Aspectos econômicos relativos à Separação e Recuperação de Bioprodutos Classificação dos bioprocessos -Bioprocessos REATIVOS -Bioprocessos EXTRATIVOS.

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2 Aspectos econômicos relativos à Separação e Recuperação de Bioprodutos Classificação dos bioprocessos -Bioprocessos REATIVOS -Bioprocessos EXTRATIVOS

3 GHOSH (2006) PROCESSO FERMENTATIVO PROCESSO ENZIMÁTICO PRATA (2014)

4 Classificação dos produtos biológicos com base na natureza química CategoriaExemplo SolventesEtanol, acetona, butanol Ácidos orgânicosÁcido cítrico, ácido lático, ácido butírico VitaminasÁcido ascórbico, vitamina B12 AminoácidosLisina, fenilalanina, glicina AntibióticosPenicilina, rifampicina, estreptomicina, framicetina, gentamicina Açúcares e carboidratosGlicose, frutose, amido, dextrana, xantana, gelana LipídiosGlicerol, ácidos graxos, corticosteróides, prostaglandinas Ácidos nucléicosPlamideos, DNA terapêutico, vetores retrovirais, ribozimas Proteínas semi-purificadasEnzimas industriais, Proteínas do ovo, do leite, do soro, da soja Proteínas purificadasEnzimas terapêuticas, anticorpos monoclonais, proteínas do plasma, hormônio do crescimento, vacinas, enz. de diagnóstico CélulasLev. de panificação, lev. de cervejaria, lactobacilos liofilizados Extratos celulares crusExtrato de levedura, extrato de soja, extrato de tecido animal HidrolisadosHidrolisados de soja, de soro e de tecido animal

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6 A purificação de produtos biológicos é tecnicamente difícil e cara Isso com frequência constitui um fator limitante crítico para a comercialização de um produto biológico Em muitos casos o custo da biosseparação corresponde a um componente substancial do custo total do bioprocesso

7 GHOSH (2006)

8 Especificamente para proteínas GHOSH (2006)

9 A melhoria do processo de SRB leva a um processo de produção mais eficiente e econômico. Apesar de melhorias na linha ascendente serem possíveis (e desejáveis), estas não tem impacto significativo no custo do produto como as melhorias na linha descendente. A forma e as condições em que é conduzido o processo até o término da fermentação influenciam o processo de SRB.

10 Estratégia de biosseparação comumente empregada: RIPP -Recuperação -Isolamento (separação) -Purificação -Polimento Esta estratégia normalmente apresenta as seguintes desvantagens: -Elevado custo de capital -Elevado custo operacional -Baixa recuperação do produto

11 O rendimento típico das etapas de biosseparação está na faixa de 92-98% Rendimento baixos, até 80% são aceitos desde que seja de uma única etapa, e “localizada” na fase inicial do processo de recuperação O número de etapas necessárias, junto com o rendimento individual de cada uma, determinam o rendimento global da biosseparação Assim, em um processo de recuperação com 8-10 etapas, obtém-se um rendimento global de 50-80% Se os rendimentos típicos das etapas estão em torno de 95% ou mais, a melhoria do rendimento de uma etapa específica torna-se desnecessária

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13 Uma contribuição significativa para a melhoria do processo como um todo é a otimização das etapas que apresentam rendimento inferior a 95% Outra opção é a redução do número de etapas Os processos de separação por membranas e outras técnicas modernas de separação podem evitar a estratégia convencional do RIPP, possibilitando uma significativa redução do número de etapas do processo Algumas dessas novas técnicas são: - cromatografia de membrana e cromat. Monolítica - cromatografia de leito expandido - ultrafiltração de alta resolução - biosseparações híbridas

14 Custo da recuperação X valor do produto A dificuldade de se isolar (recuperar) o produto torna-o caro ou o alto valor do produto garante (paga) um processo de recuperação caro? -(se) Um novo produto e com novo uso: o custo de produção é secundário para definir a produção para atender a demanda o preço de venda será relativamente insensível aos custos de produção -(se) Um produto para um mercado estabelecido: será necessário definir o processo de recuperação com a melhor relação custo-eficiência

15 - (se) produtos de valor médio-alto, a partir de sistemas bacterianos Custo X Eficiência do processo de recuperação do produto

16 Esquema geral do processo fermentativo Preparo do meio -tratamento da matéria- prima - mistura de nutrientes -ajuste de pH - tratamento térmico Preparo de inóculo (microrganismo) Recuperação do produto Linha descendente Processos à jusante “downstream” Processos à montante “upstream” Linha ascendente Ar Esteri- lizaçã o Fermentação propriamente dita (BIORREATOR)