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Ottimizzazione della filtrazione su scala pilota: convalida del modello FNB-007S

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Un caso di studio del Bachiller Test Center sull’ottimizzazione dei processi di filtrazione solido-liquido per due prodotti con caratteristiche diverse.

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Nel settore altamente competitivo dell’ingegneria dei processi industriali e della produzione di apparecchiature, l’innovazione e la capacità di adattarsi alle esigenze dei clienti rappresentano fattori chiave di differenziazione. Presso Bachiller, il nostro Centro di Prova, situato presso la nostra sede di Parets del Vallès, offre un vantaggio significativo: la capacità di convalidare i processi, sviluppare nuove soluzioni e ottimizzare le apparecchiature per i nostri clienti.

La struttura è dotata di una gamma completa di apparecchiature su scala pilota, che consentono lo sviluppo dei processi e il loro scale-up dagli impianti pilota alle applicazioni industriali. Queste prove permettono ai clienti di confrontare le prestazioni di diverse apparecchiature e di selezionare la soluzione più efficiente sulla base di risultati empirici. Inoltre, garantiamo la riservatezza di tutte le informazioni e dei risultati ottenuti, supportata da un accordo formale di riservatezza quando richiesto.

Un esempio recente di queste capacità è il progetto di filtrazione portato a termine con successo per un’azienda nordamericana. L’obiettivo del progetto era convalidare un filtro Nutsche FNB-007S per la filtrazione di due prodotti diversi: un catalizzatore sospeso in una miscela contenente carbonato di calcio e idrossido di calcio, e un sale disciolto in etanolo insieme ad altri sali insolubili. In entrambi i casi, i solidi trattenuti dovevano essere scartati, mentre il prodotto di interesse veniva recuperato nel filtrato.

Durante le prove, sono state valutate diverse maglie del filtro e condizioni operative, tra cui pressione e agitazione, per determinare le prestazioni ottimali di filtrazione.

Il filtro Nutsche FNB-007S utilizzato per le prove ha un volume di lavoro di 24 litri e un’area di filtrazione di 0,067 m². L’apparecchiatura ha dimostrato la propria versatilità e robustezza in condizioni di prova impegnative. Il contenuto di umidità è stato analizzato utilizzando una termobilancia, mentre la torbidità è stata misurata con un torbidimetro portatile.

Filtrazione del catalizzatore

Il primo prodotto valutato è stato il catalizzatore. Il test iniziale consisteva nel ricostituire la sospensione ricevuta diluendola con 3,75 kg di acqua per ogni chilogrammo della sospensione originale. La miscela risultante presentava un contenuto di umidità del 92,38% a 105 °C e una densità di 1 kg/L.

Durante le prove condotte con una maglia filtrante da 10 µm, sono stati filtrati 25 litri di sospensione in diverse condizioni di pressione, comprese tra 0,5 e 6 bar. I risultati hanno mostrato che l’aumento della pressione migliorava la velocità di filtrazione, raggiungendo i 14,05 kg/min/m² a 6 bar.

Tuttavia, tale pressione ha causato anche un parziale intasamento della maglia filtrante, indicando che una pressione eccessiva può rivelarsi controproducente. Anche l’agitazione durante la filtrazione ha comportato prestazioni inferiori, probabilmente perché ha reso più difficile la formazione di un panello di filtrazione in grado di migliorare l’efficienza della filtrazione.

Per le prove successive, sono state testate maglie filtranti da 20 e 50 µm. Con la maglia da 50 µm, è stato effettuato un ciclo di filtrazione completo a 4 bar senza livellare il panello filtrante al termine del processo. Ciò ha permesso di mantenere le prestazioni di filtrazione durante i cicli successivi.

È stato osservato che un livellamento eccessivo del panello di filtrazione o un’eccessiva riduzione del suo contenuto di umidità potrebbero causare l’intasamento della maglia filtrante. Pertanto, per le applicazioni industriali, questa pratica dovrebbe essere evitata. Si raccomandano invece maglie da 10 o 50 µm, in quanto possono essere pulite efficacemente utilizzando procedure CIP (Clean-In-Place).

Filtrazione di una sospensione a base di etanolo

Il secondo prodotto valutato era una sospensione a base di etanolo con un contenuto di solidi molto basso. Ciò rappresentava una sfida per la separazione solido-liquido, poiché la formazione di uno strato filtrante efficace richiedeva un periodo di decantazione preliminare.

Durante le prove è stata utilizzata una maglia filtrante da 5 µm e sono state testate diverse pressioni di filtrazione, comprese tra 0,5 e 6 bar.

Alla pressione ottimale di 4 bar, è stata raggiunta una portata di filtrazione di 45,48 kg/min/m², con una torbidità media inferiore a 1 NTU. Questi risultati dimostrano l’efficacia dell’apparecchiatura nell’ottenere un filtrato di alta qualità.

Inoltre, la pulizia della rete filtrante con acqua in pressione si è rivelata efficace nel prevenire intasamenti e nel prolungare la durata di vita dell’apparecchiatura.

Dalla sperimentazione pilota al potenziamento su scala industriale

Questo caso di studio mette in evidenza le capacità del Centro Prove di Bachiller nell’affrontare complesse sfide di filtrazione e nel fornire soluzioni personalizzate ai nostri clienti.

L’utilizzo di apparecchiature su scala pilota consente di riprodurre le condizioni reali di processo, valutare diverse configurazioni e ottimizzare i parametri operativi prima di implementare una soluzione su scala industriale. Questa metodologia non solo fornisce risultati affidabili, ma contribuisce anche a ridurre al minimo i rischi e i costi associati al potenziamento del processo.

Al di là dei vantaggi tecnici, il Centro di Prova dimostra l’impegno di Bachiller nell’adattare le soluzioni alle esigenze specifiche di ciascun cliente. Grazie a un ambiente controllato per i test, i clienti possono sperimentare diversi parametri e condizioni operative, individuando così la configurazione ottimale per il proprio processo specifico.

Ad esempio, la possibilità di confrontare diverse maglie di filtro e impostazioni di pressione consente agli utenti di determinare la combinazione più adatta alla propria applicazione sulla base dei risultati effettivi dei test.

Riservatezza e collaborazione con il cliente

Anche la riservatezza è un pilastro fondamentale dei nostri servizi. Bachiller garantisce che tutte le informazioni, dalle formulazioni dei prodotti ai parametri e ai risultati dei test, siano gestite con il massimo livello di discrezione.

Questo approccio crea fiducia e consente alle aziende di condividere con sicurezza i propri requisiti di processo più critici, sapendo che le loro informazioni saranno gestite con la massima professionalità.

Un percorso affidabile verso l’ottimizzazione dei processi

Il Centro di Prova è uno strumento fondamentale per la convalida dei processi e lo sviluppo di soluzioni di filtrazione innovative. Grazie alla competenza tecnica, ai test su scala pilota e alla stretta collaborazione con i nostri clienti, Bachiller continua a fornire attrezzature e servizi che ottimizzano i processi industriali e garantiscono risultati affidabili e ad alte prestazioni.