UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

Ingeniería QuímicaMetodología Científica.

Dr. José Rosario Guadalupe Sánchez López

Evidencia 7

La investigación en la Ingeniería Química, su importancia e

implicaciones éticas.

Andrea Mariel Villa García 1647108Jonatán Gabriel García Méndez 1653522Edson Rolando Landeros Pérez 1553536

Grupo 002

7mo Semestre

Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León. A 18 de Noviembre de 2015

Introducción

La ingeniería química es mucho más que la disciplina que estudia cómo transformar materias primas en productos acabados.

Es común pensar que los ingenieros químicos sólo trabajan en diseñar plantas químicas, y en resolver sus problemas: incrementar la producción, mejorar el desempeño ambiental, o reducir los incidentes reportables.

Pero lo cierto es que la Ingeniería Química juega un papel fundamental en resolver muchos de los problemas de la humanidad de los próximos 50 a 100 años.

En esta evidencia se señalará el valor científico de la investigación y los compromisos éticos que se derivan de ella a través del análisis de un informe o reporte de investigación de la ingeniería química.

Se estudiará una investigación acerca de las complicaciones de que se presentan en el escalamiento de un cultivo de células animales.

Resumen

Ingeniería Química en escalamiento de Bioprocesos.

Objetivo del artículo: Como ingeniero químico, la tarea primordial es establecer una buena estrategia para el mejor funcionamiento de la producción de un proceso.

Escalamiento de células animales en reactores PFR y CSTR.

Ingenieros Químicos de la universidad de Whiteknights, Slough U.K, estudiaron a profundidad las principales complicaciones del escalamiento en el cultivo de células animales.

En sí, las complicaciones generales son el balance entre la agitación y el requerimiento de la transferencia de masa y la sensibilidad de esfuerzo cortante de las células, ya que todas tienen diferente sensibilidad al esfuerzo cortante. Lo primordial es agitación sin dañar las células, suficiente transferencia de gas, automatización y control.

Los volúmenes principales para el escalamiento son de 8-10 metros cúbicos. Esto depende del sistema del reactor usado para satisfacer.

En la agitación se emplean números adimensionales como el Peclet y Bodenstein, que relaciona el largo de recirculación, la velocidad promedio y la difusividad axial, mientras que el Peclet te dice que tipo de tanque será el mejor a utilizar. En las células animales el mezclado es sumamente importante para no dañarlas. Utilizando las ecuaciones de difusión con transferencia de gas.

Para la transferencia de masa debe de haber suficiente suministro de Oxígeno, como la escala crece, significa que la inyección de gas también, para satisfacer los requerimientos de la transferencia de masa.

El esfuerzo cortante, sus principales daños en un fermentador con células animales ocurre en la generación de burbujas, en la región del crecimiento de burbujas y en donde se deshacen las mismas. Este proceso donde se dañan también dependerá de diversos factores como la geometría del reactor. Por lo que se propusieron con ayuda de biotecnólogos, ecuaciones para predecir la muerte de células a partir de hipótesis, y dimensiones del reactor.

Los criterios de los escalamientos principales son; las dimensiones del reactor, el coeficiente de difusión, el esfuerzo cortante, P/V, el flujo volumétrico del gas por unidad de volumen, la velocidad superficial del gas, el tiempo de agitación y de los deflectores.

En los tanques estacionarios, los deflectores, la velocidad de lo mismo, geometría, limpieza de éstos, diámetro, distancias, afectan.

Se probaron diferentes inyecciones en los deflectores, arriba, abajo y en medio, donde la más eficiente fue por en medio de los deflectores, donde la mejor solución o posición de los deflectores fue en paralelo y con una cantidad de 4-6.

Conclusión del artículo: Aproximadamente 10,000 L, los reactores no operan en su punto óptimo, debido a que los sistemas no son perfectos. La agitación, la transferencia de masa, y el esfuerzo cortante, no van a ser independientes entre éstos, pero si son los efectos o dificultades más importantes al momento de escalamiento.

Los parámetros más importantes son, la suspensión de las partículas en la hidromasa no como esfuerzo cortante al inicio, muchas células mueren con el burbujeo, el esfuerzo cortante tiene efectos simples que matan a la célula, los deflectores son sumamente importantes.

Valor científico y compromisos éticos

El escalamiento de la producción de células animales supone una gran ventaja para el avance científico dentro de la biotecnología y la genética, prueba de ello es la producción a gran escala de productos terapéuticos recombinantes, como lo son las proteínas. Un claro ejemplo es la producción de insulina, la cual ha sido de gran importancia para la salud de miles y miles de personas. Además de la insulina existen muchos otros productos similares que se ha empezado a producir a gran escala gracias al escalamiento de los bioprocesos.

Se puede entrar en polémica, en cuanto a lo relacionado con este tema, debido a que se trabaja con células vivas, y desde siempre ha existido una lucha desde el ámbito religioso y actualmente hasta un ámbito ético y moral, donde se confronta a la comunidad científica acerca de que si este tipo de avances y prácticas son realmente correctos.

Conclusión

Desde nuestro punto de vista creemos que mientras los avances científicos y tecnológicos, como lo es el caso del escalamiento de los bioprocesos necesarios para la producción de productos terapéuticos recombinantes, sean de ayuda para el bienestar humano, en este caso en específico en la salud, no debería existir controversia y se debe de apoyar el desarrollo de tales trabajos.

Bibliografía

Reactor design for large scale suspension animal cell culture

J. Varley & J. Birch

Biotechnology and Biochemical Engineering Group, Reading University, Whiteknights, PO Box 226, Reading,U.K.

LONZA Biologics, 228 Bath Road, Slough, U.K.