Membranas

Membranas de nano-fibras de alúmina modificadas para la separación de proteínas

Xuebin Ke, Yiming Huang, Tim Dargaville, Yiqun Fan, Zhanfeng Cui, Huaiyong Zhu.
Separation and Purification Technology.
Volumen 120, Diciembre 13 del 2013, paginas 239-244.



Objetivo general
Desarrollo de una membrana para la separación de proteínas a base de nano-fibras cerámicas.
Justificación
Lasseparaciones por medio de membranas han atraído en los últimos años a diferentes industrias como las farmacéuticas, alimentos y aplicaciones médicas entre otras, ya que por medio de estas se ha llegado a disminuir los costos energéticos, de operación e impacto ambiental. El desarrollo de membranas para la separación de proteínas de alto rendimiento ha estado en aumento debido a la necesidad demejorar los procesos actuales, como la separación de proteínas en medios acuosos y membranas de ultrafiltración con materiales poliméricos. Para la creación e investigación de nuevas tecnologías es necesario tener en cuenta tanto las propiedades de los materiales, como de las proteínas (diferencias de tamaño, cargas superficiales e interacciones), se han estudiado membranas con nuevas estructurasen materiales poliméricos, fibras electrohiladas o hibridas, pero debido a que no se han obtenido los tamaños de poro requeridos menores a 100 nm y existe un alto ensuciamiento de la membrana lo cual genera mayores costos para su reutilización; se han desarrollado películas de nano-fibras de materiales compuestos que ofrecen un gran potencial para la separación a escala nanometricas, por estasrazones se ha llevado a cabo la investigación de membranas de nano-fibras de alúmina en un soporte poroso con injertos de silano. Estos injertos ayudan a la hidrofobicidad de la membrana y a disminuir los tamaños de poro.
Relación
La separación de proteínas en la actualidad es la base para múltiples industrias como la química, farmacéutica, alimenticia y medica [1][2][3]. La investigación denuevas tecnologías para la mejora de membranas o elaboración de nuevas membranas se lleva a cabo por expertos en separación provenientes de las distintas ramas en ingeniería, química y medicina, los cuales han contribuido a generar procesos de separación o membranas más eficientes para productos de necesidades específicas, la cual en este caso es dirigida hacia la separación de proteínas. Y másexactamente aportar relaciones para la separación de partículas a escalas microscópicas.
Experimentación
Materiales
Las materias primas necesarias para la fabricación de la membrana fueron comprados; dentro de esto se pueden destacar, la albumina de suero de bovino en polvo, celulasa de Trichoderma viride, tripsina de páncreas bovino, trietoxisilano y el dextrano de Leuconotoc de varios pesosmoleculares, los cuales fueron adquiridos de Sigma Aldrich; los soportes poroso de alúmina fueron obtenidos por el centro de investigación de ciencia y Tecnología de membranas de Nanjing Universidad de Tecnología.
Síntesis de la membrana.
Para la fabricación de las nano-fibras de boehmita se siguió un proceso de conversión húmedo de gel de vapor [4]. Se precipitaron los geles de hidróxido dealuminio con sales de aluminio y soluciones orgánicas, se ajusto la mezcla a pH de 5,0. Los geles húmedos solidos se transfirieron al autoclave de Parr donde se selló, seguido se llevó al horno a 170 ºC por 3 dias. Luego se lavaron los productos húmedos obtenidos por medio de agua desionizada por tres veces además de un lavado con etanol, luego de esto las nanofibras se calcinaron a 500 ºC durante 5horas.
La síntesis de la membrana se realizó tomando las nano-fibras preparadas anteriormente, estas recubrieron la superficie de soportes de alúmina mediante rotación. Seguido a esto, se calentó en una mufla hasta la calcinación a 500 ºC durante 5 h. La modificación de la superficie de la membrana de las nano-fibras de alúmina se hizo mediante los grupos silano, los cuales se introducen en la...