Distribución de tiempos de residencia en un molino en respuesta a un pulso colorante, usando 3 tipos de agitadores distintos con la misma cámara
Se ha observado que un aumento en la velocidad de rotación produce una distribución más amplia de los tiempos de residencia
También, un aumento en la velocidad de alimentación provoca una distribución más estrecha de tiempos de residencia
Se logra incrementar la eficiencia de los molinos
4) Tamaño de las Perlas de Vidrio
Básicamente se utilizan Perlas de Vidrio Libres de Plomo
Todo depende del ámbito en el que se las utilice, aunque en general va entre 0.2 y 1.5 mm de diámetro pero, fundamentalmente importa el tipo de célula que se quiera desintegrar
Observaciones experimentales determinaron :
Levaduras: requieren diámetros mayores que 0.5 mm
Bacterias: requieren diámetros menores que 0.5 mm
Enzimas localizadas en el espacio periplásmico son más fácilmente liberadas utilizando perlas de vidrio mayores en relación a las utilizadas para liberar enzimas protoplasmáticas
Existe un diámetro óptimo dado por
volumen de molino
volumen de perlas
al disminuir el diámetro
aumenta el número de perlas
aumenta la frecuencia de colisiones
aumenta la eficiencia de ruptura
aumenta la tendencia a flotar
disminuye la frecuencia de colisiones
disminuye la eficiencia de ruptura
5) Carga de las Perlas de Vidrio
La cantidad de perlas depende del:
Tipo de célula desintegrar
Tamaño de las perlas
Si la carga de perlas es baja
La eficiencia es baja
Si la carga de perlas es alta
Hay mayor consumo de potencia
Se libera más calor
Datos experimentales indican que la carga óptima es del 80% al 90%
La carga de perlas se define como:
donde
Vp : Volumen del lecho de perlas (litros3)
Vt : Volumen de la cámara de molienda (litros3)
Va : Volumen del agitador (discos ó barras y flechas) (litros3)
6) Concentración de la Suspensión Celular
La concentración de las células en suspensión NO afecta la efectividad de la desintegración celular
La concentración de células óptima se encuentra entre el 30 y 60 %
7) Efecto de la Temperatura
La temperatura de molienda facilita el rompimiento celular pero puede afectar al producto
El rompimiento celular se realiza a una temperatura entre 5 y 15 ºC
Diseño del Molino de Perlas
(Gp:) Operación Intermitente
(Gp:) Operación Continua
(Gp:) Formas de operación
Operación Intermitente
Cuando el volumen de la suspensión celular a tratar es bajo, o cuando se desea efectuar experimentos para generar datos de diseño
Determinación del Grado de rompimiento:
Directamente: contando el número de células intactas por unidad de volumen
Indirectamente: mediante la medición de un componente liberado durante el rompimiento
El rompimiento celular intermitente sigue una cinética de primer orden
Balance de masa
VM : Volumen libre del molino (Litros3)
Rm : Concentración máxima de proteína obtenible (M/Litros3)
R: Concentración de proteína liberada en el tiempo t (M/Litros3)
t : Tiempo de operación (t)
k : Constante de velocidad específica de primer orden (t-1)
Integrando la ecuación anterior se obtiene la ecuación de la operación intermitente
Recta de pendiente k y ordenada al origen cero
Operación Continua
La suspensión celular a tratar es alimentada continuamente al molino por uno de sus extremos y retirada continuamente en el extremo opuesto, es decir el flujo es constante
Una diferencia importante con la operación intermitente es que en la operación continua habrá una distribución de tiempos de residencia de la población celular
Preguntas
¿Cuál es el fin del empleo de un molino de perlas?
Describa brevemente el proceso de ruptura celular mediante un molino de perlas
Liste los parámetros operacionales
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