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La biocatalyse enzymatique est une nouvelle technologie qui offre des avantages par rapport à la chimiocatalyse dans la fabrication de produits chimiques. Les enzymes utilisées pour la biotransformation sont extrêmement diverses et s'appliquent à tous les secteurs industriels, notamment l'agroalimentaire, l'industrie pharmaceutique, les textiles, les biocarburants, le papier, les produits chimiques et les produits dménagers. Les fabricants de produits chimiques identifient des méthodologies et des technologies afin d'améliorer la durabilité. L'intégration de la « chimie verte » dans la recherche, le développement et la fabrication est devenue un facteur important des objectifs stratégiques dans la plupart de ces secteurs, notamment les produits pharmaceutiques et les produits chimiques de grande valeur.
Les méthodes de réaction ou de synthèse des biocatalyseurs doivent être optimisées pour une multitude de configurations de paramètres de procédé qui optimisent l'efficacité catalytique de l'enzyme sans introduire de conséquences indésirables ou délétères. Les paramètres de biocatalyse caractérisés dans cette documentation sont les suivants :
- Sélection et concentration du tampon et du solvant
- Sélection de l'enzyme, chimie d'immobilisation de surface, efficacité du substrat enzymatique et conception du réacteur
- Critères de pH et gestion des sous-produits tels que des acides ou des bases faibles
- Examen des performances thermiques susceptibles de favoriser l'efficacité de la réaction, mais nécessitant un équilibre avec l'intégrité enzymatique
- Contrôle de l'oxygène ou d'autres gaz dissous, notamment pour certaines enzymes
- Contrôle de la composition de l'espace de tête du réacteur
- Schémas de dosage correctement modélisés pour l'extrapolation des procédés
- Études de mélange, transfert de masse et conditions à plusieurs phases
La capacité de contrôler une réaction biocatalytique, de collecter des données d'analyse en temps réel, d'analyser ces données et de partager les résultats à distance est essentielle compte tenu des défis en matière de ressources et de personnel auxquels sont confrontés les différents secteurs. Les entreprises et les chercheurs qui investissent dans des expériences riches en données maintiennent ou améliorent leur productivité malgré des règles de travail strictes et des aménagements de poste complexes.
L'introduction d'un développement de procédés riche en données basé sur les technologies de mesures industrielles (PAT) pour l'ingénierie des réactions, l'automatisation des procédés, la caractérisation des systèmes de particules et l'analyse des réactions a joué un rôle déterminant dans la propagation et l'extrapolation réussies de la catalyse enzymatique dans de nombreux secteurs industriels. La gamme de produits fabriqués à l'aide de procédés biocatalytiques ne cesse de s'étendre.
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