Sistemi cavitazionali

La cavitazione è legata alla formazione e alla rapida implosione di bolle di vapore e gas in un mezzo liquido: questo fenomeno è di solito indesiderato, poiché le rapide implosioni delle bolle generano altissime pressioni e temperature locali, causando il danneggiamento delle superfici su cui le bolle implodono.
Tuttavia, se la cavitazione è generata e controllata "on demand", molti processi possono sfruttare questo fenomeno a proprio vantaggio. La cavitazione controllata può essere generata in differenti modi:

  • Nella cavitazione idrodinamica il liquido è forzato a passare in uno o più elementi cavitazionali, elementi dinamici o statici di particolare geometria, che massimizzano il volume confinato di cavitazione, all'interno del quale le bolle di vapore e gas vengono generate e implodono, in una regione controllata.
  • Nella cavitazione acustica le bolle sono generate da un'onda acustica ultrasonica, quindi si formano e implodono grazie all'onda sinusoidale che agisce direttamente sul liquido da trattare.

E-PIC S.r.l. licenza sistemi cavitazionali idrodinamici proprietari e opera APPARECCHI DA BANCO e IMPIANTI PILOTA di tecnologie innovative su cui effettuare prove di principio nel campo della cavitazione.

E-PIC S.r.l. ha inoltre sviluppato una tecnologia proprietaria di cavitazione idrodinamica (ROTOCAV), installabile per diverse applicazioni e in campi differenti: scarica il flyer del ROTOCAV e la brochure tecnica del ROTOCAV.
Visita anche la nostra ROTOCAV galleria immagini, per vedere alcune foto dei nostri cavitatori idrodinamici ROTOCAV.

ROTOCAV cavitatore idrodinamico industriale


Sistemi ad ultrasuoni (clicca qui per visualizzare le immagini)Sistemi ad ultrasuoni (clicca qui per nascondere)

Horn in titanio ultrasuoni

Courtesy of DSTF-UniTO

Bagno a ultrasuoni

Courtesy of DSTF-UniTO

Spouted bed sonicato

 


Impianti pilota con elementi cavitazionali statici (clicca qui per visualizzare le immagini)Impianti pilota con elementi cavitazionali statici (clicca qui per nascondere)

E-PIC S.r.l. - Impianto scala laboratorio di cavitazione idrodinamica

Courtesy of DSTF-UniTO


Impianti pilota con elementi cavitazionali dinamici (clicca qui per visualizzare le immagini)Impianti pilota con elementi cavitazionali dinamici (clicca qui per nascondere)

E-PIC S.r.l. - Impianto pilota di cavitazione idrodinamica

La CAVITAZIONE può essere applicata con successo in svariate applicazioni:

1. Produzione di biodiesel (clicca qui per saperne di più)1. Produzione di biodiesel (clicca qui per nascondere)

La tecnologia proprietaria E-PIC S.r.l. di cavitazione idrodinamica (ROTOCAV) sfrutta la cavitazione idrodinamica controllata per massimizzare il micro-mixing degli elementi e di conseguenza il mass transfer e le cinetiche di reazione.
Olio vegetale, metanolo e idrossido di sodio (o idrossido di potassio) sono alimentati centralmente alla camera di cavitazione, quindi vengono accelerati in direzione radiale e sottoposti ad elevati sforzi di taglio.
Impiegando il cavitatore ROTOCAV per la produzione di biodiesel si genera uno sciame di bolle di dimensioni micrometriche di metossido all’interno della fase continua olio, massimizzando l’area di contatto delle due fasi immiscibili e ottimizzando le condizioni per ottenere una conversione completa.
Per maggiori informazioni leggi produzione di biodiesel per cavitazione idrodinamica.

2. Pretrattamento biomasse (BIOGAS) e riduzione delle dimensioni delle particelle (clicca qui per saperne di più)2. Pretrattamento biomasse (BIOGAS) e riduzione delle dimensioni delle particelle (clicca qui per nascondere)

La cavitazione può ridurre la dimensione di particelle solide e aumentarne quindi l’area superficiale specifica: questo è di notevole impatto nel miglioramento delle cinetiche di reazione, quindi in tutti quei processi produttivi nei quali avvengono reazione chimiche. Un esempio è il pre-trattamento delle biomasse prima del trattamento anaerobico per la produzione di biogas: il pre-trattamento cavitazionale riduce la dimensione della matrice solida, nutrimento per i batteri, rendendola più digeribile, incrementando la resa in metano fino al 20% e il volume totale di biogas prodotto fino al 20%.
Per maggiori informazioni leggi pretrattamento di biomasse per cavitazione idrodinamica.

3. Omogeneizzazione, generazione di emulsioni tra liquidi immiscibili e nano dispersioni (clicca qui per saperne di più)3. Omogeneizzazione, generazione di emulsioni tra liquidi immiscibili e nano dispersioni (clicca qui per nascondere)

Se l’energia meccanica e quindi gli sforzi di taglio generati dall’energia turbolenta di cavitazione sono superiori alle forze di coesione di una goccia o di particella solida si possono formare emulsioni stabili e nano dispersioni: un esempio è la generazione di nano sospensioni di gomma in cui le nano particelle vengono generate in presenza di cavitazione idrodinamica o acustica iniettando bolle di gas nella soluzione sol-gel. Altro esempio è la possibilità di generare emulsioni di cera-acqua o, più in generale, olio-acqua, che vengono ad esempio impiegate nell’industria del legno. Paragonata ai sistemi di omogeneizzazione e ai processi tradizionali, la cavitazione controllata può drasticamente ridurre i costi operativi di questi processi. Omogeneizzare con il nostro cavitatore è facile e veloce, permettendo di miscelare qualsiasi liquido-liquido, liquido-solido e liquido-gas.
Per maggiori informazioni leggi cavitazione idrodinamica applicata all'industria alimentare.

4. Reazioni chimiche in sistemi omogenei e non omogenei (clicca qui per saperne di più)4. Reazioni chimiche in sistemi omogenei e non omogenei (clicca qui per nascondere)

Cavitazione idrodinamica per reazioni chimiche

La tecnologia proprietaria E-PIC S.r.l. di cavitazione idrodinamica (cavitatore ROTOCAV) abbatte tutte le limitazioni di processo, trasferimento di calore e di materia e fenomeni legati alla fluidodinamica dei sistemi, in modo tale che il processo sia funzione della sola cinetica delle reazioni chimiche.
Per maggiori informazioni leggi reazioni chimiche per cavitazione idrodinamica.

5. Trattamento dei reflui industriali e civili (clicca qui per saperne di più)5. Trattamento dei reflui industriali e civili (clicca qui per nascondere)

La cavitazione controllata agisce in due differenti modi; l’implosione delle bollicine genera alti sforzi di taglio e condizioni locali estreme che determinano la distruzione di eventuali batteri; inoltre, è dimostrato che queste condizioni estreme, in presenza di un refluo acquoso generano radicali ossidrili, altamente reattivi e con potenziale ossidante molto elevato. Ciò può determinare una riduzione della domanda chimica di ossigeno (COD). Ad esempio, recentemente, la cavitazione è stata applicata per il trattamento dei reflui, in particolare nei trattamenti acque dell’industria dei tappi di sughero, abbinandola al classico processo Fenton: catalizzatore in forma di sale, acqua ossigenata e cavitazione idrodinamica possono ridurre il COD fino all’80%.
Il cavitatore ROTOCAV può essere anche impiegato per disperdere un agente flocculante per trattare reflui industriali e civili: nel video qui sotto un campione di refluo acquoso è trattato con carbonato di calcio come agente flocculante.

ROTOCAV cavitatore idrodinamico - Flocculazione

6. Processi di estrazione (clicca qui per saperne di più)6. Processi di estrazione (clicca qui per nascondere)

E' possibile estrarre da piante sostanze bioattive, di grande interesse in campo cosmetico, farmaceutico e nell’industria alimentare.
La cavitazione idrodinamica migliora notevolmente l’estrazione di composti bioattivi dalle piante principalmente grazie al fenomeno della cavitazione, della turbolenza e dello shear stress.
La cavitazione incrementa il mass transfer e impedisce il surriscaldamento del medium liquido e dunque impedisce il verificarsi di degradazioni termiche.
L’effetto meccanico indotto dal cavitatore idrodinamico promuove il rilascio di sostanze bioattive dal cuore delle piante distruggendo le pareti cellulari e facilitando l’accesso del solvente o del mezzo estraente al contenuto cellulare.
Per maggiori informazioni leggi estrazioni da prodotti naturali per cavitazione idrodinamica.

7. Trattamento del greggio (clicca qui per saperne di più)7. Trattamento del greggio (clicca qui per nascondere)

La cavitazione idrodinamica controllata applicata al trattamento del greggio determina una riduzione della sua viscosità, con conseguente risparmio sui costi di trasferimento.
Il trattamento porta inoltre a un miglioramento in termini di resa della frazione di composti più volatili, ottenuti dalla distillazione e a una riduzione del consumo di energia nel processo di raffinazione.

8. Trattamento delle acque delle torri evaporative (clicca qui per saperne di più)8. Trattamento delle acque delle torri evaporative (clicca qui per nascondere)

I sistemi cavitazionali proprietari di E-PIC S.r.l. sono idonei al trattamento delle acque delle torri di raffreddamento.
Grazie a questa tecnologia è possibile in alcuni casi utilizzare direttamente acqua non addolcita poiché l'effetto di degasazione della CO2 rende possibile la precipitazione del carbonato di calcio e la co-precipitazione degli altri sali, che vengono separati:

Ca++ + 2HCO3-→ CaCO3 + CO2 + H2O

Il carbonato di calcio precipita in questo caso sotto forma di aragonite invece che di calcite, che non va più a creare incrostazioni difficili da rimuovere sulle superfici di scambio termico.
Mediante questo trattamento è inoltre possibile eliminare i reagenti chimici per inibire la corrosione e la crescita di alghe e batteri.
I principali vantaggi che si ottengono da questa tecnologia sono prevenzione della corrosione, risparmio sui costi di biocidi, antascalanti, energia e acqua di make up (aumento dei cicli di concentrazione) e prolungamento della vita delle apparecchiature.

9. Trattamento dei mangimi per i suini - Pigfeed (clicca qui per saperne di più)9. Trattamento dei mangimi per i suini - Pigfeed (clicca qui per nascondere)

Installa un cavitatore idrodinamico ROTOCAV per omogeneizzare i mangimi per i suini e consentire una digestione ottimale e completa: disgregazione della biomassa e degli insilati, mangimi uniformi per consentire un maggiore controllo sulla distribuzione nutrizionale all'allevamento, massimizzazione delle rese e controllo sulla pezzatura. Rendi i mangimi più appetibili, i suini saranno più contenti!
Per maggiori informazioni leggi cavitazione idrodinamica per il settore suinicolo.