Les capacitats i equips de la Unitat de Processos Químics en Continu del CTPTI permeten l’aplicació de les noves tecnologies de manufactura avançada en química fina, obrint la possibilitat de desenvolupar de forma integral processos químics més segurs, més ràpids i més nets.
El Centre de Transferència de Processos i Tecnologies Integratives d’IQS (CTPTI), en funcionament des de Gener 2020, incorpora una Unitat de Processos Químics en Continu (Unitat Flow Chem), integrada dins del grup de recerca Grup de Química Farmacèutica (GQF). Aquesta unitat està formada per un conjunt d’equips de laboratori i planta pilot que permeten el desenvolupament i escalat industrial de les noves tecnologies de manufactura avançada en química fina.
Les síntesis químiques estan canviant en resposta als requeriments d’un món més conscient i sostenible. Un procés batch es pot transformar gairebé sempre en un de continu. Per això, la indústria de química fina està canviant des de les reaccions tradicionals en batch a processos de química en continu, més segurs, més ràpids i més nets, per tal d’obtenir ingredients farmacèutics actius, intermedis de síntesi, nano-materials i tots els productes químics que fabriquen en quantitats de fins a 20 tones anuals, com pigments i colorants, additius alimentaris, herbicides i pesticides i un llarg etcètera.
La instrumentació permanent de la Unitat inclou dos equips modulars de la marca Syrris: un a escala de laboratori – l’anomenat ASIA –, i un de més gran – el TITAN – per escalat de processos (kilolab), sent possible treballar des dels micro-litres per minut fins al mig litre per minut. A més, estem dissenyant i validant altres ‘reactors a mida’ per a operacions especials, com síntesi de nanopartícules, foto-reaccions o reaccions gas-líquid.
Equip ASIA
L’equip està dotat de diferents mòduls que permeten una gran versatilitat en el seu ús.
• Un micro-reactor, equipat amb un sistema de control propi de temperatura (Chip Climate Controller). Així, es pot treballar en un marge de temperatures de -15 a 150ºC, sense necessitat d’aportació energètica externa.
• Mòdul de control de pressió (Back Pressure Regulator), que permet ajustar la pressió de treball fins als 18 bar. Aquesta unitat permet treballar a temperatures de reacció per sobre dels punts d’ebullició dels solvents emprats, per exemple.
• Mòdul de pressurització de les dissolucions (fins a 2 bar).
• Mòdul d’injecció de reactius, essencialment per dur a terme dissenys d’experiments (DoE).
• Dues bombes de xeringa que permeten impulsar cabals des de 1μL/min fins a 10 mL/min. Mitjançant el control del cabal, s’ajusten els temps de residència i, per tant, els temps de reacció.
El sistema modular dóna molta versatilitat a l’equip, podent-se augmentar els mòduls de treball si és necessari.
Equip TITAN
Aquest equip està pensat per a realitzar escalats de processos i obtenir lots pilot.
Igual que l’ASIA, està format per una sèrie de mòduls, com són:
• Reactor de serpentí de 64 mL, per on circula la mescla de reacció, a temperatures similars a l’ASIA (-15 a 150ºC).
• El RIC (de les seves sigles en anglès Rigid Intermodule Connector), que rep els cabals de les bombes i els passa a un mesclador estàtic anomenat FMI. Aquest muntatge permet la connexió de diferents reactors en sèrie i augmentar així el volum total de reacció o fer el que s’anomenen reaccions telescòpiques, incloent-hi diversos passos de síntesi.
• Un mòdul de control de pressió (Back Pressure Regulator).
• Un mòdul de refredament de la mescla.
• 2 bombes de xeringa independents, que permeten treballar entre 1 i 250 mL/min.
Amb el reactor TITAN es pot treballar fins a 0,5 L/min, el que, per la majoria de les reaccions de química fina, permet produir fins a 3 kg/h. Per segons quins productes farmacèutics – APIs – en pocs dies es pot arribar a la producció anual de l’empresa per aquests productes.
Per a l'adquisició d'aquests equips dins del marc del projecte Expedient 2015 FEDER S-05, IQS 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. Aquesta concessió s’emmarca dins la convocatòria d’ajuts per a la selecció de projectes singulars institucionals de construcció, adquisició, habilitació i/o ampliació substancial d’edificacions per a infraestructures d’R+D que possibilitin la generació de recerca d’excel·lència, l’atracció de talent i el desenvolupament d’activitats de transferència de coneixement i valorització, susceptibles de ser cofinançats pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER).
