Um novo reator catalítico que pode criar compostos químicos mais rapidamente, de forma mais econômica e sustentável ganhou financiamento da Innovate UK.

O reator de malha de disco giratório (SMDR), desenvolvido pelos engenheiros químicos da Universidade de Bath, Dra. Emma Emanuelsson-Patterson e Dra. Parimala Shivaprasad, cria produtos químicos e APIs - ingredientes farmacêuticos ativos, usado para criar todos os tipos de medicamentos, reagindo produtos químicos com enzimas em um prato coberto de pano giratório, como um disco de vinil.

A companhia do par, SMDR Ltd, ganhou financiamento da Innovate UK para comercializar o reator e comercializá-lo para empresas farmacêuticas após seu desenvolvimento de 12 anos.

O SMDR cria produtos químicos imitando a ação de um toca-discos:uma enzima aplicada a um disco de tecido de lã é girada em uma plataforma giratória, onde reage com um substrato químico, criando o composto ou API desejado.

O grupo de pesquisa Emanuelsson mostrou que o uso de um disco de tecido protege as enzimas da desnaturação ou cisalhamento, que os torna inutilizáveis, e permite o contato ideal entre o catalisador da enzima e o substrato, o que garante reações rápidas. Isso significa que o disco de tecido do catalisador pode ser usado por muito mais tempo, tornando o processo mais barato e sustentável do que os reatores tradicionais.

Dr. Emanuelsson-Patterson diz:"O princípio básico do SMDR é usar as forças centrífugas geradas pela rotação para criar uma reação muito consistente e repetível. Os engenheiros químicos se esforçam para melhorar este tipo de 'transferência de massa', pois produz reações mais rápidas, e, em nosso caso, mais produtos químicos ou APIs. "

O Dr. Shivaprasad acrescenta:"Uma das principais vantagens do SMDR funciona um pouco como uma jukebox que pode alternar entre os registros. Usando os discos de malha de tecido catalisador, que pode ser trocado de forma fácil e rápida, significa que podemos aplicar uma variedade de reagentes ou catalisadores diferentes rapidamente, criando uma ampla gama de produtos químicos ou APIs. "

Explicando a necessidade de melhor eficiência, Dr. Emanuelsson-Patterson disse:"Reagentes e enzimas são caros e também muito sensíveis ao modo como são manuseados, particularmente no que diz respeito às forças de cisalhamento (ou rasgamento). Usar o disco de malha e aproveitar as forças centrífugas significa que reduzimos significativamente esses riscos, dando mais potencial para reutilizá-los com segurança. Isso traz benefícios de eficiência, custo e sustentabilidade. "

O design do disco também cria potencial para melhorar a eficiência da produção de produtos químicos - os catalisadores podem ser ligados e desligados rapidamente, criando flexibilidade e escopo para produção em lote. Um desafio empolgante que a equipe investigará é como o SMDR pode executar várias reações diferentes, usando vários catalisadores ao mesmo tempo.

O Dr. Shivaprasad fez parte do programa ICURe de três meses para realizar a análise de mercado para o SMDR. O objetivo principal era identificar os desafios atuais na fabricação de produtos químicos e se o SMDR tinha o potencial de aliviar esses desafios para melhorar a eficiência de processamento nas indústrias químicas.

"Descobrimos que havia uma necessidade de mercado entre os intermediários farmacêuticos - as empresas que fornecem APIs, os ingredientes que entram em medicamentos ou produtos - para mais rápido, opções de produção mais sustentáveis, " ela diz.

As próximas etapas para o Dr. Emanuelsson-Patterson e o Dr. Shivaprasad incluem a otimização do reator multi-disco 'scale-up', o MD-SMDR, em escala piloto e fazendo uma análise de custos. Eles esperam que seu custo-benefício e flexibilidade forneçam um caminho para a produção local de APIs e produtos químicos, reduzindo a dependência de cadeias de suprimentos complexas, que se mostrou um problema em alguns países durante a pandemia de coronavírus.

O MD-SMDR, é projetado com base em um conceito modular com um único eixo com vários discos, cada um dos quais seria empilhável. Isso criará flexibilidade nas quantidades e tipos de produtos químicos produzidos.

O projeto recebeu £ 68, 500 em financiamento do Innovate UK Sustainable Funding Rodada 2, uma parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido.

Dr. Ian Campbell, Presidente Executivo interino da Innovate UK, disse:"Nestes tempos difíceis, vimos o melhor da inovação empresarial britânica. A pandemia não é apenas uma emergência de saúde, mas também afeta a sociedade e a economia.

"SMDR Ltd, junto com todas as iniciativas que a Innovate UK apoiou por meio deste fundo, é um passo importante para impulsionar o desenvolvimento econômico sustentável. Cada um também está ajudando a realizar as ambições de pessoas que trabalham duro. "