Il lavoro ha consentito all’azienda nostra partner di rinnovare i cicloni separatori che produce da tanti anni, e di farlo in modo razionale. Abbiamo perseguito un’idea di miglioramento che parte da un’analisi accurata della problematica e mira all’ottimizzazione spinta delle prestazioni, mediante l’ausilio di strumenti avanzati.
Il lavoro nasce nell’ambito di una collaborazione pluriennale con OCRIM Spa, tre le aziende leader mondiali nella produzione di impianti destinati alle industrie molitorie. Il comparto di riferimento è quello della macinazione di grano e cereali in genere.Siamo partiti da una serie di cicloni separatori destinati a linee di trasporto pneumatico per farina e più in genere per prodotti derivanti dalla macinazione del frumento. In questi contesti, l’aria in circolazione, che trasporta il prodotto tra le varie fasi di lavorazione, si carica di polvere e micro-particolato. La finalità dei cicloni è quella di separare la maggior quantità possibile di particolato dal flusso d’aria, limitando al massimo le perdite di carico. I cicloni precedenti non garantivano buone prestazioni: il flusso d’aria in arrivo al filtro di purificazione era carico di particolato.
I miglioramenti della geometria dei cicloni hanno garantito vantaggi importanti:
- Diminuzione delle spese energetiche, un’aria più pulita è più facile da movimentare;
- Diminuzione delle perdite di carico, grazie ad una progettazione più razionale;
- Aumento della vita utile delle maniche di filtrazione, che saranno sgravate di parte del loro lavoro;
- Diminuzione delle perdite di carico medie anche nel filtro, dovute allo sporcamento delle maniche.
Il lavoro si è articolato in più fasi, la prima delle quali è stata una ricerca bibliografica approfondita sulla letteratura scientifica. Siamo così stati in grado di identificare alcune linee progettuali per la realizzazione di cicloni ottimizzati.Soprattutto, è stato sviluppato un modello predittivo in grado di calcolare le prestazioni del ciclone in funzione delle sue caratteristiche geometriche.
Questo importante strumento consente di ricavare il dimensionamento ottimale di un ciclone al variare delle condizioni di utilizzo. Rappresenta quindi un importante strumento di progettazione.
Si è poi passati alla simulazione CFD del comportamento dei cicloni. La CFD ha consentito di ricavare l’andamento dei flussi al loro interno e valutare il comportamento delle particelle solide di diverse dimensioni e densità. L’obiettivo era quello di realizzare un confronto virtuale tra le alternative impiantistiche di interesse e quantificare i miglioramenti rispetto al design standard.
Per le diverse geometrie, abbiamo calcolato la taglia di particolato limite, al di sotto della quale non si può arrivare con la separazione. Le simulazioni hanno dato come risultato anche indicazioni precise sulle perdite di carico.
