I processi produttivi farmaceutici e chimici per la preparazione/produzione dei principi attivi o dei prodotti primari, prevedono delle lavorazioni che vengono effettuate all’interno di macchine chiamate reattori, ma che non hanno nulla a che vedere con i reattori nucleari. Si tratta di apparecchiature, spesso in pressione e dotate di mescolatori interni (mixer), all’interno delle quali vengono “mescolati” i vari componenti della ricetta che compongono il prodotto finale, che tramite reazioni chimiche consentono la realizzazione della produzione richiesta.
Macchine simili, anche se meno sofisticate vengono impiegate anche nell’industria cosmetica, per la preparazione di creme o prodotti di bellezza.
Tali reazioni avvengono a temperature controllate, tanto è vero che queste apparecchiature, sono dotate di camicie termostatiche, all’interno delle quali viene fatto scorrere un fluido, caldo o freddo a seconda del momento della reazione, che ne consenta la perfetta termoregolazione, secondo le richieste della ricetta di produzione.
La termoregolazione di questi apparecchi un tempo veniva realizzata facendo scorrere nelle camicie o nei semitubi, alternativamente il fluido di riscaldamento (olio diatermico, acqua, vapore) ed il fluido di raffreddamento (acqua, soluzione incongelabile).
Questo sistema sebbene efficace comportava alcune controindicazioni:
- inquinamenti dei circuiti dei fluidi di servizio, in quanto risultava difficile drenare completamente i circuiti dei reattori dal fluido alternativamente caldo o freddo
- lungaggini di tempo inaccettabili, legate alle operazioni di drenaggio e caricamento dei differenti fluidi
- regolazione della temperatura poco precisa
- range di temperatura ristretti
I moderni sistemi di termoregolazione sono dotati di sistemi chiamati monofluido: sono delle centraline di termoregolazione che, a seconda dei livelli di temperatura necessari per il processo, hanno a bordo due, tre o più scambiatori di calore, alimentati dai diversi fluidi di servizio (azoto liquido, soluzione incongelabile, acqua gelida, acqua di torre, vapore, olio diatermico, acqua surriscaldata) che arrivano dalla centrale termica o dai sistemi di raffreddamento centralizzati installati in azienda, che riscaldano o raffreddano un unico fluido vettore che circola all’interno dei semitubi/camicie del reattore.
Queste unità package, sono complete di
- valvole autoazionate di regolazione
- sistemi di controllo della temperatura (centraline di termoregolazione)
- pompe di circolazione
- sonde di temperatura
- sensori di pressione
- plc
- valvole di intercettazione
e di tutti gli automatismi che permettono la gestione della temperatura necessaria al processo produttivo che asservono in totale autonomia, sotto la supervisione di un sistema centralizzato realizzato tramite computer in sala controllo.
Queste centraline sono realizzate in conformità alla normativa Atex e/o PED a secoonda delle zone di installazione e della classificazione delle aree.
I vantaggi di questi sistemi sono evidenti:
- nessun inquinamento dei circuiti di servizio
- massima precisione nel controllo della temperatura
- estrema rapidità nel passaggio da un livello di temperatura ad un altro
- flessibilità ed affidabilità
la continua evoluzione di questi sistemi, nonchè la costante richiesta da parte dei processi produttivi di condizioni di lavoro estreme, ha ampliato il range di utilizzo di queste centraline, portandolo verso l’alto fino ai 400°C con l’impiego di scambiatori di calore speciali, spingendo al contempo la realizzazione di unità criogeniche fino a temperature di – 70°C ed oltre, mediante l’impiego di fluidi particolari, che mantengono elevati coefficienti di trasmissione del calore ed una fluidità notevole anche a temperature bassissime.
Nello specifico le centraline criogeniche, vengono alimentate ad azoto liquido ed utilizzano speciali fluidi siliconici o solventi come il metanolo, che hanno un range di applicazione estremo e versatile.