Sviluppo di tecniche di indagine per sistemi agitati bifase e trifase e loro applicazione ai sistemi agitati sprovvisti di setti frangivortice.

I reattori agitati gas-solido-liquido sono frequentemente impiegati nell’industria di processo per condurre idrogenazioni, ossidazioni catalitiche, sintesi di Fisher-Tropsch, lisciviazioni ossidative di minerali e molte altre reazioni economicamente importanti, nonché per la conduzione delle fermentazioni aerobiche con biomassa adesa. Le prestazioni di questi reattori e bioreattori dipendono criticamente dall’efficacia della dispersione della fase gassosa e dallo stato di sospensione delle particelle solide. I due processi interferiscono tuttavia tra di loro in modi non ancora ben quantificati, dando così luogo a dannose incertezze nella progettazione Il presente progetto di ricerca è volto alla generazione di informazioni sperimentali e alla messa a punto di strumenti modellistici che miglioreranno tanto la comprensione della complessa fluidodinamica di queste apparecchiature quanto l’affidabilità della loro progettazione. Il progetto si articola nelle seguenti attività: 1) Sviluppo e applicazione di tecniche sperimentali innovative per la misura locale (e quindi anche globale) di caratteristiche fluidodinamiche rilevanti di sistemi multifase agitati: (i) sviluppo di una tecnica, basata su analisi di immagini, per la misura della concentrazione locale di fase gassosa e della distribuzione di dimensioni delle bolle; (ii) sviluppo di una tecnica innovativa, anche questa basata su analisi di immagini, per la misura della concentrazione locale della fase solida particellare; (iii) raccolta di dati, per mezzo delle due tecniche sviluppate, su sistemi agitati con geometria “base” nell’ambito del progetto (recipienti cilindrici provvisti di setti frangivortice e agitati da giranti radiali e/o assiali. 2) Sviluppo di un bioreattore innovativo per la coltura di cellule animali e altre colture shear-sentitive. 3) Sviluppo di modelli e metodi di fluidodinamica numerica (CFD) per la simulazione di sistemi multifase agitati e bioreattori air-lift.