Sempre per applicazioni farmaceutiche, abbiamo quindi di recente fornito tre centraline TREG per termoregolazione di fluidi siliconici per reattori smaltati. Si tratta sempre di una classica applicazione di termoregolazione monofluido, dotata di riscaldamento mediate resistenze elettriche e sezione di raffreddamento a bassa temperatura (-30° C) tramite scambiatori a piastre saldobrasati e valvole miscelatrici.

Il controllo delle rampe di temperatura è ottenuto tramite termoregolatori elettronici dedicati e tiristori (SCR), che permettono al cliente di pilotare le resistenze con potenza modulante. Le centraline lavorano infine con pompe speciali, con tecnologia a trascinamento magnetico e amplissimo range di temperatura compreso tra -30/+300° C.

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Queste macchine operano a -20°C, garantendo la termostatazione dei reattori impiegati nei processi di produzione dei principi attivi. Un’applicazione critica, che richiede affidabilità, precisione e continuità operativa.

Il progetto è stato completato in tempi record: 4 mesi dalla conferma d’ordine alla consegna, con messa in servizio che è avvenuta senza alcuna difficoltà. Un risultato che conferma ancora una volta l’impegno del team Tempco nel supportare l’industria farmaceutica con soluzioni su misura, efficienti e affidabili.

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Tutto parte della fase di tostatura, primo passo per trasformare i semi di cacao in cioccolato. E’ in questa fase fondamentale che gli aromi caratteristici del prodotto si sviluppano, quando i semi vengono riscaldati a una temperatura compresa tra i 110 e i 160° C. Si tratta di un passaggio estremamente delicato, in quanto ogni varietà di cacao richiede temperature ben precise e determinate per sprigionare al massimo il proprio potenziale aromatico, senza però bruciarsi.

E’ qui che entrano in gioco le centraline di termoregolazione di Tempco, che assicurano un controllo accurato della temperatura evitando sbalzi che potrebbero rovinare il prodotto e compromettere l’intero processo di lavorazione. Inoltre, mantenere una temperatura stabile durante tutta la fase di tostatura consente di preservare le proprietà nutrizionali e organolettiche del cacao. Una tostatura perfetta, resa possibile da un controllo termico preciso, è la base per creare un cioccolato di alta qualità che possa competere sul mercato.

Alle fasi successive, e alle applicazioni di controllo della temperatura richieste rispettivamente per le operazioni di concia, concaggio, temperaggio e formatura con raffreddamento finale, dedicheremo quindi presto ulteriori articoli.

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Applicazioni Principali

1. Sintesi chimiche controllate:
   ◦ I processi di sintesi chimica richiedono condizioni termiche stabili per ottenere reazioni riproducibili, all’interno dei reattori
   ◦ Le centraline TREG garantiscono un controllo preciso sia nel riscaldamento che nel raffreddamento, riducendo i tempi di transizione termica
   ◦ Semplicità operativa con il sistema monofluido
2. Test di stabilità:
   ◦ I farmaci devono essere sottoposti a test rigorosi di stabilità a diverse temperature.
   ◦ la centralina TREG assicura una regolazione uniforme della temperatura per lunghi periodi, fondamentale per rispettare gli standard imposti.
3. Test su nuovi principi attivi:
   ◦ Nella ricerca di nuove molecole, le centraline TREG permettono di gestire test complessi che coinvolgono vari step termici.
   ◦ abbinando a una TREG un registratore di dati, è possibile monitorare a posteriori questi risultati con una analisi più efficace.

Vantaggi delle centraline TREG
• Precisione: controllo accurato della temperatura con tolleranze ridotte.
• Affidabilità: progettazione robusta per utilizzi intensivi.
• Conformità normativa CE PED ATEX

Le centraline di termoregolazione TREG rappresentando pertanto una risorsa strategica per i laboratori farmaceutici che mirano a garantire eccellenza nei processi di sviluppo e conformità normativa.

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Le unità di termoregolazione sono una sorta di caldaie dotate di riscaldamento elettrico e di una sezione di raffreddamento. Si tratta in realtà di macchine piuttosto semplici. Hanno pochissimi componenti: resistenze elettriche di riscaldamento, una pompa di circolazione dell’acqua e tipicamente uno scambiatore di calore per il raffreddamento.

Questi componenti sono molto semplici, così come lo sono queste unità nel loro complesso, e sono progettate per un compito altrettanto semplice: la regolazione e il mantenimento della temperatura a un determinato livello. MA, queste unità devono essere dotate di sistemi di sicurezza assoluti. Questo perché queste macchine, che utilizzano resistenze elettriche, che funzionino con olio, acqua o acqua pressurizzata, comportano alcuni rischi, dovuti al fatto che se le resistenze elettriche di riscaldamento rimangono accese, senza un’adeguata circolazione dell’acqua, la temperatura sale a livelli molto elevati. Di conseguenza aumenta anche la pressione, nel caso di unità ad acqua pressurizzata, e così sale la temperatura e il punto di infiammabilità, nel caso di unità a olio. Per questo motivo tutte queste unità sono dotate di dispositivi di sicurezza hardware.

Ciò significa che sicuramente sulle resistenze di riscaldamento installiamo termostati di sicurezza, termostati di sicurezza meccanici e termofusibili che devono essere sostituiti dopo il loro intervento. Questi dispositivi di sicurezza hanno lo scopo di interrompere il funzionamento dell’unità, spegnendola, spegnendo anche le resistenze di riscaldamento e la pompa di circolazione.

In caso di mancanza d’acqua, ci sono pressostati, flussimetri o interruttori di livello che possono bloccare l’unità, spegnendo le resistenze e la pompa, segnalando il loro intervento con un allarme. Tutto questo per evitare problemi. È quindi molto importante che tutti questi dispositivi di sicurezza siano attivi e correttamente funzionanti e non vengano manomessi o bypassati. Perché altrimenti possono rappresentare una potenziale fonte di rischio.

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La precisione del controllo della temperatura nella produzione di creme cosmetiche è fondamentale per garantire la qualità, la stabilità e l’efficacia del prodotto finale.

Durante il processo di produzione, la temperatura influisce infatti su diverse fasi critiche, tra cui:

• Miscelazione degli ingredienti: molti ingredienti utilizzati nelle creme cosmetiche, come oli, emulsionanti e conservanti, devono essere sciolti o mantenuti a una certa temperatura per mescolarsi correttamente. Un controllo accurato della temperatura evita che gli ingredienti si separino o degradino.
• Emulsificazione: le creme sono spesso emulsioni, cioè miscele di acqua e oli. La temperatura deve essere controllata con precisione durante l’emulsificazione per garantire una distribuzione uniforme delle fasi e una texture omogenea del prodotto.
• Raffreddamento: dopo la fase di emulsificazione, è essenziale raffreddare il prodotto a una velocità controllata per evitare la separazione delle fasi o la formazione di cristalli indesiderati. Un raffreddamento troppo rapido o troppo lento può compromettere la consistenza e la stabilità della crema.
• Stabilità del prodotto: una temperatura controllata durante la produzione e il confezionamento contribuisce a preservare la stabilità chimica e microbiologica del prodotto, prevenendo alterazioni nel tempo.
• Sicurezza: evitare temperature eccessive previene la degradazione termica di ingredienti attivi sensibili, che potrebbe ridurre l’efficacia della crema o generare sottoprodotti potenzialmente irritanti.

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Parliamo allora delle applicazioni di raffreddamento, riscaldamento, termoregolazione e termostatazione dell’idrogeno, solitamente attività di raffreddamento, utilizzando scambiatori di calore a piastre.
La molecola dell’idrogeno è una molecola ‘furba’. È una molecola molto piccola che può passare attraverso qualsiasi cosa, quindi è necessaria la massima attenzione per garantirne la tenuta.

Innanzitutto diciamo che solitamente l’idrogeno viene trattato a temperature molto basse per garantirne lo stoccaggio, con livelli di pressione molto elevati. Pertanto sono necessari scambiatori con un ampio intervallo di temperature di esercizio e anche un ampio intervallo di pressioni di esercizio. Tipicamente questi possono essere scambiatori di calore a piastre.

Come visto in altri video nel nostro canale Tempco YouTube, i PCHE, scambiatori di calore a circuito stampato, realizzati con l’innovativa tecnologia diffusion bonding, sono la soluzione ideale per questo tipo di applicazioni. Soprattutto quando le pressioni in gioco sono molto elevate.

Ma esiste anche una serie di altre applicazioni che possono essere realizzate con gli scambiatori di calore a piastre tradizionali, simili a quelli di tipo saldobrasato. Simili perché infatti devono avere una serie di caratteristiche peculiari per resistere a pressioni più elevate. In Tempco disponiamo di una serie di scambiatori a piastre saldobrasati utilizzati per applicazioni con la CO2 in grado di sopportare un livello di pressione di esercizio di 140 bar, ottimi anche per le tecnologie dell’idrogeno. Chiaramente, impiegati a determinati livelli di pressione e temperatura.

Sicuramente l’argomento meriterebbe una discussione più approfondita e più ampia, ma voglio stimolare la vostra curiosità e i vostri commenti per vedere se c’è interesse a riguardo, in modo poi da approfondire discutendo anche delle varie tipologie di scambiatori di calore.

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Avendo preparatori con volumi notevoli, altrettanto notevole era pertanto la potenza richiesta, parliamo di circa 150 kW di potenza elettrica per la fase di riscaldamento per portare olio diatermico a una temperatura di 250° C. Ma una volta che il fluido è stato portato a temperatura, il ciclo va mantenuto e la potenza installata è solo parzialmente necessaria, se non per nulla utilizzata.

Il suggerimento dato al cliente è quindi stato di installare dei tiristori nel comando delle resistenze, ovvero con potenza variabile, una sorta di inverter dunque. Ciò permette di comandare la resistenza dando potenza in funzione della effettiva richiesta da parte del processo.

Ebbene, dopo due anni di funzionamento siamo andati a scaricare i dati raccolti dal data logger installato a bordo della centralina di termoregolazione, e confrontandoci con il cliente abbiamo notato che il massimo consumo di energia si aveva nelle prime fasi di riscaldamento, dopodiché durante la lavorazione il consumo di riduceva addirittura al 25%.

Il cliente ha quindi pensato per i prossimi impianti che andremo a installare il prossimo anno di allungare i tempi iniziali di riscaldamento, programmando l’inizio della produzione con qualche ora di anticipo, in modo da avere una potenza installata inferiore. Potendo quindi ridurre drasticamente i consumi energetici.

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Si tratta di un sistema integrato per la termostatazione di prodotti farmaceutici in laboratorio che abbiamo fornito come unità skid monoblocco plug & play. La soluzione copre un range di lavoro che va da +10° C a +120° C, con chiller asservito a una centralina con termoregolazione PID, dotata di interfaccia remota mediante comunicazione MODBUS.

Per soddisfare le particolari esigenze dei processi di laboratorio del cliente, è stata scelta una soluzione splittata al fine di poter rendere indipendenti e pienamente efficienti le diverse sezioni e rampe di riscaldamento/raffreddamento cui deve provvedere la centralina.

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Il cliente si occupa di attività di ricerca in ambito della Green Chemistry, per la sintesi di esteri ottenuti da oli di scarto di origine vegetale, in linea con i principi di economia circolare e impiego di materie prime rinnovabili. Gli oli che vengono trattati e trasformati principalmente come solventi innovativi, per impiego in ambito packaging, grafica e cosmesi, fanno parte della cosiddetta biomassa di terza generazione, che non richiede l’impiego di prodotti da coltivazioni alimentari e non sottrae suolo e risorse alla filiera alimentare.

La fornitura di Tempco per questa particolare e innovativa applicazione comprende:

• Chiller
• Sistema di stoccaggio acqua refrigerata
• Scambiatore di calore
• Pompa di mandata all’impianto di sintesi

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