Analisi chemiometrica delle miscele a due componenti

Per quanto concerne le prove effettuate sulle miscele, si riportano i grafici relativi alla sovrapposizione degli scores sul grafico dei loadings: nel grafico viene riportata in color arancione la posizione della miscela teorica in esame, ovvero quella calcolata sulla base delle singole frazioni merceologiche che la compongono. Da tale tipo di rappresentazione è possibile ricavare due differenti informazioni:

1. una informazione relativa a quanto le miscele reali si comportino analogamente alla miscela teorica, calcolata a patire dalle singole componenti e quanto, più in particolare, le differenze esistenti permettano di individuare il realizzarsi o meno di un fenomeno di sinergia (positiva o negativa);

2. quali miscele sviluppano i gas maggiormente energetici ai fini della piro- gassificazione, in funzione della distanza dai loadings rappresentati nel grafico.

In Figura 66 si riporta la rappresentazione grafica dell’analisi PCA per la miscela MIX1

(plastica + carta).

Figura 66. Rappresentazione grafica PCA delle prove di piro-gassificazione sulla miscela MIX1.

I punti sperimentali (colore viola) delle miscele preparate e testate in laboratorio mediante le prove di piro-gassificazione sono sostanzialmente suddivisibili in due gruppi, praticamente equidistanti dalla posizione della miscela teorica (colore arancione):

 Gruppo 1: PC_1, PC_2, PC_3, PC_4 (insieme rosso)

 Gruppo 2: PC_5, PC_6, PC_7, PC_8 (insieme verde)

La motivazione di tale suddivisione risiede, molto probabilmente, nelle condizioni sperimentali nelle quali sono state eseguite le diverse prove: i test sono numerati secondo l’ordine cronologico con cui sono stati eseguiti ed i due gruppi indicano quindi che le differenze osservate vanno interpretate come dipendenti da condizioni di prova non perfettamente riproducibili, non potendosi spiegare come derivanti da una eterogeneità delle matrici impiegate.

Per questi motivi, più che due insiemi distinti, i dati sperimentali vanno visti come un unico insieme; il comportamento medio della miscela “plastica + carta” può essere quindi assimilabile al comportamento della miscela teorica calcolata a partire dalle singole frazioni merceologiche proprio perché i due gruppi sono pressoché equidistanti da tale punto teorico.

Nella figura sottostante (Figura 67) si riporta il grafico relativo all’analisi PCA per la miscela

MIX2 (plastica + tessile).

Figura 67. Rappresentazione grafica PCA delle prove di piro-gassificazione sulla miscela MIX2.

Osservando la Figura 67, è possibile notare come i punti ottenuti sperimentalmente non siano ben raggruppati tra loro e, eccetto PT_5 e PT_6, siano lontani dal punto teorico (ad indicare un comportamento di volta in volta specifico della singola miscela analizzata e, di conseguenza, difficilmente ipotizzabile preventivamente). Inoltre, si può notare come solo le miscele PT_1 e PT_2 siano maggiormente ravvicinate alla posizione del metano, mentre tutte le altre miscele siano spostate verso la formazione di CO2. Si nota inoltre un’alta variabilità dei dati ottenuti e, relativamente alle posizioni delle singole prove ottenute rispetto alla miscela teorica, è lecito ipotizzare la presenza di fenomeni anti-sinergici: la

posizione delle miscele PT_3, PT_4, PT_5 e PT_6 è da parte opposta rispetto alla miscela teorica, in particolare per quanto concerne i gas energetici.

In Figura 68 si riporta il grafico relativo all’analisi PCA della miscela MIX3 (carta + tessile). In questo caso si può vedere come tutti i punti sperimentali siano ben raggruppati intorno al valore teorico; di contro, si nota come le miscele in questione portino alla formazione di elevate quantità di CO2, rispecchiando quanto osservato nel grafico di Figura 65 per le singole frazioni merceologiche. Sulla base di quanto evidenziato, si può affermare che per la miscela MIX3 è presente un comportamento di tipo semplicemente additivo e non sono evidenti effetti sinergici particolarmente significativi.

Figura 68. Rappresentazione grafica PCA delle prove di piro-gassificazione sulla miscela MIX3.

Per quanto riguarda l’analisi PCA per la miscela MIX4 (plastica + sottovaglio), si riporta il grafico relativo in Figura 69. Tutti i punti sperimentali, eccetto PS_1, sono ben raggruppati e

distanti rispetto al punto teorico ma spostati verso la formazione di CH4. Pertanto, anche in

miglioramento delle qualità energetiche della miscela rispetto al valore atteso partendo dalle singole frazioni merceologiche.

Figura 69. Rappresentazione grafica PCA delle prove di piro-gassificazione sulla miscela MIX4.

In Figura 70 si riporta il grafico relativo alla miscela MIX5 (carta + sottovaglio). In questo caso si può vedere come i punti sperimentali siano vicini tra loro e leggermente spostati rispetto al valore teorico. Tuttavia, seppur i punti tendano ad allontanarsi rispetto alla formazione di CO2, non si può affermare con certezza che tipo di fenomenologia sia presente. Si può comunque constatare come la presenza della frazione sottovaglio comporti, come nel precedente caso della miscela MIX4, un miglioramento, seppur lieve, delle qualità energetiche della miscela grazie alla produzione di syngas migliore da un punto di vista energetico.

Figura 70. Rappresentazione grafica PCA delle prove di piro-gassificazione sulla miscela MIX5.

Si riporta in Figura 71 il grafico relativo alla miscela MIX6 (tessile + sottovaglio).

In base a quanto emerge dalla Figura 71, si può vedere come i punti sperimentali siano spostati rispetto al valore teorico. In particolare, si può osservare in questo caso come il sottovaglio determini un miglioramento netto e sensibile delle qualità energetiche della miscela, rispetto a quanto atteso, visto che i punti sono maggiormente spostati verso la

formazione di CO (H2 e CH4, secondariamente). Quindi si può affermare che per la miscela in

questione siano presenti fenomeni non additivi di tipo sinergico, rispecchiando quanto osservato nell’analisi degli indici di prestazione energetica.

Figura 71. Rappresentazione grafica PCA delle prove di piro-gassificazione sulla miscela MIX6.