El diseño del reactor catalítico centrifuga los productos químicos de forma rápida y eficiente

 Un nuevo reactor catalítico que puede crear compuestos químicos de forma más rápida, económica y sostenible ha obtenido financiación de Innovate UK.

El SMDR funciona como un plato giratorio y promete una producción de productos químicos más rápida, segura y sostenible

El reactor de malla de disco giratorio (SMDR), desarrollado por los ingenieros químicos de la Universidad de Bath, la Dra. Emma Emanuelsson-Patterson y la Dra. Parimala Shivaprasad, crea sustancias químicas y API (ingredientes farmacéuticos activos, que se utilizan para crear todo tipo de medicamentos) al hacer reaccionar sustancias químicas con enzimas plato giratorio cubierto de tela, como un disco de vinilo. La empresa de la pareja, SMDR Ltd, ha obtenido financiación de Innovate UK para comercializar el reactor y comercializarlo entre las empresas farmacéuticas tras su desarrollo de 12 años. El SMDR crea sustancias químicas imitando la acción de un tocadiscos: una enzima aplicada a un disco de tela de lana se hila en un plato giratorio, donde reacciona con un sustrato químico, creando el compuesto deseado o API. El grupo de investigación de Emanuelsson ha demostrado que el uso de un disco de tela protege las enzimas de la desnaturalización o el cizallamiento, lo que las inutiliza, y permite un contacto óptimo entre el catalizador enzimático y el sustrato, lo que asegura reacciones rápidas. Esto significa que el disco de tela del catalizador se puede utilizar durante mucho más tiempo, lo que hace que el proceso sea más barato y más sostenible que los reactores tradicionales. El Dr. Emanuelsson-Patterson dice: “El principio básico del SMDR es utilizar las fuerzas centrífugas generadas por la rotación para crear una reacción muy consistente y repetible. Los ingenieros químicos se esfuerzan por mejorar este tipo de 'transferencia de masa', ya que produce reacciones más rápidas y, en nuestro caso, más sustancias químicas o API ". El Dr. Shivaprasad agrega: “Una de las principales ventajas del SMDR esencialmente funciona un poco como una máquina de discos que puede cambiar entre registros. El uso de discos de malla de tela catalizadora, que se pueden intercambiar fácil y rápidamente, significa que podemos aplicar una variedad de reactivos o catalizadores diferentes rápidamente, creando una amplia gama de productos químicos o API ". Al explicar la necesidad de una mejor eficiencia, el Dr. Emanuelsson-Patterson dijo: “Los reactivos y las enzimas son costosos y también muy sensibles a la forma en que se manejan, particularmente con respecto a las fuerzas de cizallamiento (o desgarro). El uso del disco de malla y el aprovechamiento de las fuerzas centrífugas significa que hemos reducido significativamente estos riesgos, lo que brinda más posibilidades de reutilizarlos de manera segura. Esto tiene beneficios en eficiencia, costo y sostenibilidad ”. El diseño del disco también crea potencial para mejorar la eficiencia de la producción química: los catalizadores se pueden activar y desactivar rápidamente, creando flexibilidad y margen para la producción por lotes. Un desafío emocionante que el equipo investigará es cómo el SMDR podría ejecutar varias reacciones diferentes, utilizando múltiples catalizadores al mismo tiempo. El Dr. Shivaprasad formó parte del programa ICURe de tres meses para realizar el análisis de mercado para el SMDR. El objetivo principal era identificar los desafíos actuales en la fabricación de productos químicos y si el REDCE tenía el potencial de aliviar estos desafíos para mejorar la eficiencia de procesamiento en las industrias químicas. “Descubrimos que existía una necesidad de mercado entre los intermediarios farmacéuticos, las empresas que suministran API, los ingredientes que se utilizan en medicamentos o productos, de opciones de producción más rápidas y sostenibles”, dice. Los siguientes pasos para el Dr. Emanuelsson-Patterson y el Dr. Shivaprasad incluyen la optimización del reactor de "escalamiento" multidisco, el MD-SMDR, a escala piloto y la realización de un análisis de costos. Esperan que su rentabilidad y flexibilidad proporcionen una vía para la producción local de API y productos químicos, reduciendo la dependencia de cadenas de suministro complejas, lo que ha demostrado ser un problema en algunos países durante la pandemia de coronavirus. El MD-SMDR, está diseñado en base a un concepto modular con un solo eje con numerosos discos, cada uno de los cuales sería apilable. Esto creará flexibilidad tanto en las cantidades como en los tipos de productos químicos producidos. El proyecto ha recibido £ 68,500 en fondos de Innovate UK Sustainable Funding Round 2, una parte de la Investigación e Innovación del Reino Unido. El Dr. Ian Campbell, presidente ejecutivo interino de Innovate UK, dijo: “En estos tiempos difíciles, hemos visto lo mejor de la innovación empresarial británica. La pandemia no es solo una emergencia sanitaria, sino que afecta a la sociedad y la economía. “SMDR Ltd, junto con todas las iniciativas que Innovate UK ha apoyado a través de este fondo, es un importante paso adelante para impulsar el desarrollo económico sostenible. Cada uno también está ayudando a hacer realidad las ambiciones de las personas trabajadoras ".

• Press release
• Published on Thursday 11 February 2021
• Last updated on Thursday 11 February 2021
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