El procesamiento posterior se refiere a la recuperación y purificación de productos biosintéticos , particularmente productos farmacéuticos , de fuentes naturales como tejido animal , tejido vegetal o caldo de fermentación , incluido el reciclaje de componentes recuperables, así como el tratamiento y eliminación adecuados de los desechos. Es un paso esencial en la fabricación de productos farmacéuticos como antibióticos , hormonas (por ejemplo, insulina y hormona de crecimiento humana ), anticuerpos (por ejemplo, infliximab y abciximab ) y vacunas ; anticuerpos y enzimas utilizados en diagnósticos; enzimas industriales ; y compuestos naturales de fragancias y sabores . El procesamiento posterior generalmente se considera un campo especializado en ingeniería bioquímica , que es en sí una especialización dentro de la ingeniería química . Muchas de las tecnologías clave fueron desarrolladas por químicos y biólogos para la separación a escala de laboratorio de productos biológicos y sintéticos, mientras que el papel de los ingenieros bioquímicos y químicos es desarrollar las tecnologías hacia mayores capacidades de producción.
Tanto el procesamiento posterior como la bioseparación analítica se refieren a la separación o purificación de productos biológicos , pero a diferentes escalas de operación y con diferentes propósitos. El procesamiento posterior implica la fabricación de un producto purificado apto para un uso específico, generalmente en cantidades comercializables, mientras que la bioseparación analítica se refiere a la purificación con el único propósito de medir un componente o componentes de una mezcla, y puede tratar tamaños de muestra tan pequeños como una sola célula.
Una heurística ampliamente reconocida para categorizar las operaciones de procesamiento posteriores las divide en cuatro grupos que se aplican para llevar un producto de su estado natural como componente de un caldo de tejido, célula o fermentación a través de mejoras progresivas en la pureza y la concentración.
La eliminación de insolubles es el primer paso e implica la captura del producto como soluto en un líquido libre de partículas, por ejemplo, la separación de células , restos celulares u otras partículas del caldo de fermentación que contiene un antibiótico. Las operaciones típicas para lograr esto son la filtración , la centrifugación , la sedimentación , la precipitación, la floculación , la electroprecipitación y la sedimentación por gravedad. Las operaciones adicionales como la molienda, la homogeneización o la lixiviación, necesarias para recuperar productos de fuentes sólidas como tejidos vegetales y animales, suelen incluirse en este grupo.
El aislamiento del producto es la eliminación de aquellos componentes cuyas propiedades varían considerablemente de las del producto deseado. En la mayoría de los productos, el agua es la principal impureza y los pasos de aislamiento están diseñados para eliminar la mayor parte, reduciendo el volumen de material que se debe manipular y concentrando el producto. La extracción por solventes , la adsorción , la ultrafiltración y la precipitación son algunas de las operaciones unitarias involucradas.
La purificación del producto se realiza para separar aquellos contaminantes que se asemejan mucho al producto en sus propiedades físicas y químicas. En consecuencia, los pasos de esta etapa son costosos de llevar a cabo y requieren equipos sensibles y sofisticados. Esta etapa contribuye con una fracción significativa de todo el gasto de procesamiento posterior. Algunos ejemplos de operaciones incluyen afinidad, exclusión por tamaño, cromatografía de fase inversa , cromatografía de intercambio iónico , cristalización y precipitación fraccionada.
El pulido del producto describe los pasos finales de procesamiento que terminan con el envasado del producto en una forma que sea estable, fácil de transportar y conveniente. La cristalización , la desecación , la liofilización y el secado por pulverización son operaciones unitarias típicas. Dependiendo del producto y su uso previsto, el pulido también puede incluir operaciones para esterilizar el producto y eliminar o desactivar contaminantes traza que podrían comprometer la seguridad del producto. Dichas operaciones pueden incluir la eliminación de virus o la despirogenación .
Se pueden considerar algunos métodos de recuperación de productos que combinan dos o más etapas. Por ejemplo, la adsorción en lecho expandido (Vennapusa et al. 2008) logra la eliminación de sustancias insolubles y el aislamiento del producto en un solo paso. La cromatografía de afinidad a menudo aísla y purifica en un solo paso.