Parlando di energia termica, non possiamo ignorare l’energia che si sviluppa nei processi produttivi di tipo chimico farmaceutico, che si basano sulle reazioni di determinati prodotti che miscelati fra loro, permettono di ottenere principi attivi o sottoprodotti per utilizzi specifici.

Alcune reazioni chimiche avvengono con sviluppo di calore o con assorbimento di calore.

In pratica nei due casi cosa succede:

• Il contenuto di energia dei prodotti di reazione è superiore a quello delle sostanze reagenti: la reazione è endotermica, cioè è necessario somministrare continuamente energia per farla avvenire.
• Il contenuto di energia dei prodotti è inferiore a quello dei reagenti: la reazione è esotermica, cioè avviene con sviluppo di calore, ed è prodotto calore.

Il calore di reazione (espresso in cal/mol) è la quantità di calore che viene liberato o consumato in una reazione chimica e dipende dallo stato di aggregazione dei reagenti e dalla temperatura.

Fattori termodinamici
Entalpia:
L’entalpia (dal greco “entalpo” = riscaldo) è una grandezza termodinamica estensiva (kcal/mole) che esprime il contenuto termico o calorico di un sistema. In una reazione interessa più che altro conoscere il DH cioè la variazione di entalpia tra lo stato iniziale (reagenti) e quello finale (prodotti). Il DH è una funzione di stato, cioè una grandezza che dipende solo dallo stato iniziale e finale e non dal percorso intrapreso per arrivare a quest’ultimo.

Entropia:
L’entropia (dal greco “entropé” = trasformazione all’interno) è una grandezza termodinamica esprimibile in cal/°k (calorie/gradi Kelvin), che rappresenta il grado di disordine di un sistema. Analogamente a quanto detto per l’entalpia, in una reazione, più che i valori assoluti, interessa conoscere la sua variazione o DS. L’aumento di entropia di un sistema dipende da:
Lo stato dei reagenti in confronto a quello dei prodotti: lo stato più ordinato è quello solido poi quello liquido e infine quello gassoso
Il tipo di sostanza: se è un composto o un elemento, un composto è più ordinato rispetto un elemento

Tipi di reazione

1. Semplice scambio, un elemento sposta un altro elemento da un composto, formandone un terzo.
2. Doppio scambio, quando cioè vi è uno scambio da un composto a un altro di due metalli, o di un metallo dell’idrogeno quindi si formano altri due composti differenti.
3. Sintesi, quando due o più sostanze pure, più o meno semplici, formano un composto più complesso.
4. Decomposizione, in questo caso una sostanza complessa viene scomposta in sostanze più semplici.
5. Di combustione ovvero caratterizzate dalla produzione di calore o di luce.

Tutte queste reazioni, avvengono in apparecchi chiamati reattori, che sono degli apparecchi solitamente a pressione, con all’interno dei miscelatori o mixer, aventi una camicia o un semitubo esterno per la termostatazione, che avviene nei più moderni impianti tramite sistemi monofluido.

Si tratta di centraline (skid mounted package units)complete di un sistema di pompaggio, dotate di scambiatori di calore in funzione dei livelli di temperatura necessari a soddisfare la reazione da asservire, con relativo sistema di controllo e valvole automatiche, controllabile in locale o in remoto, che permettono di fornire al reattore stesso, un fluido circolante a diverse temperature.