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Tecnología de mezclado en la industria biotecnología

Procesos de fermentación, homogenización y esterilización

La biotecnología es considerada como una tecnología clave del siglo XXI. Una de sus principales aplicaciones es el uso de organismos vivos como bacterias, hongos, levaduras, células vegetales, virus y células de mamíferos y sus productos.

En el campo de la biotecnología, EKATO apoya a las empresas en cuatro áreas que incluyen procesos biotecnológicos como la fermentación, la homogeneización y la esterilización, así como la síntesis de materiales de base biológica y biodegradables. La experiencia de EKATO se basa en décadas de experiencia en procesos de fermentación, planificación, análisis y realización de pruebas de laboratorio, así como en el escalado del volumen a escala industrial. Además, la empresa ha llevado a cabo numerosos proyectos (de referencia) en el ámbito de la producción de azúcares y sustitutos del azúcar, así como la síntesis de productos químicos y polímeros «verdes».

Una de las tareas de la fermentación es sintetizar compuestos químicos mediante el uso de enzimas, bacterias, hongos o levaduras. Las nuevas aplicaciones han sido posibles debido a los avances recientes y los nuevos conocimientos en muchos campos de la biotecnología; por ejemplo, la función de los microorganismos en la microbiología, las mejoras en la esterilización y el cultivo de células, así como la manipulación genética dirigida para producir organismos de alto rendimiento. Huelga decir que la tecnología de mezclado ha contribuido sustancialmente. Los procesos modernos de fermentación se utilizan para obtener sustancias como por ejemplo enzimas, ingredientes farmacéuticos activos, aminoácidos y vitaminas como metabolitos de microorganismos. Muchos de estos procesos de producción se llevan a cabo de manera más eficaz en fermentadores con agitación.

Los procesos de fabricación respetuosos con el medio ambiente y el clima son cada vez más importantes en la industria de procesos. Los reactores de agitación se utilizan a menudo para producir productos químicos o polímeros de base biológica y biodegradables. En este tipo de procesos, el uso específico de sistemas de agitación a medida ayuda a garantizar una transferencia eficiente de masa y de calor y, por lo tanto, contribuye de forma decisiva a la sostenibilidad y el respeto medioambiental de los procesos.

En los procesos de fermentación, el desarrollo debe permitir un aumento de productividad y unos volúmenes mayores de los fermentadores (economía de escalas). La producción de metabolitos secundarios también puede dar lugar a caldos de fermentación con viscosidades muy altas y comportamientos extremos, no newtonianos.

En consecuencia, los desafíos para el fermentador en combinación con el sistema de agitación están aumentando con respecto a la homogeneización del caldo de fermentación, la transferencia de calor y la dispersión de aire.

Idealmente, la colaboración comienza en la fase de pruebas a escala de laboratorio. En este caso, EKATO también puede ayudar en la planificación de pruebas y el análisis de los resultados, con el fin de obtener la información necesaria para un escalado óptimo tanto de los parámetros de proceso como de los geométricos.

La elección del sistema de agitación y de la geometría del fermentador, junto con los elementos de transferencia de calor y los deflectores, puede ir acompañada de una simulación numérica de flujo (CFD). Con el fin de permitir una operación segura y libre de fallos de todos los componentes del fermentador, la escala mecánica puede verificarse mediante un análisis de elementos finitos (FEA).

En caso de exigencias especiales para un diseño estéril, EKATO ofrece la solución para los elementos internos del fermentador, pero también los diseños estériles especiales para sistemas de sellado.

  • Productos de base biológica y biodegradables
  • Fermentación
  • Química verde
  • Polímeros verdes

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