TEMA 1 Puesta En Marcha Desarrollo Y

TECNOLOGIA DE LOS BIOPROCESOS INDUSTRIALES

TEMA 1- Puesta en marcha,
desarrollo y control de bioprocesos

Los bioprocesos industriales
• Los bioprocesos industriales comprenden la aplicación
industrial de la biotecnología y la ingeniería quimica en
todas sus facetas con el fin de obtener materiales y
productos en escala industrial.
• Para ello se debe combinar la base científica de la
biologíay la biotecnología con la ingeniería de diseño y
desarrollo de procesos.
• Es la aplicación tecnológica que utiliza sistemas
biológicos y organismos vivos o sus derivados para la
creación o modificación de productos o procesos para
usos específicos

• Algunos hitos en la evolución de los
bioprocesos
Preparación de pan con
levadura

Prehistoria (antes de 3000
años a C)

Fermentación de zumos paraproducir bebidas alcohólicas

Prehistoria (antes de 3000
años a C

Fabricación de papel

Siglo II

Producción de ácido láctico por 1881
microorganismos
Producción de penicilina

1938

Producción de vitamina B12

1949

Manipulación enzimática del
material genético

1970

Secuenciación del genoma
humano

2000-2001

Esquema general de un bioproceso
Materias primas
biológicas

Producto
comercialOperaciones
físicas de
preparación

Acondicionamiento
final

Transformación
biológica o
reacción
bioquímica
(operación
biotecnológica)

Operaciones
físicas de
separación/purificación

1- ACTIVIDADES EN EL DISEÑO DE BIOPROCESOS

• Reconocer una oportunidad económica
• Concepción, análisis. mejora y evaluación del
diseño
• Diseño, completar, implementar.
• Operación de la planta. Explotar laoportunidad económica observada

Analizar y sintetizar procesos de la industria de bioprocesos,
basándose en economía, análisis de mercado,
consideraciones cinéticas/ termodinámicas/ biológicas,. y
de equipo. Une varias disciplinas y ciencias como
biología, bioquímica, genética, agronomía, ingeniería,
física, química, medicina o veterinaria, pero también
derecho, economía, administración de empresas….
Elproceso completo de diseño basado en consideraciones
cientifico-tecnológicas incluye:
• el análisis critico de la idea,
• la invención o selección del proceso apropiado,
• la optimación del proceso,
• el diseño del equipo,
• la descripción de la operación óptima,
• la previsión económica del beneficio probable

• Se abarcan muchos apartados interrelacionados, pero alejados y
relacionados deformas difíciles de cuantificar.
• Muchas variables importantes (por ejemplo la vida probable de
un proceso) no pueden estimarse con alguna precisión.
• La incertidumbre alcanza a la información técnica, científica, la
bondad de los modelos y las aproximaciones.

• Diseños muy elementales pueden demostrar con gran claridad
que un proceso, que se pueda detallar, no va a ser válido
será raro poderoptimizar con precisión el diseño, por lo que no
habrá una sola solución de un problema de diseño

Aspectos generales de los bioprocesos
industriales
• Se va a hacer una recopilación general de los
aspectos que deben ser tenidos en cuenta para el
desarrollo y puesta en funcionamiento de un
bioproceso industrial en general. Para ello
estudiaremos:
– La puesta en marcha- o sea como se inicia unbioproceso en cuanto a preparación de materias
primas, microorganismos, equipos, etc…
– La operación y los métodos de análisis y seguimiento
del proceso
– Los métodos de control tanto on-line como off-line

Puesta en marcha
• 1- Preparación de materias primas
La preparación incluye el almacenaje y el manejo de los
componentes del medio. Los medios se han de almacenar
en condiciones frías secas y limpias.La eficacia de
cualquier ciclo de esterilización va a depender de los
niveles de contaminación de que originalmente se parta.
Además el valor nutricional de los componentes del medio
se verá afectado si se permite que durante el periodo de
almacenaje crezcan los microorganismos.
Como regla general el medio ha de ser esterilizado (se verá
en el tema 2) tan pronto como sea posible después de que...