Massimo POLETTO | Progetti

STUDIO DELLA PELLETTIZZAZIONE DI BIOMASSE LIGNOCELLULOSICHE

In questa ricerca sarà realizzata una trafila campione dotata di un singolo foro ed in grado di essere riscaldata alla temperatura desiderata e in grado di essere aperta in modo da poter estrarre il pellet in formazione. Il foro della trafila riprodurrà la geometria del foro di una trafila di pellettizzazione che presenta: una sezione di invito conico della biomassa spezzettata ed una sezione cilindrica di diametro inferiore. La sezione cilindrica del foro ha la funzione di esercitare una forza di attrito sulle pareti del pellet in formazione che avanza al suo interno e consentire, quindi, la risalita della pressione nella sezione di imbocco del foro stesso necessaria al processo di pellettizzazione. Infatti, il rapporto tra lunghezza e diametro del foro, D/L detto rapporto di compressione, determina insieme alle caratteristiche di attrito tra parete del foro e pellet la pressione di pellettizzazione. Nelle pellettizzatrici industriali l’alimentazione della bioamssa al foro di trafilatura è assicurata dalla distribuzione di uno strato di biomassa sulla parete interna della trafila, mentre la biomassa viene forzata all’interno della trafila grazie alla azione di rulli di compressione della biomassa che rotolano a distanza fissa dalla parete interna della trafila. Nel caso della trafila campione che si costruirà, l’alimentazione della biomassa sarà assicurata realizzando una sezione cilindrica a monte della sezione conica di invito della biomassa, questa sezione cilindrica sarà riempita dalla biomassa spezzettata, e consentirà ad un pistone cilindrico di comprimere la biomassa e spingerla verso la zona di imbocco. I cicli di riempimento della sezione di alimentazione del foro di trafilatura e di spinta della biomassa con i pistone potrà riprodurre l’alimentazione periodica dei fori di trafilatura delle pellettizzatirci determinato dal passaggio dei rulli di compressione Tutto il sistema della trafila campione sarà collocato in un tester dinamometrico un grado di misurare la forza necessaria all’avanzamento del pistone e lo spostamento stesso del pistone. Da letteratura (Salas Bringas et al., 2010) si ricavano forze massime di compressione in genere contenute entro i 10 kN. Nei pellettizzatori industriali il veloce processo di pellettizzazione mantiene elevate le temperature della trafila (90-150°C). nel caso della trafila campione la temperatura sarà mantenuta da un sistema di termostatazione costituito da un loop di controllo in cui il sensore sarà una termocoppia inserita in un foro praticato sulle pareti della trafila e l’attuatore sarà costituito da una o più cartucce riscaldanti inserite in fori praticati nel corpo della trafila. Il sistema di controllo potrà essere un controllore di temperatura dedicato oppure un PC dotato di scheda di acquisizione analogico digitale.La novità dell’apparecchiatura proposta consiste nella possibilità di fermare l’estrusione del pellet ed estrarre il pellet in formazione dalla trafila che può aprirsi longitudinalmente. Questo consentirà di estrarre la sezione longituidinale del pellet in formazione e per sottoporla sia ad analisi meccaniche che a microscopia elettronica SEM ed ESEM per evidenziare l’evoluzione delle caratteristiche chimico fisiche del pellet il formazione.I materiali utilizzati saranno biomasse rappresentative degli scarti agroindustriali reperibili sul territorio nazionale e, in particolare in Campania. Le principali variabili indagate saranno:- La temperatura di processo- L’umidità della biomassa alimentata- La granulometria della biomassa- La lunghezza del foro (il cosiddetto rapporto di compressione L/D)- La composizione della miscela tra biomasse differenti