Filtracion

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Parte II Remoción de Insolubles y Ruptura Celular.

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Del conjunto de operaciones que integran normalmente un proceso de bioseparación, en esta parte se revisan las relacionadas con la remoción de insoluoles y la ruptura celular, que son utilizadas en las primeras etapas de recuperación del producto de acuerdo a las tres primeras reglas heurísticas de la selección del proceso deseparación. En las operaciones de remoción los principales insoluoles que se consideran son células enteras, restos celulares y cuerpos de inclusión. Para la remoción de insoluoles de un caldo pueden ser utilizados diversos tipos de equipos; la selección depende de varios factores como el tipo de célula, la disponibilidad de equipos, eficiencias y costos. Las operaciones típicas de remoción de insolubles sonla filtración tradicional, muy utilizada para la separación de hongos filamentosos; y la centrifugación, empleada en la separación de levaduras, bacterias y células de mamíferos. Estas operaciones se tratan en los capítulos 3 y 4, respectivamente. Cuando el producto de interés es intracelular después que las células han sido separadas del caldo es necesario romperlas. En el capítulo 5 sepresentan los principales equipos que se emplean en esta operación a nivel industrial y los principales factores para su diseño.

Capítulo 3 Filtración
3.1 Introducción

La filtración consiste en la separación de un sólido de un fluido por acción de un medio filtrante y un gradiente de presión. Normalmente en los procesos biotecnológicos se utilizan tres tipos de mecanismos de filtración (Figura3.1): - Filtración de lecho profundo. - Filtración con formación de torta o filtración convencional. - Filtración por membranas (Microfiltración y Ultrafiltración). En la filtración de lecho profundo los sólidos se depositan dentrc del medio filtrante. En la filtración con formación de torta los sólido; se depositan sobre el medio filtrante formando una pasta. La filtraciói por membrana se realizautilizando membranas especiales de tamaru de poro muy pequeño, que generalmente operan con flujo paralelo a 1; membrana (cruzado), de tal manera que no hay un depósito de sólido sobre la membrana sino una concentración del caldo. De los tres mecanismos de filtración descritos, dos son de partícula interés en las bioseparaciones sólido-líquido: La filtración convencionc y la filtración con membranas. 70

CAPÍTULOS.

FILTRACIÓN

Suspensión

a). Filtración de lecho profundo

ll ii
Suspensión Suspensión

Medio filtrante

b). Filtración con formación de torta f\

> Retenido Membrana Filtrado c). Filtración con membrana

Figura 3.1: Mecanismos de filtración.

3.2. FUNDAMENTOS

71

El objetivo este capítulo es presentar los aspectos fundamentales de la filtraciónconvencional y su aplicación a la filtración de caldos biológicos. La filtración por membranas se revisa en el capítulo 10. En la sección 3.2 de este capítulo se centra la atención en los fundamentos de la filtración convencional. Los principales equipos que se utilizan en este tipo de filtración se presentan en la sección 3.3. La sección 3.4 se dedica a presentar los aspectos más relevantes del diseñode filtros convencionales.

3.2

Fundamentos

La filtración convencional forma parte de un conjunto de operaciones llamadas Bioseparaciones Sólido-Líquido (BSL). Para llevar a cabo un proceso de BSL generalmente es necesario seleccionar entre una operación de filtración y una operación de sedimentación (como la centrifugación), y frecuentemente la decisión es instrumentar una combinación deestos dos tipos de operaciones. Debido a la naturaleza de los caldos que se manejan en bioseparaciones, es común que éstos sean pretratados mediante agentes físicos o químicos para mejorar su comportamiento en las operaciones de separación sólido-líquido a que van a ser sometidos. Un aspecto fundamental en el tratamiento de la operación de filtración es la teoría básica existente, la cual...
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