Disrupción Celular

Molino de perlas

Trabajo realizado por

Belloni, Mauro

Díaz, Leandro Carlo

García Colli, German

MOLINO DE PERLAS

Método mecánico de rompimiento de la pared

celular

Molino de Perlas

Constan de:• Cámara de molienda:

cilindro en posición horizontal (o vertical)

• Agitador: flecha giratoria con un sistema de discos, barras o anillos

• Perlas de vidrio: son los elementos activos

Molinos de Perlas

Los discos oimpulsorespueden montarsesobre la flecha enforma:• Concéntrica• Excéntrica

Mecanismo de Desintegración Celular

• Los perfiles de velocidad diferencial en dirección radial generan considerables fuerzas de corte dependiendo de la velocidad y del tamaño de las perlas de vidrio.

• Las fuerzas de corte generadas, conjuntamente con la frecuencia y la fuerza de las colisiones entre las perlas son la causa de la desintegración de las células

Parámetros Operacionales

• Velocidad del agitador• Velocidad de alimentación de la

suspensión celular• Diseño del agitador• Tamaño de las perlas de vidrio• Carga de las perlas de vidrio• Concentración celular• Temperatura

Velocidad del Agitador

Para impulsores montados excéntricamente, se

toma promedio de las velocidades periféricassegún:

con:

donde:Dm: Diámetro promedio de los anillos

excéntricos [mm]e: Diámetro de la flecha del agitador [mm]d: Diámetro de los anillos del agitador

[mm]n: Velocidad angular del agitador [rpm]

Efecto del la velocidad del agitador sobre la liberación de producto

intracelular

Se observa unavelocidad optima después de la cual

solose produce

calentamiento

Velocidad de alimentación de la suspensión celular

• El flujo permisible en un molino de perlas es función del volumen del molino, de la carga de perlas y de la velocidad del agitador

• El consumo de potencia del molino depende en primer lugar de la velocidad del agitador y solo ligeramente del flujo de alimentación

• Flujos altos de alimentación pueden ser mas económicos

Velocidad de alimentación de la suspensión celular

• El grado de desintegración celular alcanzado por paso, es inversamente proporcional al flujo de alimentación

• Es aconsejable operar molinos de perlas a altos flujos de alimentación y utilizar varios pasos

Diseño del agitador y Efectos del Mezclado

• El patrón de mezclado del molino de perlas se sitúa entre el tipo tapón y el tipo tanque continuo completamente agitado

• El rompimiento celular es función de la velocidad del agitador y del flujo de alimentación de la suspensión

Efecto de la geometría del agitador sobre el tiempo de

residencia• Un incremento en la

velocidad de rotación produce una distribución mas amplia de tiempos de residencia

• Un incremento en la velocidad de alimentación produce una distribución mas estrecha de tiempos de residencia, incrementando la eficiencia de los molinos

• Tamaño de Perlas: el tamaño optimo depende del tipo de células

• Carga de Perlas: depende del tipo de células y del tamaño de perlas. Carga baja produce una eficiencia baja. Carga alta genera mayor consumo de potencia y libera mas calor

• Concentración de la suspensión celular: no afecta la efectividad de la desintegración celular

• Efecto de la temperatura: facilita el rompimiento celular pero puede afectar al producto

Preguntas

• ¿Cuál es el mecanismo de desintegración celular?

• ¿Qué es la velocidad optima para la desintegración celular?

• ¿Qué efecto tiene la velocidad del agitador y el flujo de alimentación sobre la distribución de tiempos de residencia y sobre la eficiencia?