Aspectos econômicos relativos à Separação e Recuperação de Bioprodutos

Apresentação em tema: "Aspectos econômicos relativos à Separação e Recuperação de Bioprodutos"— Transcrição da apresentação:

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

2 PROCESSO FERMENTATIVO
PROCESSO ENZIMÁTICO GHOSH (2006) PRATA (2015)

3 Classificação dos produtos biológicos com base na natureza química
Categoria Exemplo Solventes Etanol, acetona, butanol Ácidos orgânicos Ácido cítrico, ácido lático, ácido butírico Vitaminas Ácido ascórbico, vitamina B12 Aminoácidos Lisina, fenilalanina, glicina Antibióticos Penicilina, rifampicina, estreptomicina, framicetina, gentamicina Açúcares e carboidratos Glicose, frutose, amido, dextrana, xantana, gelana Lipídios Glicerol, ácidos graxos, corticosteróides, prostaglandinas Ácidos nucléicos Plamideos, DNA terapêutico, vetores retrovirais, ribozimas Proteínas semi-purificadas Enzimas industriais, Proteínas do ovo, do leite, do soro, da soja Proteínas purificadas Enzimas terapêuticas, anticorpos monoclonais, proteínas do plasma, hormônio do crescimento, vacinas, enz. de diagnóstico Células Lev. de panificação, lev. de cervejaria, lactobacilos liofilizados Extratos celulares crus Extrato de levedura, extrato de soja, extrato de tecido animal Hidrolisados Hidrolisados de soja, de soro e de tecido animal

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5 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

6 GHOSH (2006)

7 Especificamente para proteínas
GHOSH (2006)

8 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.

9 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

10 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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12 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

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14 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

15 Princípio da cromatografia de membrana de afinidade.

16 Esquema da técnica de ultra-filtração de afinidade.

17 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

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21 Produto Produção (kg/ano) Custo / kg Custo / g Ácido cítrico 2,2 – 1,3 Insulina Humana 42,2 – 33,6 Anticorpo Monoclonal 6,2 120

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