Punto de inflexión en nuevos alimentos
21 de julio de 2025
Marisco cultivado de tipo salvaje. (Foto: Arye Elfenbein/ CC BY)
Las proteínas alternativas son prometedoras pero su producción sigue siendo costosa. La respuesta habitual es que el escalado resolvería este problema. Pero, ¿y si la solución consistiera realmente en mejorar, no solo en crecer? Desde procesos más eficientes y de alto rendimiento hasta el reciclaje del calor residual, los ingenieros están remodelando la forma en que creamos los alimentos.
A pesar de toda la atención prestada en los últimos años a la carne cultivada y a la fermentación de precisión, la verdadera transformación comienza ahora. Los ingenieros, y no solo los empresarios, están haciendo avanzar el proceso y liderando la siguiente fase: escalar nuevos alimentos con mejores biorreactores, líneas celulares más estables y sistemas de energía más inteligentes. Es un cambio de enorme magnitud, que avanza más rápido cuando la propia configuración del proceso se convierte en el impulsor.
Nuevos alimentos en GEA
Detrás de la producción mundial de alimentos están los sistemas que la hacen funcionar: desde la manipulación higiénica a la aséptica, pasando por la mezcla, fermentación, clarificación, concentración y secado. GEA es una de las pocas empresas que abarca toda esta cadena de procesos. Ahora, esa experiencia está ayudando a acelerar el cambio hacia las proteínas alternativas. En lugar de construir nuevos sistemas desde cero, muchos productores de nuevos alimentos están adaptando la infraestructura y las tecnologías existentes. La función de GEA es hacer que esa transición sea más rápida, limpia y eficiente.
En 2022, GEA creó una línea de negocio dedicada a los nuevos alimentos, que abarca la fermentación de precisión y de biomasa, la carne cultivada, los productos de origen vegetal y la nutrición a base de insectos. El objetivo: ayudar a los productores a pasar de conceptos en fase inicial a procesos escalables y estables.
Morten Holm Christensen (Director de Aplicaciones Biotecnológicas, GEA) y Tatjana Krampitz (Directora de Gestión Tecnológica de Nuevos Alimentos, GEA) hablan de los procesos de fermentación gaseosa con el Dr. Juha-Pekka Pitkänen, (Cofundador y Director de Tecnología, Solar Foods).
Otro ejemplo es Solar Foods, que produce la soleína, una proteína microbiana elaborada con aire y electricidad renovable. La empresa ha ampliado con éxito su producción exclusiva de fermentación gaseosa, con el apoyo de GEA en para diseñar los procesos e integrar la tecnología aguas abajo.
Mejores biorreactores: El avance de la perfusión
A medida que las empresas trabajan para ampliar la producción de carne cultivada, un reto sigue siendo central: ¿cómo aumentar el rendimiento celular al tiempo que se garantiza que los procesos sean estables y rentables? La funcionalidad del biorreactor reside en el centro de esa ecuación.
En GEA, un equipo de ingenieros está avanzando en el procesado basado en perfusión, una alternativa a los métodos por lotes o por lote alimentado que permite mayores densidades celulares y productividad, así como la recolección continua de células. “Nuestros estudios y modelizaciones demuestran que la perfusión es el camino para alcanzar la capacidad de producción”, afirma Tatjana Krampitz, directora de gestión tecnológica de la unidad de Nuevos Alimentos de GEA. “Para lograr un funcionamiento continuo, combinamos un control inteligente del proceso con un rendimiento óptimo de la perfusión, lo que permite estrategias de recolección y alimentación bien programadas (parciales o continuas)”.Estos conocimientos llevaron a GEA a lanzar en 2024 una plataforma de perfusión de nivel básico para proyectos piloto asépticos, que incluye el biorreactor Axenic P y el separador de un solo uso Kytero. Esta combinación permite el cultivo de células de alta densidad, mientras que la centrífuga también agiliza la recolección continua de células y reduce los esfuerzos de limpieza y esterilización.
La I+D de GEA en nuevos alimentos también está avanzando en áreas como el control de procesos (mejora de la mezcla, por ejemplo), el aprendizaje automático (para aumentar los rendimientos mediante una planificación y programación eficientes) y la mejora de la eficiencia operativa (reduciendo los tiempos de inactividad y garantizando la disponibilidad de los medios de producción).
Nuevos alimentos
Los centros tecnológicos de GEA apoyan el escalado de proteínas alternativas
Aquí, las empresas de tecnología alimentaria pueden probar y perfeccionar sus procesos de fermentación y cultivo celular en condiciones industriales, antes de invertir en infraestructuras a gran escala.
La eficiencia no es solo cuestión de rendimiento: se trata de construir sistemas que funcionen de forma más inteligente desde el principio.
Tatjana Krampitz
Directora de Gestión Tecnológica de Nuevos Alimentos, GEA
Los procesos circulares de nuevos alimentos son la próxima innovación
Gracias a su experiencia en ingeniería en toda la cadena de producción, GEA aporta una visión holística a los nuevos alimentos. La empresa va más allá de reconsiderar cómo se fabrican los alimentos: desafía a los productores a reestructurar su producción para conseguir eficiencia y sostenibilidad a largo plazo.
Este enfoque holístico se basa en los profundos conocimientos de GEA en calefacción, refrigeración, bioprocesado y optimización de plantas de producción. En lugar de escalar por defecto, GEA ayuda a las empresas alimentarias y biotecnológicas a diseñar fábricas más inteligentes, construidas para la eficiencia energética, circularidad y rendimiento en el mundo real.“La eficiencia no es solo cuestión de rendimiento” afirma Tatjana Krampitz. “Se trata de construir sistemas que funcionen de forma más inteligente desde el principio, con recuperación de energía, automatización y plataformas flexibles que se adapten a medida que evoluciona el mercado. Eso también significa utilizar los recursos con prudencia, sin comprometer la calidad ni el rendimiento”.
Soluciones de ingeniería holística
Producción alimentaria climáticamente inteligente
Otro ejemplo de descarbonización en el mundo de las bebidas: En 2026, una importante empresa de bebidas elaborará su primera cerveza en la que será la primera fábrica de cervezas neutra en carbono de Europa, también alimentada por sistemas de energía circular de GEA. A pesar de las grandes demandas de calefacción y refrigeración que presenta la elaboración de cerveza, los sistemas mecánicos de recompresión de vapor y las bombas de calor de GEA reducen el uso de energía térmica hasta en un 90% al recuperar el calor residual de la refrigeración y la cocción del mosto.
Si conseguimos que las fábricas de cerveza lleguen a cero neto, podemos hacer lo mismo con la fermentación de precisión.
Adam Mincher
Director Técnico de Ingeniería para Cerveza y Bebidas Alcohólicas, GEA
Aplicar la lógica cervecera a los nuevos alimentos
Adam Mincher, Director Técnico de Ingeniería para Cerveza y Bebidas Alcohólicas de GEA, ve la misma lógica trasladable a las proteínas alternativas. “Los nuevos alimentos ofrecen una alternativa a lo que muchos consideran una agricultura industrial insostenible”, afirma. “Pero sigue habiendo dudas sobre el beneficio climático que aportan, sobre todo teniendo en cuenta la energía necesaria para hacer funcionar estas plantas de producción. Si las diseñamos para que sean autosuficientes y circulares en cuanto a energía desde el principio, desbloquearemos toda una nueva capa de eficiencia. Así que, si podemos conseguir que las fábricas de cerveza lleguen a cero neto, conseguiremos lo mismo con la fermentación de precisión”.
Añade que, a diferencia de dichas fábricas, los sistemas de nuevos alimentos suelen funcionar con una carga energética más constante, lo que los hace aún más adecuados para la recuperación de calor.
Repensar la escala: Por qué el proceso vence al tamaño
Para los ingenieros de GEA, el objetivo no es solo reducir la huella alimentaria, sino también acercar la fabricación de alimentos al uso de la propia lógica de la naturaleza. Como explica Morten Holm Christensen, director de aplicaciones para biotecnología: “El metabolismo microbiano produce producto, pero también libera agua y CO2, y ambos pueden capturarse y reutilizarse. Puede sonar a ciencia ficción, pero es exactamente como ha funcionado siempre la naturaleza”.
Hace solo unos años, el entusiasmo en torno a las proteínas alternativas se centraba principalmente en la escala: pasar de los experimentos de laboratorio a la producción industrial. La escala sigue siendo importante. Pero hoy en día, muchos expertos sostienen que la eficiencia del proceso importa más: el funcionamiento continuo, el uso inteligente de la energía y un mejor diseño de los biorreactores están demostrando ser más poderosos que el tamaño por sí solo.
Los nuevos alimentos necesitan algo más que acero. Necesitan sistemas más inteligentes.
Morten Holm Christensen
Director de aplicaciones para biotecnología, GEA
Un reciente análisis de McKinsey refuerza este cambio de mentalidad. Según sus conclusiones, la mejora de los procesos puede mejorar el coste de los productos vendidos para los ingredientes fermentados más que el escalado por sí solo, hasta en un 60%. Mientras que duplicar la escala de la planta reduce los costes unitarios entre un 20% y un 50%, mejorar los parámetros del proceso –como la concentración del producto, el rendimiento de la fermentación y la estabilidad de las cepas– puede reducir los costes unitarios hasta un 60%.
Para una fermentación de precisión, Christensen señala tres áreas en que son esenciales unos procesos más inteligentes:
(Foto: Solar Foods)
- Eficacia de las cepas: Los microbios están diseñados para suministrar más producto con menos recursos y ciclos más cortos. El acceso a equipos avanzados de fermentación a escala piloto permite a los desarrolladores de cepas diseñar microbios optimizados para una producción a gran escala, lo que reduce el riesgo de ineficiencias en su desarrollo.
- Estabilidad de las cepas: Los avances en tecnologías de proteínas recombinantes mejoran la resistencia a las mutaciones, garantizando un rendimiento estable durante largos ciclos de fermentación. Con unas cepas estables y un diseño aséptico adecuado, se puede conseguir una operación continua. Este cambio de discontinuo a continuo es una de las formas más eficaces de aumentar la capacidad en los sistemas de biorreactores.
- Rendimiento del biorreactor: A escala, la transferencia de oxígeno, la gestión del calor, las propiedades de mezcla y el esfuerzo de cizalla se vuelven más difíciles de manejar. Pocas empresas operan hoy en día más allá de una zona de confort de la industria de los 100 metros cúbicos, pero ya existen en línea algunos sistemas que funcionan a 400 metros cúbicos.
Un biorreactor o 25.000 vacas
A medida que mejore el rendimiento en estas tres dimensiones, la productividad podría crecer exponencialmente. “Hoy en día, un biorreactor grande podría sustituir a 2.500 vacas lecheras en términos de capacidad de producción de proteínas. Pero si la ingeniería de cepas, la estabilidad y la tecnología de biorreactores progresan en paralelo –como esperamos– esas sinergias conseguirían que ese mismo biorreactor sustituyera a 25.000 vacas”.
Lo que alimenta el optimismo de Christensen es que gran parte de la infraestructura para la fermentación de precisión a escala comercial existe hoy en día. “Ya se trate de preparación de medios, esterilización, separación, filtración, purificación, secado por atomización o manipulación de producto en polvo, la gama de GEA ya cubre lo que se necesita, sobre todo aguas abajo”, explica. Y los biorreactores son productores netos de calor. Si añadimos a esta mezcla los sistemas de recuperación de energía de GEA, el argumento cobra aún más fuerza”.
El punto de inflexión está cerca
La tecnología, la economía y la urgencia social se están alineando. Para Christensen, el punto de inflexión está al alcance de la mano para los nuevos alimentos y, con él, un cambio en el poder de la industria. Los últimos cuellos de botella se están resolviendo. Las empresas que controlen cepas de producción robustas irán en cabeza. Especialmente, aquellas con cepas estables y listas para escalar la producción tienen una gran ventaja”.
Su mensaje no es sobre precauciones. Se trata del momento oportuno. El nuevo tren de la alimentación aún no ha salido de la estación. Pero cuando lo haga se moverá rápido.
