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UNIVERSIDAD POLITCNICA DE PNJAMOIngeniera en BiotecnologaOperaciones UnitariasProfesora : M.C. Laura Espndola Serna

Integrantes:Arenas Rosas Teresa de Jess 213030009Castro Lugo Bruno 213020001Cruz Rentera Carlos Alberto 212030042Hernndez Gmez Katia Paola 213030174Lpez Ramrez Ana Karen 213030062Mendoza Ramrez Dulce Alondra 213030182Ortiz Aldaco Jaqueline 2130301851Mediante la adsorcin las molculas de un soluto se concentran en una supercie slida por la accin de fuerzas intermoleculares entre el soluto y el slido. La adsorcin es esencialmente un fenmeno de supercie y debe distinguirse de la absorcin la cual implica la penetracin de una sustancia en el cuerpo de otra.adsorcin

Las operaciones de adsorcin son utilizadas en la obtencin de varios tipos de productos biotecnolgicos como aminocidos, antibiticos, vitaminas, protenas y DNA. Tambin son muy empleadas con otros propsitos como la remocin de partculas virales en procesos de obtencin de farmacuticos como anticuerpos monoclonales.

3cuatro pasos para la concentracin de uno o varios solutos de un caldo mediante una operacin de adsorcinPrimero el adsorbente y la solucin se ponen en contacto. Al efectuarse la adsorcin el soluto se une preferentemente a la supercie del adsorbente respecto a otros solutos.Una vez concluida la adsorcin es necesario lavar la columna con una solucin que no provoque la desorcin del soluto de inters. Al terminar el lavado se efecta la recuperacin del soluto utilizando un uido que favorezca la desorcin, operacin conocida como elucin. Finalmente, se trata la columna para restablecer su condicin inicial mediante una regeneracin. Tipos de adsorbente Principales caractersticas para seleccionar el adsorbente:CapacidadSelectividadRegenerabilidadCinticaCompresibilidadCompatibildad Costo del adsorbente

Estas caractersticas estn relacionadas con las propiedades fsicas y qumicas del adsorbente, tales como resistencia mecnica, rea por unidad de volumen, porosidad interna, forma, tamao, composicin, carga e hidrofobicidad. Tipos de Adsorcin Existen tres tipos segn la atraccin entre el soluto y el adsorbente sea de tipo:ElctricoVan der Waals De naturaleza qumica.

Adsorcin de tipo elctrico (por intercambio) Esta adsorcin cae de lleno dentro del intercambio inico; es un proceso mediante el cual los iones de una sustancia se concentran en una superficie como resultado de la atraccin electrosttica en los lugares cargados de la superficie. Para dos absorbatos inicos posibles, a igualdad de otros factores, la carga del in es el factor determinante en la adsorcin de intercambio. Para iones de igual carga, el tamao molecular determina el orden de preferencia para la adsorcin.ADSORCIN POR FUERZAS DE VAN DER WAALS (Fsica)La molcula adsorbida no est fija en un lugar especfico de la superficie, sino ms bien est libre de trasladarse dentro de la interfase. Esta adsorcin, en general, predomina a temperaturas bajas. La adsorcin de la mayora de las sustancias orgnicas en el agua con carbn activado se considera de naturaleza fsica. El adsorbente ms utilizado en bioseparaciones es el carbn activado (vegetal) y la slica gel ADSORCIN DE NATURALeZA QUMICASi el adsorbato sufre una interaccin qumica con el adsorbente, el fenmeno se llama adsorcin qumica, adsorcin activa o quimisorcin. Las energas de adsorcin son elevadas, del orden de las de un enlace qumico, debido a que el adsorbato forma unos enlaces fuertes localizados en los centros activos del adsorbente. Esta adsorcin suele estar favorecida a una temperatura elevada.EQUIPOS DE ADSORCIN Pueden llevarse a cabo en tanques agitados, por lotes o continuos.

Los equipos industriales de adsorcin ms empleados son los tipo columna de lecho jo.En los equipos de lecho uidizado las partculas de adsorbente se suspenden mediante un ujo ascendente de la solucin de intersADSORCION DE TIPO TANQUE AGITADO POR LOTESEl adsorbente se agrega a la solucin dentro de un tanque, se agita la suspensin y posteriormente se separa la fase lquida y slida. Las operaciones de este tipo son utilizadas para el procesamiento integral de caldos, operaciones lote especcas o cuando la capacidad del adsorbente es muy alta.

Adsorbedores Tipo Tanque Agitado ContinuOLa operacin se efecta alimentando al tanque adsorbedor, donde inicialmente se coloca el adsorbente en solvente puro, un ujo F de solucin con una concentracin de soluto c0. Durante la operacin el adsorbente se mantiene en el interior del tanque y la corriente agotada se retira continuamente del tanque. Una vez que se alcanza cierta concentracin de soluto en la corriente Una aplicacin particular de este arreglo es en el procesamiento de caldos de fermentacin completos (con una ltracin gruesa previa en cribas vibradoras), ya que no presenta los problemas de taponamiento con la biomasa como cuando se trata de procesar estos caldos directamente en columnas de lecho jo.ADSORCIN DE LECHO FIJOEste tipo de operacin se efecta en columnas empacadas con adsorbentes. Por la parte superior de la columna se alimenta la solucin que contiene el soluto de inters. Durante su paso por la columna el soluto es adsorbido en el lecho y la solucin agotada es obtenida a la salida de la columna. Una vez que la concentracin de soluto a la salida alcanza una cierta concentracin, se interrumpe la operacin y se recupera el soluto concentrado.

Extraccin lquido-lquidoLa extraccin lquido-lquido (E L-L) es una operacin que permite la recuperacin de un soluto de una solucin mediante su mezcla con un solventeEl solvente de extraccin debe ser insoluble o soluble en grado limitado en la solucin que se va a extraer y el soluto a extraer debe presentar una elevada anidad por el solvente de extraccin La extraccin lquido-lquido se realiza bsicamente en dos pasos Mezcla ntima del solvente de extraccin con la solucin a procesar Separacin de la mezcla en dos fases lquidas inmiscibles.

Las sustancias que componen la solucin original se distribuyen de diferente forma entre las dos fases lquidas y se logra un cierto grado de separacin, mismo que puede incrementarse mediante el contacto en etapas adicionales.En las operaciones de extraccin la solucin de la que se va a extraer el soluto se llama alimentacin y el lquido con el cual se pone en contacto la alimentacin se denomina solvente. El producto de la operacin rico en solvente se llama extracto y el lquido residual de donde se separ el soluto es el renado. Ventajas de la extraccin L-LVasta experiencia Desarrollo tecnolgico alcanzado en muchos aosRelativa facilidad con que se pueden escalar los procesos extractivosLa posibilidad de operar la extraccin en forma continua. TIPOS DE EXTRACCINLa extraccin agua-solvente orgnico que se emplea ampliamente en la industria de los antibiticos La extraccin que utiliza dos fases acuosas inmiscibles que se utiliza para concentrar protenas y separar componentes biolgicos. Selectividad. En el caso de que se desee adems de concentrar lograr un cierto grado de puricacin, el solvente debe ser selectivo para el soluto de inters.Coeciente de particin. Entre mayor sea el coeciente de particin, menor es la cantidad necesaria de solvente.Grado de solubilidad del solvente. Entre ms insoluble sea el solvente en la alimentacin, la extraccin se realizar ms fcilmente.

CRITERIOS UTILIZADOS EN LA SELECCIN DE SOLVENTESd) Facilidad de recuperacin. Por cuestiones econmicas es necesario que el solvente pueda ser recuperado para su reutilizacin. e) Densidad. La separacin de las fases una vez que se efecta la extraccin, es ms rpida entre mayor sea la diferencia de densidad entre las fases. f) Tensin supercial. Un solvente con una tensin supercial alta, facilita la coalescencia de las emulsiones en la separacin de las fases. g) Estabilidad para el soluto. El solvente no debe alterar al producto. h) Otras. El solvente debe ser inocuo, esterilizable, no inamable, barato y disponible en las cantidades deseadas.

Extraccin en Dos Fases Acuosas Inmiscibles Cuando se opera con sistemas biolgicos hay un nmero limitado de solventes que pueden ser usados en los procesos de extraccin, esto es debido a que algunas de las biomolculas de inters como las protenas, son desnaturalizadas por los solventes orgnicos.Los sistemas de dos fases acuosas inmiscibles polmero-polmero se forman cuando dos polmeros como el polietilenglicol(PEG) y el dextrano se mezclan en presencia de agua.Equipo de extraccin Extractores por lotes Extractores continuosContacto por etapas Contacto diferencial

En los equipos de extraccin el control del tamao de las gotas de la fase dispersa puede realizarse por medio de agitacin mecnica o por pulsaciones.Equipo de extraccin por lotes La solucin que contiene el soluto de inters se mezcla con el solvente y posteriormente las fases se separan.

(a) se muestra un mezclador sedimentador tpico donde el mezclador o agitador est completamente separado del sedimentador. Las fases se alimentan al mezclador y posteriormente se separan en el sedimentador. En la Figura (b) se muestra una combinacin de mezclador-sedimentador. Los mezcladores sedimentadores pueden combinarse en serie para extraccin en etapas mltiples o a contracorriente.Para obtener una transferencia de masa eciente, con frecuencia se usa un mezclador mecnico que proporciona un contacto ntimo entre las dos fases lquidas. En general una de las fases se dispersa en la otra en forma de gotas pequeas y debe existir un tiempo de contacto suciente para que se realice la extraccin.EQUIPO DE EXTRACCIN CONTINUAEquipo de extraccin de etapas mltiples El ujo de alimentacin y solvente se suministran a contracorriente en una serie de mezcladores -sedimentadores.El tamao del mezclador debe dimensionarse para proporcionar suciente agitacin y tiempo de contacto para lograr el equilibrio entre las fases.

Equipo de extraccin diferencialEn una columna de aspersin el lquido pesado entra por la parte superior y llena la columna formando la fase continua y sale por el fondo. El lquido ligero entra a travs de un distribuidor de tovera en el fondo, mismo que lo dispersa haca arriba en forma de gotas muy pequeas.El lquido ligero se coliga o junta en la parte superior y sale.