Schaalvergroting

Schaalvergroting, vaak vertaald als scale-up, is het proces waarbij een proces of product van een kleine, laboratorium- of bench-schaal wordt vergroot tot pilot- en daarna commerciële productie. Het doel is om economische haalbaarheid te realiseren terwijl de productkwaliteit en de werking van het proces behouden blijven.

Toepassingsgebieden zijn onder meer de chemische industrie, farmaceutische ontwikkeling, biotechnologie en de voedingsmiddelenindustrie. Bij schaalvergroting gaat het om het behouden van cruciale procesparameters en productkwaliteitskenmerken terwijl volume, rendement en efficiëntie toenemen. Vaak vereist het een combinatie van empirische ervaring en mechanistische modellering, en wordt er gewerkt met pilotplants voordat installatie op industriële schaal plaatsvindt.

Methoden en concepten tijdens schaalvergroting omvatten het waarborgen van geometrische en dynamische gelijkenis tussen de verschillende schalen, het identificeren van kritische procesparameters en responsen, en het toepassen van procesmodellering en ontwerp van experimenten. Belastings- en warmteoverdracht, menging, massaoverdracht en reactiesnelheden kunnen op grotere schaal anders optreden, waardoor het proces robuuster moet worden ontworpen en gevalideerd.

Voordelen van schaalvergroting zijn onder meer betere economische efficiëntie, risicobeperking bij introductie van nieuwe processen en snellere marktintroductie. Uitdagingen omvatten mogelijk slechtere warmtewisselingsprestaties, lange opstart- en stabilisatietijden, veiligheids- en regelgevingsvereisten en hogere investeringskosten. Succesvolle schaalvergroting vereist nauwkeurige planning, uitgebreide data en zorgvuldige monitoring gedurende de overgang van kleinschalig naar grootschalig produceren.