DDE: maior rendimento de carne cultivada
Crescimento cultivado: colaboração com a DDE
A demanda por carne é constante e crescente, o que tem consequências óbvias para o meio ambiente. Carne cultivada a partir de células animais é uma alternativa promissora, se for possível produzi-la de maneira econômica. Para alcançar esse objetivo, as condições de fermentação precisam ser perfeitamente controladas e os processos precisam ser gerenciados de forma inteligente. A D.D. Enterprises (DDE) de Pune (Índia) tem uma solução. Graças a know-how extenso e anos de experiência com biorreatores, a empresa está se estabelecendo como uma nova marca de referência em produção de Smart Proteins (proteínas inteligentes).
Na vanguarda
A produção convencional de carne exerce um grande impacto no clima e na biodiversidade. Para evitar esses problemas, um número crescente de fabricantes está trabalhando na produção de carne cultivada. Essa carne é cultivada a partir de células animais, por meio de biorreatores. Trata-se de um processo que até agora tem sido usado principalmente na indústria biofarmacêutica. A DDE, com sede em Pune, Índia, é especializada no desenvolvimento, construção, comissionamento e qualificação de skids de processo estéreis para a indústria biofarmacêutica. A empresa conta com mais de 600 talentos — pesquisadores, engenheiros, técnicos, designers e especialistas em tecnologia — que fornecem soluções confiáveis de biorreatores para empresas biofarmacêuticas líderes no nível mundial. Com 46 anos de experiência e mais de 1.000 projetos concluídos com sucesso, a DDE se tornou pioneira no desenvolvimento de soluções econômicas em Smart Proteins para a emergente indústria de New Food (novos alimentos).
Resultados rápidos
Para uma startup na Califórnia, os especialistas da DDE desenvolveram biorreatores de semeadura com capacidade de 20, 200 e 2.000 litros, além de um biorreator de produção de 10.000 litros. "Este biorreator é atualmente um dos maiores do mundo usado na indústria de New Food", explica Ajay Dubey, Diretor Geral da DDE. Ele não impressiona apenas pelo seu tamanho: seu tempo de produção, de apenas 6 meses, também é inigualável. Normalmente, são necessários 16–18 meses: "Com o apoio da Bürkert, conseguimos reduzir o 'time to market' em 67%. Nem mesmo o nosso cliente acreditava que isso fosse possível, até porque nenhuma outra empresa no mundo concordou em trabalhar com o período de produção tão curto. Neste caso, fomos obrigados a buscar soluções fora do padrão. O diagrama de fluxo da tubulação e dos instrumentos precisou ser completamente reinventado", explica Dubey e acrescenta: "Graças à configuração, calibração e operação facilitadas dos produtos Bürkert, foi possível realizar o Factory Acceptance Test (teste final de aceitação de fábrica) da forma muito eficiente."
Pressão de alto custo
Do ponto de vista técnico, a fermentação em biorreatores não é um problema, mesmo quando se trata de Smart Proteins. No entanto, os custos de produção de carne cultivada ainda são muito elevados, explica o diretor-geral: "Estamos falando, aproximadamente, de um fator de 50, quando comparado com carne produzida da maneira convencional. Por isso, o foco de todo o setor é conseguir produzir carne cultivada de uma forma muito mais eficiente."
Os fabricantes estão procurando avidamente por novas soluções, para aumentar o rendimento do produto. Também é necessário otimizar os custos de produção dos próprios biorreatores, para que a carne cultivada se torne acessível a um público mais amplo. "Biorreatores são construídos de acordo com as normas da indústria biofarmacêutica, que são as mais altas que existem atualmente. Por outro lado, para os Smart Proteins, valem os requisitos da indústria alimentícia. "Por consequência, precisamos definir processos e conceitos de forma totalmente diferente", explica Dubey.
"Com o apoio da Bürkert, conseguimos reduzir o 'time to market' normal em 67%."
Desafios de escalonamento
Uma das dificuldades enfrentadas é que a indústria de New Food ainda é um setor relativamente novo e não existem as normas e as experiências comparáveis às que já foram adquiridas na indústria farmacêutica, por exemplo. "Muitas coisas ainda precisam ser determinadas experimentalmente. Por isso, precisamos de soluções escalonáveis e os produtos Bürkert são imbatíveis nesse sentido", afirma com entusiasmo o diretor administrativo da DDE. Por exemplo, a vazão ideal de gás para atingir o maior rendimento possível do produto ainda estava em desenvolvimento. Portanto, era necessária uma solução de regulação de gás com um intervalo de ajuste igualmente alto, que mantivesse com precisão a vazão em reatores de diferentes tamanhos, mesmo com vazões extremamente baixas. Para a regulação precisa de gases de fermentação, foram usados os Mass Flow Controllers (MFCs) compactos e calibráveis, do Tipo 8741. "Em biorreatores geralmente trabalhamos com vazões de gás de até 70%, ou seja, com coeficientes de vazão de gás de 1–2 vvm. Neste projeto, possibilitamos a nosso cliente os coeficientes de até 0,1 vvm. Esses níveis são sem precedentes no setor", afirma Ajay Dubey. Para isso, a DDE usou dois circuitos de regulação de gás paralelos. Um algoritmo especialmente desenvolvido pela Bürkert seleciona o circuito de controle adequado, dependendo da vazão necessária.
A precisão e a repetibilidade de medição dos MFCs são excelentes e garantem que uma receita possa ser reproduzida de forma confiável sempre que uma proporção de mistura otimizada for usada.
Dosagem higiênica de nutrientes
Uma solução de sistema leve e compacta, composta pelo medidor de vazão FLOWave Tipo 8098 e pela válvula de regulação Tipo 2380 com posicionador, garante fornecimento contínuo e seguro de nutrientes. Mais uma vez, o cliente exigiu uma grande variância, com vazões entre 1 e 100 l/min. A solução escolhida permite dosagem precisa, mesmo com vazões muito baixas, e operação higiênica e segura, graças à capacidade CIP/SIP, explica o diretor geral da DDE: "Em comparação com bombas peristálticas, essa solução é robusta e muito mais fácil de limpar. Estamos falando de mais de um milhão de linhas celulares. Uma excelente capacidade de limpeza é essencial aqui. Os blocos e as válvulas diafragma da Bürkert possuem um design absolutamente estéril e não possuem espaços mortos. Com isso, nosso cliente pode acelerar a produção de novos lotes, sem risco de contaminação cruzada."
Crescimento celular confiável
Para garantir que o processo de cultivo celular não seja interrompido, mesmo em caso de falha de um instrumento de análise, a DDE, em conjunto com a Bürkert, desenvolveu uma solução de redundância. "As amplas opções de comunicação oferecidas pelos produtos Bürkert se mostraram muito úteis. Isso nos permite reagir mais rapidamente a mudanças indesejáveis e aumentar a qualidade do processo."
Otimização conjunta
Em uma colaboração transparente e aberta, de igual para igual, a DDE e a Bürkert alcançaram um avanço impressionante no escalonamento de processos de produção de New Food. Essa colaboração continua para encontrar soluções ainda mais eficientes que ajudarão a indústria de New Food a continuar crescendo, afirma Ajay Dubey: "A indústria da carne procura alternativas mais baratas e sustentáveis a biorreatores convencionais. Juntamente com a Bürkert, estamos pesquisando maneiras de otimizar os circuitos de controle que atendam aos requisitos da aplicação e automatizem os processos com mais eficiência. Temos planos ambiciosos para o futuro."
