ingeniería de la fermentación

LA TENDENCIA HACIA EL MEDIO AMBIENTE
la sostenibilidad y el desarrollo de los recursos renovables ha aumentado considerablemente el interés en la recuperación de productos de fermentación, tales como ácidos orgánicos, piensos o aditivos alimentarios y productos químicos industriales. En consecuencia, la gama de productos producidos por la fermentación se está expandiendo más allá de latradicional de alto valor bajo volumen compuestos, tales como productos farmacéuticos, y está empezando a competir con la producción sintética tradicional de los productos básicos productos químicos. Como la fermentación se muda a menor valor highervolume productos químicos, se hace necesario para maximizar la eficiencia, y minimizar los costos y subproductos de desecho para competir eficazmente contra lasopciones tradicionales. El logro de estos metas significa abordar el diseño de la fermentación y separaciones aguas abajo como un proceso único e integrado. Como bien dice Williams (1): "El biorreactor debe considerarse como una operación integrada con la unidad tanto aguas arriba y operaciones unitarias aguas abajo ". Sin embargo, con demasiada frecuencia, el diseño de la fermentación yseparaciones aguas abajo se consideran por separado en el proceso del desarrollo. Por lo general, un especialista en la separación toma el reto de diseñar medidas para separar los distintos componentes de un complejo caldo de fermentación que el proceso de fermentación- diseñadores incluyen para maximizar la fermentación actuación. Por lo tanto, si la separación requerida se convierte, la fermentación máseficiente complejo y costoso puede no producir necesariamente el proceso global óptimo. Por lo general, 50 a 70% del costo total de producción en el clásico procesos es debido al procesamiento aguas abajo, mientras en la fermentación que emplea ADN recombinante, la fracción puede alcanzar hasta los 80 a 90% (2). Este gran porcentaje es a menudo debido a la separación y purificación de lafermentación producto.
ECONOMÍA DE ESCALA
Caldos de fermentación son mezclas acuosas complejas de células, productos extracelulares solubles, productos intracelulares, y convertido sustrato o componentes no convertibles. Las técnicas de separación particularmente útil para cualquier dado bioproceso no depende sólo de la ubicación del producto (intracelular vs. extracelular) y su tamaño, la carga y lasolubilidad, sino también de la escala del proceso en sí y la el valor del producto. Por ejemplo, la cromatografía es generalmente útil para los productos farmacéuticos de alto valor o productos biológicos, tales como hormonas, anticuerpos y enzimas, pero es caro y difícil de escalar. Al igual que con otros procesos químicos, de fermentación para la producción de productos químicos y productos deconsumo es también dirigida a minimizar los costos de producción. Debido a la significativa impacto de los materiales de sustrato primas y procesamiento aguas abajo sobre la producción total costo, optimización de procesos es centrado sobre todo en la búsqueda de nuevo, competitivo y, sobre todo, sostenible tecnologías de producción. Además, muchos procesos de fermentación se ven obstaculizados por laacumulación de productos en el fermentador. La recuperación costo como un porcentaje de la producción total costo puede variar desde un mínimo de 5-10% en, por ejemplo, la producción de proteína unicelular (SCP) y extracelular enzimas tales como proteasas, amilasas, etc., como a hasta un 90% para la producción bacteriana de poli (3-hidroxialcanoatos) utilizado para producir termoplásticosbiodegradables (Mesa). El alto costo de la recuperación es debido a la generalmente bajas concentraciones de productos de fermentación acuosa caldos; la complejidad de la mezcla de caldo, especialmente cuando productos intracelulares liberadoras por disrupción celular; y el múltiples etapas de separación y purificación, discretas en la purificación de el producto. Los últimos pasos conducen a alta...