Diseño básico de una instalación y sus líneas auxiliares de servicio basada en biorreactores con una capacidad de 10 m3 para la obtención de principios activos de medicamentos

Abstract

[ES] En el presente Trabajo de Fin de Grado se abordarán los diferentes aspectos de la ingeniería de proceso y cálculo energético relacionados con el diseño básico de una planta piloto dedicada a la producción de BioPharma. La instalación consta de un conjunto de seis prefermentadores agrupados en tríos de 100 y 1000L, que alimentan en cascada a tres biorreactores de 10m3 que trabajan en paralelo, permitiendo alternar procesos de limpieza y desarrollo de producto, con el fin de mantener una producción constante.

Se plantea el diseño básico de la instalación y de la geometría de los biorreactores presentes en la planta, teniendo en cuenta los parámetros que influyen en el diseño. El estudio del trabajo se centrará en el cálculo de intercambio térmico presente en el serpentín para calentamiento y refrigeración necesaria para mantener el equilibrio energético y garantizar las condiciones de funcionamiento óptimas para la trazabilidad de las cepas y la prosperidad del microorgansimo.

Se contemplará el estudio térmico e ingeniería hidráulica de las líneas auxiliares de servicio presentes en la planta, que alimentan al serpentín con vapor, agua caliente y agua fría. Para ello, se analizará toda la valvulería, bombas, equipos asociados y la instrumentación necesaria para poder monitorizar el proceso de intercambio térmico. Todo acorde a las normativas de seguridad y sostenibilidad ligadas al sector farmacéutico.

Finalmente, se expondrá un presupuesto completo donde se analizará la viabilidad del proyecto. Para ello nos basaremos en costes de material y fabricación real, teniendo en cuenta factores como la ubicación, dietas, desplazamientos y subcontratas necesarias para transporte o licencias. Conjuntamente, se plantea un presupuesto adicional donde se avaluará el coste indirecto como ingeniero en un proyecto de tales dimensiones, basándonos en las jornadas dedicadas al análisis previo, gestión del proyecto y el propio desarrollo de la ingeniería.

[EN] This Final Degree Project deals with the different aspects of process engineering and energy calculation related to the basic design of a pilot plant dedicated to the production of BioPharma. The installation consists of a set of six pre-fermenters separated in groups of three about 100 and 1000L, which feeds in row to three bioreactors of 10m3 working in parallel, allowing to alternate the cleaning and production process, in order to maintain a constant production.

The basic design of the installation and the geometry of the bioreactors in the pilot plant is going to be made in accordance with the parameters that influence the design. The focus of the study will be on the calculation of heat exchange present in the reactor for heating and cooling it, that is necessary to maintain the energy balance and archive the optimal operating conditions for the traceability of the strains and the prosperity of the microorganism.

The thermal study and hydraulic engineering of the auxiliary service lines will be considered, which feed the heat exchanger with steam, hot water and cold water. For this purpose, we are going to analyze all the valves, pumps, associated equipment and the necessary instrumentation to control the process. All according to the safety and sustainability regulations related to the pharmaceutical sector.

Finally, a complete budget will be presented to ensure the viability of the project. This will be based on actual material and manufacturing costs, taking into account factors such as location, diets and the subcontract necessary for transport or licenses. In addition, another budget will be prepared to take into account the indirect cost as an engineer in a project of such dimensions, based on the days dedicated to the previous analysis, project management and the development of the engineering.