Uma análise realista do setor de biotecnologia

São pouco mais de 7h da manhã no Centro de Aplicações e Tecnologia da GEA para New Food e Biotecnologia. Os alarmes foram desativados, e o sistema, com seu biorreator de 500 litros, está funcionando sem problemas pela primeira vez. A equipe passou a noite ajustando os controles. Agora, o display mostra um valor que ninguém esperava.

O organismo no reator está gerando quase três vezes mais calor do que nas experiências de laboratório. O sistema de refrigeração mal consegue dar conta. A engenheira de testes da GEA, Sofija Milošević, no terminal, mantém a calma, verifica os sensores e ajusta os parâmetros de controle.

Em seguida, ela resume o objetivo desse teste: “É bom que estejamos vendo isso aqui - e não em uma fábrica”.

Por que a Europa precisa de um teste prático

O novo Centro de Aplicações e Tecnologia (ATC) da GEA em Sarstedt, ao sul de Hannover, não é nem um showroom nem um substituto de um laboratório. É um local destinado a testes, coleta de dados e tomadas de decisão em antecipação. É nesse momento que fica claro se um conceito biológico pode se transformar em um processo industrial robusto. Esse passo é maior do que pode parecer. 

Por exemplo, grande parte dos nutrientes utilizados na pecuária europeia, incluindo certos aminoácidos e vitaminas, provém atualmente da China. Não porque a Europa não pudesse produzi-los por conta própria, em princípio - mas porque existe uma lacuna entre a descoberta em laboratório e a produção na fábrica. Até agora, pouquíssimos conseguiram superar essa barreira.

O que, à primeira vista, parece ser um pormenor técnico sem grande importância pode ter consequências econômicas diretas. Se a cadeia de abastecimento for afetada devido a tensões políticas, barreiras comerciais ou aumento dos custos de transporte, o abastecimento alimentar da Europa sente logo o impacto.

A base científica por trás das alternativas já está disponível há muito tempo: em laboratórios, estudos e programas de financiamento. Para obter a aprovação de uma nova substância na Europa, as empresas precisam, cada vez mais, descrever não apenas a molécula, mas também o processo (testado em laboratório) por trás dela: o organismo, as etapas individuais do processamento, o conceito de higiene, os pontos de controle e a reprodutibilidade. Para essas etapas finais, um centro de testes é exatamente o que é necessário para transformar a pesquisa em um processo que funcione de forma confiável, reproduzível e econômica.

“A Europa financia a ciência e fica de braços cruzados enquanto a ampliação da produção ocorre em outros lugares”, afirma Frederieke Reiners, vice-presidente de New Food e Biotecnologia da GEA. “Isso está começando a mudar. “Mas é preciso infraestrutura, não apenas declarações de intenções”. 

Quatro etapas da produção

O caminho de quatro etapas, do laboratório até a fábrica, começa com perguntas feitas no laboratório: A biologia faz sentido? O organismo produz o composto alvo? A linha celular cresce? A ideia básica faz sentido? 

Na segunda etapa, um centro de testes, como o CTA da GEA, verifica se o processo funcionaria em escala industrial. Um produto deve ser recuperável com qualidade estável e contar com uma cadeia de valor sólida.

Depois disso, as primeiras bateladas podem ser produzidas em uma planta de demonstração, em condições que correspondam à produção alimentar posterior. Isso permite o desenvolvimento de produtos e a realização de testes de mercado. É somente na unidade industrial que fica definitivamente claro se todo o processo é viável em grande escala.

Cada etapa tem sua própria lógica. Cada uma delas exige equipamentos, dados e decisões diferentes. Cada etapa torna possível a próxima.

Marcel Oogink está montando a Fábrica de Fermentação Biotecnológica (BFF) em Ede, na Holanda, com o suporte da GEA. A unidade de demonstração aberta oferece às empresas a oportunidade de continuar realizando testes em condições adequadas para alimentos após a fase no CTA. Para ele, o caminho do laboratório até a fábrica não é um grande salto, mas uma cadeia de decisões, cada uma das quais precisa de suas próprias evidências. 

Até hoje, essa cadeia tem sido vista com muito pouca frequência na indústria.

O que o teste prático revela

Vamos voltar ao fermentador e à carga térmica inesperada. O excesso de calor gerado pelos experimentos não é apenas uma falha, mas uma informação crucial. Para a empresa que trabalha com esse organismo, acaba de ser descoberta uma exigência específica. No âmbito industrial, o sistema de refrigeração deve ser projetado de maneira diferente desde o início.

Essa constatação exigiu um trabalho extra e causou algumas dores de cabeça. Em uma fábrica já concluída, no entanto, isso teria custado milhões ou levado todo o projeto a uma paralisação.

Momentos como esse acontecem repetidamente no CTA, de diferentes formas. Em outro caso, um pequeno teste preliminar revelou formação maciça de espuma. Em uma escala maior, isso teria sido praticamente impossível de controlar. Agora, o sistema de controle pode ser projetado com maior precisão do que o planejado, e a adição de nutrientes pode ser ajustada.

Outro cliente se deparou com uma questão muito prática: Como é possível extrair proteína de uma célula de levedura? Para isso, foi necessário, em primeiro lugar, abrir as paredes celulares. No CTA, os engenheiros investigaram vários pré-tratamentos e condições de processo para o uso de um homogeneizador de alta pressão. O objetivo era liberar o máximo possível de proteína, mantendo o consumo de energia sob controle.

As etapas subsequentes de concentração e purificação também proporcionaram insights importantes. Ao comparar a separação e a filtração, a equipe conseguiu selecionar a tecnologia de separação adequada para o processo. Em uma das etapas testadas, a equipe obteve rendimentos de proteína superiores a 90%.

Klaus Stojentin, membro da Diretoria Executiva da GEA responsável pela Divisão de Engenharia de Plantas de Nutrição, está bem ciente da diferença entre os resultados de laboratório e as condições reais nas plantas. “A tecnologia mais empolgante só faz diferença se tudo ao seu redor funcionar”, diz ele. “E não é no laboratório que a gente aprende sobre ‘tudo o que está ao redor’”.

Um “não” dito logo no início protege contra um “sim” equivocado

Nem todo teste leva a um caminho a seguir. Isso pode parecer um revés. Mas a clareza é fundamental quando as mudanças ainda são viáveis.

Em testes realizados com um cliente, ficou claro que o organismo simplesmente não era produtivo o suficiente. O rendimento ficou muito abaixo do que seria economicamente viável. Nenhuma otimização da planta nem ajuste no processo teria conseguido resolver isso. A empresa reavaliou sua análise de viabilidade e retomou o desenvolvimento de cepas.

“Às vezes, o melhor resultado de um teste é um ‘não’”, diz Reiners. “Um ‘não’ dito a tempo protege contra um ‘sim’ equivocado”.

É aí que reside a lógica industrial pragmática do CTA: As empresas que realizam testes antecipadamente podem mudar de rumo mais cedo. Quem realiza os testes tarde demais - ou nem os realiza - pode acabar investindo em uma suposição que não se sustenta nas condições reais.

Esse conhecimento não se adquire sentado na mesa de um escritório. Isso decorre da experiência prática em condições que se aproximam da realidade industrial.

As chamadas “sandboxes regulatórias”, que vêm sendo discutidas mais amplamente na Europa, seguem a mesma lógica: As empresas e as autoridades chegam a um entendimento mútuo antes da apresentação do pedido de aprovação propriamente dito. O CTA não é, por si só, uma ferramenta regulatória. Mas fornece exatamente o tipo de dados que torna esse aprendizado orientado mais significativo e robusto.

Do projeto piloto à fabricação em série

A Solar Foods mostra o que é possível fazer em grande escala. A empresa finlandesa produz o Solein®, uma proteína microbiana criada a partir de CO₂, hidrogênio e minerais. Eles utilizam energia renovável, independente de terras agrícolas, condições climáticas e estações do ano.

A GEA construiu a primeira planta comercial da Solar Foods como um projeto “chave na mão” e agora está planejando a Factory 02 - a primeira planta industrial de proteínas em grande escala -, que será construída em Lappeenranta, na Finlândia.

A Solar Foods está provando que a cadeia pode funcionar, desde que cada etapa seja realizada com cuidado.

O conhecimento do processo se traduz em prontidão para a produção

A manhã em Sarstedt já ficou para trás há muito tempo. Milošević ajustou o controle e revisou a estratégia de alimentação; a planta está operando de forma estável. A geração inesperada de calor se tornou uma orientação concreta para a próxima ampliação da produção.

Os resultados agora oferecem uma base sólida para a tomada de decisões. Eles confirmam ou validam o caso de negócios, esclarecem a viabilidade da produção e transmitem confiança aos investidores. A empresa que desenvolveu esse sistema agora sabe do que precisa para a próxima planta. Ela conhece as oportunidades e as limitações. 

“Esse é o verdadeiro resultado do nosso ATC”, afirma Milošević. “Trabalhamos com bateladas e protocolos, mas, no fim das contas, o que importa é o entendimento que torna possível o próximo passo”.

A Europa possui uma ciência forte. A Alemanha possui uma sólida tradição em engenharia. O que a indústria precisa são locais onde ambas se encontrem em condições suficientemente próximas da realidade industrial para que isso se materialize. 

Sarstedt agora é um desses lugares.