Tecnologie chimiche industriali - Soluzione

Prof. Bartolomeo Piscopo

Prof. Mariano Calatozzolo

Docenti di Tecnologie Chimiche Industriali – ITIS Molinari - Milano

Quesito n° 1

Quesito n° 2

a) Portata oraria del vapore

La portata oraria del vapore (V) è data dal rapporto tra la potenza termica richiesta e il calore ceduto dall’unità di massa del vapore, rapportato all’ora.

Wt = 12 kW

V = Wt / (3600 s / h · ΔH) = 12 kW / (3600 s / h · 2200 kJ / kg) = 19,6 kg / h

b) Area di scambio

Tenendo conto che lo scambio avviene tra le temperature costanti del reattore a 90°C e del vapore a 120°C, l’area di scambio si ricava dall’equazione di trasporto del calore:

Wt = A · Ut · ΔT, con ΔT = Tv – Tr = 120 – 90 = 30°C

Da cui:

A = Wt / (Ut · ΔT) = 12 kW / (0,5 kW / (m² · °C) · 30°C) = 0,8 m²

c) Lunghezza del serpentino a semitubo

L’area di scambio può essere assunta pari al piano diametrale del semitubo che avvolge il reattore, quindi:

A = d · L

Da cui:

L = A / d = 0,8 m² / 0,040 m = 20 m

d) Numero di spire

Il numero di spire è dato dal rapporto tra la lunghezza del serpentino e la circonferenza esterna del reattore:

N_s = L / (π · D) = 20 m / (3,14 · 1,5 m) = 4,24

Quesito n. 3

La produzione di penicillina G riveste particolare importanza non solo per la sua attività farmacologica ma anche perché ormai è diventata un’importante materia prima per la produzione di diversi tipi di penicilline e cefalosporine semisintetiche che permettono di superare il continuo insorgere della resistenza nei ceppi batterici responsabili delle patologie che si vogliono combattere.

Le penicilline naturali sono prodotte da diverse specie fungine, soprattutto del genere Penicillium e Aspergillus, e differiscono tra loro per la struttura della catena laterale (v. tab.). Per la penicillina G sono stati selezionati da tempo ceppi di Penicillium Chrysogenum con cui si riescono ad ottenere concentrazioni di alcune decine di grammi per litro.

Penicillina generica Gruppo R Penicillina

NH

R S CH Penicillina G

CH₃ C

² O

N CH₃

O H

O C CH₂ CH C

Isopenicillina N

COOH

O NH O

²

Aspetti biochimici

La penicillina è un metabolita secondario, la cui formazione non è collegata direttamente alla crescita del fungo. Comincia a formarsi alla fine della fase di crescita illimitata (log fase) e prosegue in quella stazionaria (idiofase).