Bioproecesos reto interdiciplinar

Bioproecesos reto interdiciplinar

1. Ejemplos

   •  El avance tecnológico ha permitido el desarrollo de nuevas técnicas como ADN recombínate, pruebas genéticas, cultivo de tejidos entre otras, han permitido la manipulación de organismos vivos a favor de la producción de materiales de interés comercial, a continuación se observaran tablas y videos con algunos ejemplos.   
   • Tabla 1.1 Productos mayoritarios del procesado biológico
   • Vídeo: Producción de insulina industrial

2. Etapas

   • Etapa de Desarrollo
     • Ocurre en el laboratorio, a pequeña escala realizada por expertos en biología molecular y bioquímicos.
     •  Usualmente se usa Escherichia coli. por su facilidad para adaptar los plásmidos, modificados con el gen de interés, a su genoma y capacidad de mutación; convirtiéndose en el organismo anfitrión.
     • Manipulación Genética
       • Los parámetros mas importantes son la estabilidad de las cepas obtenidas y el nivel de expresión del producto deseado.
     • Cultivo
       • Se realiza a pequeña escala en frascos de 250 ml a 1 litro.
       • Para observar los efectos del ambiente de cultivo sobre la función del organismo, utilizando parámetros de crecimiento, producción y rendimiento. 
       • Necesario conocimientos de microbiología y análisis cinético.
       • Analiza pH, Temperatura, composición media, entre otros condiciones ambientales sobre los parámetros.
   • Escalamiento
     • Se procede con escalamiento, cuando se establecen las condiciones óptimas de desarrollo del cultivo.
     • Biorreactor de prueba
       • Primera etapa con 1 a 2 litros de capacidad.
       • Equipadas con instrumentos de medición y ajuste de las variables del proceso (pH, Concentración de O2, agitación, etc.)
       • Existe monitorización para obtener información en tiempo real y tener un mejor control del proceso.
       • Identifica limitaciones
         • Permite conocer si el reactor es capaz de proporcionar condiciones optimas de actividad celular.
       • Determina el Proceso
         • Examina los resultados bajo diferentes modelos de operación, para determinar en cual el cultivo tiene el mejor performance.
         • Continuo
         • Discontinuo
         • Semicontinuo
       • Viabilidad económica
         • Los resultados determinan la posibilidad económica del proceso.
     • Biorreactor piloto
       • Tienen entre 100 y 1000 litros de capacidad. Operados por ingenieros de bioprocesado. 
       • Examina la respuesta de las células al cambio de escala, que puede producir variaciones en el rendimiento.
       • Puede ser necesario reajuste de las proyecciones económicas, por perdida de rendimiento.
     • Operacion a escala industrial
       • Completación del escalamiento, se diseña el biorreactor y los servicios que lo acompañan.
       • El diseño del proceso debe seguir las normas de seguridad exigidas al trabajar con organismos vivos o células patógenas.
   • Extracción
     • Conforma la recuperación del producto, a menudo es la parte mas difícil y cara, constituyendo hasta el 80 - 90% del coste.
     • El método seleccionado depende de la naturaleza del producto y del caldo en el que se encuentra. 
     • También deben probarse utilizando aparatos a pequeña escala.
     • Se encargan los profesionales con conocimientos de química, bioquímica, ingeniería química y química industrial. 
     • Física
       • Filtración, centrifugación, flotación, adsorción, cristalización, secado.
     • Química
       • Extracción con disolventes, cromatrografía, 
     • Biológica
       • Dispersión de las células si el producto es intracelular, filtración mediante membranas.
   • Purificación y Envasado
     • Necesario ensayos clínicos y médicos para comprobar eficacia del producto.
     • Establecida la seguridad del producto por los ingenieros de bioprocesos con conocimientos de producción siguiendo las estandares y regulaciones pertinentes este puede comercializarse.

Images and files in the map

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• Producción de insulina industrial (Embed)
• Clonación de ADN y ADN recombinante | Biología | Khan Academy en Español (Embed)
• Bioprocessing Part 1: Fermentation (Embed)
• Bioprocessing Part 2: Separation / Recovery (Embed)
• Bioprocessing Part 3: Purification (Embed)