bioreactores

Unidad 1
1.1.-

Introduccion

CONCEPTOS

Ingeniería Genética

Biotecnología

Ingeniería Bioquímica

Ingeniería de Bioprocesos
Reacciones enzimáticas
Reactores Bioquímicos
Fermentaciones
Ingeniería Ambiental
Alimentos
Producción microbiana
Productos microbianos
Sustrato

+

Microorganismos
Enzimas

Ing. Procesos

Productos
(células, productos celulares)

1.2.-ALGO DE HISTORIA.....
VINO
CERVEZA
VINAGRE
QUESO
PAN
PEPINILLOS
CECINAS

PENICILINA
FERMENTACION
LODOS ACTIVOS
DIGESTION AEROBIA
DIGESTION ANAEROBIA
ANTIBIOTICOS
VACUNAS
ENZIMAS INDUSTRIALES
AMINOACIDOS
QUIMIOTERAPIA
VERTEDEROS
BIOGAS

MUTACION
CLONACION
DNA recombinante
ORGANISMOS TRANSGENICOS
ENZIMAS INMOVILIZADAS
CELULAS INMOVILIZADAS
CULTIVO CELULAR ANIMALANTICUERPOS MONOCLONALES
FUSION CELULAR

¿ Biotecnología en Chile.....???

Procesos de
transformación
biológica

V
S

Procesos
Químicos
Tradicionales

Azúcares, almidón, residuos de
industrias agroalimentarias.
Materias poco convencionales

Petróleo o sus derivados
Uso de recursos no
renovables

Todas las reacciones biológicas
se realizan en presencia de
agua

Muchos procesosquímicos
se realizan en solventes
orgánicos de alto costo y
toxicidad

Los biocatalizadores trabajan a
bajas temperaturas (20-60 °C)
y a presión ambiental
Reacciones de alta
especificidad
Conversiones de hasta un
100%, con un mínimo de
reacciones colaterales
Una sola etapa, sin productos
intermedios.
Reacciones lentas en baja
concentración

Procesos de varias etapas,
conproductos intermedios,
concentraciones mayores y
reacciones rápidas

INSTRUMENTACION
•Controladores para PC
•Biosensores
•Adquisición de datos
•Modelación
•Ensayos de productos
•Análisis económico

DISEÑO DE BIOREACTORES
•Transporte de materia
•Transmisión de calor
•Agitación y mezcla
•Tanques agitados
•Suministro de aire
•Lechos rellenos
•Biocinética
•Bioinmovilización

BIOPROCESOMATERIAS PRIMAS
•
•
•
•
•
•
•

Celulósicas
Almidón
Azúcares
Aceites
Biomasa agrícola
Biomasa forestal
pulpas

PRODUCTOS

AGENTES DE
BIOCONVERSION
•Células microbianas
•Células vegetales
•Células animales
•Células DNA rec
•MO psicrófilos
•MO termófilos
•MO halófilos
•Enzimas

•Alcoholes
•Metano
•Ácidos grasos
•Enzimas
•Biopolímeros
•Anticuerpos
monoclonales1.3.-

CONCEPTOS DE MICROBIOLOGÍA Y BIOQUÍMICA
MICROORGANISMOS

•
•
•
•
•

Existen en casi todo ambiente en que exista H2O líquida
Desde -20 a 110 °C
Psicrófilos, mesófilos y termófilos
Aerobios, anaerobios, facultativos
Eucariontes, procariontes
Clasificacion de Microorganismos
Según su Fuente de Carbono

Autótrofos: carbono inorgánico.
Heterótrofos: carbono orgánico.
Segúnsu Fuente de Energía

Quimiótrofos: energía química.
Fotótrofos: energía solar (luz).
Según su Estructura

Procariontes: no poseen núcleo ni organelos.
Eucariontes: poseen núcleo y organelos.

Según la fuente de carbono que utilizan, los seres vivos se dividen en
autótrofos, cuya principal fuente de carbono es el CO2 , y heterótrofos
cuando su fuente de carbono es materia orgánica.Por otra parte según la fuente de energía, los seres vivos pueden ser
fototrofos, cuya principal fuente de energía es la luz, y los organismos
quimiotrofos, cuya fuente de energía es un compuesto químico que se oxida.

Atendiendo a las anteriores categorías, entre las bacterias podemos
encontrar las siguientes formas, como puede apreciarse en el esquema:
•

•
•
•

Los organismosquimioheterótrofas, utilizan un compuesto químico
como fuente de carbono , y a su vez, este mismo compuesto es la fuente
de energía. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y
las bacterias patógenas son de este grupo.
Los organismos quimioautótrofas, utilizan compuestos inorgánicos
reducidos como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono.
Como por ejemplo, Nitrobacter,...