Na biotecnologia, muitas inovações têm início no laboratório:
Os microrganismos produzem enzimas, geram compostos inovadores ou desenvolvem um processo industrial.
Em pequenos reatores, tudo funciona bem. Mas, ao passar para a produção industrial, surge um desafio fundamental:
Como ampliar um processo de fermentação sem perder eficiência nem qualidade?
Se a tua resposta foi «através de uma ampliação da fermentação», devo dizer-te que acertaste.
A ampliação da fermentação permite aumentar o volume de produção, mantendo as condições ideais do processo.
Etapas da ampliação:
- Laboratório (1–10 L): otimização do microrganismo, meio de cultura e parâmetros básicos.
- Planta piloto (10–50 L): validar o processo em volumes maiores e detetar problemas.
- Produção industrial (a partir de 100 L): fermentadores concebidos para funcionar de forma estável e produzir grandes quantidades.
No entanto, devemos ter em conta que a expansão implica uma série de desafios.
À medida que o volume do reator aumenta, surgem desafios significativos:
Transferência de oxigénio (kLa): essencial na fermentação aeróbica; depende da aeração e da agitação.
Mistura do meio: para evitar zonas com diferenças em termos de nutrientes, oxigénio ou temperatura.
Controlo da temperatura: acumulação de calor metabólico; este é regulado através de camisas de arrefecimento ou permutadores de calor.
Controlo do pH: essencial para a estabilidade do produto; é regulado através de sensores e sistemas automatizados.
Muitos estarão a perguntar-se: «Como podemos superar estes desafios?»
Bem, poderíamos dizer que grande parte do sucesso depende do projeto do biorreator: da sua geometria e dos materiais utilizados, dos sistemas de agitação e aeração ou dos sensores de automação.
Um projeto adequado garante processos estáveis e reproduzíveis, mesmo em grandes volumes de produção.
Outro ponto de extrema importância é a unidade piloto.
As instalações-piloto permitem:
- Validar o processo em maior escala.
- Otimizar os parâmetros operacionais.
- Reduzir os riscos antes de investir na produção industrial.
É um passo crucial para garantir a viabilidade de qualquer bioprocesso industrial.
Em conclusão, a escalabilidade de um processo requer biotecnologia avançada + engenharia focada em processos eficientes, estáveis e escaláveis. E nisso, no Techmi Group, temos bastante experiência: há mais de 25 anos que concebemos sistemas de fermentação industrial, desde instalações-piloto até produções completas.
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