Introducción a los Bioprocesos Ingeniería Bioquímica I Parte I Ingeniería Bioquímica I Alejandra Bosch

Qué es Biotecnología? Es una serie de tecnologías que involucran la manipulación de organismos vivos o sus componentes celulares para el desarrollo de • Productos ( insulina, antibióticos, hormonas) Procesos (cervezas, vinos, vacunas) Servicios (biorremediación, biolixiviación, tratamiento de efluentes) el uso de los microorganismos naturales como levaduras, hongos o bacterias, existentes en el medio para descomponer o degradar sustancias peligrosas en sustancias de carácter menos tóxico o bien inocuas para el medio ambiente y la salud humana.) • La biotecnología utiliza una amplia gama de campos incluyendo química, biología, agricultura, ciencias de ambiente, medicina, veterinaria, ingeniería, informática

INTRODUCCIÓN A LOS BIOPROCESOS    ü      Evolución y características de los bioprocesos ü      Introducción a las operaciones de un proceso biotecnológico ü      Selección de un proceso  

Enzimas, esporas, células En base a la complejidad del proceso BIOPROCESOS Y BIOTRANSFORMACIONES Son los procesos mediante los cuales determinados SUSTRATOS (nutrientes) son transformados por acción biológica (microorganismos, células, tejidos) en BIOMASA y PRODUCTOS DIVERSOS BIOPROCESO biocatalizador Glucosa + amonio + sales + oxígeno BIOMASA + PRODUCTOS + calor Moléculas complejas Moléculas sencillas Antibióticos, drogas, vacunas, efluente tratado, vitaminas, ácidos orgánicos, aminoácidos, proteínas, hormonas, Fuentes de carbono y energía, fuente de Nitrógeno y sales BIOTRANSFORMACIÓN Son los procesos en los que sustratos naturales o sintéticos son MODIFICADOS por medio de una actividad enzimática Sustrato + agua Sustrato modificado Enzimas, esporas, células

PROCESO BIOTECNOLÓGICO Es una SECUENCIA de OPERACIONES o etapas que resulta en la obtención de un producto Antibióticos, drogas, vacunas, efluente tratado, vitaminas, ácidos orgánicos, aminoácidos, proteínas, hormonas, PRODUCTO ELEMENTO DISTINTIVO DEL BIOPROCESO Uso de un catalizador biológico Enzima, microorganismos, células vegetales, células animales, esporas de hongos Uso de un Bioreactor La reacción ocurre en forma controlada Bioreactor artificial Bioreactor natural Animales transgénicos

Aspectos básicos de un proceso Biotecnológico

Productos Biotecnológicos Tradicionales: ácidos, alcoholes, Antibióticos, vacunas, enzimas, aminoácidos Modernos: Hormonas, factores de crecimmiento, vacunas acelulares, Antibióticos de última generación

Diseño del proceso de separación de proteínas Los procesos diseñados para pequeñas cantidades no son óptimos para gran escala. Prámetros importantes: - rendimiento - pureza - costo Conceptos importantes: Mayor pureza del producto  menores rendimientos obtenidos PUREZA / ACT. ESPESÍFICA= actividad de la proteína cantidad de material material RENDIMIENTO / RECUPERACIÓN = actividad al final del proceso actividad al inicio (células o sobrenadantes) f(número de pasos, tipo de pasos) FACTOR DE PURIFICACIÓN = pureza al final del proceso (etapa i) pureza al inicio del proceso (etapa i-1)