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UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES
Departamento de Ciencia y Tecnología
Bioprocesos II 2005
Segundo semestre
Ruptura celular.
1) El lecho formado por las perlas de un molino tiene una porosidad de 0,375. Estimar
la fracción de volumen vacío de la cámara del molino cuando la carga es del 80%.
2) En el rompimiento intermitente para la obtención de una enzima de S. cerevisiae, se
utilizó un molino de perlas de alta velocidad de 4 litros obteniéndose los siguientes
datos:
tiempo
(s)
00
15
30
45
60
Max.
R x 102
(Kg/Kg)
0.000
1.025
2.150
2.525
3.425
10.000
A x 102
(mol/min-Kg)
0.000
0.625
1.150
1.675
2.150
6.700
a) Calcular la constante cinética para la liberación de proteìna
b) Calcular la constante cinética para la libaración de enzima
3) En la recuperación de β galactosidasa de E. coli, se hace pasar por un
microfluidizador tipo M-110 una suspensión celular que contiene 47.6 g/l en peso seco.
La presión de operación utilizada fue de 60 MPa. La cantidad de proteína liberada
después de cada paso se presenta en las columnas (1) y (2) de la Tabla siguiente:
(1)
a)
b)
Paso
(2)
% Proteína
Liberada
(3)
ln[Rm/(Rm - R)]
1
2
3
5
10
63.0
79.0
88.0
96.0
99.9
0.994
1.560
2.120
3.219
6.908
Estimar el valor de la constante cinética de rompimiento considerando que para
este caso a = 2,2 y b 0 1.
Estimar el número de pasos para liberar el 93% de proteína en este proceso.
4) En estudios de liberación de proteína intracelular en función de la velocidad del
agitador empleando un molino de perlas tipo Netzsch LME 4, con perlas de diámetro
entre 0.55 y 0.85 mm, se utilizó una suspensión celular de concentración de 50%
(peso/volumen), un flujo de alimenbtación de 50 l/h y una carga de perlas del 85%. Bajo
estas condiciones se obtuvieron los siguientes datos:
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Departamento de Ciencia y Tecnología
Bioprocesos II 2005
Segundo semestre
Proteína liberada
(mg/ml)
15.88
22.35
22.90
22.94
23.00
rpm
1200
1500
1750
2000
2250
a. Estimar la velocidad óptima para el agitador.
a) Resp- 1500 rpm
b. Discutir sobre el consumo de potencia del agitador para velocidades superiores a la
óptima.
5) La desintegración celular intermitente con dos tiipos de agitadores utilizados en un
molino de perlas producen los siguientes datos:
Agitador 1
Agitador 2
Tiempo
de residencia
(min)
3
5
10
15
20
25
30
log [Rm /(Rm - R)]
0.037
0.090
0.160
0.225
0.300
0.365
0.437
Tiempo
de residencia
(min)
3
5
10
15
20
25
30
log [Rm/(Rm - R)]
0,060
0.150
0.225
0.325
0.425
0.525
0.650
a) Estimar la constante cinética k para cada tipo de agitador.
b) Calcular el tiempo para el cual se obtiene el 80% de rompimiento con cada tipo de
agitador.
6) Una suspensión celular que contiene la bacteria gram negativa Alcaligenes eutrophus,
se hace pasar por un homogeneizador APV Gaulin 15M 8BA con el propósito de
estudiar la recuperación de poli-β-hidroxibutirato (PHB) un termoplástico potencial
(harrinson et al, 1990)
Cuando se opera a una presión constante de 15.2 MPa la constante k- del
homogeneizador toma un valor 5.05 x 10-4 MPa-2.2.
a) Estimar el número de pasos necesarioos para lograr el 63% de rompimiento.
b) Si la presión de operación se duplica en cuántos pasos se obtendrá el mismo
rendimiento.