Evaluación de Estrategias para Facilitar el Escalamiento de un Proceso Prototipo para la Recuperación y Purificación de Ficocianica a partir de Spirulina maxima-Edición Única

La ficocianina es un pigmento proteico del aparato fotosintético producido por la cianobacteria Spirulina máxima, el cual es de precio elevado si se logra purificar al grado analítico de pureza. El grupo de bioseparaciones del ITESM Campus Monterrey ha logrado diseñar una metodología de recuperación y purificación de ficocianina de pureza grado analítico. Sin embargo, el proceso necesita ser modificado para poder escalarse y volverse comercialmente atractivo. En la presente tesis se trabajó sobre dos conjuntos de operaciones unitarias para diseñar una estrategia de escalamiento del proceso prototipo a nivel laboratorio. En primer lugar, se detectó que la precipitación fraccionada era una etapa que consumía tiempo que no era de fácil operación por lo que se plantearon 3 alternativas diferentes como posibles sustitutos de dicha etapa de purificación. Se evaluó la pureza obtenida con cada una de las metodologías y se concluyó que no eran las adecuadas para sustituir a la precipitación ya que ninguna tuvo un valor de pureza cercano al obtenido en el proceso prototipo. Al evaluar de manera cualitativa utilizando un gel de poliacrilamida se observa que las etapas propuestas no remueven moléculas que probablemente pertenezcan al grupo de las aloficocianinas y ficobilinas de unión, lo cual ocasiona que no se obtenga la pureza deseada. Se evaluó la factibilidad de utilizar un sistema de dos fases acuosas (aparte de los dos existentes) como operación de purificación, obteniendo un resultado negativo para las condiciones fijadas en el proceso prototipo a nivel de laboratorio. El otro conjunto de operaciones evaluado fue el de las etapas de recuperación con sistemas de dos fases acuosas. Se evaluaron parámetros como la eficiencia de formación de fases, pureza, relación geométrica altura-diámetro para ambas etapas de recuperación. El mejor desempeño en cuanto a eficiencia de formación de fases se obtuvo con el separador con una relación geométrica altura-diámetro de 0.20 para ambas etapas de recuperación. Se evaluó el comportamiento cinético de formación de fases en separadores con mayores dimensiones de manera que se conservara el mismo cociente de 0.20 y no se observó un comportamiento similar ya que el área superficial variaba por lo que este parámetro debe tomarse en consideración para diseñar la estrategia de escalamiento. Por último se pudo relacionar la mayor eficiencia relativa de formación de fases con la mayor pureza en el separador con L/D de 0.20, observándose en ambas etapas que el tiempo en que se logra la mayor eficiencia relativa en general es el mismo en donde se obtiene la mayor pureza.