Procesamiento posterior

El procesamiento posterior se refiere a la recuperación y purificación de productos biosintéticos , en particular productos farmacéuticos , a partir de fuentes naturales como tejido animal , tejido vegetal o caldo de fermentación , incluyendo el reciclaje de componentes recuperables, así como el tratamiento y la eliminación adecuados de los residuos. Es un paso esencial en la fabricación de productos farmacéuticos como antibióticos , hormonas (por ejemplo, insulina y hormona del crecimiento humana ), anticuerpos (por ejemplo, infliximab y abciximab ) y vacunas ; anticuerpos y enzimas utilizados en diagnóstico; enzimas industriales ; y compuestos naturales de fragancia y sabor . El procesamiento posterior se considera generalmente un campo especializado de la ingeniería bioquímica , que a su vez es una especialización dentro de la ingeniería química . Muchas de las tecnologías clave fueron desarrolladas por químicos y biólogos para la separación a escala de laboratorio de productos biológicos y sintéticos, mientras que el papel de los ingenieros bioquímicos y químicos es desarrollar las tecnologías para alcanzar mayores capacidades de producción.

Tanto el procesamiento posterior como la bioseparación analítica se refieren a la separación o purificación de productos biológicos , pero a diferentes escalas y con diferentes propósitos. El procesamiento posterior implica la fabricación de un producto purificado apto para un uso específico, generalmente en cantidades comercializables, mientras que la bioseparación analítica se refiere a la purificación con el único propósito de medir uno o varios componentes de una mezcla, y puede trabajar con muestras tan pequeñas como una sola célula.

Una heurística ampliamente reconocida para categorizar las operaciones de procesamiento posteriores las divide en cuatro grupos que se aplican para llevar un producto desde su estado natural como componente de un tejido, célula o caldo de fermentación a través de mejoras progresivas en pureza y concentración.

La eliminación de los insolubles es el primer paso e implica la captura del producto como soluto en un líquido libre de partículas, por ejemplo, la separación de células , restos celulares u otras partículas del caldo de fermentación que contiene un antibiótico. Las operaciones típicas para lograr esto son la filtración , la centrifugación , la sedimentación , la precipitación, la floculación , la electroprecipitación y la decantación por gravedad. En este grupo se suelen incluir operaciones adicionales como la molienda, la homogeneización o la lixiviación, necesarias para recuperar productos de fuentes sólidas como tejidos vegetales y animales.

El aislamiento del producto consiste en la eliminación de aquellos componentes cuyas propiedades difieren considerablemente de las del producto deseado. En la mayoría de los productos, el agua es la principal impureza, y los pasos de aislamiento están diseñados para eliminar la mayor parte de ella, reduciendo el volumen de material a procesar y concentrando el producto. La extracción con solventes , la adsorción , la ultrafiltración y la precipitación son algunas de las operaciones unitarias involucradas.

La purificación del producto se realiza para separar los contaminantes que se asemejan mucho al producto en propiedades físicas y químicas. Por consiguiente, los pasos de esta etapa son costosos y requieren equipos sensibles y sofisticados. Esta etapa representa una fracción significativa del costo total del procesamiento posterior. Algunos ejemplos de operaciones incluyen cromatografía de afinidad, cromatografía de exclusión por tamaño, cromatografía de fase inversa , cromatografía de intercambio iónico , cristalización y precipitación fraccionada.

El pulido del producto describe las etapas finales del procesamiento, que culminan con el envasado del producto en un formato estable, fácil de transportar y práctico. La cristalización , la desecación , la liofilización y el secado por aspersión son operaciones unitarias típicas. Según el producto y su uso previsto, el pulido también puede incluir operaciones para esterilizarlo y eliminar o desactivar contaminantes traza que podrían comprometer su seguridad. Dichas operaciones podrían incluir la eliminación de virus o la despirogenación .

Algunos métodos de recuperación de productos pueden combinar dos o más etapas. Por ejemplo, la adsorción en lecho expandido (Vennapusa et al., 2008) permite eliminar los insolubles y aislar el producto en un solo paso. La cromatografía de afinidad suele aislar y purificar en un solo paso.

• Fermentación (bioquímica)
• Proceso de separación
• Operación de la unidad
• Validación (fabricación de medicamentos)
• Biorrefinería

• Ladisch, Michael R. (2001). Ingeniería de bioseparaciones: principios, práctica y economía . Wiley. ISBN 0-471-24476-7.
• Harrison, Roger G.; Paul W. Todd; Scott R. Rudge; Demetri Petrides (2003). Bioseparations science and engineering . Oxford University Press. ISBN 0-19-512340-9.
• Krishna Prasad, Nooralabettu (2010). Procesamiento posterior: un nuevo horizonte en biotecnología . Prentice Hall of India Pvt. Ltd, Nueva Delhi. ISBN 978-81-203-4040-4.