1
Capitolo 7
Conclusioni e sviluppi futuri
Nello svolgimento del presente lavoro è stata applicata una nuova metodologia per visualizzare la dispersione temporale di un tracciante, iniettato sottoforma di impulso, in un vessel agitato meccanicamente in regime laminare. Essa accoppia una tecnica colorimetrica ed una di analisi bidimensionale dell’immagine.
Uno studio effettuato tramite analisi di decolorazione, che fornisce una visione globale e chiara dell’evoluzione della miscelazione, è una buona base qualitativa per lo studio di un serbatoio agitato. Se questa viene ampliata con l’analisi dell’immagine sviluppata, che fornisce un aspetto quantitativo, si può ottenere un metodo potente nella comprensione del fenomeno e facilmente estendibile ad una vasta gamma d’impieghi. Per tali ragioni se ne consiglia l’uso futuro in modo da svilupparla e perfezionarla ulteriormente.
In questo caso è stata impiegata per studiare il miscelamento nelle due tipologie di stoccaggio agitato per idropitture dell’impianto Materis Paints Italia di Porcari. Per entrambe le configurazioni presenti: quella con due eliche tripala e quella con la peculiare girante ad “albero di Natale”, durante l’agitazione non si riesce a raggiungere la totale omogeneizzazione del tracciante. La dispersione procede inizialmente in maniera veloce, successivamente rallenta fino a raggiungere una sorta di stato stazionario in cui sono ancora presenti delle zone morte non perturbate dal moto delle giranti.
Sono state testate delle configurazioni alternative in cui è stata cambiata la disposizione geometrica degli impeller o la loro velocità di rotazione, nel tentativo di migliorare le performance di partenza.
Per lo stoccaggio con giranti ad elica tripala è stata sfruttata la capacità di fornire una rilevante componente assiale al moto del fluido. Sulla base di ciò sono stati raggiunti ottimi risultati applicando un programma di variazione del senso di rotazione delle giranti, tramite il
2
quale è stato possibile perturbare le zone scarsamente miscelate del vessel e arrivare in tempi accettabili (30 minuti al massimo) alla completa omogeneizzazione del tracciante.
Nel caso di girante albero di Natale sono state testate varie configurazioni differenti variando la disposizione delle pale che la compongono. Si è ottenuto un miglioramento rispetto al caso base, anche se non si è mai riuscito a raggiungere il miscelamento completo: ilrisultato migliore è stato ottenuto con la semplice diminuzione del numero di pale disposte sull’albero. Passando da 8 a 5 pale sull’albero rotante è stato possibile aumentare la distanza relativa tra esse, ciò ha permesso una ricircolazione interna del tracciante, che ha migliorato la miscelazione. E’ da considerare che l’ampiezza dei limiti di accettabilità di una generica idropittura, potrebbe non richiedere necessariamente il raggiungimento della completa omogeneizzazione della correzione.
In conclusione si sono ottenuti buoni risultati per la visualizzazione della dinamica di miscelamento nelle due tipologie di stoccaggio esistente. Inoltre sono state indicate le modalità con cui eseguire un’ottimizzazione del processo, ricorrendo a interventi minimi sulle configurazioni impiantistiche esistenti.
Durante le prove sperimentali di decolorazione si è notato un’interazione particolarmente interessante tra la soluzione tracciante e il bulk nel vessel, in particolare quando esse presentano viscosità molto diverse. Per eseguire un generico test viene inserita una soluzione traccinate nel vessel, all’interno del quale è presente la soluzione di idroetilcellulosa già sottoposta ad agitazione. Per evitare che il bulk perda le sue proprietà reologiche è stato aggiunto una quantità pari all’1% circa in volume Le due miscele hanno densità molto simile (paragonabili all’acqua pura), ma viscosità molto differenti: c’è una differenza di 3-4 ordini di grandezza (1 Pa·s rispetto a 5000-10000 Pa·s).
Si nota che il tracciante durante i primi minuti forma una fase confinata che non si miscela con il bulk cellulosico, in queste condizioni scorre facilmente nella soluzione fino ad arrivare sulle giranti, per la loro azione di richiamo. Successivamente tale fase inizia ad omogeneizzarsi al sistema iniziando a compiere la decolorazione. Questa distribuzione iniziale della soluzione acida lungo tutto il vessel ha un’azione molto positiva su tutta la successiva dinamica del mixing, Si è visto infatti che quando il tracciante ha una viscosità simile al bulk rimane soprattutto nella parte superiore del vessel.
Un’indagine approfondita su tale fenomeno potrebbe dare importanti risultati: la sua comprensione fornirebbe parametri di ottimizzazione del miscelamento in regime laminare, particolarmente problematico da trattare a livello industriale per l’elevata richiesta energetica
3
e per la difficoltà nel raggiungimento del desiderato grado di omogeneizzazione dei componenti.
Si rimanda ad altri lavori l’indagine di tale comportamento, vista la grande complessità del fluido utilizzato in questo lavoro di tesi (pseudoplastico, tixotropico e visco-elastico) e la complessità dei fenomeni fisici in gioco. Ulteriore complessità è data dal fatto che il tutto avviene nel transitorio.
