Un nuevo reactor catalítico que puede crear compuestos químicos más rápidamente, ha obtenido financiación de Innovate UK de forma económica y más 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 productos químicos y API:ingredientes farmacéuticos activos, se utiliza para crear todo tipo de medicamentos, haciendo reaccionar productos químicos con enzimas en un plato giratorio cubierto de tela, como un disco de vinilo.

La compañía de la pareja, SMDR Ltd, ha obtenido financiación de Innovate UK para comercializar el reactor y comercializarlo entre 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 hace girar en un tocadiscos, donde reacciona con un sustrato químico, creando el compuesto o API deseado.

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, que los 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, haciendo 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 productos químicos o API ".

El Dr. Shivaprasad agrega:"Una de las principales ventajas del SMDR funciona esencialmente como una máquina de discos que puede cambiar entre registros. Usando los discos de malla de tela catalizadora, que se puede cambiar fácil y rápidamente, significa que podemos aplicar rápidamente una variedad de reactivos o catalizadores diferentes, creando una amplia gama de productos químicos o API ".

Explicando la necesidad de una mejor eficiencia, El Dr. Emanuelsson-Patterson dijo:"Los reactivos y las enzimas son costosos y también muy sensibles a cómo 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. dando más potencial para reutilizarlos de forma segura. Esto tiene beneficios en eficiencia, coste 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 alcance 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 REDCE. 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 forman parte de los medicamentos o productos, para obtener más opciones de producción más sostenibles, " ella dice.

Los próximos pasos para el Dr. Emanuelsson-Patterson y el Dr. Shivaprasad incluyen la optimización del reactor de 'escalamiento' de múltiples discos, el MD-SMDR, a escala piloto y realizando un análisis de costes. Esperan que su rentabilidad y flexibilidad proporcionen un camino para la producción local de API y productos químicos. reducir la dependencia de cadenas de suministro complejas, 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 Investigación e Innovación del Reino Unido.

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 en el impulso del desarrollo económico sostenible. Cada uno también está ayudando a hacer realidad las ambiciones de las personas trabajadoras ".