Ingénierie des réactions pour la conception de procédés robustes et évolutifs

Le Dr Rahul Sangodkar décrit l'approche rationalisée de l'ingénierie réactionnelle d'Amgen pour la conception de procédés robustes et évolutifs.

Les modèles prédictifs basés sur la régression pour la cinétique des réactions chimiques sont essentiels au développement de procédés chimiques commerciaux pour les petites molécules, à la caractérisation des procédés, au transfert de technologie et aux activités de fabrication en continu. Le développement et l'utilisation de ces modèles robustes minimisent le besoin d'expériences empiriques à forte intensité de main-d'œuvre et facilitent une meilleure compréhension conceptuelle de la chimie de la réaction. Il est important de noter que les modèles d'ingénierie réactionnelle permettent d'évaluer rapidement des scénarios in silico afin d'établir des espaces de conception et/ou une justification quantifiée pour la sélection d'équipements (plateformes), en particulier pour la fabrication en continu. De tels modèles ont été développés, validés et régulièrement utilisés chez Amgen pour soutenir la conception et les démonstrations à l'échelle pour diverses réactions synthétiques, y compris la formation de liaisons amide, l'époxydation et l'épimérisation.

Malgré leur importance, les modèles d'ingénierie réactionnelle ont souvent des capacités limitées d'intégration avec des méthodes de modélisation plus complexes (par exemple, la dynamique des fluides numérique), peuvent souvent nécessiter des transferts de données manuels qui prennent du temps, et les modèles finaux sont excessivement difficiles à déployer pour les PME non modélisatrices qui font partie intégrante des équipes de projet. Pour atténuer ces difficultés, la plateforme de modélisation COMSOL a été évaluée afin de comprendre les possibilités de développement, de déploiement et de mise à jour des modèles de cinétique réactionnelle. Il a notamment été démontré que les modèles COMSOL pouvaient être déployés de manière transparente pour les PME non spécialistes de la modélisation (sans expérience de la modélisation) via des "applications web", ce qui facilite l'utilisation accélérée des modèles et permet d'effectuer des prédictions à la demande. En combinaison, les capacités d'ingénierie des réactions et la nouvelle plateforme de modélisation devraient permettre d'améliorer l'engagement en faveur de l'utilisation des modèles et d'accroître l'efficacité en vue de fournir des processus robustes et bien caractérisés.

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Dr. Rahul Sangodkar - Amgen