Nel settore farmaceutico e chimico i processi in batch e semi-batch sono i più comuni in produzione, scale-up e sviluppo. Lo scale-up di un processo dal laboratorio all'impianto è impegnativo e caratterizzato da numerosi problemi tra cui:
- Scambio termico
- Capacità di raffreddamento
- Accumulo dei reagenti
- Miscelazione
- Trasferimento della massa
Sebbene sia possibile, fino a una certa misura, ricorrere all'esperienza personale e ai dati empirici, l'investigazione di reazioni chimiche chiama in causa una serie di discipline, ad esempio la caratterizzazione degli strumenti, l'esplorazione della termodinamica, studi sulla miscelazione e il trasferimento della massa, nonché ricerche sulla cinetica delle reazioni e sui potenziali pericoli.
La dissipazione del calore in un reattore a serbatoio agitato è decisiva per la sicurezza e l'efficienza di un processo e i tempi di produzione sono spesso determinati dallo scambio termico. Se le resistenze termiche e le velocità di reazione sono note solo approssimativamente, occorre applicare ampi margini di sicurezza. Ciò comporta un aumento dei tempi dei batch e una riduzione dell'efficienza del processo. Di conseguenza, vengono utilizzati modelli di scale-up per prevedere o simulare le condizioni di scambio termico nel reattore dell'impianto il più accuratamente possibile. Correlazioni empiriche con i valori caratteristici vengono utilizzate per semplificare equazioni differenziali complicate che descrivono il sistema. In questa nota applicativa viene descritto come la calorimetria di reazione consenta di misurare in modo accurato la resistenza termica e il calore che si sviluppa dalle reazioni in laboratorio.
Nell' industria farmaceutica e chimica, i processi batch o semilavorati sono più comuni nello sviluppo, nell' ampliamento su scala e nella produzione. Scalare un processo dal laboratorio all' impianto è impegnativo e associato a numerosi problemi, tra cui
- Trasferimento di calore
- Capacità di raffreddamento
- Accumulazione reagente
- Miscelazione
- Trasferimento di massa
Anche se l' esperienza personale e i dati empirici possono essere utilizzati in una certa misura, l' indagine dei processi chimici richiede il coinvolgimento di una serie di discipline, come la caratterizzazione delle attrezzature, l' esplorazione della termodinamica e studi di miscelazione e trasferimento di massa, così come la ricerca della cinetica di reazione e il potenziale pericoloso.
La dissipazione del calore in un reattore a serbatoio mescolato è determinante per la sicurezza e l' efficienza di un processo e i tempi di produzione sono spesso determinati dal trasporto del calore. Se le resistenze termiche e i tassi di reazione sono solo approssimativamente noti, è necessario applicare ampi margini di sicurezza. Ciò comporta un aumento dei tempi di lotto e diminuisce l' efficienza del processo. Di conseguenza, i modelli di scale-up sono utilizzati per prevedere o simulare le condizioni di trasferimento del calore nel reattore dell' impianto nel modo più accurato possibile. Le correlazioni empiriche con i valori caratteristici sono utilizzate per semplificare le complesse equazioni differenziali che descrivono il sistema. Questa nota applicativa descrive come la calorimetria di reazione fornisce una misurazione accurata delle resistenze termiche e del calore sviluppato dalle reazioni in laboratorio.
