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Chimica e Farmaceutica

Soluzioni e tecnologieper l’Industria Farmaceutica.

Making our planet more productiveSM

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Indice


Applicazioni di Processo pag. 4

Inertizzazione e polmonazione pag. 4 Trasporto pneumatico pag. 5 Macinazione: una soluzione per ogni esigenza pag. 6 Micronizzazione pag. 7 Micronizzazione criogenica Liofi lizzazione criogenica pag. 8 Liofi lizzazione in fi ale e bulk: pag. 10

surgelazione esterna con frigorie criogeniche Raffreddamento di reattori pag. 11 Fermentazione con tecnologia “DOI” (Direct Oxygen Injection) pag. 12 Raffreddamenti di processo pag. 14 CO

2 supercritica: estrarre “naturalmente” pag. 15

Spray Drying pag. 16 Controllo pH pag. 17 Reazioni di ossidazione, bioconversione e idrogenazione pag. 18 Crioconservazione dei vaccini pag. 19 Tubazioni criogeniche sottovuoto pag. 20 Impianti di distribuzione gas puri e speciali pag. 21 Stripping pag. 22 Agitazione Essiccamento pag. 23

Confezionamento, Logistica pag. 24e Pulizia Impianti

Confezionamento in atmosfera protettiva pag. 24 Saldatura fi ale pag. 25 Logistica: trasporto termostatato di prodotti farmaceutici pag. 26

e campioni biologici Pulizia impianti: sabbiatura criogenica pag. 27

Ambiente: trattamento emissioni pag. 28

Incenerimento e post-combustione pag. 28 Abbattimento e recupero solventi da emissioni gassose pag. 30

Ambiente: trattamento acque pag. 31

Sistemi di trasferimento O2 ad alta effi cienza pag. 31

Sistemi di trasferimento O2 a basso costo pag. 32

Trattamento dei fanghi Controllo pH acque refl ue pag. 34 Ozono

Rivoira ed il Gruppo Praxair

Rivoira: la storia pag. 35 Praxair e Rivoira: i numeri

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Applicazioni di processo

Chimica e FarmaceuticaCChhimicaa ee Farmaacceutica

Inertizzazione e polmonazione

Reattori farmaceutici operanti in atmosfera controllata

Rivoira ha come obiettivo primario la sicurezza e mette a disposizione dei propri clienti tecnologie e competenze per garantire la gestione ottimale di processi in cui ci siano fattori di rischio legati alla presenza di vapori di solven-ti o polveri organiche.

Rivoira è leader di mercato per l’affi -dabilità e la sicurezza di processo delle soluzioni tecnologiche offerte.

Molti prodotti farmaceutici, normalmente o in alcune particolari condizioni di tem-peratura e pressione, devono essere pre-servati dal contatto con ossigeno e umidi-tà. Tale necessità può essere determinata da esigenze chimico fi siche piuttosto che da problematiche legate alla sicurezza o al rispetto di normative di legge.Da una parte, l’umidità può causare feno-meni di impaccamento (dovuti in larga misura all’igroscopia dei prodotti) che sono responsabili di complicanze nella movimentazione od anche nell’utilizzosuccessivo di queste sostanze.Dall’altra, l’ossigeno, soprattutto se in presenza di polveri, vapori o nebbie, può portare alla formazione di “atmosfere potenzialmente esplosive”, la cui preven-zione è regolamentata dalle normative 94/9/CE e 99/92/CE (ATEX). In partico-lare, la normativa ATEX prevede, ove possibile, di prevenire la formazione di atmosfere potenzialmente esplosive e, spesso, l’unico modo è quello di rimuo-vere il comburente (l’ossigeno presente nell’aria) e sostituirlo con gas inerte (azoto).

L’inertizzazione di fasi di produzione piuttosto che la polmonazione di serbatoi di stoccaggio o reattori di processo può avvenire o saturando semplicemente lo spazio di testa con azoto gassoso o evi-tando che l’adduzione di prodotto ai reat-tori trascini con sé l’aria ambiente. A questo proposito, i sistemi LBI, brevet-tati da Rivoira, erogando azoto gassoso in condizioni laminari creano un effetto bar-riera che impedisce il passaggio di aria e consentono pertanto di controllare il tenore di O

2 residuo e di rendere il tasso

di umidità prossimo allo 0%.

Sistemi di Inerting RivoiraL’offerta Rivoira per le applicazioni di inertizzazione e polmonazione non si limita alla fornitura di azoto, ma, grazie alla partnership con società specializzate, si integra con soluzioni tecnologiche cer-tifi cate CE/ATEX complete di analisi in continuo di O

2 e regolazione automatica

dell’azoto. Il controllo dei processi di inertizzazione (di reattori, miscelatori, centrifughe, essiccatori, ecc.) viene infatti effettuato

sia attraverso l’impiego di azoto sia con il continuo monitoraggio dell’atmosfera dell’impianto da inertizzare, sulla base dell’ossigeno residuo. È quindi indispen-sabile un sistema che, in maniera auto-matica e “dinamica”, regoli la portata di azoto necessaria e suffi ciente a garantire l’inertizzazione dell’impianto e l’operati-vità in condizioni di “self consistent safety”; tale sistema è inoltre personaliz-zabile e dimensionabile in base alle spe-cifi che esigenze dei singoli clienti.

Rivoira vanta collaborazioni con società di riferimento nella consulen-za relativa all’ATEX, in grado di accompagnare il cliente dalla fase di classifi cazione delle aree, all’analisi del rischio, alla formulazione delle azioni da intraprendere per ottempe-rare alle normative vigenti.

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L’esigenza di preservare il prodotto dal contatto con l’ossigeno e con l’umidità atmosferica non riguarda solo le fasi di stoccaggio ma anche quelle di movimen-tazione. In particolare, nel trasporto pneumatico, l’eliminazione dell’ossigeno quale com-burente è un’effi cace soluzione per incre-mentare la sicurezza dei processi, adem-piendo alle normative sulle atmosfere potenzialmente esplosive (ATEX) e, allo stesso tempo, migliorare la qualità dei prodotti. Consente inoltre di risparmiare sui premi assicurativi oltre che sull’ac-quisto di apparecchiature certifi cate.L’azoto liquido, un gas assolutamente anidro considerata la peculiare tipologia di processo con cui è prodotto ed inerte nelle tipiche condizioni di impiego indu-striale, rappresenta una soluzione quanto mai semplice, fl essibile ed economica.Rivoira ha sviluppato un know-how spe-cifi co relativo ai sistemi di trasporto pneumatico in atmosfera controllata abbinati ad analizzatori di ossigeno tali da garantire i più elevati standard di sicu-rezza.

Trasporto pneumatico

Polveri potenzialmenteesplosive in aria

Polvere ø medio (μm)

MOC(% vol)

Dibenzoil perossido

59 10

Dimetil tereftalato

27 9

Gomma sintetica

95 11

Metilcellulosa 294970

151410

Metionina < 10 12

ß-naftolo < 30 9,5

Paraformaldeide 2327

67

Pigmentoorganico

< 10 12

Stearatodi bario

< 63 13

Stearatodi cadmio

< 63 12

Stearatodi calcio

< 63 12

Esempi di polveri potenziamente esplosive in aria e loro concentrazioni minimedi ossigeno (MOC)

Le soluzioni integrate Rivoira trovano eccellente applicazione nel trasporto di polveri ad alto carico di fuoco e con L.E.L. (limite inferiore di infi ammabi-lità) in aria anche particolarmente bassi, garantendo:• sicurezza (O

2 residuo<1%);

• effi cienza (grazie all’economizza-zione dell’azoto);

• convenienza (con l’impiego di impianti di erogazione azoto di nuova concezione e a basso costo di esercizio).

Inerting System.Per gentile concessionedi Melli Automazione

Schema generale di inertizzazione impianti

Prima Dopo

Materiale combustibile(Solventi, polveri

e nebbie)

Materiale combustibile(Solventi, polveri

e nebbie)

Innesco Innesco

Comburente(Aria)

Comburente (Aria)

Inertizzazione con azoto

Chimica e FarmaceuticaChimica e FarmaceuticaCChhimicaa ee Farmaacceutica

Macinazione: una soluzione per ogni esigenza

L’impiego di azoto liquido durante la macinazione consente di:• garantire la termoregolazione

dell’intera fase di lavoro;• proteggere i prodotti sensibili alla

temperatura e all’ossidazione;• ottenere un prodotto a granulometria

costante nel tempo;• aumentare la produzione oraria

mantenendola costante qualunque siano le condizioni climatiche;

• ottenere granulometrie più fi ni e più omogenee;

• risparmiare energia grazie all’infra-gilimento dei prodotti da macinare;

• lavorare in condizioni di sicurezza eliminando i rischi di infi ammabilità e di esplosione.

Durante la macinazione l’energia impie-gata si trasforma in calore dando luogo ad un consistente innalzamento della temperatura all’interno del mulino. Ciò può comportare la fusione e la successiva agglomerazione delle particelle macinate portando ad un prodotto fi nale di dimen-sioni e caratteristiche chimico - fi siche differenti da quelle volute. In altri casi le polveri che si liberano durante la macina-zione possono formare atmosfere esplo-sive che ne limitano anche drasticamente la lavorazione.

Nella macinazione Rivoira propone tre differenti tecnologie:• macinazione a temperatura controllata; • criomacinazione; • macinazione in atmosfera inerte.

Macinazione a temperaturacontrollataOperazione che si effettua su prodotti che si possono macinare a temperature positi-ve, si applica soprattutto nel periodo esti-vo. L’azoto liquido viene iniettato diretta-mente nel mulino per permetterne la ter-moregolazione.

CriomacinazioneOperazione che si svolge a temperature che possono raggiungere i -140 °C. L’azoto liquido viene iniettato dapprima in un opportuno sistema di preraffredda-mento (coclea criogenica) per infragilire il prodotto poi nel mulino per controllar-ne la temperatura. I consumi di azoto liquido dipendono oltre che dalla natura del prodotto da macinare, dalla granulo-metria fi nale che si vuole ottenere.

Macinazione in atmosfera controllataDurante la macinazione di prodotti chi-mici si producono polveri altamente infi ammabili che possono essere innesca-te da una scintilla provocata dall’attrito o

dall’energia elettrostatica. Minore è la granulometria richiesta e maggiore è il rischio. In particolare questo problema si pone durante la Micronizzazione. L’inertizzazione dei micronizzatori e più in generale dei mulini, mediante l’inie-zione di azoto, consente di lavorare in sicurezza riducendo la percentuale di ossigeno al di sotto del limite di esplosi-vità del prodotto e di eliminare il rischio di ossidazione.

È inoltre possibile applicare sistemi di raffreddamento post-macinazione in modo tale da evitare fenomeni di impac-camento dei materiali che possono pesare sulle lavorazioni successive.

Grazie alla consolidata esperienza nella realizzazione di diffusori, coclee criogeniche e sistemi di coibentazio-ne, Rivoira offre soluzioni ad hoc che sfruttano al meglio le caratteristiche frigorigene sia dell’azoto liquido che dell’anidride carbonica.La scelta del gas da utilizzare viene fatta sulla base di considerazioni impiantistiche e sulla tipologia di contatto tra prodotto e fl uido refrige-rante che è possibile realizzare.

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Schema di funzionamento di un jet mill

Micronizzazione

La micronizzazione è una tecnica d’avanguardia che permette di ridurre le dimensioni delle particelle di principio attivo di un farmaco in modo da render-lo più solubile e quindi più facilmente assorbibile dall’organismo. In generale, la micronizzazione viene utilizzata per aumentare la biodisponibilità di un far-maco poco solubile. Sempre più spesso soprattutto nel campo farmaceutico si sta affermando la necessità di raggiungere granulome-trie dell’ordine dei micron. A tale scopo vengono utilizzati jet mills specifi ci che sfruttano l’aria come vettore.

Anche in questo caso Rivoira - Praxair ha sviluppato con società partner tecno-logie che consentono l’utilizzo di atmo-sfere inerti in fase di micronizzazione, garantendo il rispetto delle normative e delle stringenti esigenze delle più attente case farmaceutiche.A seconda delle specifi che esigenze produttive, Rivoira progetta e realizza soluzioni a circuito chiuso o aperto, che mantengono la concentrazione di ossi-geno al di sotto del MOC (Minimum Oxygen Concentration) della miscela.

Per alcune tipologie di prodotto partico-larmente “diffi cili” da micronizzare dove è necessario porre estrema attenzione alle variabili di processo, Rivoira ha svilup-pato una tecnologia che utilizza anche lecaratteristiche frigorigene dell’azotoliquido unitamente a quelle di gas inerte.Sottoraffreddando il prodotto primadell’immissione nel jet mill è possibilefavorire il processo di micronizzazioneottenendo ottimi risultati anche suprodotti tipicamente “complessi”.Sia per quanto riguarda la micronizzazio-ne tradizionale che per quanto riguarda la variante criogenica i principali vantaggi ottenibili sono:• maggiore sicurezza di esercizio;• rispetto delle normative vigenti

(ATEX);• aumento della produttività;• maggiore controllo sulla qualità dei

prodotti;• fl essibilità di esercizio grazie alla

possibilità di lavorare a bassa tem-peratura.

Micronizzazione criogenica

Coclea criogenicasu skid

Foto scattata al SEM su di un campione cristallino di un API. Le immagini mostrano la differenza delle dimensioni dei cristalli prima e dopo il processo di micronizzazione con si-stemi che rispettano le cGMPs. I microcristalli fi nali hanno dimensioni medie inferiori ad 1µ

La Micronizzazione con i sistemi offerti da Rivoira garantisce:• massimizzazione della produttività;• omogeneità dimensionale della pol-

vere micronizzata;• assenza di riscaldamento e/o fusioni

durante il processo;• riduzione di impaccamento di polveri;• miglior controllo di tutti i parametri di processo.

ReplaceableLiners

CompressedGrind Air or N2

CompressedFeed Air orN2 Inlet

Feed Funnel Micronized Product Outlet

Grind Air or N2 Manifold

Vortex Finder

Grinding Chamber

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Liofi lizzazione criogenica

La liofi lizzazione è un processo tecnolo-gico che consente di rimuovere da un prodotto, tipicamente un API od un mix di composti farmaceutici, tutta l’acqua in esso contenuti ed i solventi residui. L’acqua accompagna un prodotto sia come umidità residua dai processi di pro-duzione sia come acqua di idratazione delle molecole del principio attivo. Su prodotti particolarmente delicati e ter-molabili, come per l’appunto i prodotti farmaceutici, la rimozione dell’acqua avviene mediante una fase di congela-mento seguita da una successiva fase di sublimazione sotto vuoto spinto. Facendo riferimento al diagramma di stato dell’acqua sotto riportato (linea blu) si osserva in quali condizioni sia possibi-le una transizione di fase dell’acqua dallo

stato solido (ghiaccio) a quello vapore senza passare per lo stato liquido.Questo passaggio consente di rendere il processo di liofi lizzazione la B.A.T. (Best Available Technology) per l’essiccazione di principi attivi farmaceutici e loro miscele, in quanto consente di preservare le caratteristiche chimiche dei prodotti trattati in assoluta sicurezza.Tradizionalmente la fase di congelamen-to e in generale tutte le fasi nelle quali debbano essere raggiunte basse tempera-ture (solitamente dell’ordine dei -40 °C/- 60 °C) vengono condotte mediante l’uti-lizzo di frigorie meccaniche (tramite cioé l’utilizzo di cicli fi rgoriferi).Negli ultimi anni, sia per l’aumento dei costi energetici sia per la continua volon-tà/necessità delle aziende farmaceutiche

di ricercare nuovi prodotti, si sta affer-mando con forza l’utilizzo di frigorie criogeniche (azoto liquido) in sostituzio-ne a quelle di origine meccanica. Questa operazione consente di sfruttare le maggiori capacità frigorifere dell’azoto liquido ottenendo in particolare:• migliore cristallizzazione del prodotto

in fase di congelamento;• possibilità di liofi lizzare prodotti nuovi

che necessitano di temperature di eser-cizio più basse;

• eliminazione del parco compressori e delle relative spese di manutenzione;

• riduzione importante del rumore (dovuto all’eliminazione dei compres-sori);

• aumento della produttività grazie alla parziale riduzione dei tempi batch.

Rivoira, grazie a partnership con i prin-cipali costruttori di liostati (criogenici) è in grado di offrire il pacchetto “chia-vi in mano” composto da:• liostato criogenico;• tank di stoccaggio per l’azoto;• tubazione sottovuoto per l’adduzio-

ne del gas;• sistema di controllo erogazione della

fase liquida.Rivoira - Praxair ha inoltre sviluppato, brevettato e realizzato soluzioni di retrofi t su impianti esistenti per con-vertire le frigorie da meccaniche in criogeniche. Il retrofi t consiste nel sostituire i compressori con l’azoto liquido; questa operazione, apparente-mente semplice, comporta in realtà anche le modifi che di alcune compo-nenti impiantistiche della camera di congelamento e di quella di condensa-zione, modifi che che Praxair ha studia-to e realizzato grazie alla collaborazio-ne con i principali costruttori di liostati.Rivoira è a disposizione per effettuarevalutazioni tecnico - economiche rela-tive sia all’acquisto di un liostato crio-genico (comparazione con i costi di investimento e gestione di un processo con frigorie meccaniche) che ad un retrofi t di un impianto esistente.

Diagramma di stato dell’acqua

Schema di un tipico ciclo di liofi lizzazione

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UPGRADE DI UN LIOSTATO MECCANICO CON SISTEMA A FRIGORIE CRIOGENICHE

Potenziamento del congelamento con azoto liquido

Schema di insieme upgrade con azoto

Espansione indiretta Espansione diretta

Potenziamento della condensazione con azoto liquido

Espansione indiretta Espansione diretta

Condensazione Congelamento

Pompa vuoto Condensatore Autoclave

Cooler

Heater / Cooler

Autoclave Autoclave

Cooler CoolerHeater Heater

Booster N2

Pompa vuoto Pompa vuotoCondensatore Condensatore

9CoolerCooler

Booster N2

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La fase di congelamento nell’intero pro-cesso di liofi lizzazione richiede una fra-zione di tempo in genere piccola rispetto alla durata complessiva del batch.Tuttavia, essa rappresenta un stadio fon-damentale del processo, in quanto da essa dipende l’ottenimento di una fase eutettica in cui siano presenti cristalli di farmaco di fi nissime dimensioni dispersi in una matrice di ghiaccio. La velocità di raffreddamento/congelamento rappre-senta dunque un parametro essenziale per l’ottenimento di un prodotto conge-lato di alta qualità. A ciò si aggiunge la richiesta, oggi molto comune, di tempe-rature di eutettico sempre più basse (-70°C, -80°C ed oltre), che con le frigo-rie meccaniche diffi cilmente possono essere raggiunte e comunque con veloci-tà tali da non ottenere un buona dimen-sione dei cristalli nella fase eutettica.

La soluzione Rivoira consente invece di ovviare alle defi cienze di raffreddamen-to che si possono incontrare nella fase di congelamento all’interno del proprio liostato, conducendola al di fuori, ed impiegando sistemi criogenci sterili che lavorano a temperature molto basse (-80°C, -100°C), garantendo un rapido congelamento delle soluzioni in fi ale o in vaschetta (e.g. liofi lizzazione in bulk), con successivo spostamento di queste nella camera di liofi lizzazione, dove si può partire direttamente con il processo di essicazione.

Liofi lizzazione in fi ale e bulk: surgelazione esterna con frigorie criogeniche

Rivoira si propone a coloro che operano nel campo della liofi lizza-zione in fi ale o in bulk anche con sistemi che permettono di eseguire la fase di congelamento esterna-mente al liostato, impiegando un’apparecchiatura criogenica ad azoto liquido. Nello specifi co, qua-lora si operi in ambiente sterile, Rivoira è in grado di fornire ai suoi partner commerciali apparecchiatu-re facilmente sterilizzabili.

Curva tipica per congelamento criogenico in fi ale e bulk (cooling rate 6,0 °C/min.) Armadio criogenico

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Raffreddamento di reattori

N COOL indirect contact cooling processD COOL direct contact cooling process I COOL semi-indirect contact cooling process

Liquidi - Reactor CoolingIn molti processi produttivi si rende necessario raffreddare sostanze liqui-de contenute in reattori o miscelatori.Il raffreddamento può rappresentare un collo di bottiglia o comunque una fase critica del processo; d’altra parte, diminuire i tempi di raffreddamento o raggiungere temperature più basse di quelle raggiungibili con semplici cicli frigoriferi apporta notevoli benefici sia economici che qualitativi.Rivoira - Praxair ha sviluppato una gamma di soluzioni per applicare tale processo alle diverse realtà produttive.

La scelta tra le tre tecnologie di-pende da vari fattori tra i quali la natura della soluzione da raffredda-re, la sua viscosità, il delta T e la rapidità di raffreddamento richiesti.

I benefici ottenibili sono:• possibilità di raggiungere

temperature molto basse (fino a -120 °C);• rapidità di raffreddamento;• flessibiltà di utilizzo;• modesto investimento;• recupero dell’azoto gas nella rete di stabilimento.

Skid pilota sistema D COOL

Lancia di LN2 per D COOL

D COOLConsiste nell’utilizzare diffusori di know-how Praxair inseriti direttamente all’interno della soluzione da raffredda-re. Si ottiene così un’elevata efficienza di scambio termico e un’alta velocità di raffreddamento con un modesto investi-mento.

N COOLConsiste nell’utilizzo di uno scambiato-re di brevetto Praxair che permette alle frigorie rilasciate dal circuito ad azoto liquido di raffreddare la soluzione.Si possono prevedere due varianti: far passare il fluido di processo attraverso lo scambiatore, oppure sottoraffreddare l’eventuale fluido di raffreddamento normalmente utilizzato in camicia.

I COOLIn questo caso il raffreddamento viene ottenuto iniettando direttamente azoto liquido (ove i materiali lo permettano) nella camicia del serbatoio o nella ser-pentina interna al reattore; questa può essere dimensionata da Rivoira (forni-ta ad hoc). La fase gas generata dal passaggio di stato dell’azoto durante il raffredda-mento può essere recuperata per altri utilizzi.

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In molti processi di fermentazione aero-bica per la produzione di antibiotici, amminoacidi o altro, la concentrazione di ossigeno disciolto può essere uno dei fattori limitanti per la resa dell’intero ciclo.Rivoira, grazie al supporto tecnologico della casa madre americana Praxair, ha sviluppato e applicato con successo una tecnologia che utilizza ossigeno puro per aumentare la concentrazione di O.D. nel brodo di fermentazione. Tale tecnologia è l’ultimo step di una serie di studi che, partendo dal semplice ar-ricchimento dell’aria di processo, sono approdati all’utilizzo di ossigeno puro erogato tramite un apposito diffusore.Come ogni processo aerobico anche nella fermentazione i micro-organismi utilizzano l’ossigeno per compiere le loro attività metaboliche e riproduttive. In particolare, durante la fase esponen-ziale di crescita (Grafico 2 nella pagina a fianco) la richiesta di ossigeno è parti-colarmente elevata e contemporanea-mente l’aumento della viscosità rallenta il trasferimento di ossigeno al brodo. In questi casi, la corretta ossigenazione

può costituire un fattore imprescindibile per evitare forti cali della produttività, oltre che problemi nella resa dovuti all’innesco di metabolismi secondari aerobici e/o anaerobici che possono al limite indurre anche ad abortire il batch.Le soluzioni tradizionalmente utilizzate per migliorare il livello di O.D. sono:• aumentare la portata d’aria;• arricchire l’aria con ossigeno.Entrambe le tecniche hanno aspetti ne-gativi. L’aumento della portata d’aria (che contiene solo il 21% di ossigeno) comporta un eccesso nella formazione di schiume, una fluidificazione del bro-do, un aumento degli effluenti gassosi, con saturazione delle soffianti e delle ap-parecchiature di trattamento degli off gas, ed una riduzione del working volume.L’arricchimento con ossigeno aumenta ovviamente la concentrazione di ossi-geno in fase gas (Disegno 1 nella pagi-na a fianco) ma con un modesto contri-buto nello scambio di materia; l’ossige-no aggiunto risulta scarsamente utiliz-zato e rende poco efficace la tecnologia.

Fermentazione con tecnologia “DOI” (Direct Oxygen Injection)

Installazione del diffusore per ossigeno

Confronto tra differenti metodi di introduzione di ossigeno puro

Dettaglio del diffusore per ossigeno

Benefici della soluzione Rivoira La soluzione Rivoira è brevettata e attualmente in uso presso importanti case farmaceutiche. I principali be-nefici ottenibili sono:• incremento produttività dal 10% al 50%;• incremento della resa;• maggiore concentrazione di O.D.

per soddisfare nuovi ceppi biologici altoproduttori;

• migliore controllo dell’O.D.;• aumento del volume utile di

reazione (working volume);• riduzione nell’utilizzo di anti-

schiume.

La tecnologia è caratterizzata da un basso costo di investimento e da una elevata flessibilità di esercizio.Tutti i materiali sono ovviamente sterilizzabili per non contaminare i prodotti di reazione.

Rivoira - Praxair attraverso i propri ingegneri e tecnologi realizza speci-fici diffusori, disegnati ad hoc per massimizzare le rese di disciogli-mento dell’ossigeno tramite la crea-zione di microbolle che non coale-scano con quelle dell’aria.

Direct Oxygen InjectionLa soluzione brevettata e proposta da Rivoira consiste nell’insufflare ossige-no puro direttamente nel fermentatore mediante l’utilizzo di uno sparger ag-giuntivo da collocarsi sul fondo della macchina.Gli sparger, appositamente realizzati sul-la base delle caratteristiche specifiche del fermentatore, generano microbolle di os-sigeno puro che, grazie alla geometria dei diffusori stessi, rimangono a lungo isolate (e quindi attive nello scambio di materia garantendone una elevata super-ficie di scambio) prima di coalescere eventualmente con le bolle d’aria presen-ti. Le microbolle (ossigeno puro 100%) facilitano il passaggio dell’ossigeno al brodo in quanto tale migrazione è tanto più alta quanto maggiore è la differenza di concentrazione tra la bolla e il brodo (Disegno 1 e Grafico 1 nella pagina a fianco).

Air

Oxygen

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Disegno 1Confronto utilizzo O2 in bolle d’aria

arricchite e ossigeno puro

Tabella 1Confronto fra tipici parametri operativi nel caso ad aria

e nel caso dell’utilizzo della tecnologia DOI

Grafi co 1Attività dei metaboliti durante la fase di fermentazione

Grafi co 2Andamento dell’O.D. durante la fase critica legata alla crescita exp. del ceppo

Processo con aria arricchita

Processocon iniezione diretta

AIR AIR + DOI

Air Flow, Nm3/h 1700 1700

O2 in Air, Nm3/h 335 355

Pure O2, Nm3/h 0 186

O2 Vented, Nm3/h 304 435

O2 Consumed, Nm3/h 53 109

O2 Transfer Efficiency 14.6% 20.0%

Pure O2 utilization 0 30%

O2 Uptake Rate, mol/m3 h 34 60

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SolidiProdotti solidi sotto forma di granuli o polveri sono spesso presenti nelle real-tà industriali o come prodotti finiti o come intermedi di lavorazione.In molti casi, per permettere la realiz-zazione di una particolare forma geo-metrica o per dare una consistenza adatta alle lavorazioni successive è ne-cessario raffreddare tali prodotti anche in maniera spinta. Può essere anche necessario controllare la temperatura di prodotti solidi solamente per bilan-ciare sbalzi climatici che compromet-terebbero la velocità di produzione o la qualità finale.Rivoira - Praxair studiano e realizzano grazie a know-how consolidato la mi-gliore soluzione impiantistica per otte-nere il più efficiente scambio termico con il minore impatto economico.Il raffreddamento può essere effettuato durante le fasi di alimentazione da tra-moggia, durante le fasi di trasporto (coclee, nastri trasportatori, sistemi in pressione, ecc.) o durante le fasi di mi-scelazione/lavorazione. In ognuna di queste soluzioni, la fase di raffreddamento permette anche l’inertizzazione del sistema grazie alla gassificazione dell’azoto liquido utiliz-zato. È possibile poi raffreddare il pro-dotto anche prima del suo stoccaggio, in modo tale da evitare fenomeni di impaccamento che determinano pro-blemi nelle fasi successive della lavo-razione (si veda pag. 6).

Cristallizzazione La cristallizzazione è una delle opera-zioni unitarie più eseguite nell’indu-stria chimica e farmaceutica, in quan-to consente di recuperare in fase soli-da il principio attivo (API) o l’inter-medio sintetizzato. Rivoira assiste i propri clienti nei processi di cristal-lizzazione, fornendo sistemi affidabili di controllo della temperatura del cri-stallizzatore in grado anche di poten-ziarne notevolmente la capacità di raffreddamento, al fine di migliorare le rese di cristallizzazione e mante-nendo elevati livelli di produttività.

Un adeguato sistema di controllo automatico delle temperature e un design ad hoc per il recupero dei vapori freddi consentono di propor-re al cliente una vasta gamma di si-stemi di raffreddamento, affidabili e performanti. I principali benefici ottenibili sono:• incremento produttivo;• riduzione degli scarti dovuti ad

impaccamento e/o deformazioni;• bilanciamento delle condizioni

climatiche.

Cristallizzatore tipo DTB (Draft Tube and Baffle)

Vapour Head

Active volume

Clear liquor

Heat exchanger

Circulation pump

Setting area

Internal

circulator

Raffreddamenti di processo

Esempi di raffreddamentodi polveri• Miscelazione di polveri. • Miscelazione di polveri e resine.• Produzione di paste ad alta

viscosità.• Miscelazione di polveri basso

fondenti. • Raffreddamento anti-impaccamento.• Raffreddamento post-granulazione.

CoolerBooster

N2

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Molti processi di estrazione in ambito farmaceutico vengono effettuati uti-lizzando solventi chimici per estrarre svariati composti chimici contenuti in sostanze liquide o solide. Tali solven-ti, generalmente di natura organica, devono poi essere separati per vapo-rizzazione o frazionamento dal pro-dotto.I solventi sopra citati non sempre so-no facilmente separabili e spesso trac-ce delle stesso rimangono disperse nel prodotto; in alcuni casi (farma-ceutico, cosmetico, alimentare, ecc.) questo non è accettato o ben tollerato per ragioni legate alla qualità del pro-dotto.La gestione del solvente può poi cau-sare problemi legati alla sicurezza do-vuti alla pericolosità (infiammabilità, esplosività) dello stesso.È comprovato dalla letteratura che

molti di questi processi sono miglio-rabili dal punto di vista quantitativo e qualitativo utilizzando fluidi supercri-tici.L’anidride carbonica è uno dei mi-gliori elementi utilizzabili in fase su-percritica grazie alle sua totale atossi-cità ed economicità. Ad una particola-re pressione e temperatura (73,8 bar, 100 °C) l’anidride carbonica presenta caratteristiche simili a quelle di un li-quido e di un gas (condizioni super-critiche). In tali condizioni rappresen-ta un ottimo solvente manifestando elevate affinità con molti prodotti chi-mici apolari.Dopo avere portato in soluzione il componente da estrarre (o avere effet-tuato la miscelazione di componenti) è sufficiente abbassare la pressione per “trasformare” la CO

2 in gas e per-

metterne la totale separazione.

CO2 supercritica: estrarre “naturalmente”

Ciclo di estrazione supercritica rappresentato nel diagramma di stato dell’anidride carbonica

Grazie ad un valido supporto tecno-logico e alla collaborazione con al-cuni tra i principali costruttori di impianti, Rivoira è in grado di of-frire ai propri clienti la migliore so-luzione passando da test pilota ad uno scale-up a livello industriale.I principali benefici ottenibili dall’utilizzo di CO

2 in fase super-

critica sono:• eliminazione di solventi

organici;• semplificazione delle fasi di

separazione soluto-solvente;• impiego di un solvente

“naturale” di comprovata bio-compatibilità con gli esseri viventi;

• alto standard qualitativo dei prodotti finiti.

Supercritico

Gas

Liquido


Spray Drying

Una delle metodologie per essiccare una soluzione o uno slurry, arrivando a produrre particelle con granulometria e composizione quanto più possibile omogenea, è lo spray drying.La soluzione viene atomizzata utiliz-zando un’apposita turbina e un gas caldo di trasporto (tradizionalmente aria) che ha la funzione di essiccare il prodotto durante la caduta. In alcuni casi, ove cioé il prodotto sia partico-larmente sensibile come nel caso di prodotti farmaceutici, c’è la necessità di sostituire l’aria con un gas inerte quale l’azoto.L’utilizzo dell’azoto quale gas secco preserva il prodotto dal contatto con l’ossigeno presente nell’aria, garanten-do in tal modo il mantenimento delle caratteristiche qualitative del prodotto stesso.Inoltre l’assenza di ossigeno evita la potenziale formazione di atmosfere esplosive come descritte nella norma-tiva ATEX (94/9/CE e 99/92/CE).

Rivoira - Praxair con l’aiuto di società leader del settore hanno sviluppato metodologie di retrofit per consentire alle apparecchiature già in funzione di lavorare con azoto. In alcuni casi, essendo le portate in gioco particolarmente elevate, vengo-no progettate e realizzate soluzioni in ciclo chiuso che permettono di razio-nalizzare e contenere i consumi di azoto, in modo da garantire comunque la concentrazione di ossigeno al di sotto del MOC (Minimum Oxygen Concentration) della miscela.Un altro beneficio indotto dall’utiliz-zo di azoto in sostituzione all’aria è rappresentato dalla possibilità di lavo-rare a temperature più elevate, ridu-cendo i tempi di essiccazione e quindi aumentando la produttività.

I principali benefici risultanti dall’utilizzo di azoto in processi di spray drying sono:• rispetto delle normative vigenti

(ATEX);• maggiore controllo sulla qualità

dei prodotti;• maggiore sicurezza di esercizio;• aumento della produttività.

Impianto di spray drying in atmosfera inerte con ricircolo di azoto

PURGE

BA

CK

-UP

VOCRECOVERY

Aspetto alla SEM di particelle ottenute per spray-drying di emulsioni di olio essenziale (1,azulene) e tocoferolo acetato (2,3)

16

17

Controllo pH

Per correggere il pH di acque di pro-cesso alcaline, od anche per mantenere il pH di reazioni chimiche sotto con-trollo evitando la deriva verso ambien-ti eccessivamente alcalini, una valida alternativa all’uso di acidi minerali forti e/o deboli è costituita dall’anidri-de carbonica.In condizioni di pH alcalino dovuto all’impiego di basi forti, grazie allareazione completa dell’acido carboni-co con la base OH- che genera bicar-bonati HCO

3-, la CO

2 gassosa mostra

una solubilità praticamente completa nella fase acquosa. Ciò avviene fin tanto che il pH delle acque da trattare non raggiunge valori prossimi a 6-6,5 allorchè si raggiunge il plateau di azione di correzione del pH demanda-to alla CO

2. Al fine di garantire un ef-

ficace controllo del processo di corre-zione del pH, coniugandolo con un uso parsimonioso di CO

2 gassosa, si

rende indispensabile l’impiego di un sistema di dissoluzione del gas che massimizzi la superficie di contatto gas-acqua, permettendo, con tempi di contatto dell’ordine di almeno 2-3 sec, il discioglimento del 99% della CO

2

iniettata (in dipendenza della tempera-tura della soluzione).

Schema tipico di un sistema di correzione pH con CO2 gassosa.

Rivoira è in grado di proporre di-versi sistemi per il dosaggio della CO

2, la cui scelta viene fatta in

funzione della richiesta del proces-so e delle caratteristiche dell’im-pianto su cui viene dosata. In ogni caso, si garantisce affidabilità di processo e rapidità nella risposta alle variazioni di pH.

I vantaggi della neutralizzazione con CO

2 sono:

• la riduzione dei costi legati all’uso degli acidi minerali;

• una riduzione notevole di Cl- e SO

4-2;

• l’annullamento dei rischi con-nessi alla manipolazione e stoc-caggio di acidi forti;

• un miglior controllo del pH attorno al punto neutro.

vantaggi della neutralizzazione

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Ossidazioni ed idrogenazioniGrazie all’esperienza della casa ma-dre americana Praxair, Rivoira è in grado di offrire soluzioni chiavi in mano per i processi di ossidazione ed idrogenazione sia in fase gassosa che liquida. Rivoira - Praxair assiste lo sviluppo di processo a partire dalla fase di laboratorio con programmi di simulazione, proseguendo a quella se-mi-industriale con impianti pilota, per passare poi alla scala produttivadefinitiva.Attraverso l’impiego di diffusori spe-cifici e con l’ottimizzazione delle condizioni di processo, servendosi dell’esperienza di Rivoira - Praxair è possibile:• arricchire con ossigeno i processi di

ossidazione ad aria esistenti;• ottimizzare l’uso di ossigeno e di

idrogeno in nuovi processi.

BioconversioniUna reazione di bioconversione consi-ste nella modificazione della struttura chimica di una sostanza, ottenuta me-diante l’uso di singoli enzimi o del si-stema enzimatico cellulare di un agen-te biologico (microrganismo, cellula vegetale o animale). I processi di bioconversione possono essere realizzati industrialmente, im-piegando colture di microrganismi o di cellule, oppure enzimi isolati. Le cellule o gli enzimi sono usati tal quali oppure vengono immobilizzati legan-doli a un adatto supporto (ciò rende i processi più efficienti).I microrganismi in particolare sono capaci di realizzare numerosi tipi di reazioni chimiche in condizioni molto blande, con rese spesso elevate e in modo altamente selettivo.

Nelle reazioni di bioconversione, dove si persegua l’ossidazione selettiva dei substrati impiegati per attivare il prin-cipio attivo oppure per prepararli ad un successivo step dello schema di sintesi, il controllo della percentuale di ossigeno disciolto può costituire il fattore determinante per ottenere un buon risultato, in termini sia di seletti-vità sia di produttività. Rivoira offre anche in questo caso soluzioni specifi-che in grado di ottimizzare l’Oxygen Uptake Rate della reazione oltre che garantire livelli ottimali di O.D. nel mix di reazione (si veda pag. 13).

Reazioni di ossidazione, bioconversione e idrogenazione

Esempio di applicazione di tecnologie Rivoira - Praxair in ossidazione. Produzione di Acrilonitrile

Schema reattore di ossidazione in fase liquida Carro bombolaio di idrogeno

I principali vantaggi delle tecno-logie Rivoira - Praxair sono:• flessibilità operativa senza

significativi investimenti;• miglioramento della resa;• aumento della produttività.

18

Crioconservazione dei vaccini

Caratteristiche serie “K”

La serie “K” è disponibile anche nella versione conforme alla direttiva CEE 93/42 (D.Lgs. N. 46/97).

Note• 1. Il tasso di evaporazione e l’auto-

nomia in fase statica sono nominali, possono essere influenzate dalla na-tura del contenuto, dalle condizioni atmosferiche, dalla storia del conte-nitore e dalle tolleranze di costru-zione.

• 2. L’autonomia in fase operativa è un dato indicativo per stimare le performance del contenitore durante le reali condizioni operative. La rea-le autonomia operativa è soggetta ad una larga variazione a seconda delle condizioni d’uso individuali.

• 3. Cassettiere opzionali; per conte-nitore 3K cassettiere triangolari a spicchio.

• 4. Box opzionali.

Modelli 3k 10K 24K 38K

Autonomia fase statica gg.1 19 33 52 74

Autonomia operativa gg.2 12 20 32 46

Tasso di evaporazione l/g1 2,5 5 7 8

Capacità azoto liquido l 48 165 365 590

Peso a vuoto kg 19,1 111 184 256

Peso a pieno carico kg 56,7 243 474 733

Altezza complessiva mm 754 1118 1118 1245

Dimensioni esterne mm 391 587x775 864x965 1067

Altezza utile interna mm 488 737 737 737

Diametro interno mm 356 533 787 991

Numero di cassettiere per box da 81/100 pos.3 - 7 17 28

Dimensioni box da 81/100 pos.3 - 127x127 127x127 127x127

Numero di cassettiere per box da 25 pos.3 6 4 6

Dimensioni box da 25 pos. - 76x76 76x76 76x76

Numero box per cassettiera4 8 13 13 13

Capacità max fiale 2 ml totale 2640 10400 24050 38350

Capacità sacche 500 ml nominali - 180 432 636

Capacità sacche 700 ml nominali - 112 256 424

Accessori 3k 10K 24K 38K

D.P.I. (Guanti, visiera, grembiule) sì sì sì sì

Allarme livello ed autoriempimento - sì sì sì

Allarme livello sì - - -

Flessibile di travaso sì sì sì sì

Carrello sì - - -

Software gestione sistemi di autoriempimento - sì sì sì

Software gestione campioni criopreservati - sì sì sì

I vaccini in genere richiedono di esse-re conservati in opportuni contenitori criobiologici che possano garantire escursioni termiche anche particolar-mente significative, da -100°C a -196°C (temperatura dell’azoto liqui-do, alla pressione di 1 bar). Questa ti-pologia di sistemi prevede la fornitura di un contenitore criobiologico della dimensione necessaria, collegato ad un serbatoio di azoto liquido posto all’esterno del fabbricato. La tubazio-ne di collegamento tra il serbatoio di stoccaggio di azoto liquido ed il con-tenitore criobiologico è con coibenta-

zione del tipo “sotto-vuoto”, per mini-mizzare le perdite per gassificazione di azoto lungo la tubazione e, soprat-tutto, per consentire un efficace con-trollo della temperatura da parte del dispositivo di regolazione della porta-ta di azoto, posto a corredo del conte-nitore criobiologico. La crioconserva-zione è una pratica che riguarda non solo l’industria dei vaccini, ma l’indu-stria farmaceutica tout court, in quan-to, ad esempio, permette di garantire la conservazione a temperatura con-trollata di ceppi batterici e lieviti, composti proteici, plasma umano, ecc.

Rivoira, oltre a sistemi “fissi” di crioconservazione, mette a disposi-zione piccoli contenitori criogenici portatili. Questi sono molto utili per consentire il trasporto, da un re-parto all’altro dell’azienda, della sostanza da impiegare, senza che questa possa subire shock termici o un eccessivo riscaldamento durante lo spostamento.


Tubazioni criogeniche sottovuoto

I vantaggi delle tubazioni sottovuo-to Rivoira sono:• minima manutenzione;• elevata affi dabilità.Ogni sezione di linea è sottoposta a test con elio (rilevazione delle per-dite) test di pressione (minimo del 10% al di sopra della pressione di progetto) e test di messa a freddo prima dell’immissione sul mercato.

Nelle figure 1 e 2 sono rappresentate se-zioni di tubazioni sottovuoto fornite da Rivoira per gas criogenici (azoto, argon ed elio liquidi).L’assenza di aria all’interno dello spazio tra i due tubi in inox riduce i fenomeni di conduzione e convezione del calore, mentre l’irraggiamento viene impedito dal superisolante multistrato che riveste il tubo interno. Le linee sono realizzate in sezioni di lunghezza variabile e ven-gono consegnate già pronte per essere facilmente montate e collegate tramite giunti a baionetta o a saldare. Le condutture e tutti i componenti sono progettati, costruiti e collaudati in accor-do alle normative di legge. Una specifi-ca procedura di test garantisce la massi-ma sicurezza riducendo notevolmente le fughe di gas; la prova di tenuta infatti

viene eseguita con uno spettrometro di massa ad elio, con massima perdita ac-cettabile inferiore a 1.10-9atm.cm3/s. Per il trasferimento dell’elio, sia le linee che le valvole vengono progettate e co-struite con particolari accorgimenti atti a garantire le minime perdite per evapora-zione. Le linee Rivoira, costruite con i migliori materiali, non richiedono altra manuten-zione che un controllo visivo occasiona-le. Eventuali formazioni di ghiaccio in-dicano solo che il livello di vuoto è bas-so e che deve essere ripristinato; tale operazione può essere effettuata facil-mente e direttamente in loco senza smontare la conduttura. Le linee sono rese disponibili già preas-semblate e complete di componentistica sottovuoto quale:

• valvole superisolate sottovuoto (ma-nuali, automatiche ON/OFF e di rego-lazione motorizzata);

• giunti a baionetta tipo Johnston;• giunti ad isolamento magnetico;• separatori di fase liquido/gas (figura 3)

funzionanti anche con logica di rego-lazione automatica della pressione.

Figura 1 Figura 2

Manicotto di saldaturaprolungato per riduzioneperdite per conduttività

Zona evacuata per ridurreal minimo le perdite per convezione

Distanziatori abassa conduttività

Pompa di adsorbimentoper il mantenimento del vuoto

Linea lucidata perridurre la radiazione

esternoInterno

Sistema di ammortizzamentodella contrazione linea interna

Boccaporto dipompaggio con valvola

Schermatura disuperisolamento alla radiazione

Azoto liquido

Tubo internoInner line

Tubo esternoOuter line

VuotoVacuum space

SuperisolanteSuperinsulation

Blow off valve

Level controller

Pressure gauge

Safety valveVacuum

Gaseous Phase

Liquid Phase

Inlet valve

Vessel

P=6 bar

LN2+GN2

LN2

Figura 3 - Schema P&ID di un separatore di fase liquido-gas per azoto liquido con controllo automatico di livello e pressione di lavoro

Technical specifications

Phase separator size:

Maximumoutput:

15 l 500 l/h

25 l 1000 l/h

50 l 2000 l/h

20

Rivoira offre al settore dell’industria chimico-farmaceutica un’ampia scelta di gas puri e speciali e loro miscele.L’uso non è solo per scopi di laborato-rio ma in genere anche per esigenze di processo. Rivoira, inoltre, fornisce i relativi im-pianti di decompressione e gestione, impiegando materiali certificati anche per uso medicale e con tecniche di sal-datura quali TIG orbitale ed elettropuli-to; si impiegano di norma materiali in acciaio inox AISI 316L. Rivoira dispone anche di stoccaggi di idrogeno (bombole, pacchi bombole e carri bombolai), stoccagi di NH

3, HBr,

HCl, Cl2 anidri in bombole e fusti fino

a 500 kg. Oltre ai suddetti gas, Rivoira è in grado di realizzare per i propri

Impianti di distribuzione gas puri e speciali

Esempi di applicazione dei Gas Puri

Applicazione Gas utilizzato Titolo

Rivelatore a ionizzazionedi fiamma (FID)

AriaAzoto

Idrogeno

5.05.04.5

Rivelatore a cattura di elettroni (ECD) Azoto5.5

(esente da alogenoderivati)

Rivelatore a ionizzazione di elio (HID) Elio 5.5/6.0

Plasma ICP Argon 5.0

Estrazione in fase supercritica (SFE) Anidride Carbonica 4.8

Analisi elementare organica Ossigeno 5.0

clienti l’intero impianto di distribuzione e controllo dei medesimi gas, ed in ag-giunta i sistemi di rilevazione fughe. Gli impianti per gas puri e speciali for-

niti vengono realizzati in conformità al-le norme di buona tecnica e nel pieno rispetto degli standard di qualità e sicu-rezza Praxair.

3

15

Laboratorio Analitico1. Posti presa al punto d’uso2. Generatori di gas3. Sistemi a scambio automatico4. Contenitori gas criogenici5. Mass flow meters e sistemi di

controllo

Laboratorio Criobiologico6. Detector per ossigeno7. Linea super-isolata per azoto liquido8. Congelatori ad azoto liquido9. Serbatoio di stoccaggio azoto liquido10. Contenitori criobiologici11. Congelatori portatili e dewar12. Contenitori criogenici13. Prod. e stoccaggio ghiaccio secco14.Congelatori programmabili

Locale stoccaggio bombole15. Riscaldamento CO2

16. Bilancia elettronica17. Gas cabinets18. Rastrelliera bombole19. Pacchi bombole20. Centrale erogazione gas21. Sistema a scambio automatico22. Detector portatile23. Carrello portabombole24. Compressore aria25. Generatore di azoto a membrane26. Sistema di rilevazione fughe27. Filtro in linea28. Centrale erogazione gas di

calibrazione

23

2425

2627

28

1

2221

20

19

18 17

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11

10

9

87

65

23

4

21

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Stripping Agitazione

Nelle lavorazioni dove occorre sepa-rare gas disciolti dal resto della solu-zione, lo strippaggio risulta il metodo più semplice e vantaggioso.Rivoira - Praxair ha messo a punto un sistema di strippaggio in linea con iniezione di azoto gassoso che garan-tisce un’elevata efficienza e minimiz-za i consumi. Lo stripper Rivoira prevede un venturi dove il gas inerte, inserito in micro-bolle, realizza un’intima dispersione nel liquido. L’azoto è poco solubile nella maggior parte dei liquidi ed è in grado di legarsi con gli inquinanti vo-latili e di trasportarli verso il pelo li-bero. L’azoto saturo, all’equilibrio

termodinamico con l’ambiente, viene rilasciato dal liquido quando quest’ul-timo subisce una riduzione di pressio-ne (flash della fase gassosa).Comparato ad altri sistemi di strip-ping, la soluzione Rivoira - Praxair consente economie di processo e di tempo di trattamento, ha consumi di azoto limitati e fornisce un’elevata ri-mozione dei contaminanti volatili pre-senti. Lo stripper è di facile installa-zione e può essere inserito diretta-mente sulle tubazioni di trasferimento del prodotto; nel caso di operazioni discontinue, può essere montato sulle tubazioni di ricircolo ai recipienti contenenti il fluido da trattare.

Quando non è conveniente investire in un miscelatore, o per l’eccessivo costo dovuto a materiali speciali ri-chiesti dal processo o per la saltuarie-tà dell’utilizzo legato a singole cam-pagne e commesse spot, è molto van-taggioso considerare l’azione misce-lante di gas inerti fatti gorgogliare nella soluzione.Rivoira - Praxair progetta e realizza soluzioni specifiche per miscelare flu-idi in recipienti attraverso opportuni diffusori di gas inerti da collocarsi all’interno delle apparecchiature.

I principali vantaggi delle soluzioni di stripping e agitazione sono:• efficacia del funzionamento; • basso costo di investimento;• flessibilità di utilizzo;• rapidità di strippaggio;• inertizzazione indiretta degli

stoccaggi;• possibilità di raffreddamento con-

giunto.

Confronto dell’effi cacia del diffusore a microbolle rispetto allo stripper Rivoira - Praxair

Stripper in linea Rivoira

Uscita FluidoGuida Ugello azoto

Manometri

Riduzione di sezione

Entrata Fluido

Connessione

Dado di regolazione

Guarnizione o-ring

Schema di funzionamento dello stripper Rivoira

22

23

Il letto fluido rappresenta un interes-sante punto d’incontro fra qualità del prodotto ed economia di esercizio fina-le dell’impianto. La gamma dei prodot-ti che possono essere trattati è piuttosto ampia, in generale materie prime come polveri o cristalli rappresentano una considerevole percentuale. Inoltre, la versatilità produttiva consente di poter spaziare anche sul tipo di trattamento, che può andare dall’essiccazione, al mantenimento o condizionamento an-che spinto, a valori difficilmente rag-giungibili con altri sistemi.Generalmente, il letto fluido viene cari-cato in maniera continua ed uniforme con il prodotto ed inizia a trasportarlo verso il punto di scarico. Nel caso di un prodotto organico im-pregnato di solventi, all’interno della macchina questo viene investito da una corrente di azoto gassoso, trattato e mantenuto alle condizioni richieste. L’azoto, una volta attraversato il pro-dotto, esce dal letto e viene convogliato in un sistema di recupero delle particel-le in sospensione. Successivamente immesso in un circui-to chiuso, l’azoto, per mezzo di un de-dicato sistema di condensazione degli SOV, viene privato del vapore dei sol-

venti in esso contenuti, e poi ricircolato all’essiccatore alla corretta temperatura di ingresso. Il sistema garantisce un funzionamento in condizioni di sicurezza e permette di preservare ad alti livelli le qualità della polvere essiccata, con notevole vantag-gio in termini di produttività e costi di gestione rispetto ad altre tecnolgie con-correnti quali gli essiccatori sotto vuoto (statici o rotativi).

Scopi dell’essiccamentoGli scopi dell’essiccamento in campo farmaceutico sono vari e differenti:• granulazione ad umido;• processamento di materiali (es. Prepa-

razione di estratti vegetali in polvere);• riduzione del volume e/o peso di un

materiale (riduzione dei costi di tra-sporto e stoccaggio);

• aumento della stabilità chimica e mi-crobiologica del materiale (migliore conservabilità);

• facilitazione della macinazione;• spesso dopo l’eliminazione dell’acqua

il prodotto deve essere mantenuto a bassi livelli di umidità o con l’uso di opportuni essiccanti o mediante op-portuno confezionamento in atmo-sfera inerte.

Essiccamento

Rivoira ingengerizza e fornisce ai propri clienti soluzioni affidabili e certificate per utilizzo in ambi-to chimico-farmaceutico, inclu-dendo i sistemi di abbattimento e recupero degli SOV.Sugli impianti esistenti operanti ad aria, Rivoira propone un retro-fit grazie a cui è possibile usare un circuito chiuso ad azoto, per ovviare ai problemi di sicurezza esistenti nel gestire un essiccato-re a letto fluido in aria con pro-dotti a base solvente. Il retrofit prevede la realizzazione del cir-cuito chiuso di azoto, inclusa l’unità di abbattimento e recupe-ro SOV.

Esempio di essiccatore a letto fluido di tipo farmaceutico

Particolare dell’interno di un essiccatore a letto fl uido in esercizio

Continuous SweepAgitator Rake

Gas nitrogen

In Process SprayHeight Adj.

Filter Bag

High Effciency Spray System

Conical Chamber

Turbofl o Plate

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Confezionamento, Logistica e Pulizia Impianti


Confezionamento in atmosfera protettiva

Il packaging di principi attivi, ecci-pienti e farmaci, in fase liquida o soli-da, rappresenta spesso una fase molto delicata del processo produttivo. Infatti, sovente è necessario fare in modo che la confezione protegga al meglio l’integrità chimica del prodot-to confezionato. L’ossigeno e/o l’umidità dell’aria resi-dua nella confezione (fi ala, bottiglia, blister, bustina, etc.) possono con il tempo e con l’aiuto di altri fattori, quali temperatura di stoccaggio e/o esposizione ai raggi solari, comportare una modifi ca delle proprietà farmaco-logiche del prodotto nella confezione. Il risultato è una riduzione della shelf-life del farmaco rispetto alla data riportata sulla confezione e comunque un’alterazione delle caratteristiche del farmaco rispetto a quelle prescritte nei capitolati diagnostici.

Al fi ne di preservare al meglio e più a lungo nelle loro confezioni sia farma-ci che principi attivi, Rivoira offre una soluzione effi cace per il packaging di prodotti farmaceutici. Sia nel caso di confezionatrici già predisposte per l’uso di gas inerti, sia nel caso le con-fezionatrici non abbiano tali predispo-sizioni, Rivoira è in grado di dare un concreto valore aggiunto ai propri clienti, fornendo direttamente i gas di confezionamento con i relativi impianti di distribuzione gas e provve-dendo ad installare un up-grade di propria concezione sulla macchina confezionatrice, così da permetterle di operare in atmosfera protettiva.

Rivoira vanta partnership con società leader nella progettazione e costruzione di macchi-ne di confezionamento in atmosfera protetti-va in ambito farmaceutico. Pertanto può sup-portare in sinergia con i propri partner com-merciali ogni specifi ca esigenza di confezio-namento.

I sistemi di confezionamento Rivoira con-sentono di mantenere in atmosfera protettiva:• fl aconi;• fi ale;• bustine;• blister;• bottiglie.

Materiali per il confezionamento - Tipologia di imballaggio

Proprietà funzionali Vaschette Film chiusura Buste flessibili

Rigidità

PSHDPE

PPPVCPET

PA (amorfo)PAN (Barex)

-------

PPHDPE

PAPET (bo)

CartaCellulosa rigenerata

-

Resistenza meccanica (puntura, abrasione)

---

PETPPPA

PETPPPA

Impermeabilità al vapore d’acqua

PPHDPEPVDCPAN

--

PPLLDPEPVDCPET

AlluminioOssidi metallici

PPHDPE

PAPET

AlluminioOssidi metallici

Impermeabilità O2 e CO2

EVOHPVDC

PAPAN

--

EVOHPVDC

PAPET

Alluminio-

Ossidi metallici

EVOHPVDC

PAPET

AlluminioCellulosa rigenerata

Ossidi metallici

Saldabilità

EVAEAA

LLDPECOPOL.PP/PE

-

EVAEAA

LLDPECOPOL.PP/PE

Acrilicati (lacche)

EVAEAA

LLDPECOPOL.PP/PE

Acrilicati (lacche)

LDPE: polietilene a bassa densità - HDPE: polietilene ad alta densità - LLDPE: polietilene lineare a bassa densità - PP: polipropilene - PVC: polivinilcloruro - PVDC: polivinilidene cloruro - PET: polietilentereftalato - PA: poliammide - PAN: poliacrilonitrile - EAA: etilene acido acrilico - EVOH: etilene vinil alcol - EVA: etilene vinil acetato - PS: polistirolo24

Schema di funzionamento del confeziona-mento in atmosfera protettiva

25

Nel settore della produzione di farma-ci in fiale, Rivoira si propone in quali-tà di partner per la messa in esercizio delle saldatrici di fiale con una misce-la metano/ossigeno puro.Il vantaggio dell’uso di una fiamma ad ossigeno puro consiste nel raggiun-gimento di elevati valori di temperatu-ra di fiamma; inoltre si utilizza meno combustibile di quanto sarebbe neces-sario impiegando aria come combu-rente (al 21% vol. di O

2).

Di conseguenza, è possibile ottenere un processo di saldatura qualitativa-mente superiore, poiché l’alta tempe-ratura di fiamma consente una miglio-re fusione del vetro. Un altro vantag-gio consiste nell’incremento di pro-duttività della linea di saldatura fiale, grazie alla riduzione del tempo neces-sario per saldare ogni singola fiala. Quest’ultima è conseguente ad una maggiore velocità di fusione del vetro, dovuta sia alla più alta temperatura di fiamma che al suo maggior potere ra-diante.

Saldatura fi ale

Infl uenza del tenore di ossigeno sulla temperatura adiabatica di fi ammanella combustione del metano

Riassumendo, i principali vantag-gi ottenibili dall’impiego di una miscela metano/ossigeno puro per la saldatura delle fiale sono:• una maggiore produttività;• un risparmio energetico;• una qualità superiore della saldatura.

O2 puro

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Dryce è la società del Gruppo Praxair leader in Italia nella produzione e distri-buzione di ghiaccio secco e nella forni-tura di soluzioni per il trasporto in con-dizioni refrigerate.La forza di Dryce sta proprio nel suo core business, che si focalizza esclusiva-mente su tutto ciò che riguarda il ghiac-cio secco ed i relativi usi specialistici.Per questo motivo, le soluzioni Dryce sono le migliori che Rivoira può mettere a disposizione dei clienti che abbiano esigenze di logistica (interna e/o esterna) o comunque legate al trasporto in tem-peratura controllata dei propri prodotti.

Il Sistema Dryce è una linea completa di contenitori isotermici termostatati a mezzo di cariche refrigeranti: ghiaccio secco o Green Ice®, che rappresentano soluzioni idonee ed innovative per quei prodotti che necessitano di un trasporto in condizioni di controllo di temperatura e di integrità assoluta.Maneggevoli ed estremamente leggeri, i contenitori isotermici del Sistema Dryce permettono un mantenimento perfetto della “catena del freddo”. Il Sistema Dryce consente di utilizzare CO

2 allo stato solido e contenitori realiz-

zati in materiale isolante espanso, per trasportare a temperature (-40°C ÷ -18 °C, +4 °C ÷ +8 °C) e umidità (max 30%) controllate senza l’utilizzo di mezzi di trasporto refrigerati.

Nell’ottica di offrire un servizio perso-nalizzato per coloro che necessitano di un prodotto riutilizzabile e che fornisca il freddo per un periodo prolungato di tempo, Dryce ha creato Green Ice®.Si tratta di un sistema di accumulo di freddo, capace di regolare la temperatu-ra interna dei contenitori isotermici uti-lizzati per il trasporto dei prodotti farma-ceutici.

Green Ice® è stato sviluppato dopo una attenta analisi delle esigenze delle prin-cipali aziende farmaceutiche ed ha le seguenti caratteristiche:• elevata capacità di accumulo frigorie;• nessuna deperibilità;• ingombro limitato;• manipolazione semplice e sicura;• raffreddamento veloce;• riutilizzabilità;• risparmio energetico.

Logistica: trasporto termostatato di prodotti farmaceutici e campioni biologici

Rivoira e Dryce propongono soluzio-ni personalizzate nel trasporto termo-statato di prodotti farmaceutici e cam-pioni biologici, che includono:• ghiaccio secco o Green Ice®;• contenitori isotermici monouso o

riutilizzabili;• know-how ed engineering

I contenitori isotermici con ghiaccio secco o Green Ice® sono una soluzio-ne pratica e sicura per gli operatori del settore farmaceutico e sanitario; permettono inoltre di ottenere un ambiente di conservazione batterio-statico, fungistatico e completamente igienico.

Termostatazione di farmaci a differenti temperature con il Sistema Dryce®

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La sabbiatura criogenica (nota anche come Crioblasting) è un sistema di sabbiatura che utilizza pellets di ani-dride carbonica solida (ghiaccio sec-co). Il sistema si basa su tre fattori principali qui di seguito indicati.

Shock TermicoI pellets di ghiaccio secco, colpendo la superficie da trattare, producono uno shock termico e provocano la contra-zione dello strato da asportare.

CrackingA causa della contrazione, lo strato in-fragilito dalla bassa temperatura si rompe e si stacca dalla superficie.

Pulizia Meccanica e CineticaI pellets, accelerati alla velocità di 300 m/s da un getto d’aria compressa, col-piscono la superficie ad alta velocità.

Pellets ad elevata densità DryceLa notevole densità e compattezza dei pellets prodotti da Dryce Italia deter-minano caratteristiche applicative su-periori. L’elevata durezza, infatti, comporta un duplice vantaggio: una maggiore durata nel tempo ed una più efficace e rapida pulizia.

Le sabbiatrici Dryce GTLe sabbiatrici utilizzate per questo ti-po di pulizia, prodotte da Dryce Italia, sono progettate al fine di ottimizzare la pulizia. Le sabbiatrici GT sono in-fatti più efficienti, più facili da utiliz-zare e più potenti, grazie al sistema di alimentazione brevettato, e fornisco-no quindi prestazioni senza paragoni. La scocca interamente in alluminio ed acciaio inox ed il peso ridotto rendo-no le sabbiatrici GT estremamente fa-cili da trasportare.

Pulizia impianti: sabbiatura criogenica

Sabbiatrici Dryce GT-15

Portata ghiaccio secco 0-2 kg/min

Pressione di lavoro 0-10 barg

Rumorosità massima 103.4 dB(A)

Tensione alimentazione elettrica 220V-50Hz

Capacità tramoggia 18 kg

Peso 120 kg

Pellettizzatore Dryce GT-200 e GT-500

Capacità di produzione 200 kg/h - 500kg/h

Consumo specifico CO2 liquida 2,5 kg CO2 liq/kg pellets

Pressione nominale CO2 liquida 16 barg

Tensione alimentazione elettrica 380V-50Hz

Controllo Ciclo PLC

Rumorosità massima 85.0 dB(A)

Caratteristiche principali• Portata di ghiaccio secco varia-

bile fino a 2 kg/min.• Massime performances grazie al

sistema monotubo ed agli ugelli ottimizzati nella geometria in-terna.

• Portaugello ergonomico con at-tacco rapido.

• Manichette di sabbiatura estre-mamente flessibili, adatte a qualsiasi tipo di intervento e re-sistenti all’abrasione.

• Contaore per la gestione degli intervalli di manutenzione e per il controllo diretto delle effettive ore di lavoro.

Sabbiatrice criogenica

Pellettizzatore

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Rivoira, forte dell’innovazione tecno-logica di Praxair, promuove nell’ambi-to dei processi di incenerimento e post-combustione sia di reflui liquidi che gassosi, tecnologie sperimentate ed affidabili capaci di venire incontro a svariate esigenze produttive, am-bientali ed economiche.Le soluzioni Rivoira spaziano dall’af-frontare esigenze di sottodimensiona-mento dei suddetti impianti alla do-manda di maggiore flessibilità produt-tiva, dal bisogno di stabilizzare il fun-zionamento dell’impianto (nei casi di correnti con potere calorifico molto fluttuante) alla richiesta di ridurne i costi di esercizio.Nelle proprie valutazioni, Rivoira pro-pone ai clienti soluzioni mirate a ri-durre i costi di conduzione relativi all’impianto di post-combustione dei reflui gassosi e/o liquidi, per mezzo di tecnologie che aggiungono all’aria comburente ossigeno puro. Tale siste-ma consente di ridurre a parità di con-dizioni operative dell’impianto (in ter-mini di portate massiche di VOC da trattare, di temperature di ossidazione termica, etc.) la domanda di gas natu-rale (CH

4). In alternativa, è possibile

dare maggiore capacità di trattamento all’impianto, consentendogli di tratta-re una maggiore quantità di effluenti.

Rivoira propone a seconda delle esigen-ze diverse soluzioni:• arricchimento dell’aria comburente;• direct lancing di ossigeno nel post-combustore;• sostituzione del bruciatore ad aria

con uno Praxair ad ossigeno puro;• atomizzazione di liquidi in camera

di combustione.

Incenerimento e post-combustione

Ambiente: trattamento emissioni

Oxygen Enriched Air

Sparger In Pure O2

CombustionAir

Schema di arricchimento aria comburente (primaria e/o secondaria) con ossigeno puro

Arricchimento dell’aria comburenteNei processi di arricchimento, l’aria comburente viene addizionata di ossi-geno puro direttamente nella tubazione di distribuzione che la alimenta verso il bruciatore (aria primaria) o verso la se-zione di post-combustione (aria secon-daria). La portata di ossigeno puro di arricchimento in genere è fissa.

Questo si riscontra soprattutto nel caso di impianti che in condizioni staziona-rie operano con minime fluttuazioni. Altrimenti, si prevede un sistema di re-golazione in automatico della portata di ossigeno puro in funzione delle con-dizioni di esercizio dell’inceneritore/postcombustore.

I vantaggi dell’uso di ossigeno nei postcombustori e nell’incenerimento di refl ui liquidi sono:• aumento della capacità produttiva;• stabilizzazione della temperatura di

combustione;• riduzione del consumo di gas naturale;• possibilità di trattare refl ui a basso

potere calorifi co;• rispetto dei limiti di emissione al

camino.

Schema di esercizio impianto di termo-ossidazione con aria arricchita di Ossigeno

Fumi Combusti

Boiler o Combustore in processo

AriaNG

Gas dagli impianti da incenerire

Fumi Combusti

Boiler o Combustore in processo

Aria arricchita con O2

Ridotto NG

Applicazione Rivoira

Gas dagli impianti da incenerire

Situazione iniziale

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29

Oxygen

Fuel

Direct lancing di ossigeno nel postcombustore/inceneritoreNei processi di direct lancing, l’ossige-no puro viene alimentato direttamente nella fornace di termo-ossidazione me-diante una specifica lancia resistente alle alte temperature. In questo modo, è possibile creare nella camera di com-bustione delle zone a maggiore con-centrazione di ossigeno rispetto al caso dell’arricchimento, permettendo un decorso delle reazioni di ossidazione termica più spinto.

Sostituzione del bruciatore ad aria con uno ad ossigeno puroNei processi in cui l’impianto di ter-mo-ossidazione è eccessivamente sot-todimensionato per le esigenze di sta-bilimento, Rivoira propone il cambio del bruciatore ad aria con l’introdu-zione di un bruciatore ad ossigeno pu-ro. La forte contrazione del volume dei fumi consente nella nuova confi-gurazione di poter venire incontro ad un incremento sensibile della capacità di trattamento dell’impianto.

Atomizzazione liquidiRivoira fornisce sistemi di atomizza-zione di liquidi da incenerire sia in impianti già dotati di tali apparecchia-ture (come revamping) sia in impianti non impiegati per l’incenerimento di liquidi (come up-grade). In ogni caso la tecnologia di atomizzazione Rivoira offre grande flessibilità ed efficenza di utilizzo.

Schema di processo “direct Lancing”

Ugelli di Ossigeno

Metano

Ossigeno

Sezione di un bruciatore Rivoira metano-ossigeno 100%

Particolare di atomizzatore di liquidi per incenerimento

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Abbattimento e recupero solventi da emissioni gassoseAbsorbimento con rigenerazionein corrente di azotoI processi “diretti” applicati ad un’unità di recupero solventi sono es-senzialmente due: l’adsorbimento e la rigenerazione. L’adsorbimento è un fenomeno fisico reversibile per cui una molecola di un composto viene “attratta” sulla super-ficie di un solido, denominato adsor-bente, grazie alle forze di Van der Waals. Visto che l’adsorbimento è un fenomeno superficiale, la capacità di adsorbimento è direttamente legata alla struttura dei pori ed alla superfi-cie adsorbente. Il carbone attivo, ri-spetto ad altri adsorbenti, è ideale per l’adsorbimento di molecole a bassa polarità ed ha un’elevata area superfi-ciale (1.000 ÷ 1.400 m²/g): l’ideale per i composti organici. La selezione del corretto adsorbente (granulome-tria, superficie, distribuzione della po-rosità, durezza, contenuto delle ceneri, etc.) è il primo punto cardine di queste unità. La rigenerazione è invece il processo “inverso” per cui il solvente viene de-sorbito per essere quindi recuperato.

Le unità di recupero solventi Rivoira gestiscono abitualmente un flusso di massa di C.O.V. che è compreso tra50 e 5.000 kg/h, con portate di aria comprese tra 500 e 1.000.000 Nm3/h, con rese comuni sino al 95/99%.

I principali vantaggi delle tecnolo-gie Rivoira sono:

• rispetto dei limiti di legge;• recupero delle sostanze

organiche volatili, destinate a riutilizzo/vendita;

• totale assenza di scarichi di acque di processo inquinate;

• consumi energetici estremamente contenuti;

• ridotta perdita di attività del carbone attivo;

• ridottissime reazioni di idrolisi dei solventi;

• trascurabili reazioni di ossidazione dei solventi, per la presenza di atmosfera inerte anche durante le fasi di riscaldo e raffreddamento del letto da rigenerare;

• estrema sicurezza contro i pericoli di incendio del letto (carbone attivo), anche in presenza di percentuali importanti di chetoni (ad es. MEK, MBK, ecc.).

CriocondensazioneIl sistema automatizzato e autono-mo Rivoira - Praxair si basa sul principio della condensazione dei reflui gassosi con agenti criogenici ed è particolarmente adatto per correnti fino a 1000 Nm3/h e con-centrazioni superiori a 1 g/m3.La tecnologia permette un recupe-ro di oltre il 99% degli SOV e l’azoto impiegato può essere rein-tegrato nella rete di stabilimento perché non entra in contatto con i fluidi di processo.

Le legislazioni sul controllo delle emissioni gassose industriali risultano sempre più gravose e il costo di smal-timento con i combustori è in conti-nua crescita (D.Lgs. 152/06).Rivoira, grazie a solide partnership tecnologiche con società leader di settore, è in grado di proporre solu-zioni specifiche per ogni esigenza inerente la tematica delle emissioni gassose. Le tecnologie di cui dispone Rivoira sono lo stato dell’arte per l’abbattimento ed il recupero dei sol-venti e composti organici volatili dal-le emissioni, di qualsiasi entità e na-tura esse siano. Gli impianti offerti spaziano dalle so-luzioni di criocondensazione (per emissioni fino a 1.000Nmc/h) di por-tata a quelle di abbattimento e recu-pero su carboni e/o resine attive (per emissioni superiori a 1.000Nmc/h).

A sinistra: impianto di condensazione criogenica completa di serbatoio di stoccaggio per azoto liquido.A destra: impianto di abbattimento solventi a carbone attivo con rigenerazione ad azoto caldo/freddo

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Sistemi di trasferimento O2 ad alta effi cienza

Sovente il fattore limitante negli impianti biologici tradizionali è costi-tuito dal sistema di aerazione, che si può rivelare insuffi ciente a sopportare aumenti di portata o variazioni delle caratteristiche del refl uo. Gli aeratori classici generalmente non consentono di dissolvere più del 25% dell’ossigeno disponibile. I sistemi ad aria, inoltre, in presenza di richieste variabili di ossigeno nell’arco della stessa giornata o in giorni diversi, offrono una scarsa possibilità di regola-zione; anche quando la richiesta è minima, il sistema non può scendere al di sotto di un certo limite operativo, riducendo così il risparmio energetico. Per contro, eventuali picchi di richiesta di ossigeno diffi cilmente vengono sod-disfatti dal sistema ad aria. Con l’introduzione di un sistema ad ossigeno puro è possibile ottenere i seguenti vantaggi:• incremento delle portate di refl uo

trattate;• migliore qualità dell’effl uente;• minor consumo energetico;• riduzione della formazione di aerosol

e schiume;• riduzione dell’emissione di VOC;• minor investimento iniziale;• maggior tenore di ossigeno disciolto;• miglior controllo di processo.

Rivoira ha sviluppato soluzioni ad altissima effi cienza di trasferimento O

2: gli impianti MIXFLO® ed

OxyMix®.MIXFLO® è un sistema di ossigenazio-ne brevettato in grado di offrire, con bassi costi di investimento e di gestio-ne, tutti i vantaggi precedentemente indicati. In questo sistema una frazione del refl uo a media pressione viene satu-rata con ossigeno ed inviata agli eietto-ri liquido-liquido come fl uido motore. La parte di refl uo a bassa concentrazio-ne di ossigeno disciolto viene aspirata dall’eiettore e miscelata con il fl uido motore nel tratto divergente dell’eietto-re; in tal modo il sistema garantisce il trasferimento al restante refl uo di tutta l’energia cinetica disponibile e dell’os-sigeno puro precedentemente fornito.Grazie alla particolare confi gurazione del sistema di contatto gas-liquido è possibile raggiungere effi cienze di tra-sferimento superiori al 90%.Un ulteriore elemento di fl essibilità operativa è dato dal sistema chiamato OxyMix®, il cui principio di funziona-mento è simile a quello MIXFLO®, ma la struttura è interamente preassembla-ta su di uno skid che può essere facil-mente collocato all’interno di bacini di qualunque forma o dimensione.

Rivoira è da sempre attiva nell’otti-mizzazione e nello studio di tecno-logie relative al trattamento acque.L’utilizzo dei gas in questo settore permette di ottimizzare le perfor-mance degli impianti di depurazio-ne mantenendo costantemente sotto controllo i costi di gestione.

Gli ambiti di intervento sono sostanzialmente:• sistemi di trasferimento ossigeno;• trattamento fanghi di depurazione;• controllo pH;• ozono.

Particolare di un eiettore liquido-liquidoParticolare di sistema di contattoossigeno-refluo del Mixflo®

Ambiente: trattamento acque

Particolare di OxyMix®

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Sistemi di trasferimento O2 a basso costo

In alcune occasioni è necessario privi-legiare soluzioni caratterizzate da rapidità di intervento e basso costo di investimento.Nell’ottica di queste esigenze Rivoira ha sviluppato i sistemi di trasferimen-to a basso costo SSD.

La tecnologia SSD (Super Sonic Diffuser) è costituita da un ugello di particolare concezione che permette di frammentare intimamente l’ossige-no in microbolle direttamente in vasca di ossidazione, sfruttando la pressione del serbatoio di stoccaggio e quindi con nessun sovra costo energetico.L’installazione è semplicissima ed economica, ideale per erogazioni spot o campagne di prova.

Oggi le dinamiche del segmento Trattamento Acque ruotano sempre maggiormente attorno alla problema-tica dello smaltimento fanghi.La necessità di minimizzare al massi-mo la produzione dei fanghi di supero è un esigenza molto sentita.

Digestione Aerobica Termofi laSoluzione a basso costo, facilmente gestibile e ideale per piccoli impianti: le performance della digestione aero-bica sono sensibilmente incrementabi-li utilizzando ossigeno puro, miscela-bile con le stesse tecnologie utilizza-bili in vasca di ossidazione.In particolari condizioni, utilizzando la tecnologia brevettata Rivoira ISO™ è possibile raggiungere condizioni di termofi lia, ideali per ottimizzare il processo di digestione, minimizzare i volumi necessari e ridurre i consumi energetici.

Trattamento dei fanghi

Rivoira propone una gamma di tec-nologie applicabili dal piccolo depuratore consortile alla grande realtà industriale:• Digestione Aerobica Termofi la;• Dual Digestion;• LYSO™: Ozonolisi dei Fanghi di Depurazione.

Doubling of sludge age = 20%reduction in waste sludge

Schema di funzionamento di un ugello supersonico

Particolare di ugelli SSD

Gearmotor Assembly

Oxygen Inlet

Gasket

Float AssemblyAnchor Ring

Impeller Baffle

Draft Tube

Baffle

Sistema ISO™ per la digestione aerobica termofila

Flusso

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Dual DigestionRivoira ha sviluppato la tecnologia Dual Digestion come supporto agli impianti di digestione Anaerobica: è un processo di digestione integrata dei fanghi che consiste nell’abbinamento in successione di una fase aerobica e di una anaerobica. L’innesco dei processi di digestione aerobica consente di ave-re un innalzamento delle temperature e una digestione parziale delle sostanze complesse contenute nel fango, favo-rendo la successiva fase anaerobica in termini di abbattimento dei solidi so-spesi e di produzione di biogas.

LYSO: ozonolisi dei Fanghidi DepurazioneLa tecnologia brevettata Rivoira LY-SO™ è stata studiata per gestire la pro-blematica dei fanghi di supero in modo innovativo, controllandone la produzio-ne direttamente in vasca di ossidazione. Attraverso un dosaggio controllato di ozono su una frazione della portata di fango di ricircolo è possibile ridurre in maniera significativa la produzione dei fanghi di supero.

I vantaggi della tecnologia LYSO™

possono essere sintetizzati in:• riduzione dei fanghi di supero

mediante un trattamento con ozo-no degli stessi che comporta una riduzione fanghi fino all’80% de-gli SSV;

• risparmio sui costi di trattamento fanghi;

• possibilità di recuperare l’ossige-no utilizzato per la generazione di ozono;

• riduzione di fenomeni di bulking;• miglioramento dell’indice di sedimentabilità.

Diagramma comparativo tra le tecnologie di Digestione Anaerobica e di Dual Digestion Rivoira

Schema di processo per l’ozonolisi dei fanghi di supero

La sinergia dei due sistemi consente il raggiungimento di rese di riduzione dei fanghi superiore a quella ottenibile con una semplice digestione anaerobi-

ca (abbattimento fino all’80% in termi-ni di sostanza secca totale). Inoltre vi è un incremento della produzione di bio-gas intorno al 20-30%.

Il particolare sistema di contatto svilup-pato da Rivoira consente di massimiz-zare l’effetto dell’ozono garantendo un controllo costante sulla produzione di fango, anche al variare delle condizioni operative.

Ossidazione Biologica Sedimentatore

Sistema di contatto Rivoira per la lisi dei fanghi

Fango di Ricircolo

PLC - Sistema di Analisi

Ozonoproduttore

O2Tank

IngressoAcque

Acquedepurate

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Per mantenere il pH delle acque di scarico entro i limiti imposti dalla legge e, in generale, nei processi di neutralizzazione o acidificazione con-trollata di acqua o soluzioni basiche, una valida alternativa agli acidi mine-rali forti è l’anidride carbonica.Grazie alla buona solubilità della CO

2

e alla formazione di soluzioni tampo-ne a pH prossimi alla neutralità, è possibile controllare facilmente il pH senza rischi di sovradosaggi e senza modificare il contenuto degli ioni controllati per legge (SO

4--).

Rivoira è in grado di proporre diversi sistemi per il dosaggio della CO

2, la

cui scelta viene fatta in funzione della richiesta del processo e delle caratte-ristiche dell’impianto su cui viene do-sata.

Controllo pH acque refl ue

L’ozono (O3) è un gas incolore, circa

12,5 volte più solubile dell’ossigeno in acqua e altamente instabile, più precisamente tende a trasformarsi ra-pidamente in ossigeno molecolare (O

2). Data la natura instabile della

molecola, non può essere stoccato o trasportato ma deve essere prodotto ed inviato immediatamente all’utiliz-zo. L’ozono viene generato a partire da una corrente gassosa di ossigeno, alla quale viene apportata energia in forma elettrica, elettrochimica e foto-chimica.

Ozono

Impianto pilota di ozonizzazione da 5 g/h di O3

L’ozono è applicabile in diversi set-tori industriali, come qui di seguito elencato.• Tessile: rimozione colore e ten-

sioattivi, disinfezione finale, re-cupero acqua.

• Chimica: detossificazioni, ossi-dazione nitriti e solfiti, aumento biodegradabilità e ossidazione pesticidi.

• Alimentare: eliminazione muffe e alghe, sanificazione linee distri-buzione acque di processo.

• Trattamento acque primarie: di-sinfezione e ossidazione pesticidi.

Rivoira offre la possibilità di svol-gere test con impianti pilota.

Generatore di ozono da 4 kg/h di O3.Per gentile concessione di WEDECO AG

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Rivoira ed il Gruppo Praxair

Rivoira: la storia Rivoira, appartenente al gruppo multi-nazionale Praxair, leader nella produzio-ne e distribuzione di gas e nello svilup-po di nuove tecnologie, inizia la propria attività nel luglio del 1920 a Torino, concentrando il proprio business nella fornitura di gas tecnici per l’industria. Nel 1976 la famiglia Rivoira cede l’azienda al Gruppo IRI che rimane a capo della stessa fino al 1985, anno in cui la società IGI (Italiana Gas Ind.-Società partecipata da Enichem e Union Carbide) rileva la maggioranza. Questa operazione si consolida nel 1996/1997, periodo in cui la multinazionale Praxair acquista le quote appartenenti a Enichem e diventa la maggiore azionista di Rivoira.

Praxair e Rivoira:i numeri

Praxair è una delle maggiori multi-nazionali nel settore dei gas indu-striali nel mondo, nonché la più grande in assoluto se si fa riferi-mento al Nord e Sud America.

Operante in oltre 40 paesi, ad essa fanno capo 28.000 dipendenti in tutto il mondo e oltre un milione di clienti. Dopo l’acquisizione della multinaziona-le Liquid Carbonic, avvenuta nell’anno 1996, è divenuta il maggior produttore di anidride carbonica a livello mondiale.

1920, primo punto vendita Rivoira

NordAmerica

55%

SudAmerica

17%

Europa14%

Asia8%

Praxair nel mondo

Rivoira in Italia

Roma

Milano

PipelinesCentri di ImbombolamentoStabilimenti Gas IndustrialiStabilimenti Gas SpecialiSede Legale e AmministrativaUffici Vendita

Rivoira opera capillarmente su tutto il territorio nazionale con circa 497 dipendenti, 20 filiali di vendita e distribuzione, 13 centri d’imbombo-lamento, 10 impianti produttivi ed oltre 190 rivenditori ed agenti.

RIVOIRA CUSTOMER CAREI- 10147 Torino Via C. Massaia, 75/L

www.rivoiragas.it [email protected]

Telefono 199.133.133*

Fax 800.849.428

© 2009 Rivoira S.p.A.Diritti riservati.

Praxair, il Flowing Airstream, Making our planet more productive e gli altri marchi sono marchi di fabbrica o marchi depositati di Praxair Technology, Inc., negli Stati Uniti e/o in altri paesi.

Le informazioni qui contenute sono messe adisposizione di personale tecnicamente qualifi cato, a sua discrezione e rischio, senza garanzie di alcun tipo.

Stampato in Italia RI-053 05/09-1000

www.rivoiragas.it * il costo della chiamata è determinato dall’operatore utilizzato.

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