Un géant pharmaceutique gagne plusieurs millions de dollars de bénéfices sur son processus de récolte de fermentation à haute densité grâce à la technologie unique Bactofuge®

Pour les besoins de la production de traitements thérapeutiques de grande valeur, les grandes entreprises de l'industrie pharmaceutique s'orientent de plus en plus vers les processus de fermentation à haute densité.

Ce faisant, elles sont confrontées au défi de séparer et de clarifier en aval le bouillon de cellules à forte teneur en solides de façon efficace.
En effet, l'utilisation de centrifugeuses à disques et de filtres traditionnels a pour inconvénient de gaspiller des quantités de produits de grande valeur évacués avec les déchets, et dont le montant s'élève à des millions de dollars.

C'est pour cette raison qu'un client de longue date s'est tourné vers Alfa Laval pour développer une solution révolutionnaire : la technologie unique Bactofuge®.
Pendant 2 ans, les équipes Alfa Laval ont travaillé en collaboration avec celles du producteur pharmaceutique qui a remplacé en 2022  son clarificateur par un séparateur nouvelle technologie.

Un rendement amélioré de 6%

Les chiffres obtenus sont  impressionnants : le remplacement du clarificateur conventionnel par un séparateur Alfa Laval avec Bactofuge® a permis d'augmenter le rendement du produit d'environ 6 %, soit une valeur ajoutée d'environ 7 millions de dollars par lot. L'investissement dans le nouvel équipement a été amorti en moins d'un seul lot.

Patrik Kagevi, directeur commercial mondial pour les technologies des sciences de la vie, la biopharmacie et la fermentation industrielle chez Alfa Laval, faisait partie de l'équipe qui a travaillé avec l'entreprise sur ce défi. Il note que le client est ravi du résultat et a désormais investi dans un total de 5 centrifugeuses équipées de la technologie Bactofuge® afin de réaliser des améliorations similaires sur plusieurs sites.

Lorsque vous disposez d'un produit aussi sophistiqué et coûteux, la dernière chose que vous souhaitez est de perdre des volumes importants lors du processus de clarification et de séparation, mais c'est pourtant ce qui se passait, explique-t-il. Les filtres s'encrassaient et l'efficacité de la séparation était compromise, mais nous avons compris que le séparateur MBPX 714 Bactofuge était la solution idéale.
Cette centrifugeuse Alfa Laval présente des caractéristiques clés qui la rendent idéale. Tout d'abord, sa conception hermétique signifie que l'ensemble du mécanisme rotatif est entièrement rempli de liquide, ce qui apporte d'énormes avantages.

Un cisaillement faible pour un traitement en douceur

L'avantage le plus significatif est qu'elle introduit de faibles forces de cisaillement à l'entrée de la centrifugeuse, ce qui permet un traitement beaucoup plus doux des cellules sensibles par rapport au traitement qu'elles recevaient dans le clarificateur :

Le produit n'est pas en rotation lorsqu'il entre et doit être accéléré à plusieurs milliers de tours par minute en une fraction de seconde, explique Patrik Kagevi. Lorsque vous avez quelque chose d'aussi délicat et fragile que des cellules qui se brisent très facilement, vous devez faire en sorte que l'accélération soit très douce, avec des forces de cisaillement aussi faibles que possible. C'est ce que permet ce bol entièrement rempli de liquide.
Le fait de ne pas briser les cellules a deux conséquences : le processus ne crée pas beaucoup de petits fragments cellulaires difficiles voire impossibles à séparer, ce qui permet d'obtenir un liquide plus clair contenant les molécules ciblées. Et il n'y a pas non plus de libération de protéines intercellulaires mélangées à la protéine cible, ce qui facilite la purification en aval.

Une centrifugeuse à déchargement continu

Le Bactofuge® est une fonctionnalité révolutionnaire pour la séparation cellulaire à haute densité. Son importance dans ce type d'application est telle qu'elle se reflète même dans le nom de la centrifugeuse. La conception de sa sortie permet un déchargement continu, offrant un débit et un rendement plus élevés tout en réduisant les besoins de filtration en aval et en raccourcissant le temps de traitement.

Comme il s'agit d'un processus continu, vous obtenez un flux constant, ce qui signifie qu'il n'y a pas de variations dans les résultats, contrairement à ce qui se passe avec un modèle intermittent, où vous obtenez des rafales de solides non séparés avec un liquide par ailleurs clarifié, explique Patrik Kagevi.
Lorsque vous retirez les cellules séparées de manière continue, il est alors possible d'optimiser leur concentration. Idéalement, vous voudriez une concentration de 100 %, mais vous devez laisser passer un peu de liquide avec les cellules pour que le flux continue.
En ajustant simplement la sortie, vous pouvez trouver le point idéal pour le flux de liquide, tout en obtenant une concentration de cellules aussi élevée que possible, ce qui est difficile à faire avec d'autres types de technologies.

Une concentration supérieure à 90 % et des flux de biomasse maîtrisés avec le Bactofuge® 

Le client obtient des résultats supérieurs à 90 % de concentration, ce qui est très élevé, surtout si on le compare au chiffre précédent d'environ 75 % obtenu avec le clarificateur conventionnel.
La conception de l'Alfa Laval Bactofuge permet également de surveiller et de réguler plus précisément les flux de biomasse séparée dans une sortie et de liquide clarifié dans l'autre sortie. Grâce à des débitmètres et des vannes de régulation, le client peut s'assurer que les conditions restent constantes.

C'est ce dont nous sommes fiers chez Alfa Laval, déclare Patrik Kagevi. Ce client est à la pointe du développement technologique, et nous avons créé une solution qui suit le rythme de ses progrès.
Pour eux, c'est désormais une évidence. Ils intègrent le Bactofuge dans toutes les fermentations à haute densité, ce qui leur confère un avantage considérable en termes de coûts de production et améliore l'accessibilité de ces médicaments.