Abstract

TEJEDA-MANSIR, Armando; BUSANI, Ivan; RENTERIA, Ma. Eugenia  and  MONTESINOS, Rosa Ma.. Adsorción de proteínas por afinidad en procesos por lotes: modelación, estimación de parámetros y simulación. Rev. Soc. Quím. Méx [online]. 2002, vol.46, n.1, pp.43-48. ISSN 0583-7693.

El escalamiento y optimización de las operaciones cromatográficas de afinidad presenta actualmente un gran interés industrial. Un enfoque que permite ayudar a realizar estas tareas de la ingeniería de bioprocesos, consiste en el desarrollo de modelos matemáticos y el uso de estos modelos en programas de computación, para predecir el comportamiento de estos procesos cromatograficos. En este trabajo, se utilizó un modelo de transporte que incluye la difusión en el poro, la resistencia en la película y una cinética de adsorción finita, para describir matemáticamente el comportamiento de un sistema de adsorción por afinidad en un tanque perfectamente agitado. Como sistema modelo se utilizaron datos experimentales de la literatura que describen la adsorción por afinidad de β-galactosidasa en anti-β-galactosidasa inmovilizada en partículas de sílice porosa. El sistema de ecuaciones diferenciales del modelo matemático fue resuelto utilizando el método numérico de líneas (NUMOL) utilizando el algoritmo de integración Runge-Kutta-Fehlberg. Esta solución fue comparada con una más simplificada obtenida con el modelo de parámetros agrupados. El mejor ajuste a los datos experimentales se obtuvo con la solución del modelo de transporte, sin embargo, el ajuste con el modelo de parámetros agrupados también fue bastante preciso. El uso del modelo de transporte permitió obtener los perfiles de concentración de proteína en el líquido del poro y en la fase sólida del adsorbente. Los pronunciados perfiles de concentración observados en la etapa inicial del proceso de adsorción en ambas fases, mostraron que la velocidad a la transferencia de masa en el sistema experimental era muy alta. Sólo bajo esta condición los resultados del modelo de transporte y del modelo de parámetros agrupados son muy próximos. El uso del modelo de transporte es una forma única para predecir el comportamiento de la adsorción por afinidad en un tanque perfectamente agitado, así como para lograr un mejor entendimiento de los mecanismos fundamentales responsables de las bioseparaciones.

Keywords : Cromatografía de afinidad; simulación; modelos matemáticos.

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