Ingeniería de procesos para la producción fermentativa de productos biotecnológicos
La biotecnología se está convirtiendo en una herramienta clave para la industria, especialmente gracias a la producción fermentativa de productos biotecnológicos. Permite desarrollar procesos de producción sostenibles de origen biológico y transforma de forma radical las cadenas de suministro existentes. Para Krones surgen nuevas perspectivas en la ingeniería de bioprocesos basadas en su dilatada experiencia en la ingeniería de procesos.
La propia fabricación de la cerveza ya se considera una de las aplicaciones biotecnológicas más antiguas que existen, aunque no se conociesen de forma científica los procesos subyacentes. En la actualidad se ha desarrollado una rama independiente de la tecnología con un enorme potencial, ya que la biotecnología aprovecha los microorganismos o los productos de su metabolismo, como, por ejemplo, las enzimas, para transformar un sustrato de diferentes materias primas en productos de mayor valor añadido. Gracias a los avances científicos en microbiología, así como en ingeniería de procesos y automatización, la biotecnología se ha convertido en una tecnología clave para numerosos sectores, desde la alimentación hasta las industrias química y farmacéutica.
Biotecnología: Conocimientos básicos y contexto
Por biotecnología se entiende el aprovechamiento de sistemas biológicos, ya sean bacterias, levaduras, hongos o cultivos celulares, para obtener moléculas individuales o asociaciones celulares completas. En la naturaleza está presente en el crecimiento de las plantas, y en la industria alimentaria, la fabricación de la cerveza o el vino se basan precisamente en este principio. Esto se debe a que el elemento central de la biotecnología es la fermentación. En el ámbito industrial esto significa que los sustratos como el azúcar, las proteínas o las grasas se transforman en los productos finales dentro de un tanque cerrado y bajo unas condiciones de proceso definidas (temperatura, pH, oxígeno, tiempo).
La biologización de las cadenas de suministro industriales está adquiriendo una importancia cada vez mayor, al igual que los esfuerzos por hacerlas más sostenibles,
- ya que, en lugar de utilizar recursos fósiles como el petróleo o el gas natural, de los procesos biotecnológicos se pueden obtener agentes tensioactivos, productos fitosanitarios, fertilizantes, plásticos o combustibles.
- Asimismo, los flujos secundarios procedentes de la industria alimentaria y de las bebidas y de la agricultura (como, por ejemplo, el bagazo de la elaboración de la cerveza) ofrecen el potencial de ser valorizados mediante la fermentación para obtener proteínas o biogás.
El grupo Krones: experiencia en ingeniería de procesos
El grupo Krones dispone desde hace décadas de conocimientos sobre los procesos biotecnológicos, gracias a la experiencia en la elaboración de la cerveza de la filial Steinecker, además de otras aplicaciones asépticas y de ingeniería de procesos del sector de las bebidas. Cuando se trata de abrir nuevos campos de aplicación para procesos biotecnológicos, Krones puede desplegar todo su potencial,
ya que, en el fondo, todos los procesos biotecnológicos se basan en requisitos de la ingeniería de procesos.
- En concreto, esto quiere decir que las operaciones unitarias (trituración, separación o transmisión térmica) se combinan con fases del proceso de tipo biológico, como la hidrólisis, la propagación celular y la fermentación.
- Sin embargo, lo que cambia entonces, en función del producto final deseado, además de las materias primas evidentes, son los demás productos, los requisitos higiénicos y la complejidad.
Y, en todos estos ámbitos, el equipo de procesamiento de Krones puede destacar gracias a su prolongada experiencia.
Ajuste con éxito de la escala de los bioprocesos: requisitos del bioprocesamiento industrial
Un campo que ha experimentado un fuerte crecimiento en los últimos años (especialmente en países como Estados Unidos, Suiza o Noruega) es la biotecnología alimentaria (food-biotech), es decir, la producción biotecnológica de alimentos. Gracias a su biorreactor, Krones proporciona una solución adecuada en este ámbito. Con él se pueden fabricar proteínas alternativas, enzimas e ingredientes mediante fermentación, así como productos que van más allá de la biotecnología alimentaria, como, por ejemplo, suplementos alimenticios o biofármacos. Para ello, se puede diseñar la línea desde unos 500 hasta 200 000 hl de capacidad y ampliar así su escala para numerosas aplicaciones.
Precisamente este salto del laboratorio a la producción industrial es el que suele resultar delicado para las empresas productoras. Entre los retos figuran, entre otros:
- Procesamiento higiénico de las materias primas y conducción estéril de los fluidos
- Esterilización de procesos y productos, ya sea térmica o mediante filtración
- Fermentación aeróbica con elevado consumo de oxígeno
- Disipación eficiente del calor con una elevada actividad biológica
- Sistemas de agitación y mezclado de fluidos parcialmente de gran viscosidad
- Conceptos CIP/SIP fiables
- Aprovechamiento de la línea y concepto integral de ingeniería de procesos para la producción rentable de los productos
Por tanto, las empresas deben poder confiar en un socio que no solo posea una sólida competencia en ingeniería y un amplio conocimiento de los procesos, sino que también sea capaz de gestionar el proyecto completo de forma integral.
Precisamente aquí es donde se sitúa Krones como socio industrial de confianza, tanto para empresas emergentes como para grandes grupos, ya que muchos de los retos de las líneas de producción biotecnológicas forman parte desde hace décadas de nuestra actividad principal.
En este artículo obtendrá más información sobre la obtención de alimentos alternativos en el biorreactor
Competencia en proyectos llave en mano de bioprocesamiento
En tanto que proveedor integral de sistemas para la industria de bebidas y alimentos, Krones posee una larga experiencia en todos los ámbitos:
- Diseño de grandes líneas de procesamiento higiénicas
- Dimensionamiento de procesos complejos desde la fase piloto hasta la escala de producción
- Gestión precisa de los flujos de sustancias, energía y fluidos
- Automatización de alta disponibilidad y reproducibilidad
- Ingeniería integrada desde la fase conceptual hasta la puesta en marcha
Las principales fases del proceso del bioprocesamiento
Lo que determina el proceso y la calidad de los alimentos y las bebidas puede trasladarse a las aplicaciones biotecnológicas, complementado con conocimientos específicos sobre biorreactores, tecnología estéril y análisis de procesos. Lo decisivo en este sentido no es un conjunto particular, sino el sistema en su totalidad. Nuestro catálogo abarca todo el proceso:
Una cosa queda pronto clara: Krones no considera que la biotecnología sea una tecnología aislada, sino un sistema de producción industrial, robusto, reproducible, sostenible y rentable. Esto es precisamente lo que necesitan las empresas en la actualidad para convertir la innovación en productos industriales que se puedan comercializar.
Asistencia total: desde la primera idea hasta Lifecycle Service
Incorporar los procesos biotecnológicos con éxito a la aplicación industrial requiere mucho más que un simple equipo. Lo decisivo es un concepto de proceso sólido, tecnologías redimensionables y un socio que comprenda de forma integral la interacción entre todos los pasos del proceso. Aquí es justo donde Krones entra en juego, gracias a sus sólidas competencias en ingeniería, su prolongada experiencia en la creación de líneas higiénicas y su catálogo integrado de procesos anteriores y posteriores.
Krones Processing: Su socio para proyectos biotecnológicos industriales
Un examen más profundo del ámbito de la biotecnología muestra que no es una moda pasajera ni una ruptura radical con el pasado, sino una evolución lógica de tecnologías de ingeniería de procesos ya probadas,
y Krones presta sus servicios a todas las empresas biotecnológicas, desde las empresas emergentes a los grandes grupos, como proveedor integral para procesos anteriores y posteriores.
- Contamos con una larga experiencia en la creación de líneas industriales asépticas e higiénicas.
- Ofrecemos conceptos de líneas modulares y redimensionables con un gran nivel de automatización.
- Estamos dondequiera que usted se encuentre, gracias a nuestra red de servicio y tecnología.
El camino desde la idea biotecnológica hasta la producción comercializable plantea a las empresas complejos retos técnicos y económicos. Krones reúne para ello conocimientos especializados en ingeniería de procesos, ingeniería integrada y una visión global de los sistemas de producción industriales. De esta forma, ayudamos a nuestros clientes a redimensionar con robustez los procesos biotecnológicos, gestionar sus líneas de forma eficiente y establecer sus productos en el mercado de manera sostenible.
El bioprocesamiento de Krones de un vistazo
Muchos de los retos a los que se enfrenta el bioprocesamiento son similares a los que Krones lleva décadas solucionando en el sector de los alimentos, las bebidas y la elaboración de la cerveza: fermentación, gestión de la higiene, automatización, redimensionamiento, análisis de procesos e integración de líneas de procesos completas. Esta experiencia es beneficiosa para Krones y sus clientes, ya que en todos los proyectos se puede aprovechar esta competencia ya disponible.
Krones desarrolla e implementa soluciones de procesos completas para la biotecnología industrial. Con ello abarcamos toda la secuencia del proceso, desde el procesamiento de materia prima y la fermentación hasta el procesamiento posterior. Gracias a su experiencia en la creación de líneas y en la integración de procesos, Krones traslada la escala de la fase piloto a sistemas de producción industriales.
La biotecnología es una tecnología industrial clave del futuro que cada vez cobra más importancia por temas como el cambio climático, la escasez de recursos y el aumento de la población mundial.
Los campos de aplicación más habituales son la alimentación (convencional y a base de proteínas alternativas), las industrias química y farmacéutica y los materiales de origen biológico.
El biorreactor de Krones es el elemento fundamental de la fermentación y se adapta individualmente a cada requisito del proceso.
