In diversi settori industriali, tra cui quello alimentare, per trasportare polveri e materiali granulari vengono generalmente utilizzati sistemi pneumatici. In uno studio recente, effettuato da un ricercatore australiano (Wypych, 2011), sono riassunte le principali tecnologie attualmente disponibili per questo scopo. Tra i metodi tradizionali, quelli in fase diluita si basano sul concetto semplice di fornire un quantitativo di aria sufficiente per sospendere e trasportare le particelle lungo le tubazioni degli impianti. Tali metodi prevedono l’utilizzo di differenti sistemi tra cui tubi venturi, valvole rotative, pompe a vite o blow tank. Tuttavia, per migliorare la qualità dei prodotti trasportati e l’affidabilità dei sistemi negli ultimi tempi sono stati proposti differenti metodi in fase densa.
Sistemi in fase densa
Secondo diversi studi, i metodi appartenenti a questo tipo di trasporto pneumatico sono i più affidabili ed i più efficienti per trasportare certi tipi di prodotto (come latte scremato in polvere e farine) su distanze sia brevi (pochi metri), sia lunghe (fino a 2 km). Questa tecnologia si basa essenzialmente sulle caratteristiche di fluidizzazione e sulla capacità a trattenere l’aria da parte dei prodotti. Per valutare se questi ultimi sono adatti o no ad essere trasportati con questo metodo e per determinarne le condizioni operative ottimali sono necessari test sperimentali. Per limitare i danni alle particelle di prodotti delicati (come il frumento o il caffè in polvere) è stata sviluppata una tecnologia in fase densa particolare basata sul cosiddetto low-velocity slug-flow (LVSF). A causa degli elevati livelli di concentrazione delle polveri, le condizioni operative utilizzate in questo tipo di trasporto dipendono fortemente dalle caratteristiche fisiche del prodotto. Per questo motivo, lo studio evidenzia la necessità di test sperimentali prima di progettare impianti su larga scala basati su questo tipo di tecnologia. Nei sistemi LVSF la velocità media delle polveri è facilmente controllata e, generalmente, varia nell’intervallo compreso tra 0.25 e 4 m/s. Alcuni studi dimostrano che anche materiali fragili come lo zucchero in grani possono essere trasportati in modo efficace, senza danneggiare la superficie dei cristalli. Inoltre, grazie alla buona permeabilità del materiale ed alle velocità relativamente basse il ciclo di trasporto può essere interrotto e ri-azionato in qualunque momento. I sistemi LVSF permettono di ottenere elevate capacità produttive poiché anche se le velocità sono basse, le concentrazioni del prodotto sono molto elevate. Infine, dal momento che i movimenti interparticellari sono decisamente limitati, questo tipo di tecnologia non presenta negativi effetti di segregazione. Un altro esempio di trasporto in fase densa è rappresentato dai sistemi di bypass conveying. Tali sistemi sono stati sviluppati per prodotti particolarmente difficili da movimentare e che tendono a causare problemi di blocchi nelle tubazioni. Questo tipo di tecnologia si basa sulla capacità di controllare la formazione di questi blocchi fornendo l’aria attraverso tubi di bypass che possono trovarsi sia all’interno, sia all’esterno delle tubazioni in cui vengono trasportati i prodotti. Tra le altre metodologie di trasporto in fase densa, nello studio vengono illustrati anche i cosiddetti sistemi di extrusion flow, utilizzati, ad esempio, per movimentare vegetali per operazioni di inscatolamento, ed i sistemi a gravità (air-assisted gravity conveying). Questi ultimi sono considerati tra i più efficienti sistemi in fase densa a causa dei loro bassi consumi energetici.
Confronto tra i sistemi in fase diluita e quelli in fase densa
Nonostante i sistemi in fase diluita costituiscano ancora la tecnologia di trasporto pneumatico più diffusa nell’industria, in molti casi tali sistemi sono caratterizzati da diverse problematiche come fenomeni di erosione, danni ai prodotti, segregazione e consumi energetici relativamente elevati. Al contrario, i sistemi in fase densa sono stati sviluppati con lo scopo di eliminare, o perlomeno limitare, tali problematiche, espandendo ulteriormente il campo di applicazione del trasporto pneumatico. Dal momento che il prodotto costituisce il componente dominante della fase densa, sono necessari test sperimentali per determinare le condizioni operative ottimali di questi sistemi. Concludendo, l’autore sottolinea, però, che strumenti come il cosiddetto diagramma di classificazione della fase densa per tubazioni convenzionali forniscono indicazioni preliminare per la progettazione di tali sistemi.
Riferimenti bibliografici
P. Wypych, Australian Bulk Handling Review, May/June, 2011, 52-55
