cristalización
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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 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 tamaños y formas homogéneas heterogéneas Pureza Saturación Fase metaestable: el sustrato sobresaturado 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 Crecimiento en términos de masa Fenómeno de difusión Crecimiento en términos de tamaño Fenómeno de reacción Lado característico del cristal Fenómeno mixto Crecimiento en términos de l Distribución de tamaños Densidad de población Cristalización Continua Caudal entrada: Q Concentración soluto: c0 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 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
