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Química peligrosa: Elección entre lotes o flujo

SÍNTESIS Y MANUFACTURA DE APIS



Cynthia A. Challener

Para muchos procesos que involucran química peligrosa, proceder en modo de flujo tiene ventajas económicas y de seguridad.

La química de flujo ya no es una tecnología novedosa relegada en gran medida a los laboratorios de descubrimiento de fármacos. La mayoría de las compañías farmacéuticas y algunos fabricantes por contrato han adoptado la fabricación continua hasta cierto punto tanto para la fabricación de productos farmacéuticos como de medicamentos. Se tienen en cuenta varios factores al determinar la garantía de los métodos de producción por lotes o de flujo.

Consideración de los peligros
El cambio de la química por lotes a flujo, a menudo obedece a la necesidad de realizar reacciones peligrosas, según Matthew M. Bio, presidente y CEO de Snapdragon Chemistry. "La química de flujo es una excelente manera de tratar con reacciones líquido/gas y reacciones que se realizan a altas presiones, a altas temperaturas o que involucran intermediarios inestables que requieren bajas temperaturas," dice.

En Hovione, primero se identifica la fuente de peligro. Además de los ejemplos anteriores, las reacciones altamente exotérmicas y las reacciones con reactivos altamente tóxicos/corrosivos también son buenos candidatos según Rui Loureiro, director de desarrollo de química de procesos de I&D de la compañía. "Las reacciones que involucran riesgos que no se pueden controlar fácilmente bajo condiciones por lotes, se suelen realizar utilizando química del flujo," dice.

Sin embargo, Loureiro resalta que no todas las reacciones peligrosas se cambian automáticamente a química de flujo. "Muchas hidrogenaciones catalíticas y reacciones de hidrólisis se han realizado por lotes durante mucho tiempo de manera segura. En tales casos donde la seguridad no se vea comprometida, la decisión de cambiar a química de flujo debería tener en cuenta el rendimiento requerido frente al tiempo y costo invertidos," observa.

Las reacciones que involucran suspensiones también representan a menudo un desafío para la química de flujo, particularmente durante las etapas de desarrollo con equipos más pequeños, según Filipe Ataíde, líder del grupo de fabricación continua de Hovione. "Tales procesos a menudo deben estudiarse a concentraciones mucho más bajas, lo cual puede hacer difícil definir los beneficios de la química de flujo frente a lo que se puede lograr en el proceso por lotes," comenta.

El tiempo/velocidad de reacción suele ser el principal indicador de si la reacción se puede realizar en flujo, de acuerdo con Bio. Los tiempos de reacción largos darían como resultado reactores tubulares o tanques de agitación continua bastante grandes. Sin embargo, la química del flujo todavía presenta oportunidades para estas reacciones lentas. "Con los márgenes de procesamiento expandido disponibles en la química de flujo (por ejemplo, presión, temperatura), muchas reacciones que a primera vista aparecerían como pobres candidatos para la química de flujo, pueden desarrollarse con éxito como procesos continuos," afirma.

Conocer la cinética del proceso también ayuda a convertir los procesos por lotes a flujo, ya que el equipo puede diseñarse para ajustarse a la cinética, coincide Rudi Oliveira, un químico de I&D en el grupo de fabricación continua en Hovione. "Sin embargo, la decisión de utilizar la química de flujo en un proceso debe tomarse lo antes posible, preferiblemente al inicio del desarrollo del proceso, de modo que los reactores se puedan diseñar inicialmente y se puedan evitar retrasos," señala.

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