UNIVERSIDAD CATOLICA SANTA MARIA LA ANTIGUA MATERIA DE BIOTECNOLOGIA TEMA: BIOPROCESOS, SELECCIÒN Y PRODUCCIÒN PROFESORA: INNA SMOLINIANOVA ESTUDIANTE:

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1 UNIVERSIDAD CATOLICA SANTA MARIA LA ANTIGUA MATERIA DE BIOTECNOLOGIA TEMA: BIOPROCESOS, SELECCIÒN Y PRODUCCIÒN PROFESORA: INNA SMOLINIANOVA ESTUDIANTE: CHRISTIAN RODRIGUEZ

2 INTRODUCCIÒN Los Procesos Biotecnológicos, conocidos como Bioprocesos, han acompañado el desarrollo humano desde los albores de la civilización y en la actualidad están ganando cada vez más atención debido a su enorme potencial para la obtención de valiosos productos, especialmente para el cuidado de la salud humana y a causa de su inherente atributo como procesos sostenibles. Nuevas bio-industrias tienen gran potencial por ser procesos eficientes basados en recursos renovables y caracterizados por una mínima contaminación ambiental.

3 Aspectos generales de los Bioprocesos Cualquier operación a gran escala que involucre la transformación en un producto, de cualquier materia prima, biológica o no biológica, mediante la acción de microrganismos, cultivos de células animales o vegetales o por materiales derivados de los mismos como las enzimas y los organeros, se denominan Procesos Biotecnológicos o de manera abreviada Bioprocesos. El producto puede ser comercializable, como la insulina, penicilina, proteína unicelular o enzimas, o puede tener poco valor comercial como en los procesos de tratamientos de residuales. En todos los casos, en los bioprocesos se parte de la materia prima para obtener producto y se consideran tres etapas para el desarrollo del bioproceso.

4 Área de investigación El Modelado, la Simulación y el Control de Bioprocesos es una de las áreas de orientación de la Licenciatura en Ingeniería Biológica, y también un área de investigación del Departamento de Procesos y Tecnología. El Control de Bioprocesos está basado en el modelado matemático y la simulación computacional. Además, las herramientas de la teoría de control permiten monitorear, controlar, optimizar, automatizar y detectar fallas en bioprocesos, desde micro-procesos hasta plantas industriales.

5 SELECCIÒN El Control de Bioprocesos se centra en la selección y aplicación de técnicas para satisfacer restricciones de seguridad (como temperatura y presión), especificaciones (como la calidad del producto), regulación ambiental (como las emisiones contaminantes), operación (como los niveles de tanques, la potencia de bombas) y economía óptima (como la variación en los costos de materias primas y energía).

6 Control de procesos biológicos En la última década, la aplicación de los procesos biotecnológicos a escala industrial ha crecido, ya que ofrece rentabilidad y calidad para la obtención de productos. Los problemas que se presentan son los mismos de cualquier industria de transformación, y se busca la automatización de los procesos para asegurar el óptimo desempeño y productividad. Por lo tanto, son necesarios sistemas de monitoreo, supervisión, control y seguimiento de los procesos a fin de mantener un funcionamiento adecuado o detectar fallas

7 APLICACIONES DE CONTROL EN BIOPROCESOS Algunas aplicaciones del control de procesos se encuentran en el área de medio ambiente, tecnología de fermentaciones y salud. El uso de lodos activados es el tratamiento biológico de más amplia implantación para la depuración de aguas residuales. Para este bioproceso es imprescindible la obtención de información actualizada de los parámetros básicos (como concentraciones, constantes cinéticas) de la planta para lograr una operación eficiente para lo cual se integran sensores en línea con el modelado del proceso y las técnicas de identificación y control. Por otro lado, el proceso de elaboración de vinos a partir de la fermentación es muy sensible a variaciones de temperatura, pH, concentración de levaduras, etc.

8 Producción Los Procesos de Tratamiento consisten en operaciones predominantemente físicas, mediante las cuales se obtiene la concentración y purificación de los productos. Las operaciones de tratamiento más comunes son: Filtración, centrifugación. Sedimentación, floculación, ruptura celular, extracción, ultrafiltración, precipitación, cristalización, cromatografía, evaporación, secado y empaque. Los productos purificados pueden tener diferentes formas físicas (líquidos, lodos, polvos, cristales) para diferentes aplicaciones. El diseño de los Bioprocesos requiere considerar con mucho cuidado las propiedades físicas y químicas de los materiales que se procesarán y delimitar las tensiones máximas a que serán sometidas (temperatura, pH, esfuerzo cortante, contaminación, presión, exposición a químicos desnaturalizadores), de manera que puedan ser tolerados de forma segura

9 Conclusión En sectores donde la tasa de cambio tecnológico es muy alta, como en el caso de la industria de bioprocesos que se encuentra fuertemente afectada por las nuevas técnicas de la biotecnología, el carecer de una capacidad tecnológica avanzada puede ser crucial para su sobrevivencia. La reducción de líneas de producción a las razones son varias y dependen de cada caso en particular, aunque puede afirmarse que en general la falta de una capacidad innovadora influye en gran medida para la reducción de capacidad de fermentación, especialmente en el caso de antibióticos y enzimas.

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