Descubra como a escolha correta do biorreator, já na fase de laboratório, facilita a ampliação de processos biotecnológicos para grandes volumes de produção industrial.
Os biorreatores são um elemento fundamental da indústria biotecnológica, tanto no desenvolvimento de novos processos quanto em sua posterior ampliação e produção.
No entanto, quando pensamos em um biorreator industrial de grande capacidade, é fácil nos concentrarmos apenas no dado mais chamativo: os litros. Por trás de um equipamento de grandes dimensões, há algo muito mais importante: um processo que, previamente, teve de ser estudado, controlado, otimizado e dimensionado.
No Techmi Group, projetamos e fabricamos biorreatores para acompanhar as diferentes etapas desse processo, desde equipamentos destinados a laboratórios e P&D, passando por soluções para plantas-piloto, até biorreatores industriais de grande capacidade.
O caminho até se chegar à produção em grande escala é longo, mas, com o equipamento adequado para a fase de pesquisa, ele se torna mais fácil.
O caminho para a produção industrial começa no laboratório
A fase de pesquisa ou de laboratório é o momento em que se obtém grande parte do conhecimento que, posteriormente, permitirá desenvolver o processo em maior escala.
É aqui que se estuda o comportamento da cultura e se estabelecem parâmetros críticos, como temperatura, pH, oxigênio dissolvido (OD), agitação ou aeração, entre outros.
Por isso, escolher um bom equipamento desde as primeiras etapas não deve ser visto apenas como uma necessidade do laboratório. É uma decisão que pode ter repercussões nas fases seguintes do projeto.
Um biorreator que permita controlar, registrar e reproduzir adequadamente as condições do processo fornece informações de maior valor para lidar posteriormente com o aumento de escala.
O que significa escalar um processo e qual é a maneira correta de fazê-lo?
À medida que o volume aumenta, surgem novos desafios relacionados à transferência de oxigênio, à homogeneidade da cultura, à transferência térmica, à agitação, à aeração e ao controle das variáveis do processo.
Por isso, a escalada deve ser abordada de forma progressiva.
Laboratório → Planta piloto → Produção industrial
Cada uma dessas etapas permite obter informações que ajudam a definir as condições necessárias para a próxima fase e a reduzir as incertezas antes de se chegar à produção industrial.
Por que é importante manter uma filosofia de controle entre escalas?
Um dos aspectos que levamos especialmente em consideração em nossos biorreatores é a transferência entre as diferentes escalas.
Trabalhar em laboratório com variáveis, estratégias de controle e sistemas de automação que possam ser posteriormente transferidos para equipamentos de maior capacidade facilita a transferência do conhecimento adquirido durante o desenvolvimento.
Nos biorreatores Techmi, podemos integrar o controle de variáveis como:
- Temperatura
- pH
- Oxigênio dissolvido (OD)
- Agitação
- Aeração
- Alimentação
- Antiespumante
- Nível e pressão, conforme configuração
A isso podem ser acrescentados PLCs, HMIs, registro de dados, receitas, automação e sistemas SCADA, dependendo das necessidades e da escala do projeto.
O objetivo não é que um processo se comporte exatamente da mesma forma em um reator de pequena escala e em um reator industrial — pois as condições físicas mudam com a escala —, mas sim dispor de informações, controle e capacidade de adaptação suficientes para realizar essa transição de maneira fundamentada.
Quando o processo atinge escala industrial
Em grandes volumes, o projeto do equipamento ganha ainda mais importância.
Materiais, geometria, sistema de agitação, transferência térmica, aeração, instrumentação, automação, possibilidades de limpeza e esterilização ou integração com o restante da planta são fatores que devem ser analisados de acordo com o processo.
Na Techmi, desenvolvemos biorreatores industriais de grande capacidade, com projetos que chegam a 150.000 litros, projetados de acordo com as necessidades de produção.
Nessas dimensões, o biorreator deixa de ser um elemento isolado para se tornar parte de um sistema industrial no qual devem coexistir equipamentos auxiliares, tubulações, serviços, automação e as diferentes etapas anteriores e posteriores do processo.
As vantagens de trabalhar com escalonamento com a Techmi
Nossa filosofia se baseia em compreender primeiro o processo e, em seguida, definir a equipe.
Isso nos permite trabalhar em diferentes aspectos do projeto: engenharia de processo, seleção e dimensionamento do biorreator, fabricação, automação, integração, instalação e colocação em operação.
Além disso, contar com soluções para diferentes escalas permite traçar um percurso tecnológico coerente:
Desenvolver → validar → ampliar → produzir
Desde um biorreator destinado ao desenvolvimento experimental até um equipamento industrial com capacidade de milhares de litros, o objetivo é que cada etapa contribua com conhecimento para a seguinte.
Um bom equipamento de laboratório também é um investimento na produção futura
Na biotecnologia, pensar na produção industrial desde as primeiras etapas pode fazer uma grande diferença.
Escolher um biorreator levando em conta apenas as necessidades imediatas do laboratório pode limitar, posteriormente, as informações disponíveis para o aumento de escala. Por outro lado, trabalhar desde o início com equipamentos que permitam controlar adequadamente as variáveis críticas, registrar os dados do processo e reproduzir as condições de cultivo cria uma base mais sólida para continuar crescendo.
Por isso, quando falamos dos nossos biorreatores de maior capacidade, também estamos nos referindo aos nossos equipamentos menores.
Porque um biorreator de escala industrial não é o início do processo: é o resultado de tudo o que foi aprendido antes de se chegar a ele.
No Techmi Group, desenvolvemos soluções para acompanhar todo esse processo, desde os primeiros testes até a produção industrial.
Você está desenvolvendo um novo bioprocesso ou precisa ampliar a escala de uma produção já existente? Nossa equipe pode ajudá-lo a definir a solução adequada para cada etapa do projeto.