Bioproecesos reto interdiciplinar

Belén  Álvarez
Mind Map by Belén Álvarez, updated more than 1 year ago
Belén  Álvarez
Created by Belén Álvarez over 1 year ago
7
0

Description

Se detalla de manera general como se combinan varias disciplinas como ingeniería, química biología entre otras para el diseño de bioprocesos eficaces que transformen materias primas en elementos más complejos de interés comercial útiles para la humanidad, utilizando organismos vivos para su producción.

Resource summary

Bioproecesos reto interdiciplinar

Annotations:

  • La utilización de microorganismos para trasformar materiales biológicos, han sido desarrollados, y parcialmente probados a nivel de laboratorio.
  • El escalamiento a nivel industrial es un reto afrontado por áreas multidisciplinarias de ingeniería, ya que los sistemas biológicos son complejos de controlar sin embargo están regidos por las leyes de la física y la química.   
  1. Ejemplos

    Annotations:

    •  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.   
    1. Tabla 1.1 Productos mayoritarios del procesado biológico
      1. Vídeo: Producción de insulina industrial
      2. Etapas
        1. Etapa de Desarrollo

          Annotations:

          • 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.
          1. Manipulación Genética

            Annotations:

            • Los parámetros mas importantes son la estabilidad de las cepas obtenidas y el nivel de expresión del producto deseado.
            1. Cultivo

              Annotations:

              • 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.
            2. Escalamiento

              Annotations:

              • Se procede con escalamiento, cuando se establecen las condiciones óptimas de desarrollo del cultivo.
              1. Biorreactor de prueba

                Annotations:

                • 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.
                1. Identifica limitaciones

                  Annotations:

                  • Permite conocer si el reactor es capaz de proporcionar condiciones optimas de actividad celular.
                  1. Determina el Proceso

                    Annotations:

                    • Examina los resultados bajo diferentes modelos de operación, para determinar en cual el cultivo tiene el mejor performance.
                    1. Continuo
                      1. Discontinuo
                        1. Semicontinuo
                        2. Viabilidad económica

                          Annotations:

                          • Los resultados determinan la posibilidad económica del proceso.
                        3. Biorreactor piloto

                          Annotations:

                          • 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.
                          1. Operacion a escala industrial

                            Annotations:

                            • 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.
                          2. Extracción

                            Annotations:

                            • 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. 
                            1. Física

                              Annotations:

                              • Filtración, centrifugación, flotación, adsorción, cristalización, secado.
                              1. Química

                                Annotations:

                                • Extracción con disolventes, cromatrografía, 
                                1. Biológica

                                  Annotations:

                                  • Dispersión de las células si el producto es intracelular, filtración mediante membranas.
                                  1. Purificación y Envasado

                                    Annotations:

                                    • 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.
                                  Show full summary Hide full summary

                                  Similar

                                  Avances en las estrategias de lanzamiento de productos y el impacto en el diseño de bioprocesos
                                  Mayra Martínez Curiel
                                  Estructura Molecular de los Ácidos Nucleicos
                                  Fer Zárate
                                  PRÁCTICA N°3 Acción de la catecolasa
                                  Saraswati Bedoya Cortes
                                  Fichas de Microbiología y Biotecnología - Selectividad
                                  jocelyn fernandez bruno
                                  Fichas de Microbiología y Biotecnología - Selectividad
                                  Kyra Deparis
                                  Fichas de Microbiología y Biotecnología - Selectividad
                                  LariSa
                                  Fichas de Microbiología y Biotecnología - Selectividad
                                  MARIA DOLORES MUÑOZ CASTRO
                                  Fichas de Microbiología y Biotecnología - Selectividad
                                  Laura PG
                                  Fichas de Microbiología y Biotecnología - Selectividad
                                  MARIA DOLORES MUÑOZ CASTRO
                                  Termodinámica
                                  Polett Quiñones
                                  Termodinámica
                                  rudy rodriguez