En resposta als requeriments de seguretat i sostenibilitat del món actual, la Química en continu es posiciona com el futur de la fabricació de productes de Química Fina i Cosmètica, presentant nombrosos avantatges en comparació amb la fabricació tradicional batch.
 |
|
Jaume Gotés, alumne de màsters, i el doctorand Nabí Ferrer, amb un dels reactors de flux continu. |
El passat 28 de febrer, es va celebrar un seminari a IQS sota el títol “Flow Chemistry aplicada a processos de química fina”, organitzat pel Departament d’Enginyeria Química i Ciència de Materials i el Grup de Química Farmacèutica.
Al seminari, que va ser impartit per l’enginyer químic Nabí Ferrer, van assistir representants de diferents empreses del sector de la Química Fina, entre elles Givaudan, Lebsa, Medichem i Uriach.
Nabí Ferrer està cursant el seu doctorat a IQS sota la direcció del Professor Dr. Julià Sempere, amb una beca concedida per Medichem.
L’Enginyeria Química ha treballat des dels seus orígens, fa més de cent anys, amb processos químics continus. Per contra, les plantes de Química Fina han estat dissenyades per químics, intentant reproduir a escala gran les tècniques i equips que utilitzen al laboratori. El resultat són plantes discontínues (batch), teòricament “universals”, però molt ineficients i amb problemes ambientals, de qualitat i de seguretat.
Les síntesis químiques estan canviant en resposta als requeriments d’un món més conscient i sostenible. Els principis de la Green Chemistry proporcionen nous estímuls per a la innovació i aplicació de sistemes de fabricació en continu, per les moltes avantatges que presenten.
Un procés químic batch es pot transformar quasi bé sempre en un de continu. S’empren reactors CSTR (reactor continu de tanc agitat) o, molt més freqüentment, PFR (tubular). Un reactor tubular hauria de tenir un comportament similar al d’un batch. En les mateixes condicions, el temps de residència del PFR ha de ser el mateix que el temps de reacció del batch.
La química en continu presenta nombroses avantatges en front de la fabricació batch. Alguns exemples serien:
- Disminució de la intervenció manual.
- Utilització d’equips molt més petits.
- Reaccions més ràpides en permetre temperatures més altes.
- Una major garantia en la qualitat del producte final i un millor control d’impureses.
- Una monitorització en línia fiable.
- Amb capacitat de resposta més ràpida.
- Millores intrínseques en la seguretat del procés.
- Optimització dels procediments de neteja i reducció dels temps destinats a la mateixa.
Actualment, i degut fonamentalment als problemes derivats dels temes regulatoris associats, el 80% de la fabricació a la indústria farmacèutica i de Química fina es fa en discontinu, en front del 20% que es fa ja en continu.
Però la tendència és a anar avançant en la direcció ‘contínua’. De fet, la FDA va publicar fa uns anys una guia per anar facilitant el canvi, tot i que sembla lent.
A escala de laboratori de síntesi orgànica, els reactors de Flow Chemistry ja s’estan aplicant força (http://www.leygroup.ch.cam.ac.uk; http://www.beilstein.tv/video/introducing-the-innovative-technology-centre). Ara, el gran repte és el salt a nivell industrial.
El futur passa per aquí. A IQS, i dins del nou edifici Centre de Transferència de Processos i Tecnologies Integratives (CTPTI),actualment en construcció, s’instal·larà un Laboratori Processos Químics en Flux Continu, la inauguració del qual està prevista per mitjans del 2019. El projecte de construcció del CTPTI compta amb el cofinançament del Fons Europeu de Desenvolupament Regional, atorgat pel Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya, a través de la Direcció General de Recerca.