CRISTALIZACIN Bioseparaciones Etapas de bioseparacin Remocin de residuos
CRISTALIZACIÓN �Bioseparaciones Etapas de bioseparación � Remoción de residuos insolubles � Aislamiento � Purificación � Pulido Cristalización
Cristalización �Ventajas Tamaños y formas homogéneos Elevada permeabilidad Alta pureza Alta estabilidad Buena presentación �Usos Facilitar filtración y secado Presentación comercial Calidad farmacéutica y química fina Almacenamiento y formulación Cristalografía de Rayos X
Cristalización
Proceso �Operación de laboratorio simple �Difícil escalado � Múltiples fases � Multicomponente � Termodinámicamente inestable
Cristalización vs Precipitación �proceso lento y �cambio de estado brusco controlado �precipitado aglomerado �cristales definidos �precipitado amorfo �cristales de gran pureza �tamaños y formas homogéneas heterogéneas
Conceptos principales �Pureza �Saturación �Nucleación �Crecimiento
Pureza
Saturación � Fase metaestable: el sustrato sobresaturado �Solubilidad no puede pasar a un estado de menor energía; la formación de nuevos cristales presenta un estado de energía mayor. � Fase intermedia: la formación de nuevos cristales comienza a ser energéticamente viable, la presencia de una fase sólida permite el crecimiento de los cristales. � Fase lábil: la formación espontánea de nuevos cristales.
Nucleación �Nucleación homogénea �Nucleáción heterogénea �Nucleación secundaria �Nucleación por rotura
Crecimiento Dependencia del área interfacial con la masa del cristal � Fenómeno de difusión � Lado característico del cristal � Fenómeno de reacción � Crecimiento en términos de l � Fenómeno mixto
Distribución de tamaños �Densidad de población
Procesos de Cristalización �Proceso Continuo �Proceso Batch
Cristalización Continua �Caudal entrada: Q �Concentración soluto: c 0 �Caudal: Q �Concentración soluto: c �Número de cristales: n(l) �Volumen del reactor
Cristalización Continua �Densidad de cristales de tamaño l �Densidad de cristales en formación �Masa total de cristales �Tamaño de cristales dominante
Cristalización Continua �Número total de cristales �Longitud total de cristales �Área total de cristales �Masa total de cristales
Cristalización Batch �Condiciones preliminares � Concentración inicial � Temperatura inicial � Tiempo �Factores de calidad � Masa de cristal recuperado � Pureza del cristal � Distribución de tamaños � Permeabilidad del cristal �Desventaja � Enfriamiento no regulado
Curva de enfriamiento �Estrategia I Calcular la densidad de población (n) para un tamaño dado � Resolver el balance del número de cristales � Resolver la ecuación de la tasa de crecimiento de cristales (G) � Resolver la ecuación de la tasa de nucleación (B) �Estrategia II Adopta un único tamaño de cristal Plantea un crecimiento homogéneo constante � Resolver el balance del cambio de sobresaturación
Curva de enfriamiento � � A = f (Ms, ls, ρs, G)
Curva de enfriamiento �Dependencia de la T con el tiempo para G=cte A = f (Ms, ls, ρs, G)
Bibliografía �P. A. Belter, Crystallization in Bioseparations, Downstream Processing for Biotechnology, 1988 �R. G. Harrison, Bioseparations Sciencie and Engineering, 2003 �M. R. Ladisch, Bioseparations Engineering. Principles, Practice and Economics, 2001
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