Présentation

La Société des ingénieurs chimiques (SCE) est depuis longtemps un moteur de la transformation du biotraitement d'une science de laboratoire naissante en un pilier industriel robuste. Grâce à une recherche rigoureuse, à une collaboration intersectorielle et à une éducation ciblée, les membres de SCE ont réalisé des percées qui touchent les produits pharmaceutiques, la production de denrées alimentaires et de boissons, les biocarburants et la réhabilitation environnementale.

Historique de la Société des ingénieurs chimiques

Fondée au début du XXe siècle, la SCE a été créée pour unir les ingénieurs chimiques dédiés à la progression des processus industriels. Dans les décennies qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale, les systèmes biologiques ont commencé à remplacer les catalyseurs purement chimiques dans des industries comme la production d'antibiotiques, la société a reconnu le biotraitement comme un domaine critique.

Les principales étapes sont le rapport du Groupe de travail sur le biotraitement de 1985 du SCE, qui a identifié les goulets d'étranglement dans l'expansion et recommandé des investissements dans les systèmes de détection et de contrôle.Dans les années 1990, la société a lancé son Programme de boursiers en biotraitement, cultivant des leaders qui allaient plus tard faire la première place à la fabrication d'anticorps monoclonaux.

Principales contributions au biotraitement

Les réalisations techniques du SCE s'étendent à l'ensemble du pipeline de biotraitement, depuis la culture cellulaire en amont jusqu'à la purification et au traitement des déchets en aval.

Développement de technologies bioréatrices avancées

Les membres du SCE ont redessiné les bioréacteurs pour maximiser le transfert d'oxygène, minimiser le stress de cisaillement et permettre un contrôle précis du pH et de la température.Les innovations comprennent des bioréacteurs à usage unique pour des systèmes de production et de perfusion flexibles et sans contamination qui maintiennent les cellules à une densité optimale pendant des semaines. Un exemple notable est le SCE-BioPilot Consortium, qui a développé une plateforme modulaire de bioréacteur qui a réduit les temps de passage de 40 % dans les organisations de fabrication sous contrat.

Optimisation des processus par la modélisation et l'automatisation

Les chercheurs du SCE ont défendu l'utilisation de la dynamique des fluides informatiques (CFD) et de l'analyse des flux métaboliques pour optimiser la croissance cellulaire et la formation de produits. Leur travail sur Les cadres de la technologie analytique des procédés (PAT) permet de surveiller et de contrôler en temps réel les bioprocédés, réduisant ainsi les taux de défaillance des lots.

Innovations dans le traitement en aval

La purification représente jusqu'à 60% des coûts de biotraitement. Les contributions du SCE se concentrent sur la chromatographie membranaire, l'extraction aqueuse en deux phases et la chromatographie continue. Le développement de chromatographie mobile en lit simulé pour la séparation des protéines, affinée par les filiales industrielles du SCE, permet maintenant une opération continue avec une résolution plus élevée.

Pratiques durables et réduction des déchets

L'Initiative de biotraitement vert favorise les systèmes en boucle fermée où l'eau et les solvants sont recyclés et la biomasse résiduelle est convertie en énergie.En intégrant l'évaluation du cycle de vie (ALC) dans la conception des procédés, les ingénieurs du SCE ont réduit de 30 % l'empreinte carbone de la production d'enzymes industrielles.

Impact sur la bioprocédure pharmaceutique

La fabrication pharmaceutique a été remodelée par les développements dirigés par le SCE. La société Bioprocessing for Biologics a établi des normes pour la fabrication continue d'anticorps monoclonaux, maintenant adoptées par les grands producteurs. Par exemple, la plateforme Integrate continue Bioprocessing (ICB), co-développée par le SCE et l'Université de Cambridge, permet de produire de bout en bout de dégel pour remplir moins de 14 jours, soit six semaines de moins pour les procédés traditionnels de fabrication par lots.

Pendant la pandémie de COVID-19, les membres du CPE ont rapidement partagé les meilleures pratiques pour la production de vaccins contre l'ARNm, y compris la formulation optimisée de nanoparticules lipidiques et les étapes d'ultrafiltration. Les lignes directrices d'urgence de la société, publiées en libre accès, ont aidé les biofabricants à accroître leur production à l'échelle mondiale pour répondre à la demande mondiale.

Rôle dans les biocarburants et les énergies renouvelables

Les ingénieurs du SCE ont contribué à faire progresser les biocarburants de et de troisième génération. Leur travail sur les technologies de prétraitement, telles que l'explosion de vapeur et la dissolution de liquides ioniques, a rendu la biomasse lignocellulosique économiquement viable.

Dans le secteur des algues au biodiesel, les membres du CPE ont mis au point des photobioréacteurs à haut taux qui réduisent le risque de contamination et la productivité en deux lipides par rapport aux bassins ouverts.Un partenariat entre le CPE et le Laboratoire national des énergies renouvelables a produit un système de récolte évolutive utilisant la floculation et la flottation d'air dissous qui coupe l'énergie de déshydratation de 40 %.Ces innovations sont documentées dans ]Biotechnologie Advances, une revue fréquemment citée par les contributeurs du CPE.

Initiatives éducatives et de collaboration

Le Symposium annuel SCE Bioprocessing attire plus de 2 000 participants et propose des pistes sur la culture cellulaire, la purification et la conformité réglementaire. Les partenariats entre l'industrie et les universités, comme le SCE Bio-Innovation Hub, font équipe avec des mentors d'entreprises pour résoudre les défis du monde réel, ce qui donne lieu à des dizaines de brevets chaque année.

Publications phares et diffusion de la recherche

La société publie plusieurs revues évaluées par des pairs, dont SCE Journal of Bioprocess Engineering[ et ]Green Chemistry in Bioprocessing. Ces revues ont des facteurs d'impact supérieurs à 5.0 et offrent des options d'accès ouvert aux pays en développement.

Perfectionnement professionnel et certification

SCE offre un Ingénieur en bioprocédés certifié (CEB) titre de compétence qui valide l'expertise en conception de processus, qualité par conception (QbD) et affaires réglementaires. Pour maintenir la certification, les ingénieurs doivent compléter des unités de formation continue (CEU) dans des domaines émergents comme le contrôle des processus sous l'impulsion de l'IA.

Orientations et impact futurs

La SCE oriente le biotraitement vers une intégration plus poussée avec les technologies numériques.La société Bioprocessing 4.0 Task Force crée des lignes directrices pour l'utilisation de l'apprentissage machine pour prédire les résultats de fermentation et l'automatisation robotique pour l'expérimentation à haut débit.La biologie synthétique est un autre cadre: les ateliers SCE sur les systèmes sans cellules et les souches de production génétiquement stabilisées visent à réduire les cycles de développement d'années en mois.

La durabilité de l'environnement reste un thème central. SCE.L'engagement net-Zero Bioprocessing[ a été signé par 47 entreprises membres, s'engageant à réduire de 50 % la consommation d'eau et d'énergie d'ici 2030.

Enfin, le CPE élargit sa portée mondiale en s'associant à des organisations comme la Société internationale de biotraitement et l'Association mondiale de bioénergie. Ces coalitions permettront le transfert de connaissances vers des environnements à faibles ressources, contribuant ainsi à produire des produits biologiques et des biocarburants abordables dans les régions qui en ont le plus besoin.

Grâce à un siècle d'innovation, la Société des ingénieurs chimiques a transformé le biotraitement d'un art en science prédictive. Ses membres continuent de briser les obstacles techniques, de défendre la durabilité et d'éduquer la prochaine génération d'ingénieurs.