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• Eduardo Alamilla

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Procesos Industriales de Separación Ruptura Celular Problema 1. Estima la eficiencia de rompimiento de un molino de perlas de 4 etapas con un volumen libre de 40 L donde se procesan 10 L min -1 de una suspensión celular. De datos de laboratorios se obtuvo que la constante específica de rompimiento es de 7 x 10-3 s-1.

Problema 2. En la operación de un molino de perlas se decide disminuir la cantidad de perlas que debe ser cargada al molino para reducir el consumo de potencia y la liberación de calor. Las constantes cinéticas obtenidas con las diferentes cargas de perlas de un proceso que dura 60 segundos se muestran en la tabla siguiente.

Carga 

Volumen del lecho de perlas x100 Volumen va cío del molino

Constante de velocidad específica de liberación de proteína, k (s-1)

80 %

5 x 10-2

60 %

1 x 10-2

a) Calcula las eficiencias de rompimiento para ambos casos. b) Si el volumen vacío del molino es de 4 L y la suspensión celular tiene 20 % de proteína. Calcula la cantidad de proteína recuperada par el 80 y 60% de carga bajo las condiciones de operación indicadas. Fórmulas: ln

Rm  kt Rm  R

Eficiencia 

Donde: Rm = Concentración máxima de proteína obtenible R = Concentración de proteína liberada en el tiempo t t = Tiempo de operación

R Rm

3. Rompimiento celular en un molino de perlas. En estudios de liberación de proteína intracelular en función de la velocidad del agitador empleando un molino de perlas tipo Netzsch LME 4, con perlas de diámetro entre 0.55 y 0.85 mm, se utilizó una suspensión celular de concentración de 50% (peso/volumen), un flujo de alimentación de 50 L/h y una carga de perlas del 85%. Bajo estas condiciones se obtuvieron los siguientes datos: rpm Proteína liberada (mg/mL 1200 15.88 1500 22.35 1750 22.90 2000 22.94 2250 23.00 Se pide: a) Estimar la velocidad óptima para el agitador. b) Discutir sobre el consumo de potencia del agitador para velocidades superiores a la óptima. 4. Comparación de agitadores. La desintegración celular por lotes con dos tipos de agitadores utilizados en un molino de perlas producen los siguientes datos: Agitador 1 Agitador 2 Tiempo de Tiempo de  Rm   Rm    ln ln residencia residencia Rm  R  Rm  R    (min) (min) 3 0.037 3 0.060 5 0.090 5 0.150 10 0.160 10 0.225 15 0.225 15 0.325 20 0.300 20 0.425 25 0.365 25 0.525 30 0.437 30 0.650 Se pide: a) Estimar la constante cinética k para cada tipo de agitador. b) Calcular el tiempo para el cual se obtiene el 80% de rompimiento con cada tipo de agitador.