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Curso: 2001/02
Centro: FAC. CC. EXPERIMENTALES
Estudios: LICENCIATURA EN CIENCIAS QUÍMICAS Asignatura: BIOSEPARACIONES
Código: 530622
Ciclo: II
Curso: 4º
Cuatrimestre: 1º
Carácter: OPTATIVA
Créditos teóri.: 3 Créditos práct.: 1,5
Área: INGENIERÍA QUÍMICA
Departamento: INGENIERÍA QUÍMICA
Descriptores: Procesos de separación post-bioreactor; retirada de insolubles; aislamiento;
purificación de productos y refinamiento.
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TEMARIO DE TEORÍA
Tema 1. Estrategia general: naturaleza del problema. Características de las bioseparaciones.
Estrategia para el aislamiento: métodos analíticos; estabilidad; propiedades del producto; diseño de un proceso de purificación. Procedimiento general de purificación: liberación de productos; retirada de insolubles; concentración; purificación; acabado. Ejemplos de bioseparaciones industriales: anticuerpos monoclonales; insulina humana; penicilina; proteasas.
Tema 2.- Rotura celular. Métodos de rotura celular. El molino de bolas: rotura de microorganismos;
parámetros operacionales. El homogeneizador de alta presión: mecanismo de rotura; consideraciones para el diseño del proceso; aplicaciones a la liberación de enzimas.
Tema 3.- Separación de productos insolubles. Filtración. Pretratamientos: coagulación y floculación, adición de coadyuvantes. Equipos: filtro continuo rotatorio, velocidad de filtración y lavado de la torta.
Pruebas de laboratorio. Microfiltración. Centrifugación. Centrífugas. Escalamiento de la centrifugación.
Filtración centrífuga.
Tema 4.- Extracción. Equilibrio líquido-líquido. Selección de disolventes. Cambios en el soluto vía pH. Extracción discontinua, por etapas, por contacto continuo y extracción fraccionada con dos fases móviles. Extracción con dos fases acuosas: sistemas bifásicos poliméricos acuosos; sistemas bifásicos polímero-sal; factores que determinan la partición.
Tema 5.- Cromatografía. Modos cromatográficos. Fases estacionarias. Rendimiento y pureza.
Migración diferencial y ensanchamiento de banda. Resolución. Columna cromatográfica como una serie de etapas de equilibrio. Análisis cinético. Ecuación de van Deemter. Escalamiento cromatográfico Tema 6.- Precipitación. Métodos de precipitación y aplicaciones: precipitación isoeléctrica,
precipitación con disolventes orgánicos, precipitación con sales, adición de polímeros no iónicos, precipitación con polielectrolitos, precipitación por acción de la temperatura. Mecanismo físico de la precipitación. Precipitaciones a gran escala.
Tema 7.- Separación con membranas. Ultrafiltración. Presión osmótica. Ecuaciones de transporte.
Polarización por concentración. Membranas. Módulos de ultrafiltración. Operaciones; ultrafiltración en estado no estacionario con recirculación. Ósmosis inversa. Diálisis. Pervaporación.
Tema 8.- Procesos de separación eléctricos. Electroforesis. Ecuaciones de transporte. Equipos.
Electrodiálisis. Concentración isoeléctrica.
TEMARIO DE PRÁCTICAS
1. Extracción de ácidos grasos de biomasa microalgal
2. Separación de ácidos grasos por cromatografía líquida preparativa en fase inversa 3. Extracción de proteínas de biomasa microalgal
4. Precipitación de proteínas por adición de sales
5. Separación de proteínas por cromatografía de intercambio iónico 6. Seminario de resolución de problemas numéricos
BIBLIOGRAFÍA
Belter PA, Cussler EL, Wei-Shout H. Bioseparations. Downstrema Processing for Biotechnology.
John Wiley & Sons. New York. 1988.
Asenjo JA (editor). Separation Process in Biotechnology. Marcel Dekker Inc. New York and Basel.
1990.
García AA, Bonen MR, Ramírez-Vick J, Sadaka M, Vuppu A. Bioseparation Process Science.
Blackwell Science Inc. Malden, Massachusetts. 1999.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Se realizará un primer parcial eliminatorio en la última semana de noviembre o primera de diciembre. Los alumnos que lo superen se examinarán sólo de la segunda parte de la asignatura en el examen final. Los exámenes constarán de una o dos preguntas de teoría y de uno o dos problemas. La teoría puntuará de cero a cuatro y los problemas de cero a seis.
La asistencia a prácticas de laboratorio es obligatoria; sólo se permitirán faltas perfectamente justificadas. En el examen final de la asignatura podrán formularse algunas cuestiones sobre la metodología seguida en dichas prácticas.
