Analisi del processo di dissoluzione in reattori agitati utilizzati nell'industria farmaceutica

La descrizione del processo di dissoluzione in recipienti agitati presenta notevoli difficoltà e fattori di incertezza, dovuti alla grande quantità di variabili coinvolte e a una comprensione non ancora completa sia del fenomeno che del regime di flusso turbolento; ne risultano criteri di scale-up e correlazioni per la predizione del coefficiente di trasferimento spesso inadeguati per sistemi diversi da quelli indagati. Inoltre, poca attenzione è stata rivolta alla possibilità di operare in condizioni di sospensione parziale, la quale d’altro canto consentirebbe di ottenere un notevole risparmio energetico. Nell'elaborato di tesi si riporta un’analisi del processo di dissoluzione di sali inorganici in acqua, condotto in condizioni di diluizione e di sospensione sia completa che parziale e in diverse configurazioni geometriche recipiente-girante. L’evidenza sperimentale dimostra che, nel campo di condizioni esaminato, il processo scala secondo un criterio di uguaglianza della velocità di punta della girante, poiché in tale situazione la velocità d’insieme del liquido prevale su quella relativa tra esso e il solido. Si propone dunque la correlazione di seguito riportata per la predizione del coefficiente di trasferimento in funzione di tale velocità; essa è ricavata sfruttando l’analogia tra il trasporto di materia e di quantità di moto e riconoscendo l’uguaglianza tra il fattore di attrito e il coefficiente di trascinamento delle particelle: Sh_p=2+0,0096CfRe_p^(2/3)Sc^(1/3)Ar^0,16 Sh_p, Re_p, Sc, Ar sono rispettivamente i numeri di Sherwood e di Reynolds della particella, il numero di Schmidt e il numero di Archimede. Il fattore Cf consente di valersi della medesima equazione anche per sistemi geometricamente diversi da quello utilizzato per ricavarne i coefficienti numerici; esso ha un’origine assolutamente empirica ed è calcolabile come: Cf=0,66[D/T-C/T]+1, dove T, D, C sono rispettivamente il diametro del recipiente e il diametro e la clearance della girante.