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Proceso de Bioseparacin
Unidad I
RUPTURA CELULARCLASE 4
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Visto anteriormente
Ruptura celular. Usos
Mtodos NO mecnicosTtto Enzimtico, !oc" osmtico,olu#ilizacinTeor$a, metodolo%$a.Venta&as, des'enta&as, e&emplos
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RupturaCelularResistencia
a(TemperaturaMedios alcalinos
Detergentes
Enzimas
Esfuerzos de corte
Mtodos!"
mec#nicosMtodos
mec#nicos
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Mtodos mecnicos
Pe$ue%a Escala
Ultrasoni)cacinMolino con a#rasi'os
*omo%enizadores
&ran Escala
*omo%enizadores a altapresin
Molinos de #olas o perlas
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Ultrasoni)cacin
+e producen uertes esuerzos de corte en el l$-uido -ue
rompen las clulas.
+e producen zonas de #a&a presin en el l$-uido
+El l$-uido se transorma en %as ormndose pe-ueas
#ur#u&as+/as #ur#u&as colapsan de#ido a los cam#ios de presin.
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Ultrasoni)cacin
0es'enta&as
Produccin de radicales li#res
0estruccin del producto por las
ondas0estruccin del producto por latemperatura1ltos costos
Re-uerimientos de ener%$a a
considerar
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Modelo emp$rico
3 ( concentracin del producto li#erado3m4 ( m4ima concentracin del material li#eradot ( tiempo
( constante de tiempo
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3lulas de le'adura ueron dispuestas a 'i#raciones
ultrasnicas para realizar la disrupcin o ruptura celular.
/a concentracin del producto li#erado en la solucin uemedida durante el proceso, tal como lo muestra la
si%uiente ta#la(
Tiempo 5s6 3oncentracin 5m%7m/6
89 :,;9 ;,?8
PREDI&A la concentraci'n del producto (nal) si la
disrupcin celular mediante ultrasoni)cacin ue
realizada durante >;9 s,
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Molino con a*rasi+os
e utilizan a%entes a#rasi'os como #olas de 'idrio.
El sistema se !ace 'i#rar produciendo(
3olisiones de las #olas con la #iomasa @uertes esuerzos de corte. Ruptura celular.
@inalmente se separan las #olitas A los desec!oscelulares, recuperndose el so#renadante.
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,omogenizadores
m#olos 3uc!illas Pistones
Ceneran altos esuerzos de corte produciendo ruptura de lasclulas.
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Mtodos mecnicos
Pe$ue%a Escala
Ultrasoni)cacinMolino con a#rasi'os
*omo%enizadores
&ran Escala
*omo%enizadores a altapresin
Molinos de #olas o perlas
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,omogenizadores a alta presi'n
Mtodo !" selecti+o
e componen de(
Pistn a alta presin Vl'ulas /a#oratorio Dndustria
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*omo%enizadores a altapresin
Presi'nAlimentaci'n
-)./-)0MPA
Presi'n M#1ima
Compresi'n
2- MPA
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*omo%enizadores a altapresin
3on)%uracin de las 'l'ulas usadas en el!omo%enizador
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Mecanismo de Desintegraci'n celular
*omo%enizadores a altapresin
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*omo%enizadores a altapresin
Presi'n de operaci'n
/i#eracin de 0%lucosa8
osatodes!idro%enasa de.3ere'isiae
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*omo%enizadores a altapresin
Presi'n de operaci'n
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*omo%enizadores a altapresin
Tipo de +#l+ula
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*omo%enizadores a altapresin
Tipo de +#l+ula
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*omo%enizadores a altapresin
Localizaci'n del producto
Temperatura
* i d l
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!3mero de pasadas
*omo%enizadores a altapresin
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RupturaCelular
Mtodos!"
mec#nicosMtodos
mec#nicos
Molino de *olas operlas
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omo%en za ores a a apresin
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omo%en za ores a a apresin
Dise%o
Prote$na
li#eradaR7Rm
NFmero de pasadas
C'mo sa*er el n3mero depasadas5
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omo%en za ores a a apresin
Dnte%rando la ecuacin anterior lle%amos losi%uiente(
Por lo%eneral(
e lle%a )nalmente a la ecuacin
de diseo(
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omo%en za ores a a apresin
E31/1MDENTO
Potencia consumida.
Porcenta&e de Prote$nali#erada
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omo%en za ores a a apresin
Efecto en la Temperatura
0ensidad
3alor
Espec$)co
0ierenciade
Temperatura
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RupturaCelular
Mtodos!"
mec#nicosMtodos
mec#nicos
Molino de *olas operlas
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o nos e o as operlas
/os discos, #arras o anillos permiten solo el paso de
las clulas a tra's de la cmara, no as$ el de las#olas
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Molinos de #olas o perlas
Caracter6sticas deDise%o/on%itud70imetro de la cmara
Volumen de la cmara
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Molinos de #olas o perlas
Mecanismo
Transporte de ener%$a cinticadesde el a%itador !acia las #olasde 'idrio.
@ormacin de per)les de 'elocidadal interior de la cmara.
e %eneran esuerzo de corte,aumentando la recuencia Auerza de las colisiones en las#olitas A las clulas.
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Molinos de #olas o perlas
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Molinos de #olas o perlas
7elocidad delagitador
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Molinos de #olas o perlas
li d # l l
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Molinos de #olas o perlasDise%o del
agitador
li d # l l
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Molinos de #olas o perlas
M li d # l l
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Molinos de #olas o perlas7elocidad de
alimentaci'n
M li d # l l
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Molinos de #olas o perlasTama%o de las *olitas de
+idrio
Escala Tipo de clula
Localizaci'n
del productode inters
M li d # l l
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Molinos de #olas o perlasCarga de *olitas de +idrio
Concentraci'n celular
;9?9 G en peso!Fmedo.
Efecto de latemperaturaHptima entre ?=? I
3
M li d # l l
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Molinos de #olas o perlas
Tiempo de residencia
Molino de #olas o perlas
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Molino de #olas o perlas.0DEJO"peraci'n 8ATC,
K3mo medir el %rado de rompimientoL
0irecta
Dndirecta
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M li d # l l
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Molino de #olas o perlas
E31/1MDENTO
( densidad de la suspensinN( 'elocidad de rotacin de los impeler0( dimetro del impeler.c( constante