Sistemas de cultivo celular: procesado posterior
Cultivo
La recolección de células es un paso clave en toda producción de medicamentos basada en la fermentación, y la elección del sistema de separación repercute enormemente en la calidad, el rendimiento y el coste del producto para su posterior procesamiento. Por lo tanto, adaptar el sistema de cultivo al tipo de proceso y los microorganismos utilizados es crucial para conseguir un alto rendimiento de la planta.
Recolección de células
Alfa Laval ha suministrado equipos de separación a la industria de la fermentación durante varias décadas. Ofrecemos separadoras de discos y decantadores para todos los tipos de celdas y tamaños de plantas, y nuestros especialistas en aplicaciones le ayudan a seleccionar el sistema de separación que sea perfecto para usted.
Decantadores centrífugos
La eficiencia de separación en la etapa de cultivo determina fuertemente el rendimiento del proceso. Por lo tanto, elegir un equipo de separación que coincida con su proceso y con su microorganismo es clave para lograr resultados óptimos.
Para los procesos de fermentación de biomasa, las centrífugas decantadoras, Alfa Laval Foodec se consideran como la mejor opción debido a su excepcional capacidad de manejo de sólidos, facilidad de limpieza de primera clase, diseño higiénico y bajo requisitos de mantenimiento.
Las unidades Foodec están disponibles con una descarga de líquido por gravedad de dos fases o con una descarga de líquido presurizado (disco de corte) que se puede utilizar cuando la formación de espuma es un problema.
Si hay variaciones en la alimentación, los decantadores Foodec también se pueden equipar con Alfa Laval PondCtrl, un sistema automatizado para controlar el nivel de líquido en la centrífuga decantadora durante el funcionamiento. PondCtrl permite ajustes rápidos del proceso de separación, acelera la limpieza y facilita los procedimientos de inicio y parada, lo que da como resultado un mayor tiempo de actividad y rendimiento.
Separadoras
Un separador Alfa Laval es la elección perfecta para las tareas de cultivo más exigentes. Por ejemplo, el separador Alfa Laval Bactofuge es ideal para eliminar células microbianas de caldos de alta densidad en aplicaciones de fermentación industrial. Gracias a su descarga continua de sólidos, un separador Bactofuge ofrece un rendimiento excepcional, incluso con cargas de celda elevadas.
Con el diseño hermético único de Alfa Laval, Bactofuge proporciona una aceleración muy suave del caldo, lo que da como resultado una lisis celular mínima y una separación más eficiente. El diseño hermético también reduce el consumo de energía hasta en un 40 %. Además, asegura un ambiente libre de aire en el separador, minimizando así la formación de espuma y el riesgo de contaminación.
Purificación
A menudo se necesita una etapa de purificación, donde se eliminan las impurezas, antes de la formulación final del producto. El diseño del proceso de purificación se diferencia según se esté produciendo biomasa o un ingrediente específico.
Eliminación de impurezas mediante el lavado
Para los procesos de fermentación de biomasa, la purificación se realiza a menudo lavando el producto. Primero, se añade agua a las células recolectadas y, después, uno o varios separadores o decantadores eliminan el exceso de agua y las impurezas.
Purificación mediante membranas
En la fermentación de precisión, el producto es un ingrediente específico en el líquido y algunas impurezas finas en suspensión siguen estando presentes después del cultivo. Estos se pueden eliminar en un proceso de microfiltración o de ultrafiltración abierta, donde la proteína objetivo (u otras moléculas) se recupera en el permeado mientras se retienen las impurezas suspendidas.
Como alternativa, se puede utilizar una membrana de ultrafiltración fina si la molécula objetivo se tiene que purificar de las impurezas solubles finas. En este proceso, se añade agua directamente antes de la etapa de filtración, y el agua y los compuestos de bajo peso molecular, como azúcar y sales, atraviesan la membrana mientras el producto permanece en el retenido.
Concentración
Uno de los pasos finales en un proceso de producción de proteínas basado en la fermentación es concentrar el producto eliminando el exceso de agua. Esto se puede hacer de dos maneras, mediante evaporación o filtración por membrana.
Concentración por evaporación
Alfa Laval ofrece dos sistemas de evaporación diferentes, AlfaVap y AlfaFlash. Ambos se basan en la tecnología de intercambiadores de calor de placas, lo que genera beneficios tal como:
- Tamaño compacto: un sistema de evaporación de Alfa Laval es mucho más pequeño que los correspondientes sistemas de carcasa y tubos
- El calentamiento suave y los tiempos de retención cortos los hacen especialmente adecuados para los productos sensibles al calor en los que existe el riesgo de degradación y decoloración
- Mínimo mantenimiento y largos tiempos de funcionamiento gracias al efecto de autolimpieza de los intercambiadores de calor de placas
- Fiabilidad operativa muy alta
AlfaVap está diseñado para los líquidos con un nivel de suciedad bajo o medio y AlfaFlash es para líquidos con un alto nivel de suciedad.
Concentración mediante filtración por membrana
Otra forma de concentrar el producto final es utilizar membranas finas para eliminar el exceso de agua. En este caso, el producto se concentra a medida que se elimina el agua a través de la membrana.
Las membranas de ósmosis inversa y de nanofiltración de Alfa Laval son perfectas para esta aplicación. Los principales beneficios de la utilización de la filtración por membrana en comparación con la evaporación son que el producto no se calienta, lo que elimina los riesgos de degeneración y decoloración, y el consumo de energía es mucho menor.
Sistemas completos de procesamiento aguas abajo
Alfa Laval puede proporcionar soluciones de sistema completas en las que los equipos de recolección, purificación y concentración del biorreactor se integran en una línea de procesamiento en funcionamiento y se conectan con equipos higiénicos de manejo de fluidos e intercambio térmico, como las válvulas, las bombas, las tuberías y los intercambiadores de calor. Además, Alfa Laval puede proporcionar soluciones de automatización que permiten un control preciso y un seguimiento sencillo de todo el proceso.
