Pre appello 19/12/2015

N. MATRICOLA:
NOME:
CONTROLLO E SICUREZZA DEI PROCESSI PRODUTTIVI IN AMBITO FARMACEUTICO
PRE-APPELLO 19 DICEMBRE 2015
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
In condizioni stazionarie, in un condotto di diametro 10 cm transita una soluzione acquosa (si consideri
la densità dell’acqua) ad una velocità di 1 m/s, si valuti la portata volumetrica e massiva di acqua
trasportata.
ESERCIZIO 2
Per regolare la portata di una pompa volumetrica si può agire su:
a) valvola di mandata;
b) valvola di aspirazione;
c) numero di giri.
ESERCIZIO 3
Si devono trasferire 400 L/min di acqua da un serbatoio ad un altro. La prevalenza del circuito è di 10
m.c.a. Sapendo che il rendimento della pompa centrifuga utilizzata è η = 0,75, quanto sarà la potenza
utile, Wu, e quella assorbita, Wa (W o kW)?
1
ESERCIZIO 4
Se il carico idraulico nella posizione 1 è 5 m.c.a. e il carico idraulico nella posizione 2 è 4.5 m.c.a. Quant’è
la perdita di carico lungo il circuito in atm?
2
1
ESERCIZIO 5
I ventilatori aspiranti sono inseriti:
d) alla fine del circuito di ventilazione;
e) in una posizione intermedia del circuito di ventilazione;
f) all’inizio del circuito di ventilazione.
Quando c’è la necessità di utilizzarli in tale posizione?
ESERCIZIO 6
Secondo la Farmacopea Europea in che modo viene classificato l’acqua utilizzata in ambito farmaceutico
e quale è il suo utilizzo in breve?
ESERCIZIO 7
Quale reattore permette di avere un accurato controllo del tempo di reazione ?
a) PFR;
b) CSTR;
c)
Batch.
2
ESERCIZIO 8
Quali sono i principali sistemi di protezione di un reattore chimico, che consentono di limitare i danni al
reattore, alle persone e all’ambiente? oltre che elencarli fornire una breve descrizione di ciascuno.
ESERCIZIO 9
Nel caso di un sistema di reazioni multiple in parallelo:
1.
B → PRODUCT (prodotto desiderato)
2. B → BYPRODUCT2
r1 = k 1C B
r2 = k 2 C B
a parità di temperatura, dire se vi è un reattore tra quelli riportati che permette di avere selettività più
alta. Giustificare la risposta (S è un diluente e XB è la conversione di B raggiunta)
ESERCIZIO 10
Il processo reattivo 2A P (rA = kCA2 , k = 5 L/(mol·h)) è condotto in fase liquida in un reattore
batch; il tempo morto tm (tempo di carico + scarico) è di 30 min.
Nel reattore è inizialmente presente solo il reagente A (CA0 = 10 mol/L). Il tempo di reazione tR
necessario al fine di evitare che partano altre reazioni indesiderate è 1 h e il Volume del reattore è
2000 L.
Si valuti la conversione raggiunta a tale tempo di reazione e la produzione oraria di P in kmol/h.
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ESERCIZIO 11
Facendo uso del diagramma igrometrico allegato si individui tra:
a) aria avente Tbs (bulbo secco) = 40°C e Trugiada = 15°C,
b) aria avente Tbs (bulbo secco) = 20°C e Trugiada = 10°C,
quale ha maggiore capacità essiccante?
1) a)
2) b)
3) hanno la stessa capacità essiccante.
ESERCIZIO 12
Il riscaldamento di aria umida a pressione costante produce:
a) diminuzione di umidità relativa;
b) aumento di umidità relativa;
c) diminuzione della temperatura di rugiada.
ESERCIZIO 13
Nel caso in cui si vuole essiccare in tempi relativamente brevi un solido umido, facilmente ossidabile,
sottoforma di particelle di granulometria uniforme si può pensare di utilizzare un:
a) essiccatore a letto fluidizzato ad azoto;
b) essiccatore a vassoi ad aria;
c) essiccatore spray ad azoto.
ESERCIZIO 14
Si devono asportare 200 kg/h di acqua da un solido umido. A tale scopo si utilizza aria atmosferica a
10°C e 50% di U.R. che viene riscaldata a 50°C nel riscaldatore E1. Dopo aver svolto l'azione essiccante,
l’aria esce dall'essiccatore con 85% di U.R..
Determinare la portata di aria essiccante, in kga.s./h, necessaria e la potenza termica, in kW, richiesta
per il riscaldamento dell’aria nel riscaldatore E1. Si riporti sul diagramma igrometrico allegato il percorso
dell’aria essiccante da 0 a 1 e da 1 a 1*.
E1
ESERCIZIO 15
In che cosa consistono le fasi di essiccamento primario ed essiccamento secondario in un ciclo di
liofilizzazione?
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ESERCIZIO 16
Nella tubazione scorre un gas. Nel manometro a mercurio riportato in
figura il dislivello tra i due rami è di 50 mm.
Si completi, esplicitando i calcoli:
a) la pressione del gas a valle della strozzatura è _____________ di
quella del fluido a monte di ________ atm
b) la caduta di pressione del fluido attraverso la strozzatura è pari a
_______ kPa
ESERCIZIO 17
Su un serbatoio è montato un manometro predisposto per la rilevazione della pressione relativa. Se la
pressione assoluta all’interno del serbatoio (pressione atmosferica esterna 1 atm) è pari a 5 atm, il
manometro indicherà una pressione di:
a) 4 atm
b) 6 atm
c) 405,3 KPa
Si giustifichino con il calcolo la/le risposte corrette
ESERCIZIO 18
Una tubazione trasporta 15 m3/h di metano (CH4) a 30°C. Se la portata massiva è pari a 29 kg/h e la
pressione atmosferica esterna è 1 atm, la pressione relativa del gas nella tubazione è.
a) 1520 mm Hg
b) 2 atm
c) 202650 kPa
Si giustifichino con il calcolo la/le risposte corrette
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ESERCIZIO 19
Nell’immagine è raffigurato un misuratore a molla tipo Bourdon per
misurazioni di pressione assoluta. Nel caso in cui il cursore sia
posizionato sul valore 10 psi (1 atm = 14,7 psi) con pressione esterna 1
atm, il serbatoio sarà:
a) In depressione
b) In pressione
c) A pressione atmosferica
ESERCIZIO 20
Il peso specifico di una sostanza è:
a) Adimensionale
b) Ha le stesse dimensioni della densità
c) È l’inverso della densità
ESERCIZIO 21
Per i due fluidi:
Tin/Tout fluido caldo 190°K/150°K
Tin/Tout fluido freddo 100°K/130°K
si disegni l’andamento dei profili di temperatura in assetto equi e controcorrente e si calcoli per
entrambi la differenza media logaritmica di temperatura, sia in °K che in °F.
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ESERCIZIO 22
Nell’immagine è raffigurata una
________________________________________
________________________________________
________________________________________
impiegata in operazioni di
________________________________________
________________________________________
________________________________________
ESERCIZIO 23
In un reattore incamiciato il coefficiente globale di scambio della camicia è 380 W/m2 K. Per
mantenere all’interno del reattore una temperatura di 50°C viene fatto circolare in camicia un fluido
che entra a 90°C ed esce a 70°C. Sapendo che la potenza termica trasferita è pari a 150 kW, la
superficie di scambio della camicia è:
a) 30 m2
b) 14 m2
c) Non è possibile calcolare la superficie di cambio
Si giustifichi con il calcolo l’eventuale risposta corretta
ESERCIZIO 24
L’accrescimento dei cristalli:
a) Dipende dalla sovrasaturazione
b) È il regime prevalente nella zona di metastabilità
c) Procede con una velocità inversamente proporzionale alla sovrasaturazione
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ESERCIZIO 25
Se in un reattore incamiciato del volume di 10000 L la superficie di scambio permette di trasferire una
potenza termica Q con una forza motrice ΔT, un reattore incamiciato (della stessa geometria) del
volume di 1000 L potrà trasferire, con la stessa forza motrice, una potenza termica:
a)
0,10 Q
b)
< 0,10Q
c) > 0,10Q
Si giustifichi la risposta
ESERCIZIO 26
Il seguente cammino di cristallizzazione si realizza per ___________________________________
Si indichi la variabile di processo in ascissa.
Si descriva lo stato del sistema (tipo di soluzione, presenza o meno di cristalli, regime di
cristallizzazione) al
Punto 1:
Punto 2:
Punti 3 e 4:
8
ESERCIZIO 27
La camicia di un reattore è attraversata da un fluido riscaldante, che entra a 80°C ed esce a 40°C. Se
la portata del fluido è pari a 750 kg/h e la potenza termica scambiata è 50 kW, quale sarà il calore
specifico del fluido?
a) 10 J/g °C
b) 6 kJ/kg °C
c) 6 J/g °C
Si giustifichi con il calcolo
,
ESERCIZIO 28
Una soluzione satura di un API viene sottoposta a cristallizzazione per raffreddamento a volume
costante. Per conseguire una resa di cristallizzazione dell’80% di quante volte deve diminuire la
solubilità?
a) Quattro volte
b) Non è possibile effettuare il calcolo
c) Cinque volte
Si giustifichi con il calcolo la risposta corretta
ESERCIZIO 29
Secondo l’equazione di Darcy la portata di filtrato (a parità di spessore del pannello):
a) E’ direttamente proporzionale alla differenza di pressione e inversamente proporzionale alla
superficie filtrante
a) E’ direttamente proporzionale alla differenza di pressione e direttamente proporzionale alla
superficie filtrante
b) E’ direttamente proporzionale alla differenza di pressione e non dipende dalla superficie
filtrante
ESERCIZIO 30
Nel caso si desideri filtrare ed essiccare nella stessa apparecchiatura ed in presenza di fenomeni di
fessurazione del pannello, la/le apparecchiature preferibili sono:
a) Centrifughe a inversione di sacca filtrante
b) Filtri essiccatori dotati di sistema di agitazione
c) Filtri essiccatori provi del sistema di agitazione
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Diagramma igrometrico allegato
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