Evaporatori rotanti IKA, innovazione e sostenibilità

Tra la miriade di progressi tecnologici, gli evaporatori rotanti emergono come un faro di sostenibilità, rivoluzionando i processi farmaceutici

Innovazione e sostenibilità, nella ricerca di questi due requisiti fondamentali, l’industria farmaceutica si trova in un momento critico. Con la crescente domanda globale di farmaci, c’è un urgente bisogno di pratiche sostenibili che non solo riducano l’impatto ambientale ma ne migliorino anche l’efficienza.

Questo articolo approfondisce il profondo impatto degli evaporatori rotanti sulla sostenibilità nel mondo farmaceutico.

Comprendere gli evaporatori rotanti. Definizione e funzionalità

Gli evaporatori rotanti sono apparecchiature utilizzate comunemente per allontanare i solventi da una soluzione di un composto d’interesse, tramite evaporazione a bassa pressione.

1. Componenti chiave e principi di funzionamento

L’evaporatore rotante è costituito da sette elementi principali:

1. Un pallone di evaporazione contenente la soluzione da evaporare
2. Un bagno termostatico, in cui si immerge il pallone di evaporazione per mantenere la soluzione alla temperatura opportuna
3. Un motore, in grado di mettere in rotazione il pallone di evaporazione
4. Un condensatore verticale o inclinato dove si abbattono i vapori
5. Una pompa a membrana che genera il vuoto
6. Un controllore di vuoto per ottimizzare l’efficacia del processo di evaporazione
7. Un chiller in grado di far circolare nelle spire del condensatore un liquido sufficientemente freddo da indurre la condensazione

I palloni, il condensatore e gli elementi di raccordo fra questi sono realizzati in vetro, e tutto il sistema montato deve garantire una perfetta tenuta del vuoto.

1. Applicazioni nella ricerca e produzione farmaceutica

Gli evaporatori rotanti sono ampiamente utilizzati soprattutto nei laboratori chimici di sintesi organica e in tutte quelle situazioni dove sia necessario concentrare o tirare a secco rapidamente delle soluzioni, recuperando contemporaneamente e separatamente il solvente ed il soluto.

I comuni evaporatori rotanti da laboratorio utilizzano palloni di evaporazione da 50ml fino a 3.000 ml; il pallone da 1.000 ml è considerato standard.

Tuttavia, esistono anche evaporatori rotanti industriali di grande capacità, con palloni da 10 a 50 litri.

Sfide di sostenibilità nell’industria farmaceutica

Tra le preoccupazioni ambientali più persistenti nell’ambito PHARMA, spesso emergono la produzione di rifiuti, il consumo di energia e l’impronta di carbonio nel nostro ecosistema.

La responsabilità sociale dell’industria farmaceutica, inoltre, dovrebbe raggiungere un approvvigionamento etico, il coinvolgimento della comunità e una percezione pubblica generalmente positiva.

In risposta a queste sfide, l’evaporatore rotante si propone come soluzione quasi-univoca per venire incontro alla sostenibilità e alla responsabilità sociale, a partire dalla sua stessa costituzione:

• Il controllore di vuoto serve a gestire la pressione nel sistema per avvicinarsi il più possibile alle condizioni ideali di evaporazione.
• Il bagno termostatico deve essere dotato di circuito di sicurezza per impedire il surriscaldamento del liquido e quindi del prodotto.
• Il chiller garantisce il raffreddamento del condensatore e evita lo spreco di acqua, poiché continua a ricircolare la stessa quantità di liquido.
• Utilizzando palloni di evaporazione più grandi si aumenta la superficie di evaporazione, riducendo così i tempi e aumentando l’efficienza energetica.
• Grazie al controllore di vuoto è inoltre possibile eseguire distillazioni frazionate per la separazione dei solventi puri.

Il vantaggio in termini di sostenibilità degli evaporatori rotanti

L’evaporatore rotante rappresenta un investimento necessario per la ricerca farmaceutica, offrendo molteplici vantaggi che si spingono ben oltre il suo costo iniziale.

Tra quest’ultimi:

• Recupero efficiente dei solventi: L’evaporatore facilita il recupero efficiente dei solventi, minimizzando così gli sprechi e riducendo significativamente l’impatto ambientale della produzione. Sfruttando una progettazione e un’automazione avanzate, esso garantisce un utilizzo ottimale ed efficiente delle risorse.
• Risparmio energetico: Grazie al suo design innovativo e alle sue funzionalità automatizzate, l’evaporatore rotante ottimizza il consumo energetico, con conseguente notevole risparmio. Ciò non solo riduce i costi operativi, ma contribuisce anche a un approccio più verde e sostenibile della produzione farmaceutica.
• Ottimizzazione dei processi: Un vantaggio chiave dell’evaporatore rotante risiede nella sua capacità di razionalizzare i processi di produzione farmaceutica. Analizzando con precisione parametri quali pressione e temperatura, il prodotto consente l’ottimizzazione dei processi produttivi, portando inevitabilmente a una maggiore sostenibilità.
• Chimica verde: L’evaporatore a bassa pressione svolge un ruolo fondamentale nella promozione di pratiche rispettose dell’ambiente all’interno dell’industria farmaceutica. Riducendo l’uso di sostanze chimiche pericolose e minimizzando le emissioni, si allinea ai principi della chimica verde, promuovendo un approccio più sostenibile allo sviluppo di farmaci. Inoltre, si evita lo spreco di acqua nel processo di raffreddamento.

 Casi di studio e storie di successo

Gli evaporatori rotanti hanno inaugurato una nuova era di pratiche sostenibili, soprattutto in ambito chimico-farmaceutico.

Attraverso un’implementazione meticolosa, questi dispositivi non solo rivoluzionano i processi di produzione, ma apportano anche vantaggi tangibili per l’ambiente e i profitti.

L’analisi quantitativa del prodotto in diversi laboratori di ricerca italiani rivela progressi non trascurabili nella riduzione dei rifiuti, nel risparmio energetico e nell’efficienza dei costi, rendendo l’investimento iniziale di circa 7-8k euro una scelta più che prudente.

Inoltre, esperti e ricercatori di nicchia fanno eco a feedback positivi legati all’utilizzo dello strumento, sottolineando l’impatto trasformativo degli evaporatori rotanti nel promuovere la sostenibilità e l’innovazione nel settore farmaceutico.

In conclusione, gli evaporatori rotanti testimoniano il potere di trasformazione dell’innovazione nel promuovere la sostenibilità nel settore farmaceutico.

Abbracciando queste tecnologie all’avanguardia e portando avanti gli sforzi di collaborazione, l’industria può aprire la strada verso un futuro più verde e resiliente per le generazioni a venire.

Fonti

• “Pharmaceutical Process Engineering” di Anthony J. Hickey e David Ganderton
• “Chimica Organica” di Paula Yurkanis Bruice
• “Chemical Process Equipment: Selection and Design” di James R. Couper, W. Roy Penney, e Stanley M. Walas
• “Laboratory Techniques in Organic Chemistry” di Jerry R. Mohrig, David Alberg, Gretchen Hofmeister, e Paul F. Schatz
• Conference proceedings from events related to pharmaceutical engineering, chemistry and sustainability.