5 Product Development Based on Knowledge Creation and Transfer
5.4 Grisnich’s Development Model for the Development of Different Products
Como parte de las conclusiones y enseñanzas de este proyecto se encontró que para la selección de las condiciones óptimas de operación no sólo hay que considerar los factores idóneos para el mejor desempeño físico del equipo (tiempos de separación, volumen del equipo, etc.), sino también es necesario tomar en cuenta los factores inherentes a la recuperación y pureza de la proteína de interés.
Como resultado de este trabajo, se presentan algunas recomendaciones que serán de gran utilidad para el desarrollo de trabajos futuros de modelación matemática de procesos de separación de proteínas en ATPS.
Validar el modelo matemático presentado a través de datos experimentales para una variedad de sistemas, por ejemplo: utilizar PEG de distintos pesos moleculares y/o distintos tipos de sales. Debido a que una de las bondades del modelo es su versatilidad para la representación de diferentes condiciones del sistema, se espera que estos resultados de validación sean favorables.
Añadir al modelo de separación de fases variables relevantes involucradas como el porcentaje de extracto añadido al sistema, la relación geométrica H/D y la relación Vr. Se sugiere estudiar a detalle sus efectos debido a que de los resultados experimentales e investigaciones de algunos autores (Benavides and Rito-Palomares, 2006; Salamanca et al., 1998) se propone una relación importante entre las variables mencionadas y la cinética de separación de fases.
Modelar la separación de fases en ATPS en donde la fase inferior (rica en sal) sea la fase contínua. El modelo de separación desarrollado en este trabajo se ajustó para situaciones en donde la fase superior (rica en PEG) es la fase contínua. Sin embargo, algunos autores (Asenjo et al. 2002) analizaron que cuando la fase inferior es la fase contínua, la velocidad de separación se incrementa considerablemente, disminuyendo el tiempo de separación, por lo que resulta conveniente realizar la comparación entre ambos casos y analizar sus implicaciones.
Desarrollar un modelo matemático para diseñar sistemas de separación de fases acuosas que operen de manera contínua. Para este trabajo, se consideró unaoperación por lotes. No obstante, se puede seguir la metodología propuesta para una operación contínua con las adaptaciones pertinentes reflejadas principalmente en el balance de materia y las ecuaciones de dismensionamiento del equipo.
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APÉNDICE A
Parámetros utilizados por el modelo base
a) Equilibrio termodinámico
ij
PEG 1000 Agua Catión AniónPEG 1000 0.0 0.211 0.487 0.487
Agua 0.211 0.0 0.5 0.5
Catión 0.487 0.5 0.0 0.0
Anión 0.487 0.5 0.0 0.0
ij
A PEG 1000 Agua Catión Anión
PEG 1000 0.0 2.186 64.14 64.14
Agua -1.548 0.0 0.039 0.039
Catión 4.118 62.108 0.0 0.0
Anión 4.118 62.108 0.0 0.0
* Parámetros del modelo Wilson Modificado ajustados por Buentello (2007) para sistemas PEG 1000 + K2HPO4 + agua.
b) Densidad
)
10
/(
3
3m
kg
a b PEG 1000 0.99570 0.1763 * Coeficientes reportados por Ninni et. al. (2003)c) Viscosidad cinemática
PEG w T/K Bref B1/10-3 B2/10-3 Href H1/10-3 H2/10-3
1000
0.50 293-323 7.6304 2.0 1.03 1.6762 0.385 -0.36 *Coeficientes reportados por Ninni et. al. (2003)d) Tensión Interfacial
a1 b1
PEG 1000 + K2HPO4 -9.92 5.96
Apéndice B
APÉNDICE B
Altura de dispersión en función del tiempo para un sistema
PEG-sal-agua sin extracto crudo
Los experimentos se realizaron para un sistema PEG de peso molecular 1000 + solución de sales de fosfato K2HPO4 / KH2PO4 a una temperatura de 25°C y a un pH de 8.0. Se
trabajó con una misma composición másica (30% PEG, 9% sales de fosfato) variando la relación geométrica H/D. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 Tiempo, s A lt u ra d e d is p er si ó n , cm H/D =0.8 H/D = 0.67 H/D = 1.2
Figura B. 1 Altura de dispersión en función del tiempo para sistemas PEG 1000- K2HPO4 / KH2PO4 @ 25° C, pH =8.0, variando la relación geométrica H/D
Tabla C.1 Resultados de las mediciones realizadas a cada uno de los puntos experimentales. (Densidad, Viscosidad y velocidad de separación)
Tabla C.2 Comparación entre las propiedades fisicoquímicas de sistemas de separación de fases acuosas por gravedad y por centrifugación.
APÉNDICE C
Mediciones de propiedades fisicoquímicas
Densidad (kg/m3) Viscosidad cinemática (m2/s) Punto experimental TLL (% peso)
Fase Superior Mezcla Fase superior
Velocidad de separación experimental (mm/min) 8 1083.2 1125.8 4.513E-06 3.06 15 1077.9 1124.0 3.733E-06 3.06 18 29.48 1077.9 1124.0 3.761E-06 3.06 1 1088.5 1125.0 6.352E-06 2.76 2 1090.5 1126.2 6.435E-06 2.28 17 38.52 1085.9 1125.0 5.850E-06 3.00 5 1101.8 1140.0 7.355E-06 2.28 6 1101.8 1138.0 7.271E-06 2.40 16 1098.4 1143.8 7.410E-06 2.52 E x p e ri m e n to s 19 42.93 1109.8 1143.8 7.800E-06 2.52 8 1077.0 1088.0 4.781E-06 3.06 15 1076.2 1090.0 4.407E-06 3.06 18 29.48 1076.5 1120.0 4.108E-06 2.94 1 1088.3 1128.0 6.175E-06 2.82 2 1090.3 1132.0 7.993E-06 2.46 17 38.52 1096.2 1132.0 6.349E-06 3.06 6 1096.2 1144.0 9.213E-06 2.52 16 1104.0 1144.0 7.769E-06 2.34 R e p e ti c ió n d e e x p e ri m e n to s 19 42.93 1115.9 1148.0 7.022E-06 2.46
Densidad calculada (kg/m3) Viscosidad cinemática (m2/s) Punto experimental TLL ATPS sedimentación ATPS centrifugado ATPS
sedimentación ATPS centrifugado
8 1114 1115 4.781E-06 5.00E-06 15 1112 1110 4.407E-06 4.48E-06 18 29.48 1114 1113 4.108E-06 4.03E-06 1 1116 1115 6.175E-06 6.27E-06 17 38.52 1120 1120 6.349E-06 6.23E-06 16 1094 1110.4 7.769E-06 7.81E-06 19 42.93 1108 1108 7.022E-06 7.07E-06