Aquest llibre és el resultat de lexperiència de lautor en la docència i el desenvolupament experimental de processos, a la indústria química a diferents empreses i universitats. La biotecnologia moderna es basa en la genètica molecular, però, sense els processos posteriors de separació i purificació a escala de producció, cap bioproducte no pot ser una realitat comercial. Partint del bioreactor, sestudien en aquest llibre: la filtració, la disrupció cel·lular, la centrifugació, la precipitació, la floculació, lextracció LL, la adsorció/desorció, la cromatografia, la ultrafiltració/diafiltració, a més de la cristal.lització i lassecatge, aplicats a la biotecnologia, fent èmfasi en el canvi descala en cadascún dels processos.
Leer todo
Leer menos
Índice
Prefaci
1. Processos de bioseparació
1.1 Què separem en la bioseparació?
1.2 A què és degut un elevat cost de la bioseparació?
1.3 Característiques dels processos de separació: lagent de separació
1.4 Diagrama de blocs dun procés dexemple: la recuperació dels antibiòtics
1.5 Conclusions
2. Filtració
2.1 Factors que intervenen en la filtració
2.1.1 Medis filtrants i filtres industrials
2.2 Teoria de la filtració
2.3. Filtració a pressió constant. Tortó incompressible
2.3.1 Tortó incompressible i compressible: dades de compressibilitat
2.3.2 Millora de la velocitat de filtració
2.4 Selecció de filtres continus a pressió constant: Càlcul del cabal mitjà
2.5 Càlcul del rentat
2.5.1 Volum de rentat
2.5.2 Temps de rentat
2.6 Càlcul dun filtre industrial a partir de dades de laboratori
2.7 Consideracions finals i recomanacions
2.8 Notació
3. Centrifugació
3.1 Velocitat terminal en un fluid per acció de la gravetat
3.1.1 Moviment de la partícula en un camp centrífug
3.1.2 Temps de sedimentació en una centrífuga
3.2 Centrífuga de cistella tubular
3.3 Centrífuga de discs
3.4 Teoria sigma
3.4.1 Rendiment de la centrífuga
3.4.2 Canvi descala. Proves en una màquina pilot
3.5 Centrífuga filtrant
3.6 Ultracentrifugació en biologia molecular i biotecnologia
3.6.1 Coeficient de sedimentació
3.6.2 Determinació del pes molecular amb la ultracentrífuga analítica
3.6.3 Sedimentació en un gradient de densitat
3.7 Consideracions finals
3.8 Nomenclatura
4. Disrupció cel·lular
4.1 La membrana cel·lular
4.1.1 Resistència mecànica de la membrana: Osmosi i xoc osmòtic
4.2 Ruptura cel·lular amb reactius químics
4.2.1 Detergents
4.2.2 Solvents
4.2.3 Enzims i antibiòtics
4.3 Disrupció mecànica
4.3.1 Homogeneïtzació
4.3.2 Termodinàmica
4.3.3 Molins de boles
4.4 Consideracions finals
5. Floculació
5.1 Fonaments de la floculació
5.2 Lestabilitat dels colloides liofòbics
5.2.1 La doble capa elèctrica
5.2.2 Concentració de coagulació: regla de Schulze-Hardy
5.3 Coagulació de colloides industrials
5.4 Floculants sintètics industrials
5.4.1 Els floculants en biotecnologia
5.5. Consideracions finals: disseny dels floculadors
5.6 Notació
6. Precipitació
6.1 Solubilitat de les proteïnes
6.1.1. Estructura i grandària
6.1.2 Càrrega elèctrica de la proteïna en dissolució
6.1.3 Efecte dels solvents no-solvents en el medi
6.1.4 Precipitació per efecte salí
6.1.5 Més sobre lefecte de les sals: lequació de Cohn
6.1.6 Precipitació per calor
6.2 Cinètica de precipitació de proteïnes en un tanc amb agitació
6.2.1 Mescla ràpida
6.2.2 Nucleació
6.2.3 Floculació browniana (creixement pericinètic)
6.2.4 Floculació per esforços de tall de lagitador (agregació ortocinètica)
6.2.5 Ruptura i degradació mecànica del precipitat
6.3 Precipitació de proteïnes a una escala més gran: les regles de canvi descala
6.3.1 Canvi descala mantenint P/V = constant: els gradients de tall màxims
6.3.2 Canvi descala mantenint el gradient de tall constant: valors de P/V que en resulten
6.4 Conclusions
6.5 Notació
7. Extracció líquid-líquid
7.1 Fonaments de lextracció
7.1.1 Constants dequilibri: solvents dextracció
7.1.2 Selecció del dissolvent
7.1.3 Sistemes de tipus I i de tipus II: coordenades rectangulars
7.2 Càlcul del nombre detapes dequilibri
7.2.1 Un mesclador-sedimentador continu o discontinu
7.2.2 Contactes amb corrents encreuats (o per càrregues successives)
7.2.3 Multietapa a contracorrent, líquids parcialment miscibles
7.2.4 Rendiment detapa i rendiment global
7.3 Dissolucions diluïdes, solvents totalment immiscibles
7.3.1 Aplicacions en biotecnologia
7.3.2 Factor dextracció i equació de Kremser
7.4 Extracció dantibiòtics, pH swing i extracció inversa o reextracció
7.5 Extracció diferencial amb contacte continu
7.5.1 Transferència de massa
7.5.2 Balanç de massa en un dz de torre
7.5.3 Càlcul de NTUOx
7.5.4 Lextractor com un bescanviador
7.6 Càlcul i selecció de columnes
7.6.1 Altura de letapa teòrica (o HETS)
7.6.2 Aparells industrials dextracció
7.6.3 Especificació dun extractor industrial i canvi descala
7.7 Extracció amb un solvent aquós bifàsic
7.7.1 Balanç de solut en lextracció aquosa
7.7.2 Línies denllaç en un solvent bifàsic
7.8 Conclusions
7.9 Notació
8. Adsorció
8.1 Fonaments de ladsorció i aplicacions a la biotecnologia
8.2 Velocitat i equilibri dadsorció segons Langmuir
8.2.1 Altres isotermes: la isoterma lineal i la de Freundlich
8.2.2 Energètica
8.2.3 Regeneració tèrmica
8.2.4 Regeneració de ladsorbent en biotecnologia
8.2.5 Isoterma de Freundlich
8.2.6 Isoterma generalitzada per carbó activat
8.3 Càlcul de les operacions dadsorció
8.3.1 Una etapa o diverses etapes de contacte. Operacions per càrregues
8.3.2 Operació dadsorció en llit fix, isoterma lineal
8.3.3 Perfil parabòlic intrapartícula i força impulsora lineal
8.3.4 Equilibri local (o en un centre actiu)
8.3.5 Model de l¿adsorció en llit fix: Corba de ruptura
8.4 Operació de desorció de solut dun llit fix, isoterma lineal
8.4.1 Resum de les solucions del models d¿adsorció lineal
8.5 Pèrdua de càrrega per fricció en llits porosos
8.6 Càlcul empíric del canvi descala: mètode LUB
8.6.1. Càlcul de la LUB de proves a escala reduïda
8.7 Moments de la resposta temporal
8.8 Canvi descala basat en els paràmetres del model
8.8.1 Metodologia simple de canvi descala
8.8.2 Metodologia més elaborada de canvi descala
8.9 Adsorció no lineal: isoterma de Freundlich
8.9.1 Isoterma no-lineal: Càlcul del punt de ruptura
8.9.2 Estimació del punt de ruptura. Disseny de ladsorbidor
8.10 Avaluació dels paràmetres i consideracions finals
8.11 Consideracions finals
8.12 Notació
9. Cromatografia
9.1 Fonaments de la cromatografia delució
9.1.1 Velocitat del front dona dun component
9.2 Anàlisi duna columna com una sèrie de N adsorbidors
9.2.1 Conseqüències
9.2.2 Efecte de la transferència de massa
9.3. Anàlisi duna columna contínua
9.4 Eficàcia de la columna: equació de Van Deemter
9.5 Paràmetres que defineixen la separació de dos components
9.5.1 Resolució de dos pics
9.5.2 Control de la resolució
9.5.3 Control de lamplada del pic
9.6 Disseny de la columna, separació de proteïnes i canvi descala
9.6.1 Velocitat doperació de la columna i difusivitat dels soluts
9.6.2 Diàmetre de partícula
9.6.3 Disseny per canvi descala en cromatografia
9.6.4 Altres regles de canvi descala de columnes i llits fixos
9.6.5 Columnes de purificació de proteïnes: regla de Yamamoto
9.6.6 Utilització de columnes en parallel
9.7. Tipus de cromatografia més utilitzats en biotecnologia
9.7.1 Cromatografia de bescanvi iònic
9.7.2 Cromatografia dafinitat
9.7.3 Permeació sobre gel (GPC o dexclusió per mida)
9.8 Consideracions finals
9.9 Notació
10. Filtració tangencial
10.1 Processos de filtració tangencial
10.2 Fonaments de la filtració tangencial
10.2.1 Definicions: factor de concentració, rendiment, pressió osmòtica
10.2.2 Factor de retenció i propietats de la membrana
10.2.4 Disseny del procés dUF
10.3 Models de transport de solut a través de la membrana
10.3.1 Model de resistències en sèrie: càlcul del flux
10.3.2 Model de transferència de massa: càlcul del flux
10.3.3 Polarització i concentració de gelificació
10.3.4 Coeficients de transferència de massa
10.4 Microfiltració
10.4.1 Flux de permeació en MF
10.5 Operacions i processos de filtració tangencial en biotecnologia
10.5.1 Procés de concentració: operació per càrregues amb recirculació
10.5.2 Operació de concentració: procés per càrregues (amb recirculació) en cas de polarització
10.5.3 Procés de concentració en continu: 1 etapa o multietapes en sèrie
10.5.4 Procés de diafiltració: operacions de rentat o canvi de tampó
10.6. Mòduls comercials premuntats per a filtració tangencial
10.7. Canvi descala de la filtració tangencial
10.8 Consideracions finals i conclusions
10.9 Notació
11. Cristal·lització
11.1 Fonaments de la cristal·lització
11.1.1 Cristalls
11.1.2 Sobresaturació
11.1.3 Puresa
11.1.4 Velocitat de nucleació
11.1.5 Velocitat de creixement dun cristall
11.2 Cristal·lització de bioproductes. Operacions per càrregues o contínues
11.3 Estadística de mides de cristalls, nombre de cristalls i densitat de població: DMC
11.3.1 Operacions de cristal·lització: procés continu
11.3.2 Funció de densitat de població
11.3.3 Moments
11.3.4 Mida de cristall predominant o més freqüent
11.3.5 Coeficients cinètics
11.3.6 Nombre de cristalls per kg de producte
11.3.7 Relació velocitat de nucleació vs. velocitat de producció
11.4. Cristal·lització discontínua
11.4.1 Refredament temperatura-temps a sobresaturació constant
11.4.2 Cristal·lització discontínua amb dilució
11.4.3 Model del procés de cristal·lització amb dilució
11.5 Cristal·litzadors industrials
11.6 Canvi descala dels cristal·litzadors
11.7 Notació
12. Assecatge
12.1. Els assecadors
12.1.1 El contacte gas-sòlid
12.1.2 Perfils de temperatura a lassecador
12.2 Fonaments de lassecatge de sòlids
12.2.2 Assecadors discontinus de contacte directe: règim de velocitat dassecatge constant
12.3 Assecadors industrials
12.4 Assecadors discontinus de contacte indirecte
12.4.1 El cas més senzill: assecatge per conducció, temps dassecatge
12.4.2 Assecador industrial de safates. Càlcul precís de la transmissió de calor
12.5 Assecadors adiabàtics continus
12.5.1 Balanços de massa i entalpia en assecadors continus
12.5.2 Fluïdització i assecadors de llit fluïditzat: model semiempíric
12.6. Consideracions finals
12.7 Notació
Annexos
Annex 1: Fòrmules de Van der Laan
Annex 2. Mides de partícula i anàlisi granulomètrica
Annex 3. Aire humit i diagrama psicromètric
Bibliografia
Leer todo
Leer menos
Opiniones
Opiniones
No hay comentarios, sé el primero en comentarValoración media
¿Has leído este libro?
Valóralo y comparte tu opinión con otros usuarios
Escribir mi opinión