Analisi di processi per la riduzione dell’ossigeno residuo nelle confezioni farmaceutiche tramite CFD

L’obiettivo dello studio, condotto presso Marchesini Group, azienda leader nel settore del packaging, è stato quello di ottimizzare i processi di confezionamento in atmosfera controllata così da aumentare la shelf life dei prodotti diminuendo l’ossigeno residuo nelle confezioni. La metodologia adottata ha privilegiato l’uso di simulazioni CFD, così da aggirare le strutturali complicazioni degli approcci laboratoriali tradizionali. Lo studio ha esplorato anche l'idoneità dei modelli di simulazione e le tecnologie necessarie, ponendo le basi per ulteriori sviluppi. Sono state analizzate diverse tipologie di simulazione, identificando quella tridimensionale come la più precisa, ma con elevati costi computazionali e quelle assialsimmetriche, che hanno garantito ottimi risultati e ridotto significativamente i tempi di calcolo. In seguito, si sono analizzati i vari metodi di mesh dinamica per consentire il moto relativo tra i componenti della macchina e si è indagato l’uso dei metodi multifase. Attraverso i modelli individuati si sono potute studiare le varie stazioni di inertizzazione, valutandone l’efficacia e controllando l’effetto sulla composizione dei gas nello spazio di testa delle movimentazioni tra le stazioni. Infine, si sono potuti convalidare i risultati tramite dati sperimentali e confermare la validità dei modelli utilizzati. Lo studio rappresenta un passo importante per l’ottimizzazione dei processi di inertizzazione, fornendo una base solida per sviluppi futuri nel campo delle simulazioni fluidodinamiche applicate ai processi di confezionamento.