Homogeneizador de alta presión Los homogeneizadores de alta presión son los equipos mas ampliamente utilizados para el rompimiento celular a gran escala.
Homogeneizador Manton-Gaulin Una bomba de pistón de alta presión (1-2 lab, 3-5 ind) Una válvula Con una bomba de alimentación (1-5 bar) se transporta la suspensión a la bomba de alta presión donde es comprimida hasta 600 bar. La válvula se abre cuando la presión excede cierto valor. La suspensión es liberada a gran velocidad y choca contra un anillo de impacto.
Mecanismo de desintegración En la válvula las células se someten a turbulencia, cavitación y esfuerzos de corte líquido. La fuerza del choque sobre el anillo es la causa principal del rompimiento. El método de rompimiento no es selectivo. No es efectivo para algunas bacterias Gram-positivas de pared celular muy gruesa.
Parámetros operacionales Presión: para rompimiento eficiente debe ser superior a 350 bar (aunque depende del producto). Suelen requerirse varios pasos. Diseño de la válvula: por encima de 200 bar la válvula de cuchilla libera mayor cantidad de enzima que la plana Concentración de la suspensión: por ejemplo para levaduras la desintegración es independiente Temperatura: la ‘k’ específica de velocidad varía directamente con T. Aún así suelen requerirse varios pasos.
Microfluidizador Bomba de alta presión manejada con aire Cámara de rompimiento Dispositivo de contrapresión La suspensión se divide en dos microcanales que impactan a gran velocidad y se mezclan en una pared estacionaria de la cámara de rompimiento. La energía de entrada se disipa produciéndose la ruptura celular.
Ventajas respecto al Gaulin Es muy compacto (30 x 35 cm) Permite mayor enfriamiento Rompimiento celular más eficiente Permite flujos y volúmenes menores Fácil de operar
Parámetros operacionales Temperatura: permite incrementos de hasta 20 ºC y tiempos de residencia muy cortos a esas T (0,02 – 0,04 seg) Tamaño de los restos celulares: produce restos de mayor tamaño y suspensiones menos viscosas lo que facilita la separación Concentración celular: menores costos al eliminar la concentración previa o disminuir el grado necesario