Studio del processo di liofilizzazione di prodotti farmaceutici in un micro-liofilizzatore = Study of the freeze-drying process of pharmaceutical products in a micro-freeze dryer

La liofilizzazione è una tecnologia industriale utilizzata principalmente nel settore alimentare e farmaceutico, per fornire stabilità a lungo termine del prodotto. L'ottimizzazione del processo è una delle principali sfide degli ultimi anni. La durata complessiva, estremamente lunga, deve essere ridotta per consentire uno studio sperimentale adeguato che comporti un minor consumo di risorse e di tempo. Il micro-liofilizzatore sembra riuscire in tale impresa e, per tal motivo, è stato studiato ed analizzato in questo lavoro. Di dimensioni notevolmente ridotte rispetto ad un'apparecchiatura industriale ed una capacità di carico inferiore, ha consentito l'esecuzione di brevi prove, modificando una singola variabile alla volta, per valutarne l'effetto sul comportamento del sistema e sulla qualità del prodotto finale. La novità proposta si basa sull'utilizzo di un anello in acciaio che circonda la camera su cui vengono poggiati i campioni del lotto: la sua temperatura può essere controllata sulla base della temperatura media del prodotto, monitorata tramite apposite termocoppie. Il suo scopo è quello di simulare un'ulteriore fila di fiale, fornendo o sottraendo calore alle fiale di bordo, così da avere un comportamento analogo a quelle posizionate al centro, poiché normalmente hanno comportamenti differenti. I risultati ottenuti dal micro-liofilizzatore sono stati validati tramite un modello matematico monodimensionale, fornendo una stima di confronto con i dati sperimentali. Il modello, basato sui bilanci di calore e di materia dello strato congelato, necessita di due parametri fondamentali, il coefficiente di scambio termico Kv ed il coefficiente di resistenza al flusso di vapore Rp, che sono stati quindi calcolati per ogni singola prova.