Le passage de formulations R&D sur des volumes d'échantillons de quelques ml à des volumes de production de plusieurs tonnes, est nécessaire dans un objectif d’atteinte de seuils de rentabilité économiquement viable pour un futur produit à mettre sur le marché.
Comparons la production conventionnelle en batch à la production continue en microfluidique afin de mettre en évidence les avantages de cette dernière.
Production Conventionnelle en Batch
La montée en échelle en production batch fait généralement appel à un processus dit homothétique (scale-up). Cette étape consiste à adapter les proportions de la formule initiale à des volumes de production plus importants. Il s'agit de s'assurer que les propriétés du produit restent constantes lors de l'augmentation de l'échelle. Cette montée en échelle présente des contraintes techniques dont les principales sont:
Adaptation Process : Nécessaire pour ajuster les méthodes de production aux équipements disponibles. Cela peut impliquer des modifications dans les étapes de mélange, de chauffage ou de refroidissement pour s'assurer que le produit final répond aux spécifications.
Gâche de Matières Premières : Pendant la montée en échelle, il y a souvent des pertes de matières premières dues à des ajustements et à des essais nécessaires pour optimiser le processus de production.
Consommation Eau de Nettoyage : L'utilisation d'équipements de grande taille nécessite des quantités importantes d'eau pour les nettoyer entre les différents lots de production, augmentant ainsi la consommation d'eau et les coûts associés.
Production en Microfluidique
La montée en échelle via un procédé microfluidique fait appel à des technologies de production en flux continue qui n’utilisent généralement pas de processus homothétiques (scale-up). On parlera plutôt ici de parallélisation de réacteurs (scale-out). Les bénéfices évalués par cette voie de montée en échelle seront multiples:
Rapidité de transfert de process: Un procédé microfluidique en continu présente l’avantage d’être rapide et flexible dans la transférabilité des phases de R&D vers des phases de production. Il y a généralement peu d’adaptation de l’instrumentation aux problématiques de mélange, de chauffage ou de refroidissement.
Production en Continu : Contrairement à la production par lots, la microfluidique permet une production continue, ce qui élimine les temps d'arrêt entre les lots et optimise l'efficacité.
Économie d’Eau de Nettoyage : Grâce à la précision et à la taille réduite des équipements microfluidiques, la quantité d'eau nécessaire pour le nettoyage est considérablement réduite, ce qui diminue les coûts et l'impact environnemental.
Conclusion
La microfluidique offre une possibilité de montée en échelle d’une formule cosmétique avec des délais raccourcis et avec peu de contraintes quant à l’adaptabilité du processus. Par ailleurs, les pertes de matières premières en sont réduites tout en économisant les ressources en eau. Elle permet donc de passer de phases de R&D à des phases de production de manière plus efficace et durable, marquant ainsi une avancée significative dans la production cosmétique.
En adoptant la microfluidique, Klearia montre son engagement envers l'innovation et la durabilité, offrant ainsi des avantages compétitifs importants dans l'industrie cosmétique.