En el centro de ensayos industrial (pilot plant) se dispone de multitud de servicios orientados a la solución que apoyan a las empresas en el desarrollo de formulaciones y en la optimización de procesos. Forman el puente entre la investigación de laboratorio y la producción a gran escala y permiten desarrollar, ensayar y preparar para el escalado nuevos productos y procedimientos con seguridad en condiciones próximas a la práctica.

Desarrollo de formulaciones y diseño de la formulación

Los servicios orientados a la solución para el desarrollo de formulaciones comprenden en particular:

Desarrollo y optimización de la formulación

Elaboración sistemática y ajuste fino de nuevas formulaciones, teniendo en cuenta las propiedades de las materias primas, las especificaciones objetivo, los costes de fabricación y las exigencias regulatorias. Para ello se adaptan los ingredientes, las concentraciones y los aditivos de modo que se alcancen de forma selectiva las propiedades de producto deseadas (p. ej. la viscosidad, la distribución granulométrica, la reactividad, la sensórica).

Estudios de viabilidad (feasibility studies)

Valoración de la viabilidad técnica de nuevas formulaciones en condiciones de proceso próximas a la realidad, incluida la comprobación de las interacciones entre materias primas, de la estabilidad del proceso y de la reproducibilidad.

Cribado de materias primas

Cualificación de materias primas y componentes alternativos en cuanto a la aptitud tecnológica, el rendimiento, los costes, la sostenibilidad y la estabilidad del proceso en la configuración de instalación existente.

Ensayos de estabilidad y de compatibilidad

Investigación de la estabilidad en almacenamiento, frente a la temperatura y en la aplicación, así como de la compatibilidad con materiales y envases, para asegurar la conservación y la funcionalidad de la formulación durante todo el ciclo de vida.

Fabricación de muestras y de prototipos

Fabricación de lotes pequeños para ensayos de aplicación, pruebas sensoriales, estudios de liberación y para la validación de especificaciones fisicoquímicas antes del paso a la escala de producción.

Ingeniería inversa (opcional)

Análisis de productos existentes para comprender su composición y sus parámetros críticos y derivar de ello estrategias de optimización o de sustitución para las formulaciones propias.

Desarrollo de procesos, escalado y validación

Para la transferencia de los resultados de laboratorio a procesos de producción robustos, el centro de ensayos ofrece los siguientes servicios:

Estudios y ensayos de escalado

Transferencia de procesos de la escala de laboratorio a la escala piloto y de producción, teniendo en cuenta la transmisión de calor y de materia, la reología, el comportamiento de mezclado y la dinámica de flujo. Para ello se emplean números característicos de semejanza (p. ej. el número de Reynolds o el número de Newton), para mantener controlables los efectos físicos.

Diseño de experimentos (DoE)

Planificación de ensayos estadísticamente respaldada para identificar y optimizar los parámetros críticos del proceso (critical process parameters, CPP) como los perfiles de temperatura, las relaciones de presión, los tiempos de mezclado o las estrategias de dosificación – con el mínimo número de ensayos y la máxima solidez de las conclusiones.

Validación de las ventanas de proceso y validación del procedimiento

Determinación de ventanas de proceso robustas dentro de las cuales el proceso transcurre de forma estable y reproducible, así como acreditación de la capacidad del proceso conforme a las prescripciones relevantes para la calidad (p. ej. GMP, estándares internos de calidad).

Especificación de los equipos y transferencia tecnológica

Derivación de las exigencias técnicas para las instalaciones de producción a partir de los datos obtenidos en el centro de ensayos, incluido el apoyo en la documentación, la formación y la transferencia de las recetas de control al sistema de control de procesos.

Analítica, aseguramiento de la calidad y troubleshooting

Para apoyar el desarrollo y la optimización se ofrecen amplios servicios analíticos y de diagnóstico:

Caracterización fisicoquímica

Determinación de los valores característicos centrales del producto (p. ej. la viscosidad, el tamaño de partícula, la densidad, el valor de pH, el contenido de sólidos, la conductividad), para comprender las relaciones entre estructura y propiedades e influir en ellas de forma selectiva.

Ensayos de técnica de aplicación

Simulación de las condiciones reales de uso en el usuario final para valorar el rendimiento, la procesabilidad, la vida útil y la facilidad de uso de los productos.

Troubleshooting y análisis de la causa raíz (root cause analysis)

Reproducción de las condiciones industriales a escala piloto para identificar sistemáticamente las desviaciones del proceso (p. ej. la formación de aglomerados, la segregación, la formación de espuma, la degradación térmica), así como derivación de medidas correctoras y preventivas eficaces.

Optimización de procesos y aumento de la eficiencia

Para los procesos de producción en marcha, el centro de ensayos ofrece servicios de optimización orientados a la solución:

Optimización de procesos y debottlenecking

Identificación y eliminación de los cuellos de botella en las cadenas de proceso existentes para aumentar la efectividad total de la instalación (OEE), incrementar el rendimiento y reducir los tiempos de ciclo.

Análisis de la eficiencia energética y de recursos

Registro y evaluación de los consumos de energía, de agua y de materias primas para derivar medidas de aumento de la eficiencia, de reducción de costes y de disminución del rechazo y de las emisiones.

Simulación y modelización de procesos

Empleo de modelos digitales para predecir el comportamiento de flujo, de mezclado y de transmisión de calor, así como para valorar las variantes de optimización sin intervenir en la producción en marcha.

Servicios digitales y basados en datos

Los centros de ensayos modernos utilizan herramientas digitales para acortar los ciclos de desarrollo y aumentar el dominio del proceso:

Process Analytical Technology (PAT) y sensórica en línea

Integración de analítica en línea y de sensórica para la vigilancia en tiempo real de magnitudes de proceso químicas y físicas, con el fin de detectar tempranamente las desviaciones y desarrollar estrategias de regulación.

Conducción automatizada de lotes y recetas de control

Desarrollo y ensayo de secuencias de proceso automatizadas (p. ej. conforme a ISA-S88) a escala piloto, para preparar la posterior implementación en los sistemas de control de procesos y aumentar la reproducibilidad.

Registro de datos, monitorización y evaluación del proceso

Registro, almacenamiento y evaluación sistemáticos de todos los datos de proceso relevantes para elaborar huellas digitales de las series de ensayos, para apoyar el escalado, la optimización y el aseguramiento de la calidad y para cumplir las exigencias regulatorias.

Asesoramiento, regulación y sostenibilidad

Como complemento de las prestaciones técnicas, el centro de ensayos ofrece con frecuencia servicios de apoyo:

Asesoramiento técnico y transferencia tecnológica

Acompañamiento en la transferencia de las formulaciones y los procesos desarrollados al centro de producción, incluida la transferencia de know-how, la formación y el apoyo en las decisiones de escalado.

Apoyo regulatorio

Asesoramiento sobre el cumplimiento de las normas específicas del sector y de los requisitos de seguridad y medioambientales, así como sobre la elaboración de la documentación necesaria (p. ej. las fichas de datos de seguridad).

Evaluación de la sostenibilidad

Análisis de la huella ecológica de las formulaciones y de los procesos (p. ej. mediante un análisis del ciclo de vida), para desarrollar alternativas que ahorren recursos, sean eficientes energéticamente y generen pocas emisiones.

Mediante la combinación selectiva de estos servicios en el centro de ensayos pueden acortarse los tiempos de desarrollo, reducirse los riesgos de producción, acelerarse el time-to-market y asegurarse al mismo tiempo una calidad estable y reproducible a escala industrial.