En respuesta a los requerimientos de seguridad y sostenibilidad del mundo actual, la Química en continuo se posiciona como el futuro de la fabricación de productos de Química Fina y Cosmética, presentado numerosas ventajas en comparación con la fabricación tradicional batch.
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Jaume Gotés, alumno de másters, y el doctorando Nabí Ferrer, con uno de los reactores de flujo continuo. |
El pasado 28 de febrero se celebró en IQS un seminario bajo el título “Flow Chemistry aplicada a procesos de química fina”, organizado por el Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales y el Grupo de Química Farmacéutica.
En el seminario, que fue impartido por el ingeniero químico Nabí Ferrer, asistieron representantes de diferentes empresas del sector de la Química Fina, entre ellas Givaudan, Lebsa, Medichem y Uriach.
Nabí Ferrer está cursando su doctorado en IQS bajo la dirección del Profesor Dr. Julià Sempere, con una beca concedida por Medichem.
La Ingeniería Química ha trabajado desde sus orígenes, hace más de cien años, con procesos químicos continuos. Por el contrario, las plantas de Química Fina han estado diseñadas por químicos, intentando reproducir a gran escala las técnicas y equipos que utilizan en el laboratorio. El resultado son plantas discontinuas (batch), teóricamente “universales”, pero muy ineficientes y con problemas ambientales, de calidad y seguridad.
Las síntesis químicas están cambiando en respuesta a los requerimientos de un mundo más consciente y sostenible. Los principios de la Green Chemistry proporcionan nuevos estímulos para la innovación y aplicación de sistemas de fabricación en continuo, por las muchas ventajas que presentan.
Un proceso químico batch se puede transformar casi siempre en uno continuo. Se utilizan reactores CSTR (reactor continuo de tanque agitado) o, mucho más frecuentemente, PFR (reactor tubular). Un reactor tubular debería tener un comportamiento similar al de uno batch. En las mismas condiciones, el tiempo de residencia del PFR tiene que ser el mismo que el tiempo de reacción del batch.
La química en continuo presenta numerosas ventajas frente a la fabricación batch. Algunos ejemplos serían:
- Disminución de la intervención manual.
- Utilización de equipos mucho más pequeños.
- Reacciones más rápidas al permitir temperaturas más elevadas.
- Una mayor garantía en la calidad del producto final y un mejor control de las impurezas.
- Monitorización en línea fiable.
- Capacidad de respuesta más rápida.
- Mejoras intrínsecas en la seguridad del proceso.
- Optimización de los procedimientos de limpieza y reducción de los tiempos destinados a la misma.
Actualmente, y debido fundamentalmente a los problemas derivados de los temas regulatorios asociados, el 80% de la fabricación en la industria farmacéutica y de Química Fina se hace en discontinuo, frente al 20% que se hace en continuo.
Pero la tendencia es ir avanzando en la dirección ‘continua’. De hecho, la FDA publicó hace algunos años una guía para ir facilitando el cambio, aunque éste parece lento.
A escala de laboratorio de síntesis orgánica, los reactores de Flow Chemistry se están aplicando bastante (http://www.leygroup.ch.cam.ac.uk; http://www.beilstein.tv/video/introducing-the-innovative-technology-centre). Ahora, el gran reto es el salto a nivel industrial.
El futuro pasa por aquí. En IQS, y dentro del nuevo edificio Centro de Transferencia de Procesos y Tecnologías Integrativas (CTPTI), actualmente en construcción, se instalará un Laboratorio de Procesos Químicos en Flujo Continuo, cuya inauguración está prevista para mediados de 2019. El proyecto de construcción del CTPTI cuenta con la cofinanciación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, otorgado por el Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya, a través de la Direcció General de Recerca.