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Claudia Del Toro Runzer

Bioseparaciones

Tarea 1: Artículo The bioseparation needs for tomorrow En la industria es cada vez mayor la cantidad de productos que se derivan de operaciones biológicas, debido a su facilidad y la cantidad que se puede obtener comparado con productos químicos. Es por ello que mucha atención se ha enfocado en la necesidad de transformar el líquido biológico obtenido, a un producto sólido o líquido de alta pureza, que cumpla con los requerimientos de calidad y que sea comercializable. Para lograr esto, es necesario emplear bioseparaciones que constan en una serie de etapas que abarcan la concentración y purificación del producto de interés. Existen un gran número de técnicas que pueden usarse incluso para obtener el mismo resultado, no obstante la calidad del producto y el costo total del proceso, se va a ver afectado por el tipo de bioseparación empleado. Una manera de clasificar las tecnologías de bioseparación es de acuerdo a su principio fundamental, entre los métodos que implican el uso de fuerzas mecánicas o bien comportamientos físicos podemos encontrar la filtración, centrifugación, clarificación, el uso de membranas, aglomeración, absorción, adsorción, cristalización, precipitación y la extracción. Estos métodos son principalmente útiles para la separación sólido-sólido o bien sólido-líquido. Otros métodos importantes son los térmicos, como el secado, la destilación, la rectificación y la evaporación, y se ven implicados en procesos de separación sólido-líquido, sólidos gas y líquido-líquido. La tercera forma de lograr separaciones es a través de reacciones químicas, como la ósmosis inversa, cromatografías de intercambio iónico, de adsorción y de partición; según su soporte estas cromatografías se pueden dividir en dos tipos, de columna o de capa fina; otros métodos pueden ser de extracción y electroforesis. Esta clasificación de las tecnologías de separación está relacionada a su vez con el costo relativo de cada proceso. En general los métodos mecánicos son los más económicos, seguidos de los físicos y a continuación los térmicos, mientras que los métodos químicos son los más caros. Las consideraciones que deben hacerse cuando se diseñan las bioseparaciones son: el manejo de variables, el comportamiento del producto y la selección de un sistema adecuado de separación. A su vez es importante asignar un valor al producto final y determinar la escala de la producción. Con el manejo de las variables se refiere a la definición de diversos aspectos que se tienen que establecer desde el momento de diseñar el proceso, por ejemplo el

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tamaño de la partícula deseada, que puede ser molecular o de algunos milímetros de diámetro, el volumen y la concentración del producto final, el nivel de pureza que se espera conseguir. Siempre es importante recordar que los cambios en el pH o en la temperatura influyen en la cinética de separación de suspensiones coloidales y se pueden emplear para facilitar una bioseparación.

Uno de los principales comportamientos a evaluar es la interacción del microorganismo con el ambiente del proceso, pero también de la molécula o producto de interés en cada fase del proceso. El tipo de estrés al que se somete la célula, puede ser esfuerzo de corte, campos electromagnéticos, presión hidrostática y vibraciones. Éstos pueden influir en la morfología o comportamiento del microorganismo, por ejemplo ocasionando la lisis de la membrana. Algunos efecto deseables son la aglomeración de partículas en forma de flóculos o bien la activación o inactivación de la bioactividad. La hidrodinámica que incluye operaciones de agitación, y las características propias del sistema de tuberías pueden determinar picos de esfuerzos de corte, razones y velocidades de flujo. Mismas que influyen en las razones de producción de productos, consumo de sustratos, estrés de las células, distribución homogénea del medio, por mencionar algunos de los efectos de la hidrodinámica. Para la selección de un sistema adecuado se debe de tener bien estudiado qué tipo de tecnología es la más apropiada, recordando que existen muchas opciones, poe jemplo los métdos físicos, mecánicos, térmicos y químicos que ya mencionamos. Cabe mencionar que se pueden realizar modificaciones previas al organismo para obtener mejores rendimientos como modificaciones genéticas o epigenéticas. Además se tiene que considerar que el proceso siempre tendrá requerimientos de limpieza (CIP) y requerimientos de esterilidad (SIP), y el cumplimiento de estos estándares implican la inversión en equipos de alto costo. Personalmente encuentro el artículo muy interesante, digerible, directo y sencillo; además de hablar sobre las clasificaciones y consideraciones de las bioseparaciones de una manera muy directa, menciona también la importancia de la creación de nuevas tecnologías para optimizar rendimientos en bioseparaciones y minimizar los costos de las operaciones.

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El artículo menciona también que algunas de las consideraciones para el desarrollo de estas nuevas tecnologías son que deben de ser más selectivas, escalables y económicas y además se deben de conformar por mezclas de tecnologías existentes y por métodos innovadores. Estoy de acuerdo con el comentario del artículo, para conseguir estas nuevas tecnologías, es necesario construir una red de transferencia de ideas y tecnología en la cual, se estimule el flujo de conocimientos avanzados y además se propicie el intercambio de estos conocimientos entre la industria y la investigación. De esta manera se facilitaría la búsqueda de soluciones que respondan a problemas concretos. Fuente: Keller, K., Friedmann, T. y Bozman, A. (2001). The bioseparaion needs for tomorrow. TRENDS in Biotechnology. Vol. 19. No. 11