La progettazione dell’impianto per il recupero e l’invio dei sottoprodotti allo scarico riveste generalmente un ruolo di secondaria importanza rispetto alla progettazione dell’impianto per il trattamento del prodotto principale. Trattandosi di sottoprodotti si potrebbe cedere alla tentazione di effettuare scelte progettuali sbrigative e finalizzate perlopiù alla riduzione dei costi dell’investimento iniziale. Spesso, infatti, per il convogliamento dei vari sottoprodotti allo scarico è sufficiente adottare soluzioni standard e componentistica con prestazioni inferiori, senza di fatto intaccare la qualità del prodotto lavorato. Se in alcuni casi questo approccio può essere adottato senza particolari conseguenze, in altri è necessario valutare attentamente alcuni fattori prima di procedere con l’implementazione di soluzioni convenzionali. Il risparmio nella fase di progettazione e realizzazione dell’impianto potrebbe poi tradursi in un aumento dei costi di esercizio, legati a interventi di manutenzione e fermi impianto più frequenti. Per evitare problemi nella fase di esercizio è sempre opportuno studiare attentamente il sottoprodotto da recuperare, le sue caratteristiche chimico-fisiche e il suo comportamento durante il convogliamento (ed eventualmente lo stoccaggio), sia in condizioni ordinarie che in condizioni straordinarie.
Come gestire la miscela liquida funzionale alla preparazione del rivestimento di un farmaco
Un esempio rappresentativo delle difficoltà che si possono incontrare in sede di progettazione di un impianto per il recupero di sottoprodotti è stato affrontato da Granzotto per un’impresa attiva nell’industria farmaceutica. Il caso in esame tratta il convogliamento e lo scarico di una miscela liquida funzionale alla preparazione del rivestimento di un farmaco. La miscela, per molteplici ragioni, viene di volta in volta preparata in quantità appena superiori a quelle necessarie per soddisfare la produzione giornaliera del farmaco. La quantità che quotidianamente viene prodotta in eccesso dev’essere poi recuperata e destinata allo scarico. La miscela in questione però, data la presenza di sostanze che tendono a polimerizzare e altre che tendono a sedimentare, non può essere inviata alla linea di scarico industriale in quanto andrebbe nel tempo ad ostruire le condotte e a danneggiare l’impianto di depurazione. Studiando il comportamento del fluido si è notato infatti che questo tende ad addensarsi se sottoposto a innalzamenti della temperatura, anche di piccola entità, in quanto si innescano reazioni di polimerizzazione indesiderata. Inoltre, si è notato che in corrispondenza di determinati segmenti dell’impianto, il talco presente come componente della miscela tende a depositarsi e nel tempo ad accumularsi, creando diversi problemi alle attrezzature di convogliamento (pompe e valvole).
Per far fronte alle problematiche legate alla natura del sottoprodotto, Granzotto ha studiato un sistema di convogliamento e scarico separato da quello della linea di scarico industriale che potesse conferire la miscela in un grande serbatoio ubicato presso l’unità centrale dell’impianto.
Periodicamente, il sottoprodotto stoccato nel serbatoio viene prelevato per mezzo di autobotte e appositamente smaltito. L’impianto è stato progettato in modo tale che il sottoprodotto fosse inizialmente convogliato, tramite un collettore di adeguata pendenza, in una vasca di dimensioni ridotte, e da questa fosse poi inviato tramite una pompa di rilancio ad un serbatoio più capiente (circa 20 metri cubi) per lo stoccaggio.
Lo stoccaggio della miscela costituisce in questo caso un’operazione molto delicata in quanto sussistono i problemi sopradescritti legati alla polimerizzazione dei componenti e alla sedimentazione del talco nel serbatoio. Per non incorrere in tali problemi, il contenuto del serbatoio dev’essere mantenuto in movimento e a temperatura costante. Concretamente, lo scopo è stato raggiunto installando una pompa pneumatica per il ricircolo del prodotto e uno scambiatore di calore esterno per il mantenimento della temperatura.
La scelta progettuale custom di Granzotto studiata sul comportamento del sottoprodotto
Proprio in questo contesto è stata operata una scelta progettuale non convenzionale che merita un breve approfondimento. La funzione di scambio termico e il contesto dell’impianto suggerivano l’installazione di uno scambiatore di calore a piastre, considerati anche i diversi vantaggi che lo caratterizzano, come l’ingombro ridotto e i coefficienti di scambio termico più elevati. Dopo una prima fase di test è stato però osservato un progressivo deposito del talco presente in miscela presso alcuni dei canali di passaggio del fluido tra le piastre. Il fenomeno, causato da un’eccessiva riduzione della velocità del fluido, era chiaramente indesiderato e avrebbe portato nel tempo ad una manutenzione più frequente e dispendiosa. La scelta progettuale è dunque ricaduta su uno scambiatore monotubo con camicia esterna raffreddante, il quale presenta una geometria decisamente più semplice e velocità di scorrimento del fluido più uniformi. La soluzione permette di ridurre al minimo il deposito del talco nello scambiatore ed è comunque funzionale al mantenimento della temperatura desiderata.
Conoscendo le criticità del sottoprodotto da recuperare sono state effettuate diverse altre scelte peculiari, come quella di evitare l’installazione di pompe elettriche presso tutto l’impianto di recupero per non incorrere in fenomeni di innalzamento locale della temperatura che avrebbero potuto innescare la polimerizzazione.
Inoltre, la rete di scarico è stata realizzata in acciaio inox con una pendenza adeguata ed è stato adottato un sistema di saldatura quasi-sanitario per evitare che i cordoni di saldatura potessero fungere da sito di deposito e accumulo del talco o di altre sostanze. Infine, l’impianto è stato equipaggiato con una moltitudine di sensoristica e anche in ridondanza, per monitorare i parametri di processo e in particolare la temperatura del sottoprodotto.
Il caso presentato evidenzia l’importanza che riveste un’attenta progettazione impiantistica, anche quando si tratta di recupero e scarico di sottoprodotti. Trascurare determinati aspetti nella fase di progettazione iniziale può condurre a seri problemi nelle successive fasi di esercizio, con conseguenti costi straordinari di manutenzione. Il caso studio testimonia anche l’attenzione che il team Granzotto rivolge alla progettazione impiantistica per i propri clienti nell’industria farmaceutica. Partendo dalle esigenze del cliente e grazie all’esperienza decennale maturata nel settore, il team Granzotto cerca sempre di individuare le soluzioni più efficaci per garantire la massima affidabilità degli impianti nel tempo.
