel cerebral subcortical. • Tiene características antiinflamatorias pero debido a que provoca irritaciones estomacales no se aplica como tal sino en forma de sus derivados, siendo los más conocidos el ácido acetilsalicílico ("Aspirina") y el salicilato de metilo (el éster con el alcohol metílico).
  • 148. EF EC TOS A N T IP IRÉ T IC OS • La aspirina reduce la fiebre mientras que su administración solo afecta ligeramente a la temperatura normal del cuerpo. Los efectos antipiréticos de la aspirina probablemente están mediados tanto por la inhibición de la COX en el sistema nervioso central como por la inhibición de la interleucina-1 liberada por los macrófagos durante los episodios de inflamación. • Se ha demostrado que la aspirina interrumpe la fosforilación oxidativa en las mitocondrias de los cartílagos y del hígado al difundir al espacio que está entre las dos membranas de la mitocondria y actuar como transportador de los protones requeridos en los procesos de la respiración celular. • Con la administración de dosis elevadas de aspirina se observa la aparición de fiebre debido al calor liberado por la cadena de transporte de electrones que se encuentra en la membrana interna de las mitocondrias, contrariamente a la acción antipirética de la aspirina a dosis
  • 149. EF EC TO A N T IAGRE G A N T E P L AQU ETA R IO • Las dosis bajas de aspirina, de 81 mg diarios, producen una leve prolongación en el tiempo de sangrado que se duplica si la administración de la aspirina continúa durante una semana. El cambio se debe a la inhibición irreversible de la COX de las plaquetas por lo que se mantiene durante toda la vida de las mismas (entre 8 y 10 días). • Esa propiedad anti agregante plaquetaria hace que la aspirina sea útil en la reducción de la incidencia de infartos en algunos pacientes.51​Son suficientes 40 mg de aspirina al día para inhibir una proporción adecuada de tromboxano A2, sin que tenga efecto inhibitorio sobre la síntesis de prostaglandina I2, por lo que se requerirán mayores dosis para surtir efectos antiinflamatorios. • En el año 2008 un ensayo demostró que la aspirina no reduce el riesgo de aparición de un primer ataque cardiaco o accidente cerebrovascular , sino que reduce el riesgo de un segundo evento para quienes ya han sufrido un ataque cardiaco o un accidente cerebrovascular.
  • 150. EFECTOS SECUNDARIOS Los efectos adversos más comunes de la aspirina son: • Irritación gástrica • Náuseas, • Vómitos • Ulcera gástrica o duodenal, • Hepatotoxicidad • Asma, cambios en la piel • Nefrotoxicidad
  • 151. TOXICIDAD DE ACIDO ACETILSALICILICO • La intoxicación por aspirina (ácido acetilsalicílico) puede aparecer de forma rápida tras tomar una dosis alta, o aparecer gradualmente después de tomar dosis bajas de manera repetida. • Los síntomas pueden ser zumbido de oídos, náuseas, vómitos, somnolencia, confusión y respiración rápida. • El diagnóstico se basa en análisis de sangre y en los síntomas de la persona afectada. • El tratamiento consiste en la administración de carbón activado por vía oral o por medio de un tubo que se introduce en el estómago, líquidos y bicarbonato por vía intravenosa y, para la intoxicación grave, hemodiálisis.
  • 153. PROCESO PRODUCTIVO DEL ACIDO ACETILSALICILICO A CONTINUACION MOSTRAREMOS LOS DOS MODULOS DEL PROCESO DE PRODUCCION DEL ACIDO ACETIL SALICILICO. 1.Produccion de del Acido Salicilico, a partir de fenol y sosa caustica. 2. Producción del Acido Acetilsalicilico por acetilación de del acido salicílico.
  • 154. MODULO UNO: SINTESIS DEL ACIDO SALICILICO
  • 155. ÁCIDO SALICÍLICO • Para fabricar una tonelada de ácido salicílico son necesarios 730 kg de fenol, 310 kg de NaOH, 450 kg de CO2 , 410 kg de H2SO4 , 10 kg de Zn, 20 kg de ZnSO4 y 20 kg de carbón activado. Y para producir 1800 kg/día de salicílico, deben emplearse 5000 kg de vapor, 3600 MJ de energía, y 53 hombres - hora. El rendimiento de reacción es del 85 - 90%. • El modo de operación sigue siendo principalmente discontinuo. El fenol se mezcla con una disolución acuosa de sosa caliente (1-2% en exceso molar), calentándose hasta 130ºC, y evaporándose hasta sequedad en un autoclave, o bien en un molino de bolas especial. Así se produce fenolato sódico, en forma de polvo muy seco.
  • 156. Tras el secado, que debe ser riguroso ya que la presencia de agua disminuye el rendimiento, la temperatura se reduce a unos 100ºC, y se introduce al autoclave CO2 seco (con menos de 0'1% de O2 , para evitar decoloración), a 5 bares. La carboxilación es exotérmica (H = - 90 kJ/mol). Cuando la cantidad apropiada se ha absorbido, la carga se calienta a 150 - 170ºC durante varias horas, para convertir el fenolato en salicilato sódico.
  • 157. La masa de reacción se enfría y se lleva a un tanque de tratamiento, donde se disuelve con una cantidad aproximadamente igual de agua, se filtra, y se decolora con carbón activo que contiene partículas de zinc. Se lleva a otro tanque de precipitación, añadiéndole sulfúrico para precipitar el ácido salicílico. La contaminación con hierro debe evitarse en estas etapas.
  • 158. El precipitado se centrifuga y seca, obteniéndose ácido salicílico de alta pureza (que puede pasar a especificación UPS sublimando y recristalizando). La síntesis puede hacerse en continuo, trabajando con una solución de fenolato de sodio en fenol, alcoholes, dialquil cetonas o nitrobenceno; usando gasolina como dispersante.
  • 161. • ASPIRINA • (Referencia 4). Para fabricar una tonelada de aspirina son necesarios 770 kg de ácido salicílico y 590 kg de anhídrido acético (para que la operación sea rentable, deben recuperarse el ácido acético y el exceso empleado de anhídrido acético). El rendimiento de reacción es del 90%, obteniéndose como subproducto 340 kg de acético. • El modo de operación sigue siendo principalmente discontinuo. El ácido salicílico y el anhídrido acético se alimentan a un reactor de acero inoxidable. La temperatura debe mantenerse a menos de 90ºC, con buen control de temperatura a lo largo del ciclo. Tras dos o tres horas, la masa de reacción se bombea a un filtro, y de allí a un cristalizador, donde se mantiene a 0ºC. • Los cristales obtenidos se centrifugan, lavan y secan (0'5% humedad); el licor madre se recircula.
  • 162. En otras variantes del proceso, la reacción se lleva a cabo en un disolvente inerte, como CCl4 , ácido acético, hidrocarburos, benceno, tolueno, etc. También pueden usarse esos disolventes para lavar los cristales, y elevar la calidad del producto. O bien, emplear un catalizador, como ácidos o aminas terciarias.
  • 165. GRACIAS ¿PREGUNTAS? ¿ Q U E S O N 5 0 F I S I C O S Y 5 0 Q U I M I C O S J U N TO S ? P U E S 1 0 0 T I F I C O S