Come Food Brewer utilizza le pompe peristaltiche e i tubi Watson-Marlow per migliorare la produzione di cacao a base cellulare

Food Brewer AG utilizza le pompe peristaltiche e i tubi Watson‑Marlow per garantire la sterilità, la facilità d'uso e la versatilità di trattamento necessarie per la preparazione e la filtrazione dei terreni di coltura nella produzione pilota di cacao a base cellulare.

Nel suo impianto pilota vicino a Zurigo, in Svizzera, Food Brewer utilizza cellule vegetali naturali per produrre materie prime per il suo cacao e caffè in polvere. La start-up preleva cellule da una fava di cacao e le utilizza per creare una coltura cellulare. Una volta che la coltura raggiunge la qualità richiesta, viene trasferita in un bioreattore, dove le cellule crescono in un terreno ricco di nutrienti prima di essere raccolte, essiccate e tostate per ottenere la polvere di cacao. La selezione delle cellule assistita dall'intelligenza artificiale assicura che solo le cellule migliori vengano trasferite al bioreattore.

Per garantire sterilità ed efficienza lungo l'intero flusso di lavoro upstream, Food Brewer utilizza pompe peristaltiche Watson-Marlow delle serie 530 e 630, compatte e a prova di contaminazione, dotate di tubi PureWeld XI Watson-Marlow. La combinazione di pompe e tubi è utilizzata per tre applicazioni upstream critiche:

• Preparazione dei terreni di coltura: formulazione e miscelazione accurate dei terreni di coltura cellulare, che forniscono i nutrienti essenziali per la crescita delle cellule di cacao.
• Filtrazione dei terreni di coltura: rimozione di particelle e microrganismi dai terreni di coltura preparati prima che entrino nel bioreattore, garantendo la sterilità e proteggendo le delicate cellule vegetali.
• Preparazione dell'inoculazione: trasferimento delle cellule da un bioreattore al bioreattore di dimensioni maggiori successivo.

Food Brewer utilizza pompe Watson-Marlow con un bioreattore ad agitazione orbitale (OSB) SB2500-Z Kuhner, installato alla fine del 2025, che offre volumi operativi compresi tra 500 e 2.500 litri. Food Brewer aveva già utilizzato in passato pompe Watson-Marlow per montaggio a pannello integrate in bioreattori prodotti da Krones/Steinecker, Cytiva e Getinge.

Preparazione e filtrazione dei terreni di coltura

Klaus Kienle, cofondatore e CPO di Food Brewer, ha dichiarato: "Siamo entusiasti delle pompe Watson-Marlow: sono affidabili, versatili e garantiscono ottimi risultati.

"Attualmente utilizziamo le pompe due o tre volte alla settimana, principalmente per la preparazione e la filtrazione di terreni di coltura. Utilizziamo le pompe per filtrare terreni di coltura per volumi fino a 1.000 litri, e presto persino maggiori.

"La pompa 630 di Watson-Marlow viene utilizzata principalmente per la produzione di cacao, mentre la pompa 530 viene impiegata per produzioni su scala ridotta, che includono anche altre cellule vegetali, come il caffè.

"Cercavamo pompe che potessero essere utilizzate in un ambiente sterile. Le nostre cellule vegetali sono più resistenti di quanto non sembri. Hanno una capacità di sopportazione elevata, ma la sterilità è fondamentale, perché, se i batteri riescono a penetrare, finiscono per proliferare a scapito delle cellule.

"Volevamo anche ottenere versatilità. Con queste due pompe possiamo coprire senza problemi volumi che vanno da una piccola beuta a oltre 1.000 litri. Ecco perché siamo passati dalla pompa 530 al modello 630.

"Non operiamo nel settore della produzione farmaceutica, che richiede la piena conformità alle Norme di buona fabbricazione (NBF), ma il fluid path chiuso è comunque utile, perché utilizziamo tubi dedicati per le diverse applicazioni: uno per il cacao e uno per il caffè.  

Facilità d'uso

"La flessibilità e la facilità d'uso sono fondamentali. Diverse persone utilizzano le pompe, collocate in vari punti della nostra struttura, senza ricevere istruzioni dettagliate. La pompa ha contribuito a rendere il processo di filtrazione più economico e affidabile e possiamo spostarla facilmente all'interno dell’impianto pilota.

"Le pompe hanno contribuito a migliorare notevolmente la capacità di trattamento su piccola scala. Grazie alle pompe Watson-Marlow, siamo in grado di trattare una quantità molto maggiore di prodotto in meno tempo e con meno errori rispetto alla fase di trattamento precedente con pompe di aspirazione."

"La possibilità di regolare facilmente la velocità è fondamentale, poiché utilizziamo la pompa per una gamma di volumi estremamente ampia. Siamo passati alla pompa 630, più grande, perché era necessario, ma anche con la pompa 530 abbiamo trattato volumi compresi tra pochi millilitri e centinaia di litri.

"Abbiamo provato una pompa Watson-Marlow e siamo rimasti molto soddisfatti del risultato. Questo è uno dei motivi per cui ci siamo convinti a scegliere queste pompe e a includerle nel nostro budget, un processo importante per una start-up come la nostra."

Il cacao coltivato in laboratorio da Food Brewer rappresenta un'alternativa sostenibile al metodo agricolo tradizionale che produce cioccolato sfruttando le piantagioni di cacao. L'aumento delle temperature, la scarsità delle risorse idriche e il calo dei tassi di impollinazione hanno messo a dura prova le forniture mondiali di cacao. Con la coltivazione di cacao indipendente dal clima, dal terreno e dalla stagionalità, Food Brewer offre un modello produttivo in grado di adattarsi ai cambiamenti futuri.

Nel 2025, Lindt & Sprüngli, un importante produttore svizzero di cioccolato, ha stretto una partnership con Food Brewer, e la start-up punta ad ampliare la propria gamma di prodotti senza limitarsi al cacao.

Kienle ha aggiunto: "Il cacao è stata la nostra prima coltura, il caffè è stata la seconda, ma puntiamo a molto di più, tanto che il nostro portfolio include una piattaforma per la coltivazione di cellule vegetali. Ci stiamo concentrando sul cacao, ma abbiamo creato una piattaforma per lo sviluppo estremamente rapido di colture cellulari vegetali, anche per la produzione su larga scala. Ciò offre il vantaggio di eliminare la dipendenza dall'ambiente. È possibile collocare lo stabilimento proprio accanto all'azienda produttrice, nel nostro caso il nostro investitore Lindt in Svizzera, che a sua volta potrebbe installare i bioreattori accanto alla propria linea di produzione del cioccolato, così da poter produrre i volumi quotidiani di cui ha bisogno in modo affidabile, senza l'uso di pesticidi e senza alcun impatto sull'ambiente.

"Il nostro obiettivo è garantire prezzi competitivi rispetto al cioccolato tradizionale, con un costo al chilo a una sola cifra, e non siamo lontani dal raggiungerlo. Il nostro attuale impianto pilota ci offre una capacità totale di 6.000 litri."

Food Brewer sta attualmente incrementando la propria produzione e punta a lanciare sul mercato il suo cioccolato a base cellulare alla fine del 2026, o al più tardi nel 2027.

La pompa peristaltica serie 530 offre portate comprese tra 0,004 ml/min (0,0006 gal USA/h) e 3,5 l/min (55,48 gal USA/h), mentre la serie 630 offre portate comprese tra 0,001 l/min (0,0002 gal USA/min) e 18 l/min (4,76 gal USA/min), a seconda del modello e delle opzioni relative alla testa e ai tubi.

Scoprite le nostre soluzioni per i bioprocessi upstream