Ingineria procesului de obtinere a aspirinei

TEMA DE PROIECTARE

Ingineria procesului de obtinere a aspirinei.

In urma procesului vom obtine un debit masic G_m=235 kg aspirina/sarja.

Introducere

Medicamentul este un complex de substante dintre care una sau mai multe au un efect terapeutic asupra organismului. De regula substanta care are efect asupra organismlui poarta denumirea de substanta activa, alaturi de ea in compozitia medicamentului pot fi regasite alte substante(adjuvanti) fara actiune asupra organismului: excipienti de aglomerare, de lustruire, de ameliorare a gustului , coloranti etc.

Caracterisricile produsului finit

Aspirina, sau acidul acetilsalicilic, este acid 2-acetoxibenzoic.

Descriere. Cristale aciculare,incolore sau pulbere cristalina alba, fara miros sau cu miros slab de acid acetic si cu gust acru. In aer umed hidrolizeaza partial. Solubilitate. Solubil in 5ml alcool, 20ml cloroform, 20ml eter si 300ml apa. Se dizolva in solutii de hidroxizi si carbonti alcalini si in amoniac.

Este un medicament antiinflamator non-steroidian din familia salicilatilor, folosit in general ca un analgezic minor, ca antipiretic, sau ca antiinflamator. In plus, aspirina in doze mici are un efect anticoagulant si este folosit pe termen lung ca sa diminueze riscul de infarct.

Aspirina are multe efecte deja binecunoscute, dar inca se mai descopera noi proprietati.

• Analgezic (inlatura durerea) - este folosita in cazul durerilor moderate, cefalee, nevralgii, dureri musculare, dureri articulare, dureri postoperatorii.
• Antipiretic (antitermic)
• Antiinflamator - indicata in reumatismul articular acut sau alte afectiuni articulare inflamatorii acute
• Antiagregant plachetar - Aspirina previne agregarea plachetelor sanguine (care au rol in oprirea sangerarilor). Din acest motiv este folosita in prevenirea trombozelor (coagularea sangelui in artere sau vene) avand un rol important in prevenirea infarctului miocardic.
• In ultimii ani, Aspirinei i-au fost atribuite noi efecte: prevenirea cancerului de pancreas, scaderea riscului de recidiva a cancerului de colon sau rectal, prevenirea anumitor tipuri de cataracta, prevenirea migrenelor severe.

Deoarece necesarul de aspirina este foarte mare s-au studiat si posibilitatile de obtinere a acestui medicament in flux continuu. O asemenea metoda se realizeaza prin acilarea acidului salicilic cu anhidrida acetica in mediu de acid acetic glacial utilizand drept catalizator clorura de calciu.

Acilarea are loc in 2 reactoare aranjate in cascada, iar cristalizarea se face continuu, cu separarea produsului pe centrifuga. In primul reactor (1) se dozeaza, din palnia 3 prin snecul 2, acidul salicilic in amestec cu clorura de calciu anhidra si amestecul de acilare format din anhidrida acetica, acid acetic glacial si acid acetic recirculat, avand raportul masic: 1: 0,64 : 1,12. Raportul molar dintre acidul salicilic si anhidrida acetica dozata prin 4 este de 1 : 1,07, iar temperatura de reactie este de 80۫C. Amestecul de acilare se adauga cu temperatura de 70۫C, iar in reactor temperatura urca la 80۫C prin incalzire cu abur. Durata procesului de acilare este de 15 min in primul reactor si 15 min in al doilea reactor (5) din cascada. Dupa acilare masa de reactie se filtreaza de impuritati pe filtrul 6, se incalzeste la 82-85۫C in schimbatorul de caldera tubular 7 si se acumuleaza in aparatul 8. De aici se trimite in cristalizatorul 9 unde prin racire cu apa, pana la 40-45۫C, incepe procesal de cristalizare care se perfecteaza in aparatul 10, prin racire la 20-22۫C. Din suspensia formata se separa produsul prin centrifugare, pe centrifuga 11, iar acidul acetic parte se recircula, parte se trimite la regenerare. Produsul tehnic obtinut se purifica prin recristalizare din acid acetic glacial.

ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICA

In figura urmatoare am prezentat schema tehnologica de obtinere a aspirinei:

Pentru regenerare

Pentru recirculare

Pentru efectuarea bilantului de materiale si a celui termic s-a luat ca punct de plecare faptul ca in final trebuia sa se obtina 235 kg/sarja aspirina. Urmand toate etapele tehnologice si tinand cont de toate pierderile, s-au obtinut o cantitate de amestec de acilare de 276kg, respectandu-se raportul anhidrida acetica:acid acetic glacial:acid acetic recirculat = 1: 0,64 : 1,12, precum si 100 kg amestec initial de acid salicilic si clorura de calciu. De asemenea se tine cont de raportul molar acid salicilic: anhidrida acetica = 1: 1,07.

Pentru dimensionare s-au ales 3 utilaje: utilajul principal, amestecatorul, si alte 2 utilaje: un filtru si un incalzitor. S-a considerat ca utilajul principal, amestecatorul era amestecator cu 2 brate, iar incalzitorul ca un schimbator de caldura multitubular fascicular.

In urma dimensionarii amestecatorului s-a obtinut o putere a agitatorului de 12,39992 KW.

In urma dimensionarii filtrului s-a calculat grosimea stratului de precipitat, de 0,183 m.

Incalzitorul a fost dimensionat ca un schimbator de caldura multitubular fascicular.

Tinandu-se cont de regimul de curgere si de criteriile adimensionale Reynolds, Prandtl, Nusselt, s-au calculat : aria de transfer termic = 359,47m² , coeficientul global de transfer termic = 453,72 W/m²∙K.

Cunoscand aria de transfer termic s-a determinat numarul de tevi din aparat = 249 tevi,

numarul de hexagoane concentrice = 9 hexagoane, precum si diamterul interior al aparatului = 0,626m.