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La biocatalisi enzimatica è una nuova tecnologia utilizzata nei processi di produzione chimica più vantaggiosa rispetto alla chemiocatalisi. Gli enzimi di biotrasformazione sono usati in molti ambiti e in tutti i settori industriali, inclusi il settore alimentare, farmaceutico, tessile, chimico, dei biocombustibili, della carta e degli elettrodomestici. Le aziende di prodotti a base chimica stanno infatti cercando metodi e tecnologie che consentano di migliorare la sostenibilità. L'approccio "chimica verde" nella ricerca, nello sviluppo e nella produzione è diventato un aspetto importante degli obiettivi strategici nella maggior parte di questi settori, soprattutto in quello farmaceutico e dei composti chimici di alto valore.
Per ottimizzare l'efficienza catalitica dell'enzima senza conseguenze indesiderate o deleterie, i metodi di reazione o di sintesi biocatalitica devono essere ottimizzati per numerose configurazioni dei parametri di processo. I parametri biocatalitici definiti in questo libro bianco includono:
- Scelta e concentrazione di soluzione tampone e solvente
- Scelta dell'enzima, chimica dell'immobilizzazione delle superfici, efficienza dell'enzima-substrato e progettazione del reattore
- Condizioni di pH e gestione di sottoprodotti come basi o acidi deboli
- Screening delle prestazioni termiche che possono favorire l'efficienza della reazione ma che devono essere bilanciate per mantenere l'integrità dell'enzima
- Controllo dell'ossigeno o di altri gas disciolti, soprattutto per alcuni enzimi
- Controllo della composizione nello spazio di testa del reattore
- Regimi di dosaggio appositamente modulati per lo scale-up del processo
- Studi sulla miscelazione, sul trasferimento di massa e sulle condizioni multifase
La capacità di controllare una reazione biocatalitica, di accumulare e analizzare dati analitici in tempo reale, e condividere i risultati da remoto sono fattori critici, considerate le difficoltà in termini di risorse e personale affrontate dai vari settori. Le aziende e i ricercatori che investono nella raccolta di grandi quantità di dati riescono a mantenere o a migliorare la produttività nonostante normative e vincoli rigorosi.
L'adozione della tecnologia analitica di processo (PAT), lo sviluppo di processi basati su grandi quantità di dati per la progettazione delle reazioni, l'automazione dei processi, la caratterizzazione dei sistemi di particelle e l'analisi delle reazioni sono stati fondamentali per la diffusione e lo scale-up della catalisi enzimatica in numerosi settori industriali. Il risultato è stato un aumento costante della gamma di prodotti realizzati mediante processi biocatalitici.
Scaricate il libro bianco "PAT per la biocatalisi nello sviluppo dei processi" per scoprire in che modo l'utilizzo della tecnologia PAT e la digitalizzazione nella ricerca, nello sviluppo e nella realizzazione dei processi di biocatalisi e biotrasformazione consente di identificare rapidamente vie di sintesi non vitali, ottenere misure delle reazioni cinetiche, screening e controllo dei parametri di processo.
