N. MATRICOLA: CONTROLLO E SICUREZZA DEI PROCESSI PRODUTTIVI IN AMBITO FARMACEUTICO PRE-APPELLO 18 DICEMBRE 2014 ESERCIZIO 1

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1 A NOME: N. MATRICOLA: CONTROLLO E SICUREZZA DEI PROCESSI PRODUTTIVI IN AMBITO FARMACEUTICO PRE-APPELLO 18 DICEMBRE 2014 Informazioni sulla valutazione delle risposte: nel caso di domande con risposte multiple, più di una risposta può essere giusta; nel caso di risposta sbagliata verranno tolti 0.25 punti; nel caso di risposte contenenti valori numerici si richiede di riportare i calcoli che hanno portato a tali risultati, altrimenti, anche nel caso di risposta giusta, non verrà assegnato alcun punteggio. ESERCIZIO 1 Su un serbatoio è montato un manometro a mercurio predisposto per la rilevazione della pressione relativa (manometro aperto). Se il manometro indica una pressione di 1,5 atm (pressione atmosferica esterna 1 atm) il serbatoio si troverà ad una pressione assoluta di: a) 0,5 atm b) 2,5 atm c) 253,3 KPa ESERCIZIO 2 Un manometro misura la differenza di pressione tra un punto (1) e un punto (2) di una tubazione in cui scorre acqua. I livelli del fluido del manometro nei due rami e i valori di densità sono riportati in figura. Quale è la differenza di pressione misurata? a) 0,0039 Pa b) 0,029 mmhg c) 0,0039 KPa

2 ESERCIZIO 3 Una tubazione trasporta 1 m 3 /h di aria (peso molecolare medio 29) a 25 C e 5 atm. Quale è la portata massiva? a) 1, kg/s b) 5,93 g/h c) 5,93 kg/h ESERCIZIO 4 La misurazione diretta della portata massiva può essere effettuata mediante: a) Misuratori a ultrasuoni b) Misuratori ad effetto Coriolis c) Venturi ESERCIZIO 5 Calcolare la differenza media logaritmica di temperatura in uno scambiatore a doppio tubo controcorrente (T in /T out fluido caldo 250 C/180 C; T in /T out fluido freddo 100 C/130 C): a) 99 C b) 91 C c) 89 C Si disegni l andamento dei profili di temperatura e si giustifichi con il calcolo la risposta corretta ESERCIZIO 6 In un reattore incamiciato la superficie di scambio è pari a 10 m 2 e il coefficiente globale di scambio è 350 W/m 2 K. Il trasferimento di una potenza termica pari a 150 kw richiede una forza motrice di: a) 77 F b) 77 K c) 43 C 2

3 ESERCIZIO 7 La camicia di un reattore è attraversata da un fluido refrigerante, avente calore specifico 7 kj/kg C, che entra a 0 C ed esce a 20 C. Se la portata del fluido refrigerante è pari a 1500 kg/h, la potenza termica asportata sarà: a) 58,3 kw b) 58,3 W c) 3498 kj/min ESERCIZIO 8 Per il seguente cammino di cristallizzazione, condotto per evaporazione del solvente, si indichi: e si descrivano i punti 1. Soluzione Inizio cristallizzazione prevalentemente attraverso 3 e 4. Avanzamento cristallizzazione prevalentemente attraverso. La variabile di processo in ascissa ESERCIZIO 9 A livello industriale, la formazione di cristalli per nucleazione primaria: a) Si innesca in soluzioni sovrasature sopra il limite di metastabilità b) Può essere omogenea o eterogenea c) Procede con una velocità che dipende dal grado di sovrasaturazione 3

4 ESERCIZIO 10 Una soluzione satura (solubilità dell API 20 mg/ml) di un API viene sottoposta a cristallizzazione per evaporazione del solvente a temperatura costante. Se il volume del solvente viene ridotto ad 1/4 di quello iniziale, si consegue un resa di cristallizzazione pari a: a) 93% b) 75% c) Non è possibile calcolare la resa Si giustifichi con il calcolo la eventuale risposta corretta ESERCIZIO 11 Secondo l equazione di Darcy la portata di filtrato (a parità di superficie filtrante): a) E direttamente proporzionale alla differenza di pressione e inversamente proporzionale allo spessore del pannello a) E inversamente proporzionale alla differenza di pressione e direttamente proporzionale allo spessore del pannello b) E direttamente proporzionale alla differenza di pressione e non dipende dallo spessore del pannello ESERCIZIO 12 Il tipico ciclo di filtrazione in una centrifuga peeler procede secondo: a) Alimentazione sospensione/lavaggio pannello/desolvatazione pannello/scarico automatico pannello b) Alimentazione sospensione/desolvatazione pannello/lavaggio pannello/scarico automatico pannello a) Alimentazione sospensione/lavaggio pannello/desolvatazione pannello/scarico manuale pannello ESERCIZIO 13 In presenza di pannelli con elevata tendenza alla fessurazione (cake cracking): a) E preferibile impiegare centrifughe b) E preferibile impiegare filtri essiccatori privi del sistema di agitazione c) E preferibile impiegare filtri essiccatori dotati di sistema di agitazione ESERCIZIO 14 L equazione di Fourier descrive: a) La potenza termica trasferita secondo il meccanismo di convezione a) La potenza termica trasferita secondo il meccanismo di conduzione b) La potenza termica trasferita per irraggiamento ESERCIZIO 15 Quali tra i seguenti misuratori di temperatura sono costituiti da materiali conduttori: a) Le termocoppie b) I termistori c) Le termoresistenze 4

5 ESERCIZIO 16 Due punti di un tubo orizzontale che trasporta acqua ad una portata di 2500 L/h hanno sezioni diverse con raggio R 1 = 5 cm e R 2 = 2.5 cm. In condizioni stazionarie si valutino le velocità u 1 e u 2. ESERCIZIO 17 Nell eq. di Bernoulli per fluidi reali cosa rappresenta ( ) nel caso in cui p1 p2, h1 h2 e u1 u2? a) differenza del carico idraulico tra la posizione 1 e la posizione 2; b) perdita di carico lungo il percorso da 1 a 2; c) differenza di altezza cinetica tra la posizione 1 e la posizione 2. ESERCIZIO 18 Si devono trasferire 5 L/s di acqua da un serbatoio ad un altro. La prevalenza del circuito è di 10 m.c.a. (densità dell acqua = 1 g/cm 3 ). Sapendo che il rendimento della pompa utilizzata è = 0,8, quanto sarà la potenza assorbita? ESERCIZIO 19 Se si vuol far superare ad un gas lungo un circuito livelli di pressione pari ad una prevalenza H = 0.1 m.c.a. si usa: a) una pompa b) un ventilatore c) un compressore ESERCIZIO 20 Se nel circuito si hanno gas tossici è preferibile, per motivi di sicurezza, che il circuito operi: a) in pressione; b) in aspirazione; c) in parte in aspirazione e in parte in pressione. Giustificare la risposta. 5

6 ESERCIZIO 21 Secondo la Farmacopea Europea in che modo viene classificato il vapore e l acqua per uso farmaceutico? -Vapore: -Acqua per uso farmaceutico: ESERCIZIO 22 Quale dei seguenti fattori riportati sotto gioca a vantaggio dei processi continui: d) Rintracciabilità dei prodotti; e) Produzione > tonn/anno; f) Produzione di prodotti stagionali. ESERCIZIO 23 Nel caso di un sistema di reazioni multiple in parallelo: 1. A + B PRODUCT r1 k1cacb 2. A BYPRODUCT r2 k2ca a parità di temperatura di reazione e conversione finale di B, quale dei seguenti reattori continui è preferibile usare per avere più alta selettività? a) un CSTR; b) un PFR; c) entrambi mostrano la stessa selettività. Giustificare la risposta. ESERCIZIO 24 Quali sono i principali sistemi di protezione di un reattore chimico, che consentono di limitare i danni al reattore, alle persone e all ambiente? 6

7 ESERCIZIO 25 Il processo reattivo A P (r A = kc 2 A, k = 0,1 L/(mol min)) è condotto in fase liquida in un reattore batch; il tempo morto t m (tempo di carico + scarico) è di 30 min. Nel reattore è inizialmente presente solo il reagente A (C A0 = 1 mol/l). Si valuti il tempo di reazione t R necessario per ottenere una conversione del 90% e il volume del sistema di reazione per avere una produzione oraria di P di 1000 mol/h. ESERCIZIO 26 Quali sono le principali utilities nell industria farmaceutica? ESERCIZIO 27 Nell essiccamento, per aumentare la velocità con cui il vapore si allontana dallo strato saturo superficiale del solido umido si può: a) aumentare la temperatura dell eventuale gas essiccante se presente; b) diminuire la pressione nell essiccatore; c) aumentare la pressione nell essiccatore. ESERCIZIO 28 Nel caso in cui si vuole essiccare un solido umido contenente prodotti termolabili, cerosi e altamente ossidabili si può pensare di utilizzare un: a) essiccatore a vassoi sottovuoto; b) essiccatore spray in controcorrente ad aria; c) essiccatore rotante a doppio cono. 7

8 ESERCIZIO 29 Si devono asportare 50 kg/h di acqua da un solido umido. A tale scopo si utilizza aria atmosferica a 20 C e 50% di U.R. che, dopo essere stata riscaldata a 50 C ed avere svolto l'azione essiccante, esce dall'essiccatore al 90% di U.R.. Determinare la portata di aria essiccante, in kg a.s. /h, necessaria e la potenza termica richiesta per il riscaldamento dell aria nel riscaldatore E1. Si disegni sul diagramma igrometrico allegato il percorso dell aria essiccante da 0 a 1*. E1 ESERCIZIO 30 Si riporti sul diagramma di stato dell acqua, allegato sotto, il percorso che l acqua fa durante processo freeze-drying, condotto a livello industriale. il 8

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