IT201800005337A1 - Metodo e Apparato di Deumidificazione - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

Metodo e Apparato di Deumidificazione

Background dell’invenzione

[0001] L’invenzione concerne un metodo e/o un apparato di deumidificazione e/o essiccazione, utilizzabile, in particolare, per deumidificare e/o essiccare materiale plastico in formato incoerente, ad esempio in forma di granuli e/o micro granuli e/o polvere e/o scaglie e/o in altri formati similari.

[0002] In modo specifico, ma non esclusivo, l’invenzione può essere applicata nell’industria per la trasformazione di materie plastiche, allo scopo di processare materiale plastico destinato ad alimentare macchine utilizzatrici, in particolare macchine per trattare e trasformare materiale plastico, quali macchine di estrusione, e successivamente macchine di stampaggio per iniezione e/o soffiaggio e/o compressione.

[0003] È noto, nel settore dello stampaggio delle materie plastiche, deumidificare il materiale plastico che viene poi alimentato alle macchine utilizzatrici. La deumidificazione avviene mediante un fluido di processo (aria). In particolare, per una corretta deumidificazione, occorre garantire il “grado di dewpoint” del fluido di processo. Ciò può essere ottenuto mediante diverse tecnologie di tipo noto, ciascuna delle quali è idonea per soddisfare determinate richieste e condizioni di lavoro.

[0004] Una di queste tecnologie note, molto impiegata per la deumidificazione delle resine plastiche, prevede il passaggio del fluido di processo attraverso un letto di setacci molecolari, ad esempio utilizzando alluminosilicati, in particolare zeoliti. In questo caso i deumidificatori del fluido di processo comprendono setacci molecolari insilati in specifici contenitori, generalmente cilindrici (ma non solo), dotati di almeno un ingresso e almeno una uscita per il passaggio del fluido che si vuole trattare.

[0005] I setacci molecolari sono dotati di un’elevata porosità, misurata in Amstrong (Å). La cosiddetta affinità polare (legata alla carica elettrica) dei setacci verso le molecole della sostanza da adsorbire, abbinato all’elevata porosità e quindi a un’elevata superficie, consente un’elevata capacità di adsorbimento. I setacci molecolari sono impiegati, ad esempio, in vari processi chimici per purificare il fluido di processo da sostanze inquinanti e/o contaminanti. Un esempio sono le torri di purificazione per la rimozione di CO2 oppure di sostanze azotate. Nel settore del trattamento delle resine plastiche i setacci molecolari sono utilizzati per adsorbire l’umidità dal fluido di processo. Sono note varie tipologie di setacci molecolari, con diverse affinità e capacità di adsorbimento, con diverse dimensioni e/o forme geometriche, caratterizzate da una specifica dimensione del poro. Esistono in commercio setacci molecolari con dimensioni e/o forme geometriche diverse per ottimizzarne la compattazione, le perdite di carico dovute al passaggio del fluido, la diffusione di adsorbimento.

[0006] Durante il processo di deumidificazione, il granulo plastico cede l’umidità al fluido di processo che successivamente attraversa i setacci molecolari che a loro volta adsorbono l’umidità dal fluido di processo. Al termine del ciclo di adsorbimento i setacci molecolari risultano essere più o meno saturi. I setacci molecolari, una volta saturati, ossia completato il ciclo di adsorbimento, devono essere rigenerati, al fine di evacuare e/o rilasciare la sostanza adsorbita (acqua) e quindi poter eseguire un nuovo ciclo di adsorbimento.

[0007] Nel processo di deumidificazione delle resine plastiche, i setacci molecolari adsorbono l’umidità presente nel fluido di processo durante il ciclo di adsorbimento e rilasciano l’umidità nell’ambiente durante il ciclo di rigenerazione. Per poter garantire la continuità del processo di deumidificazione, è noto l’impiego di un sistema di adsorbimento a doppio letto, ovverosia con almeno due contenitori di setacci molecolari, o torri di deumidificazione, disposti in parallelo e operanti in maniera alternata, cioè alternando i cicli di adsorbimento e i cicli di rigenerazione.

[0008] Ogni ciclo di rigenerazione comprende una fase di riscaldamento in cui i setacci molecolari rilasciano le sostanze adsorbite a un fluido di rigenerazione caldo. La fase di riscaldamento può essere controllata secondo varie metodologie note. In una prima metodologia (controllo a tempo), i setacci molecolari vengono riscaldati per un tempo fisso prestabilito. In una seconda metodologia (controllo a temperatura), il riscaldamento termina al raggiungimento di una determinata temperatura dei setacci. Una terza metodologia (controllo a tempo e temperatura) si basa sul raggiungimento di una delle due condizioni, o una determinata temperatura o un tempo prefissato. In una quarta metodologia (controllo a peso), i setacci vengono riscaldati finché il loro peso non diventa minore o uguale a un determinato valore, ad esempio il valore misurato all’inizio della fase di adsorbimento.

[0009] Durante la fase di riscaldamento, la temperatura della massa di setaccio molecolare aumenta in funzione della percentuale di saturazione, ovverosia al peso (ad esempio in grammi) della sostanza adsorbita in rapporto al peso (ad esempio in chilogrammi) del setaccio molecolare, per cui la curva di innalzamento della temperatura può assumere forme diverse in funzione della percentuale di saturazione. La figura 1 mostra, a titolo esemplificativo, un tipico andamento della temperatura di un setaccio molecolare nella fase di riscaldamento per un deumidificatore noto. Dalla figura 1 si osserva la presenza di una fase, detta di evaporazione, durante la quale la temperatura del setaccio non sale (in alcuni casi può anche scendere), a causa del calore latente di evaporazione, fino alla completa evaporazione. Per la diffusione del calore nella massa del setaccio molecolare, si verifica che la temperatura ricomincia a salire solo quando tutta la massa di setaccio ha ceduto la sostanza adsorbita. Al termine della fase di riscaldamento nel ciclo di rigenerazione, la qualità dell’aria in uscita dalla torre di deumidificazione, e di conseguenza il relativo valore di dewpoint, si attesta mediamente tra –65 °C e –80 °C.

[0010] Completata la fase di riscaldamento, si procede con una successiva fase di raffreddamento, per asportare il calore ceduto durante la fase di riscaldamento, al fine di riportare il setaccio alla temperatura di adsorbimento. A questo riguardo è noto raffreddare con aria aspirata dall’ambiente e inviata a una batteria di raffreddamento che tramite un fluido (generalmente acqua) riduce la temperatura dell’aria a un valore prestabilito per garantire il corretto e completo raffreddamento del setaccio molecolare. Come riportato in figura 2 (grafico ottenuto da documentazione commerciale della Grace Davison), si osserva che la capacità di adsorbimento di un setaccio molecolare, impiegato nel processo di deumidificazione delle resine plastiche, è tanto maggiore quanto più bassa è la temperatura del setaccio molecolare. Da qui emerge la necessità di raffreddare il più possibile il setaccio molecolare. In genere, nel processo di deumidificazione, la temperatura al termine della fase di raffreddamento viene stabilita tra 60 °C e 65 °C.

[0011] Al termine della fase di raffreddamento, a seconda della logica di funzionamento del deumidificatore, il ciclo di rigenerazione può prevedere una ulteriore fase, detta “statica”, durante la quale il setaccio molecolare, appena rigenerato, viene isolato, rimanendo sigillato senza nessun passaggio o contatto con il circuito di processo, oppure il setaccio può essere subito ricollegato al circuito di processo.

[0012] La figura 3 mostra l’andamento della temperatura del setaccio molecolare durante un ciclo di rigenerazione, dove è possibile distinguere la fase iniziale di riscaldamento e la fase successiva di raffreddamento. Si osserva anche una zona di assorbimento dell’energia per calore latente di evaporazione dell’acqua.

[0013] I metodi di rigenerazione sopra descritti sono limitati e condizionati dalla percentuale di adsorbimento rispetto alla capacità massima di adsorbimento del setaccio molecolare. La massa di setaccio molecolare, e quindi la sua capacità assoluta di adsorbimento, deve essere bilanciata dalla massa di sostanza da adsorbire, al fine di garantire il desiderato grado di dewpoint del fluido di processo, a seconda della richiesta di deumidificazione della resina plastica. In particolare si può affermare che:

- un limite del controllo a tempo è che, per garantire la completa rigenerazione del setaccio, si deve impiegare un tempo uguale alla completa saturazione, anche se questa non è raggiunta, con conseguente spreco di energia e usura del setaccio molecolare, a causa dello stress termico dovuto al riscaldamento e raffreddamento;

- il controllo a temperatura ha l’inconveniente che, se la percentuale di adsorbimento non è completa, si raggiunge la temperatura per la completa rigenerazione in un tempo minore del necessario, con conseguente sbilanciamento tra la durata dei cicli di adsorbimento e la durata dei cicli di rigenerazione;

- il controllo a tempo e temperatura rappresenta un compromesso che potrebbe limitare alcuni inconvenienti dei metodi precedenti, ma che non riesce a risolvere appieno il problema di assicurare la completa rigenerazione del setaccio molecolare;

- il controllo a peso è condizionato dal fatto che, durante la fase di adsorbimento, il setaccio molecolare potrebbe adsorbire non soltanto la sostanza desiderata, ossia l’acqua, ma anche altre sostanze, con la conseguenza che il setaccio viene considerato saturo, ma la saturazione non è avvenuta con la sostanza desiderata.

[0014] Si osserva, inoltre, che il processo di deumidificazione attuato in un sistema di deumidificazione del granulo plastico mediante setaccio molecolare presenta alcune fasi fortemente energivore e non recuperabili. Una di queste è la fase di riscaldamento, dove occorre spendere energia ad alto valore per riscaldare il fluido di rigenerazione che dovrà a sua volta riscaldare la massa di setaccio molecolare per garantire la completa evaporazione dell’acqua adsorbita. Durante la fase di riscaldamento, il fluido in uscita, contenente umidità dal setaccio molecolare, dovrà essere rilasciato in ambiente poiché consiste essenzialmente in aria satura di umidità e quindi non impiegabile nel processo di deumidificazione. Un’altra fase con elevata perdita di energia è la fase di raffreddamento dove, a causa delle elevate temperature di rigenerazione (generalmente tra 200 °C e 300 °C), non è possibile impiegare il fluido nel processo di deumidificazione, poiché la maggior parte delle resine plastiche viene trattata nel processo di deumidificazione e riscaldamento con temperature comprese tra 50 °C e 100 °C: da qui la necessità di raffreddare il setaccio molecolare fino a temperature di circa 60–65 °C.

[0015] In generale, la gestione di una prima fase di riscaldamento e una seconda fase di raffreddamento, senza recupero di energia, se non in minima parte, risulta assai dispendioso. In particolare, la gestione di due circuiti separati, di processo e di rigenerazione, da un lato assicura contro il rischio di contaminare il processo di deumidificazione della resina con il fluido impiegato per la rigenerazione, d’altro lato comporta un elevato consumo energetico e una notevole complessità.

[0016] Un altro dispendio energetico è legato all’invio dell’aria, tramite opportune soffianti a canali laterali e/o ventilatori e/o generatori di flusso d’aria, al setaccio molecolare, nelle varie fasi per evacuare l’umidità adsorbita o per raffreddare il setaccio molecolare. In particolare, i deumidificatori noti impiegano un circuito di rigenerazione, e quindi anche un corrispondente generatore di flusso d’aria (ventilatore e/o soffiante a canali laterali), separato da quello del circuito di processo.

Sommario dell’invenzione

[0017] Uno scopo dell’invenzione è di provvedere un metodo e/o un apparato di deumidificazione alternativo rispetto alla tecnica nota.

[0018] Uno scopo dell’invenzione è di fornire un metodo e/o un apparato capace di ovviare a uno o più dei suddetti limiti e inconvenienti della tecnica nota.

[0019] Uno scopo dell’invenzione è di realizzare un metodo e/o un apparato di deumidificazione in grado di migliorare l’efficienza energetica del ciclo di rigenerazione dei mezzi per deumidificare il fluido di processo.

[0020] Un vantaggio è di rendere disponibile un apparato di deumidificazione costruttivamente semplice ed economico.

[0021] Tali scopi e vantaggi, ed altri ancora, sono raggiunti da un metodo e/o un apparato secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.

Breve descrizione dei disegni

[0022] L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano esempi non limitativi di attuazione, in cui:

la figura 1 è un grafico indicativo dell’andamento nel tempo della temperatura della massa di setaccio molecolare di una torre di deumidificazione durante la fase di riscaldamento del ciclo di rigenerazione del setaccio molecolare;

la figura 2 è un grafico della capacità di adsorbimento di un setaccio molecolare in funzione della temperatura del setaccio molecolare;

la figura 3 è un grafico della temperatura della massa di setaccio molecolare di una torre di deumidificazione nel ciclo di rigenerazione in funzione del tempo;

la figura 4 è uno schema di un esempio di un apparato di deumidificazione realizzato in accordo con la presente invenzione;

la figura 5 mostra una fase del funzionamento dell’apparato di figura 4 in cui il primo deumidificatore 3 è in una fase di riscaldamento del ciclo di rigenerazione e il secondo deumidificatore 4 è in una fase di processo (adsorbimento) in cui deumidifica il fluido di processo proveniente dal contenitore 2;

la figura 6 mostra una fase del funzionamento dell’apparato di figura 4 in cui il primo deumidificatore 3 rigenerato mediante riscaldamento è in una fase di raffreddamento mediante il fluido di processo proveniente dal contenitore 2 e il secondo deumidificatore 4 continua la fase di processo (adsorbimento) in cui deumidifica il fluido di processo;

la figura 7 mostra una fase del funzionamento dell’apparato di figura 4 in cui il primo deumidificatore 3 è in una fase di processo (adsorbimento) in cui deumidifica il fluido di processo proveniente dal contenitore 2 e il secondo deumidificatore 4 è in una fase di riscaldamento del ciclo di rigenerazione;

la figura 8 rappresenta schematicamente la fase di figura 5;

la figura 9 rappresenta schematicamente una fase del funzionamento dell’apparato di figura 4 in cui il primo deumidificatore 3 rigenerato è in una fase di raffreddamento mediante il fluido di processo proveniente dal contenitore 2, il secondo deumidificatore 4 continua la fase di processo (adsorbimento) in cui deumidifica il fluido di processo e una parte del fluido di processo bypassa sia il primo deumidificatore 3, sia il secondo deumidificatore 4;

le figure 10 e 11 rappresentano schematicamente altre due possibili fasi del funzionamento dell’apparato di figura 4;

la figura 12 mostra schematicamente il primo distributore 5 di fluido dell’apparato di figura 4 in una prima configurazione operativa;

le figure 13 e 14 mostrano schematicamente il primo distributore 5 di figura 12 in due diverse configurazioni operative;

la figura 15 è un diagramma a blocchi di un esempio di un algoritmo di controllo della fase di raffreddamento del ciclo di rigenerazione di un deumidificatore 3 o 4.

Descrizione dettagliata

[0023] Legenda:

1 apparato di deumidificazione

2 contenitore (tramoggia di deumidificazione del materiale plastico)

3 primo deumidificatore (torre a setacci molecolari)

4 secondo deumidificatore (torre a setacci molecolari)

5 primo distributore (del fluido di processo e del fluido di rigenerazione)

5a primo ingresso (del fluido di processo, cioè aria umida prelevata dal contenitore 2)

5b secondo ingresso (del fluido di rigenerazione, cioè aria prelevata dall’ambiente e riscaldata)

5c prima uscita (al primo deumidificatore 3)

5d seconda uscita (al secondo deumidificatore 4)

5e uscita ausiliaria (alla linea di bypass 7)

51 primo organo (cursore pilotato del primo distributore 5)

52 secondo organo (cursore pilotato del primo distributore 5)

6 secondo distributore (del fluido di processo e del fluido di rigenerazione)

6a terzo ingresso (dal primo deumidificatore 3)

6b quarto ingresso (dal secondo deumidificatore 4)

6c terza uscita (al contenitore 2)

6d quarta uscita (scarico in ambiente)

6e ingresso ausiliario (dalla linea di bypass 7)

7 linea di bypass (del fluido di processo)

8 mezzi valvolari (valvola di intercettazione del fluido di rigenerazione)

IN ingresso materiale plastico (granulo polimerico) nel contenitore 2

OUT uscita materiale plastico (granulo polimerico) dal contenitore 2

E1 primi mezzi di azionamento (motore del primo organo 51)

E2 secondi mezzi di azionamento (motore del secondo organo 52)

H riscaldatore (sorgente o generatore del fluido di rigenerazione)

P1 primi mezzi operatori (soffiante o ventilatore per generare il flusso del fluido di processo nel circuito)

P2 secondi mezzi operatori (soffiante o ventilatore per generare il flusso del fluido di rigenerazione nel circuito)

T primi mezzi sensori (mezzi per determinare la temperatura del fluido di processo all’ingresso del contenitore 2)

D secondi mezzi sensori (mezzi per determinare il dewpoint del fluido di processo all’ingresso del contenitore 2)

T1 mezzi sensori (per determinare la temperatura del fluido in uscita dal primo deumidificatore 3)

D1 mezzi sensori (per determinare il dewpoint del fluido in uscita dal primo deumidificatore 3)

T2 mezzi sensori (per determinare la temperatura del fluido in uscita dal secondo deumidificatore 4)

D2 mezzi sensori (per determinare il dewpoint del fluido in uscita dal secondo deumidificatore 4)

T3 mezzi sensori (per determinare la temperatura del fluido che viene bypassato) D3 mezzi sensori (per determinare il dewpoint del fluido che viene bypassato)

V valvola di controllo (bypass del fluido di processo)

M, M1, M2, M3 flussi totali (in massa o in volume) di aria e vapore acqueo MV, MV1, MV2, MV3 flussi (in massa o in volume) di vapore acqueo

MT, MT1, MT2, MT3 flussi termici.

[0024] Con 1 è stato indicato nel suo complesso un apparato di deumidificazione idoneo, in particolare, per deumidificare e/o essiccare materiale plastico in formato incoerente, ad esempio in forma di granuli e/o micro granuli e/o polvere e/o scaglie e/o in altri formati similari. L’apparato 1 può servire, in particolare, per processare materiale plastico destinato ad alimentare macchine utilizzatrici, in particolare macchine per trattare e trasformare materiale plastico, quali macchine di estrusione, e successivamente macchine di stampaggio per iniezione e/o soffiaggio e/o compressione.

[0025] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, almeno un contenitore 2 per la deumidificazione di materiale plastico incoerente. Il contenitore 2 può comprendere, ad esempio, una tramoggia di deumidificazione (ad esempio di tipo noto) con almeno un ingresso IN del materiale plastico da deumidificare e almeno un’uscita OUT del materiale plastico deumidificato.

[0026] Il contenitore 2 può comprendere, in particolare, almeno un ingresso 2a e almeno un’uscita 2b per un fluido di processo (aria). Il fluido di processo usato (umido) può essere prelevato dall’uscita 2b, processato (deumidificato) e ricircolato per ritornare nel contenitore 2 attraverso l’ingresso 2a.

[0027] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, almeno un primo deumidificatore 3 e almeno un secondo deumidificatore 4 per deumidificare il fluido di processo. Il primo deumidificatore 3 e il secondo deumidificatore 4 possono essere collegati al contenitore 2, Il primo deumidificatore 3 e il secondo deumidificatore 4 possono essere disposti in parallelo l’uno rispetto all’altro per alternare cicli di processo (per trattenere l’umidità contenuta nel fluido di processo) e cicli di rigenerazione (per eliminare l’umidità trattenuta). Il primo deumidificatore 3 può comprendere, in particolare, mezzi a setaccio molecolare. Il secondo deumidificatore 4 può comprendere, in particolare, mezzi a setaccio molecolare. Il primo deumidificatore 3 e il secondo deumidificatore 4 possono comprendere, in particolare, due torri a setacci molecolari (ad esempio di tipo noto, di usuale impiego in impianti per la deumidificazione di granuli plastici).

[0028] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi circuitali configurati per la circolazione del fluido di processo nel primo deumidificatore 3 e/o nel secondo deumidificatore 4. I mezzi circuitali possono comprendere, come in questo esempio, almeno un circuito idoneo per prelevare il fluido di processo umido dall’uscita 2b e ritornare il fluido di processo deumidificato all’ingresso 2a. I mezzi circuitali possono essere configurati per la circolazione di un fluido di rigenerazione (aria calda, ad esempio prelevata dall’ambiente e riscaldata) idoneo per rigenerare il primo deumidificatore 3 e/o il secondo deumidificatore 4. I mezzi circuitali possono comprendere, come in questo esempio, almeno una linea per prelevare aria dall’ambiente (per poi riscaldarla e utilizzarla come fluido di rigenerazione) e almeno una linea per scaricare il fluido di rigenerazione usato in ambiente.

[0029] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi per rigenerare il primo deumidificatore 3 e/o il secondo deumidificatore 4 mediante riscaldamento con fluido di rigenerazione (ad esempio, come detto, aria calda). I mezzi per rigenerare comprendono, in particolare, almeno una sorgente di un fluido di rigenerazione collegata ai mezzi circuitali per rigenerare il primo deumidificatore 3 e/o il secondo deumidificatore 4. La sorgente di fluido di rigenerazione può comprendere, in particolare, almeno un riscaldatore H, ad esempio un riscaldatore a resistenza elettrica. Il riscaldatore H può essere disposto su una linea di trasporto fluido situata a monte dei deumidificatori 3 e 4. In altri esempi è possibile prevedere altre disposizioni dei mezzi riscaldanti, in particolare un primo riscaldatore H operativamente associato (ad esempio integrato) al primo deumidificatore 3 e/o un secondo riscaldatore H operativamente associato (ad esempio integrato) al secondo deumidificatore 4. I mezzi per rigenerare comprendono, in particolare, almeno un circuito di rigenerazione con almeno un’alimentazione del fluido e almeno uno scarico del fluido. L’alimentazione può comprendere, in particolare, almeno un ingresso per prelevare aria dall’ambiente. Lo scarico può comprendere, in particolare, almeno un’uscita per scaricare nell’ambiente.

[0030] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi di distribuzione flusso disposti nei mezzi circuitali e configurati per distribuire il fluido di processo e/o il fluido di rigenerazione al primo deumidificatore 3 e/o al secondo deumidificatore 4 in maniera controllata. I mezzi di distribuzione fluido possono comprendere, in particolare, almeno un primo distributore 5 di fluido disposto nei mezzi circuitali (a monte del primo deumidificatore 3 e/o a monte del secondo deumidificatore 4). I mezzi di distribuzione fluido possono comprendere, in particolare, almeno un secondo distributore 6 di fluido disposto nei mezzi circuitali (a valle del primo deumidificatore 3 e/o a valle del secondo deumidificatore 4).

[0031] I mezzi di distribuzione flusso possono assumere, in particolare, almeno una prima configurazione (figura 7 o figura 13) in cui il fluido di processo può passare per il primo deumidificatore 3 e non per il secondo deumidificatore 4 e il fluido di rigenerazione può passare per il secondo deumidificatore e non per il primo deumidificatore 3. I mezzi di distribuzione flusso possono assumere, in particolare, almeno una seconda configurazione (figura 5 o figura 12) in cui il fluido di processo può passare per il secondo deumidificatore 4 e non per il primo deumidificatore e il fluido di rigenerazione può passare per il primo deumidificatore 3 e non per il secondo deumidificatore 4. I mezzi di distribuzione flusso possono assumere, in particolare, almeno una terza configurazione (figura 6 o figura 14) in cui il fluido di rigenerazione non può passare né per il primo deumidificatore 3, né per il secondo deumidificatore 4, e il fluido di processo può passare sia per il primo deumidificatore 3 (prima parte del fluido di processo), sia per il secondo deumidificatore 4 (seconda parte del fluido di processo).

[0032] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, primi mezzi sensori T per rilevare almeno un primo parametro chimico-fisico del fluido di processo che entra nel contenitore 2. L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi di controllo (elettronici e programmabili) configurati per controllare i mezzi di distribuzione flusso in base al suddetto parametro rilevato dai primi mezzi sensori T, in maniera da variare il rapporto quantitativo tra un flusso di fluido di processo che attraversa il primo deumidificatore 3 e un flusso di fluido di processo che attraversa il secondo deumidificatore 4 (in particolare quando i mezzi di distribuzione flusso sono nella terza configurazione).

[0033] I mezzi di controllo possono essere configurati, in particolare, per eseguire almeno una prima fase di rigenerazione (riscaldamento) del primo deumidificatore 3, in cui il fluido di rigenerazione caldo passa per il primo deumidificatore 3 e il fluido di processo passa per il secondo deumidificatore 4 (figura 8). I mezzi di controllo possono essere configurati, in particolare, per eseguire almeno una seconda fase di rigenerazione (raffreddamento) del primo deumidificatore 3 in cui una parte del fluido di processo passa per il secondo deumidificatore 4 mentre un’altra parte del fluido di processo passa per il primo deumidificatore 3 in maniera da raffreddarlo (figura 6, o figura 9, o figura 10, o figura 14). I mezzi di distribuzione flusso possono essere controllati, in particolare, in base al parametro rilevato dai mezzi sensori T, allo scopo di controllare la seconda fase di rigenerazione (raffreddamento) del primo deumidificatore 3.

[0034] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, primi mezzi operatori P1 per generare il flusso del fluido di processo nel circuito. I primi mezzi operatori P1 possono comprendere, in particolare, una soffiante (ad esempio una soffiante a canali laterali), o un ventilatore, o altro generatore di flusso. I primi mezzi operatori P1 possono prelevare il fluido di processo usato (aria umida) dal contenitore 2 e, tramite il circuito del fluido di processo, inviare il fluido di processo usato ai setacci molecolari che provvedono alla deumidificazione del fluido stesso.

[0035] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, secondi mezzi operatori P2 per generare il flusso del fluido di rigenerazione nel circuito. I secondi mezzi operatori P2 possono comprendere, in particolare, una soffiante (ad esempio una soffiante a canali laterali), o un ventilatore, o altro generatore di flusso. I secondi mezzi operatori P2 possono aspirare l’aria dall’ambiente e, tramite il circuito del fluido di rigenerazione, inviare l’aria al riscaldatore H che provvede a innalzare la temperatura a un valore prestabilito per garantire la desiderata rigenerazione dei setacci molecolari.

[0036] Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno un primo ingresso 5a collegato all’uscita 2b del contenitore 2. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno un secondo ingresso 5b collegato alla sorgente del fluido di rigenerazione (linea di prelievo dall’ambiente con secondi mezzi operatori P2 e riscaldatore H). Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno una prima uscita 5c collegata al primo deumidificatore 3. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno una seconda uscita 5d collegata al secondo deumidificatore 4. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno un primo organo 51 mobile (cursore od otturatore di regolazione) che mette in comunicazione la prima uscita 5c selettivamente con il primo ingresso 5a o con il secondo ingresso 5b. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno un secondo organo 52 mobile (cursore od otturatore di regolazione) che mette in comunicazione la seconda uscita 5d selettivamente con il primo ingresso 5a o con il secondo ingresso 5b. Il primo organo 51 e il secondo organo 52 possono essere, in particolare, azionabili in maniera indipendente l’uno rispetto all’altro (mediante due mezzi di azionamento E1 ed E2 indipendenti).

[0037] I mezzi di controllo (elettronici programmabili) dell’apparato 1 possono essere configurati, in particolare, per controllare il primo organo 51 e/o il secondo organo 52 in maniera da assumere almeno una configurazione (ad esempio come in figura 14) in cui il primo ingresso 5a comunica simultaneamente sia la prima uscita 5c, sia con la seconda uscita 5d, per cui una prima parte del fluido di processo umido proveniente dal contenitore 2 potrà circolare nel primo deumidificatore 3, mentre una seconda parte del fluido di processo umido proveniente dal contenitore 2 potrà circolare nel secondo deumidificatore 4. Il primo organo 51 e/o il secondo organo 52 possono assumere, ciascuno, una pluralità di configurazioni in maniera da consentire una regolazione (relativamente precida e fine) dei flussi attraverso i due rispettivi deumidificatori 3 e 4.

[0038] I mezzi di controllo possono essere configurati per controllare il primo organo 51 e/o il secondo organo 52 in base al primo parametro in maniera da variare il rapporto tra la prima parte di fluido di processo umido che circola nel primo deumidificatore 3 e la seconda parte di fluido di processo umido che circola nel secondo deumidificatore 4. Il primo parametro può comprendere, in particolare, la temperatura del fluido. Il primo parametro può comprendere, in particolare, il dewpoint del fluido, o la sua umidità relativa, o la sua umidità assoluta.

[0039] È possibile prevedere che il primo organo 51 mobile sia in grado di assumere almeno una prima posizione (figura 12) in cui chiude una comunicazione tra la prima uscita 5c e il primo ingresso 5a e consente una comunicazione tra la prima uscita 5c e il secondo ingresso 5b. È possibile prevedere che il primo organo 51 mobile sia in grado di assumere almeno una seconda posizione (figura 13) in cui chiude una comunicazione tra la prima uscita 5c e il secondo ingresso 5b e apre una comunicazione tra la prima uscita 5c e il primo ingresso 5a. È possibile prevedere che il secondo organo 52 mobile sia in grado di assumere almeno una prima posizione (figura 13) in cui chiude una comunicazione tra la seconda uscita 5d e il primo ingresso 5a e consente una comunicazione tra la seconda uscita 5d e il secondo ingresso 5b. È possibile prevedere che il secondo organo 52 mobile sia in grado di assumere almeno una seconda posizione (figura 12) in cui chiude una comunicazione tra la seconda uscita 5d e il secondo ingresso 5b e apre una comunicazione tra la seconda uscita 5d e il primo ingresso 5a.

[0040] Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno una camera centrale 53 comunicante con il primo ingresso 5a. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno una prima camera intermedia 54 comunicante con la prima uscita 5c. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno una seconda camera intermedia 55 comunicante con la seconda uscita 5d. Il primo distributore 5 può comprendere, in particolare, almeno due camere di estremità 56 entrambe comunicanti con il secondo ingresso 5b. La prima camera intermedia 54 può essere, ad esempio, collegata da un lato alla camera centrale 53 e dal lato opposto a una delle due camere di estremità 56. La seconda camera intermedia 55 può essere, ad esempio, collegata da un lato alla camera centrale 53 e dal lato opposto all’altra delle due camere di estremità 56. Il primo organo 51 può essere, in particolare, mobile nella prima camera intermedia 54. Il secondo organo 52 può essere, in particolare, mobile nella seconda camera intermedia 55.

[0041] Il primo organo 51 può essere, in particolare, azionato da primi mezzi di azionamento E1 (ad esempio con un comando proporzionale). Il secondo organo 52 può essere, in particolare, azionato da secondi mezzi di azionamento E2 (ad esempio con un comando proporzionale). I primi mezzi di azionamento E1 e i secondi mezzi di azionamento E2 possono essere, in particolare, indipendenti tra loro.

[0042] Il secondo distributore 6 di fluido può comprendere, in particolare, almeno un terzo ingresso 6a collegato al primo deumidificatore 3. Il secondo distributore 6 può comprendere, in particolare, almeno un quarto ingresso 6b collegato al secondo deumidificatore 4. Il secondo distributore 6 può comprendere, in particolare, almeno una terza uscita 6c collegata all’ingresso 2a del contenitore 2. Il secondo distributore 6 può comprendere, in particolare, almeno una quarta uscita 6d collegata a uno scarico del fluido di rigenerazione. Il secondo distributore 6 può comprendere, in particolare, almeno un terzo organo mobile (non illustrato) che mette in comunicazione il terzo ingresso 6a selettivamente con la terza uscita 6c o con la quarta uscita 6d. Il secondo distributore 6 può comprendere, in particolare, almeno un quarto organo mobile (non illustrato) che mette in comunicazione il quarto ingresso 6b selettivamente con la terza uscita 6c o la quarta uscita 6d. Il terzo organo e il quarto organo possono essere azionabili in maniera indipendente l’uno rispetto all’altro. Il secondo distributore 6 di fluido può comprendere, in particolare, una struttura comprendente due organi mobili e cinque camere tra loro comunicanti, analogamente alla struttura del primo distributore 5.

[0043] I mezzi circuitali possono comprendere, in particolare, almeno una linea di bypass 7 che consente al fluido di processo umido di bypassare il primo deumidificatore 3 e il secondo deumidificatore 4. I mezzi circuitali possono comprendere, in particolare, almeno una valvola di controllo V che controlla il flusso nella linea di bypass 7. La valvola di controllo V può comprendere, ad esempio, una valvola a comando proporzionale controllata da terzi mezzi di azionamento (non illustrati) indipendenti dai primi mezzi di azionamento E1 e dai secondi mezzi di azionamento E2.

[0044] La linea di bypass 7 può collegare, in particolare, un’uscita ausiliaria 5e del primo distributore 5 con un ingresso ausiliario 6e del secondo distributore 6. L’uscita ausiliaria 5e può essere, in particolare, comunicante con il primo ingresso 5a del primo distributore 5. L’uscita ausiliaria 5e può essere, in particolare, comunicante con la camera centrale 53 del primo distributore 5. L’ingresso ausiliario 6e può essere, in particolare, comunicante con la terza uscita 6c del secondo distributore 6. L’ingresso ausiliario 6e può essere, in particolare, comunicante con una camera centrale del secondo distributore 6.

[0045] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, secondi mezzi sensori D per determinare almeno un secondo parametro del fluido che entra nel contenitore 2. I mezzi di controllo dell’apparato 1 possono essere configurati, in particolare, per controllare la valvola di controllo V in base al secondo parametro. I secondi mezzi sensori D possono comprendere, in particolare, mezzi sensori di umidità, ad esempio almeno un sensore di umidità assoluta e/o almeno un sensore di umidità relativa. Il secondo parametro può comprendere, in particolare, il dewpoint del fluido (determinabile, come noto, in base all’umidità e alla temperatura del fluido), oppure un altro parametro legato al titolo di vapore acqueo del fluido.

[0046] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi valvolari 8 disposti per chiudere la comunicazione (ad esempio come nella situazione di figura 14) tra la sorgente del fluido di rigenerazione (riscaldatore H) e il secondo ingresso 5b. I mezzi di controllo (elettronici programmabili) dell’apparato 1 possono essere configurati, in particolare, per controllare i mezzi valvolari 8. I mezzi di controllo elettronici programmabili dell’apparato 1 possono essere configurati, in particolare, per controllare i mezzi per rigenerare i deumidificatori in base al dewpoint determinato mediante i secondi mezzi sensori D. In particolare, i mezzi di controllo elettronici programmabili possono essere configurati per interrompere un invio di fluido di rigenerazione al primo deumidificatore 3 quando il suddetto dewpoint (determinato mediante i secondi mezzi sensori D) è uguale o minore a un valore prestabilito. In particolare, i mezzi di controllo elettronici programmabili possono essere configurati per inviare almeno una parte del fluido di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3 al contenitore 2 quando il dewpoint è uguale o minore a un valore prestabilito.

[0047] L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi sensori di flusso per misurare il flusso M (in massa o in volume) del fluido che entra nel contenitore 2. Tali mezzi sensori di flusso possono comprendere, ad esempio, almeno un flussimetro (non illustrato). Tali mezzi sensori del flusso M possono essere disposti, in particolare, tra la zona di miscelazione dei fluidi a valle dei deumidificatori 3 e 4 e l’ingresso 2a del contenitore 2. L’apparato 1 può comprendere, in particolare, mezzi sensori di flusso per misurare i flussi M1, M2 e M3 (in massa o in volume) della prima, seconda e terza parte del fluido di processo. I mezzi sensori del flusso M1 possono essere disposti, in particolare, a valle del primo deumidificatore 3. I mezzi sensori del flusso M2 possono essere disposti, in particolare, a valle del primo secondo deumidificatore 4. I mezzi sensori del flusso M3 possono essere disposti, in particolare, nella linea di bypass 7. I mezzi sensori dei flussi M1, M2 e M3 possono comprendere, ad esempio, dei flussimetri (non illustrati).

[0048] Il funzionamento dell’apparato 1 consente di attuare almeno un metodo di deumidificazione che può comprendere le seguenti fasi.

[0049] Il fluido di processo umido può essere prelevato dal contenitore 2 e inviato al primo deumidificatore 3 (torre in fase di processo di adsorbimento), utilizzando i primi mezzi operatori P1. Il fluido di processo ritorna deumidificato dal primo deumidificatore 3 al contenitore 2. Dopo questa fase operativa, il primo deumidificatore 3 può essere rigenerato mediante riscaldamento con il fluido di rigenerazione caldo (torre in fase di rigenerazione). Il fluido di rigenerazione può comprendere, come in questo esempio, aria prelevata dall’ambiente mediante i secondi mezzi operatori P2 e riscaldata mediante il riscaldatore H. Durante questa fase di riscaldamento del primo deumidificatore 3, è possibile prevedere una fase operativa (adsorbimento) del secondo deumidificatore 4, in cui il fluido di processo umido viene prelevato dal contenitore 2 e inviato al secondo deumidificatore 4. Il fluido di processo ritorna deumidificato dal secondo deumidificatore 4 al contenitore 2. Questa situazione è rappresentata in figura 8, dove il primo deumidificatore 3 è la torre in fase di rigenerazione mentre il secondo deumidificatore 4 è la torre in fase di processo.

[0050] Dopo la fase di riscaldamento del primo deumidificatore 3, è possibile prevedere una fase di raffreddamento del primo deumidificatore 3 in cui una prima parte (con flusso uguale a M1) del fluido di processo umido prelevato dal contenitore 2 viene inviata al primo deumidificatore 3 per raffreddarlo e una seconda parte (con flusso uguale a M2) viene inviata al secondo deumidificatore 4 per proseguirne la fase operativa di processo di adsorbimento del vapore acqueo (figura 10).

[0051] La prima parte di fluido di processo che esce (riscaldata) dal primo deumidificatore 3 viene miscelata con la seconda parte di fluido di processo che esce (deumidificata) dal secondo deumidificatore 4. La miscela (di flusso M1 M2) viene poi inviata all’ingresso 2a del contenitore 2.

[0052] Il flusso M1 della prima parte e/o il flusso M2 della seconda parte di fluido di processo viene regolato in base a un parametro chimico-fisico della miscela. Tale parametro chimico-fisico può comprendere, in particolare, la temperatura e/o il dewpoint (o l’umidità assoluta, o l’umidità relativa) della miscela, ad esempio misurata con i primi mezzi sensori T e/o con i secondi mezzi sensori D.

[0053] È possibile prevedere che una terza parte (con flusso uguale a M3) di fluido di processo umido, prelevata dal contenitore 2, ritorni al contenitore 2 senza passare né attraverso il primo deumidificatore 3, né attraverso il secondo deumidificatore 4 (figura 9 o figura 11). La terza parte di fluido di processo può passare attraverso la linea di bypass 7. La terza parte di fluido di processo, prima di ritornare al contenitore 2, può essere miscelata con la prima e con la seconda parte di fluido di processo. La miscela (di flusso M1 M2 M3) viene poi inviata all’ingresso 2a del contenitore 2.

[0054] Il flusso M3 della terza parte di fluido di processo umido può essere regolato in base a un parametro chimico-fisico della miscela della prima, seconda e terza parte di fluido di processo. Tale parametro chimico-fisico può comprendere, in particolare, la temperatura e/o il dewpoint (o l’umidità assoluta, o l’umidità relativa) della miscela, ad esempio misurata con i primi mezzi sensori T e/o con i secondi mezzi sensori D.

[0055] È possibile ripetere il ciclo operativo sopra descritto, invertendo i flussi tra il primo deumidificatore 3 e il secondo deumidificatore 4 (inversione tra la torre in fase di processo e la torre in fase di rigenerazione), con la possibilità di ripetere i cicli operativi alternati tra i due deumidificatori 3 e 4 per due, tre, o più volte. È possibile, quindi, prelevare il fluido di processo umido dal contenitore 2 e inviarlo al secondo deumidificatore 4 e poi ritornare il fluido di processo deumidificato dal secondo deumidificatore 4 al contenitore 2, dopodiché è possibile rigenerare il secondo deumidificatore 4 mediante riscaldamento con il fluido di rigenerazione (mentre il fluido di processo umido viene prelevato dal contenitore 2 e inviato al primo deumidificatore 3).

[0056] Dopo il riscaldamento del secondo deumidificatore 4, è possibile prelevare fluido di processo umido dal contenitore 2 e inviarne una prima parte al secondo deumidificatore 4 (per raffreddarlo) e una seconda parte al primo deumidificatore 3 (per il processo di adsorbimento).

[0057] Anche in questo caso, il flusso M1 della prima parte di fluido di processo e/o il flusso M2 della seconda parte di fluido di processo può essere regolato in base a un parametro chimico-fisico della miscela, che può comprendere, in particolare, la temperatura della miscela, ad esempio misurata con i primi mezzi sensori T, e/o il dewpoint (o l’umidità assoluta, o l’umidità relativa), ad esempio misurata con i secondi mezzi sensori D .

[0058] È altresì possibile, anche in questo caso, prevedere che una terza parte (con flusso M3) di fluido di processo umido, prelevata dal contenitore 2, ritorni al contenitore 2 senza passare né attraverso il primo deumidificatore 3, né attraverso il secondo deumidificatore 4, ma attraverso la linea di bypass 7. La terza parte di fluido di processo, prima di ritornare al contenitore 2, può essere miscelata con la prima e con la seconda parte di fluido di processo e il flusso M3 della terza parte di fluido di processo umido può essere regolato in base a un parametro chimico-fisico della miscela della prima, seconda e terza parte di fluido di processo, che può comprendere, in particolare, la temperatura e/o il dewpoint (o l’umidità assoluta, o l’umidità relativa) della miscela che va al contenitore 2 (con flusso M = M1 M2 M3).

[0059] Il sistema di regolazione può prevedere, ad esempio, di aumentare il flusso (M1 o M2) del fluido di processo umido che attraversa il deumidificatore caldo appena rigenerato, se la temperatura della miscela è inferiore alla temperatura desiderata e/o di aumentare il flusso M3 del fluido di processo umido che attraversa la linea di bypass 7 se il dewpoint della miscela è inferiore al dewpoint desiderato.

[0060] In particolare, è possibile prevedere (considerando, ad esempio, che il deumidificatore in fase di rigenerazione appena riscaldato dal fluido di rigenerazione sia il primo deumidificatore 3) che il flusso M1 della prima parte di fluido di processo (attraverso il primo deumidificatore 3 appena riscaldato), il flusso M2 della seconda parte del fluido di processo (attraverso il secondo deumidificatore 4 che è operativo per adsorbire umidità) e il flusso M3 della terza parte del fluido di processo (attraverso la linea di bypass 7) siano determinati in maniera tale da ottenere un desiderato dewpoint (o desiderata umidità assoluta, o desiderata umidità relativa), una desiderata temperatura e un desiderato flusso M della miscela dei tre fluidi che ritorna al contenitore 2.

[0061] I tre flussi M1, M2, M3 possono essere determinati mediante la risoluzione di un sistema di equazioni (in particolare tre equazioni) che può comprendere almeno un’equazione di bilancio di energia e almeno due equazioni di bilancio di massa.

[0062] Le suddette due equazioni di bilancio di massa possono essere due equazioni incluse nel seguente gruppo di equazioni: equazione di bilancio di massa totale di fluido di processo (fluido secco più umidità), equazione di bilancio di massa di sola umidità o titolo di vapore, equazione di bilancio di massa di solo fluido secco. La suddetta equazione di bilancio di energia può comprendere, ad esempio, un’equazione di bilancio entalpico, considerando cioè che la miscelazione dei fluidi sia adiabatica.

[0063] È possibile prevedere che i tre flussi M1, M2 e M3 siano determinati mediante un calcolo che utilizza valori determinati (misurati) dei seguenti parametri:

- temperatura, dewpoint (o umidità assoluta, o umidità relativa) e flusso (M1 o M2) della parte di fluido all’uscita del relativo deumidificatore (quello appena riscaldato) e prima della miscelazione;

- temperatura, dewpoint e flusso (M1 o M2) della parte di fluido all’uscita del relativo deumidificatore (quello operativo, non caldo, in fase di adsorbimento) e prima della miscelazione; e

- temperatura, dewpoint e flusso M3 della terza parte di fluido bypassato e prima della miscelazione.

[0064] Il suddetto sistema di equazioni può comprendere, ad esempio, il seguente sistema di tre equazioni (incognite M1, M2, M3):

M = M1 M2 M3

MV = MV1 MV2 MV3

MT = MT1 MT2 MT3

M = flusso (in massa o in volume) del fluido di processo totale (aria secca e vapore acqueo) che entra nel contenitore 2;

M1 = flusso (in massa o in volume) del fluido di processo totale (aria secca e vapore acqueo) che attraversa il primo deumidificatore 3;

M2 = flusso (in massa o in volume) del fluido di processo totale (aria secca e vapore acqueo) che attraversa il secondo deumidificatore 4;

M3 = flusso (in massa o in volume) del fluido di processo totale (aria secca e vapore acqueo) che attraversa la linea di bypass 7;

MV = flusso (in massa o in volume) del vapore acqueo che entra nel contenitore 2;

MV1 = flusso (in massa o in volume) del vapore acqueo che attraversa il primo deumidificatore 3;

MV2 = flusso (in massa o in volume) del vapore acqueo che attraversa il secondo deumidificatore 4;

MV3 = flusso (in massa o in volume) del vapore acqueo che attraversa la linea di bypass 7; MT = flusso termico (riferito alla massa o al volume) del fluido (aria secca e/o vapore acqueo) che entra nel contenitore 2;

MT1 = flusso termico (riferito alla massa o al volume) del fluido (aria secca e/o vapore acqueo) che attraversa il primo deumidificatore 3;

MT2 = flusso termico (riferito alla massa o al volume) del fluido (aria secca e/o vapore acqueo) che attraversa il secondo deumidificatore 4;

MT3 = flusso termico (riferito alla massa o al volume) del fluido (aria secca e/o vapore acqueo) che attraversa la linea di bypass 7.

[0065] I flussi MV, MV1, MV2 e MV3 del vapore acqueo possono essere determinati, ad esempio, in funzione dei flussi M, M1, M2, M3, del dewpoint della miscela e dei dewpoint dei tre fluidi che compongono la miscela, in cui ogni dewpoint può essere determinato, ad esempio, in funzione del corrispondente valore misurato di umidità (assoluta o relativa).

[0066] Per semplificare, ogni flusso di vapore acqueo (ad esempio il flusso di vapore acqueo MV della miscela) potrebbe essere definito, in particolare, con la seguente formula (analogamente per MV1, MV2, MV3):

MV = M * 0,622 * ϕ * Psat / (Patm – ϕ * Psat)

ϕ = umidità relativa (parametro misurabile con i mezzi sensori di umidità e funzione nota del dewpoint);

Psat = pressione di saturazione del vapore acqueo (valore noto, funzione della temperatura);

Patm = pressione atmosferica.

[0067] Per semplificare, ogni flusso termico (ad esempio il flusso termico MT della miscela) potrebbe essere definito, in particolare, con la seguente formula (analogamente per MT1, MT2, MT3):

MT = T * (MA*CA MV*CV)

T = temperatura del fluido (aria secca e/o vapore acqueo);

MA = flusso (in massa o in volume) dell’aria secca;

CA = calore specifico dell’aria secca;

MV = flusso (in massa o in volume) del vapore acqueo;

CV = calore specifico del vapore acqueo.

[0068] Dopo aver determinato i flussi M1, M2 e M3 (avendo impostato, in particolare, come valori di set point il flusso M della miscela, la temperatura T della miscela e il dewpoint D della miscela), i mezzi di controllo potranno regolare i distributori 5 e 6 (controllo dei primi e secondi mezzi di azionamento E1 ed E2) e la valvola di controllo V (controllo dei terzi mezzi di azionamento) in maniera da ottenere i flussi M1, M2 e M3 idonei per raggiungere i desiderati valori di set point.

[0069] I due organi mobili 51 e 52 (cursori od otturatori dei mezzi di distribuzione) sono movimentati in modo indipendente e autonomo l’uno rispetto all’altro e vengono controllati in posizione. A seconda della posizione assunta il controllo determina la corretta ed esatta quantità di portata (massica e/o volumetrica) da inviare ai deumidificatori 3 e 4 e alla linea di bypass 7 (ovverosia i flussi M1, M2, M3).

[0070] È possibile prevedere una fase di controllo di sicurezza dell’apparato 1 in cui viene misurata la temperatura della parte di fluido di processo all’uscita del deumidificatore riscaldato appena trattato con fluido di rigenerazione caldo (ad esempio il primo deumidificatore 3) e, se tale temperatura è uguale o maggiore a un valore prefissato (soglia di sicurezza), viene annullato il corrispondente flusso (ad esempio il flusso M1) della suddetta parte di fluido di processo. Si potrebbe prevedere, ad esempio, una fase di controllo di sicurezza dell’apparato 1 anche per l’altro deumidificatore (quello operativo per adsorbire umidità, ad esempio il secondo deumidificatore 4) in cui viene misurata la temperatura della parte di fluido di processo all’uscita dell’altro deumidificatore (ad esempio il flusso M2 nel secondo deumidificatore 4) e, se tale temperatura è uguale o maggiore a un valore prefissato (soglia di sicurezza), viene annullato il flusso della suddetta parte di fluido di processo.

[0071] È possibile prevedere una fase di controllo di sicurezza dell’apparato 1 in cui viene misurato almeno un parametro chimico-fisico (temperatura e/o dewpoint e/o umidità) della terza parte di fluido (flusso M3 di fluido bypassato) prima della miscelazione e, se tale parametro è uguale a (o si trova all’interno di un intorno di) un desiderato valore dello stesso parametro (temperatura e/o dewpoint e/o umidità) della miscela che deve ritornare al contenitore 2, allora vengono annullati i flussi M1 e M2 attraverso i due deumidificatori 3 e 4, cioè i flussi della prima parte di fluido e della seconda parte di fluido.

[0072] Come si è visto, il controllo dell’apparato 1 può prevedere di annullare il flusso M1 della prima parte di fluido di processo umido e di rigenerare il primo deumidificatore 3 mediante riscaldamento con il fluido di rigenerazione caldo e/o di annullare il flusso M2 della seconda parte di fluido di processo umido e di rigenerare il secondo deumidificatore 4 mediante riscaldamento con il fluido di rigenerazione caldo.

[0073] Il controllo dell’apparato 1 può prevedere, in particolare, di incrementare il flusso M3 della terza parte di fluido (bypassata) se il dewpoint misurato della miscela, prima di ritornare al contenitore 2, risulta inferiore o uguale a un dewpoint desiderato.

[0074] Il controllo dell’apparato 1 può prevedere, in particolare, di rigenerare uno dei due deumidificatori (ad esempio il secondo deumidificatore 4) mediante l’invio di fluido di rigenerazione caldo e quindi di interrompere tale invio di fluido di rigenerazione (al secondo deumidificatore 4), dopodiché, cioè dopo che tale deumidificatore (il secondo deumidificatore 4) è stato riscaldato dal fluido di rigenerazione, il flusso del fluido di processo umido attraverso tale deumidificatore (ad esempio il flusso M2 della seconda parte di fluido) viene aumentato se la temperatura della miscela prima di ritornare al contenitore 2 risulta inferiore o uguale a una temperatura desiderata della miscela.

[0075] Analogamente, il controllo dell’apparato 1 può prevedere, in particolare, di rigenerare l’altro dei due deumidificatori (ad esempio il primo deumidificatore 3) mediante l’invio di fluido di rigenerazione caldo e quindi di interrompere tale invio di fluido di rigenerazione (al primo deumidificatore 3), dopodiché, cioè dopo che tale deumidificatore (il primo deumidificatore 3) è stato riscaldato dal fluido di rigenerazione, il flusso del fluido di processo umido attraverso tale deumidificatore (ad esempio il flusso M1 della prima parte di fluido) viene aumentato se la temperatura della miscela prima di ritornare al contenitore 2 risulta inferiore o uguale a una temperatura desiderata della miscela.

[0076] I mezzi di controllo dell’apparato 1 possono essere configurati in maniera da controllare la fase di riscaldamento del deumidificatore 3 o 4 che, di volta in volta, si trova nel ciclo di rigenerazione. Tale controllo può comprendere, in particolare, le seguenti fasi, considerando, ad esempio, che il deumidificatore in fase di riscaldamento sia il primo deumidificatore 3. Dopo che il primo deumidificatore 3 ha terminato la fase operativa, in cui ha adsorbito umidità dal fluido di processo umido prelevato dal contenitore 2, può iniziare il ciclo di rigenerazione in cui il primo deumidificatore 3 viene attraversato dal fluido di rigenerazione caldo (prelevato dall’ambiente mediante i secondi mezzi operatori P2 e riscaldato mediante il riscaldatore H). Questa fase di riscaldamento può essere controllata in base al dewpoint del fluido di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3, determinato, ad esempio, mediante il valore di umidità (assoluta o relativa) misurato dai mezzi sensori D1.

[0077] Tale controllo può comprendere, in particolare, la fase di determinare il dewpoint del fluido di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3 e, se tale dewpoint è uguale o minore a un valore prestabilito, l’invio del fluido di rigenerazione caldo al primo deumidificatore 3 viene interrotto (interrompendo cioè la fase di riscaldamento).

[0078] Tale controllo può comprendere, in particolare, la fase di determinare il dewpoint del fluido di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3 e, se tale dewpoint è uguale o minore a un valore prestabilito, l’invio del fluido di rigenerazione caldo al primo deumidificatore 3 viene continuato e almeno una parte del fluido (o tutto il fluido) di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3 viene inviato al contenitore 2. In questo caso (fluido di rigenerazione al contenitore 2) è possibile prevedere la fase di prelevare il fluido di processo umido dal contenitore 2, di inviarne almeno una parte al secondo deumidificatore 4, di miscelare almeno una parte del fluido di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3 con il fluido di processo deumidificato in uscita dal secondo deumidificatore 4, e di inviare tale miscela di fluidi al contenitore 2.

[0079] È possibile prevedere la fase di misurare almeno un parametro chimico-fisico di questa miscela di fluidi (fluido di rigenerazione in uscita dal primo deumidificatore 3 e fluido di processo deumidificato in uscita dal secondo deumidificatore 4) e di controllare, in base a questo parametro chimico-fisico, il flusso del fluido di rigenerazione che esce dal primo deumidificatore 3 per essere poi miscelato con il fluido di processo deumidificato che esce dal secondo deumidificatore 4. È possibile prevedere la fase di controllare, in base al parametro chimico-fisico della miscela, il flusso del fluido di processo deumidificato che esce dal secondo deumidificatore 4 per essere poi miscelato con il fluido di rigenerazione che esce dal primo deumidificatore 3. Il suddetto parametro chimico-fisico può comprendere, ad esempio, il dewpoint e/o l’umidità (assoluta o relativa) e/o la temperatura della miscela di fluidi.

[0080] Nella presente descrizione, il parametro chimico-fisico utilizzato per tenere conto della quantità di vapore acqueo dei fluidi processati è il dewpoint, che rappresenta il parametro usualmente adottato nel settore del trattamento delle materie plastiche. È possibile, comunque, utilizzare altri parametri, come, ad esempio, l’umidità assoluta, l’umidità relativa, il titolo di vapore, eccetera.

[0081] Come si è visto, i mezzi di controllo dell’apparato 1 sono configurati, in particolare, per il controllo del processo di rigenerazione del primo deumidificatore 3 e del secondo deumidificatore 4, in maniera da migliorare l’efficienza energetica del suddetto processo di rigenerazione, processo che comprende una prima fase di riscaldamento dei setacci molecolari, in cui i setacci molecolari rilasciano al fluido di rigenerazione (che poi sarà evacuato in ambiente) l’umidità che era contenuta nel fluido di processo e che era stata adsorbita in precedenza nella fase operativa, e una seconda fase di raffreddamento dei setacci molecolari in cui può essere utilizzata almeno una parte del fluido di processo umido proveniente dal contenitore 2.

[0082] I mezzi di controllo possono essere configurati in maniera da interrompere la fase di riscaldamento del ciclo di rigenerazione di un deumidificatore (3 o 4) quando il dewpoint del fluido di rigenerazione all’uscita del deumidificatore raggiunge un valore prestabilito (ad esempio compreso tra –65 °C e –80 °C).

[0083] La fase di raffreddamento consente di asportare il calore ceduto durante la fase di riscaldamento, al fine di riportare i setacci molecolari a una desiderata temperatura idonea per eseguire successivamente un efficace adsorbimento, ad esempio una temperatura compresa tra 60 °C e 65 °C.

[0084] I mezzi di controllo possono essere configurati in maniera da realizzare, al termine della fase di raffreddamento, una fase statica del ciclo di rigenerazione in cui il setaccio molecolare appena rigenerato e raffreddato rimane sigillato senza nessun passaggio o contatto con il fluido di processo.

[0085] Si osserva che nella fase di raffreddamento del ciclo di rigenerazione dei deumidificatori è possibile recuperare una parte cospicua del calore utilizzato nella precedente fase di riscaldamento.

[0086] Il circuito di rigenerazione dell’apparato 1 può essere isolato (ad esempio mediante i mezzi valvolari 8) dal circuito di processo. È così possibile inviare una parte del fluido di processo nel deumidificatore caldo appena rigenerato, mentre un’altra parte viene inviata al deumidificatore operativo durante il processo di adsorbimento. Si è visto che tale invio può essere controllato, in particolare, in funzione della temperatura della miscela di fluidi all’uscita dei due deumidificatori, affinché la temperatura della miscela (da inviare al contenitore 2) sia inferiore o al massimo uguale a una temperatura desiderata (ad esempio a seconda della resina plastica processata nel contenitore 2). Ciò permette di sfruttare un recupero energetico fornito dal fluido di processo che attraversa il deumidificatore caldo appena rigenerato, ottenendo un rendimento energetico relativamente elevato, lasciando sostanzialmente inalterata la capacità di adsorbimento del deumidificatore poiché, come si è visto, a temperature elevate i setacci molecolari trattengono l’umidità in misura alquanto ridotta. In altre parole, la qualità della rigenerazione non viene compromessa dal passaggio di aria umida (fluido di processo), finché la temperatura del setaccio molecolare rimane relativamente alta, ad esempio maggiore di circa 80 °C – 100 °C, sfruttando così a pieno la capacità di estrazione dell’energia termica da parte del fluido di processo. È possibile, ad esempio, prevedere di interrompere la fase di raffreddamento (cioè di invio di una parte del fluido di processo al deumidificatore appena rigenerato) quando la temperatura all’uscita del deumidificatore scende al di sotto di un valore prestabilito.

[0087] Nella fase di raffreddamento, i secondi mezzi operatori P2, disposti per generare il flusso del fluido di rigenerazione, possono rimanere spenti, con conseguente risparmio di energia. La circolazione del fluido di raffreddamento, che in questo caso è il fluido di processo umido proveniente dal contenitore 2, può essere affidata ai primi mezzi operatori P1.

[0088] Si osserva che l’apparato 1 potrebbe non richiedere necessariamente l’impiego di una sorgente esterna o specifica di mezzi di raffreddamento (ad esempio una sorgente di acqua refrigerata e/o liquido refrigerante da torre evaporativa e/o da sorgente naturale come un pozzo o un corso d’acqua, eccetera) atti a raffreddare un fluido che attraversa il deumidificatore a setacci molecolari.

[0089] L’apparato 1 consente, inoltre, di recuperare almeno una parte dell’energia spesa durante la fase di riscaldamento del ciclo di rigenerazione. Si è visto che tale fase di riscaldamento può essere condotta in circuito aperto, ossia aspirando dall’ambiente dell’aria che viene riscaldata a una determinata temperatura (ad esempio compresa tra 200 °C e 300 °C) e quindi espulsa nuovamente in ambiente dopo aver processato il deumidificatore (torre a setacci molecolari).

[0090] L’apparato 1 consente di attuare un metodo di controllo che prevede di determinare, ad esempio mediante un sensore di umidità (assoluta), quando il dewpoint del fluido di rigenerazione (aria calda) in uscita dal deumidificatore 3 o 4 (torre a setacci molecolari), nella fase di riscaldamento del ciclo di rigenerazione, scende al di sotto di un valore prestabilito (ad esempio compreso tra –20 °C e –25 °C), in funzione delle condizioni di processo della resina plastica nel contenitore 2. Ciò permette di assicurare che l’umidità è stata evacuata correttamente e quindi sarà possibile, nel prosieguo del processo, raggiungere una condizione in cui il dewpoint finale è quello desiderato, ad esempio compreso tra –65 °C e –80 °C.

[0091] È possibile bloccare la fase di riscaldamento al suddetto valore prestabilito di dewpoint, senza raggiungere la condizione desiderata, in maniera da ottenere comunque un notevole risparmio di energia (energia primaria ad elevato contenuto), il che è preferibile quando non è richiesto un dewpoint estremamente negativo. È altresì possibile continuare la fase di riscaldamento e inviare una parte del fluido di rigenerazione caldo, non più in ambiente, ma al contenitore 2, miscelandolo prima con fluido di processo deumidificato in uscita dall’altro deumidificatore in fase di processo. Così facendo è possibile ottenere un certo risparmio energetico.

[0092] L’apparato 1 può consentire, inoltre, di diminuire le perdite di carico, di aumentare il recupero termico dell’energia spesa per movimentare i flussi d’aria nei circuiti di processo e di rigenerazione, di aumentare il recupero termico dell’energia accumulata nella fase di riscaldamento nella massa dei setacci molecolari e nella massa metallica degli elementi che contengono i setacci stessi.

[0093] Si è visto che il controllo dell’apparato 1 può prevedere che l’intero flusso del fluido di processo bypassi entrambi i deumidificatori 3 e 4, in particolare quando la temperatura e il dewpoint del fluido di processo che deve ritornare nel contenitore 2 (tramoggia) siano uguali alla temperatura e al dewpoint desiderati (valori di set point). Questa specifica situazione può succedere, in particolare, quando il prelievo di materiale dal contenitore 2 (tramoggia di deumidificazione) verso l’utilizzatore (estrusore, pressa, eccetera) è annullato (la produzione si è arrestata), per cui non vi è apporto di umidità nel fluido di processo, poiché non vi è apporto di materiale plastico nuovo e/o fresco nel contenitore 2 e, inoltre, potrebbe non esserci la necessità di un apporto energetico (a meno di perdite per dispersione termica dell’apparato 1 di deumidificazione).

[0094] La fase di raffreddamento potrebbe essere controllata, come si è visto in precedenza, mediante la risoluzione di un sistema di equazioni in cui le incognite sono M1, M2, M3. Questo metodo risulta particolarmente veloce e preciso. È possibile attuare un altro esempio di metodo di controllo della fase di raffreddamento del ciclo di rigenerazione di un deumidificatore (a setacci molecolari) che potrebbe prevedere di modificare le portate M1, M2, M3 per approssimazioni successive (implementabile, ad esempio, mediante un controllo PID) con lo scopo di raggiungere i valori desiderati di flusso M, temperatura T e dewpoint D della miscela che entra nel contenitore 2.

[0095] Un possibile metodo di controllo per approssimazioni successive può comprendere, ad esempio, una condizione di partenza (inizio fase di raffreddamento) in cui M1 = M, M2 = M3 = 0 (considerando M1 = flusso nella torre in fase di processo di adsorbimento, M2 = flusso nella torre in fase di raffreddamento di rigenerazione). Dopodiché è possibile eseguire una prima fase di controllo basato sulla temperatura T della miscela, in cui viene regolata la portata M2 fino a raggiungere la desiderata temperatura Tset della miscela (M1 = M – M2, M2 > 0, M3 = 0). È possibile imporre un valore massimo del flusso M2 che non potrà essere superato. Una volta raggiunta la desiderata temperatura Tset della miscela, è possibile eseguire una seconda fase di controllo basato sul dewpoint D della miscela, in cui viene regolata la portata M3 fino a raggiungere il desiderato dewpoint Dset della miscela (M1 = M – M2 – M3, M2 > 0, M3 > 0). È possibile imporre un valore massimo del flusso M3 che non potrà essere superato.

[0096] Il diagramma a blocchi di figura 15 descrive un esempio di un possibile algoritmo di controllo della fase di raffreddamento del ciclo di rigenerazione di un deumidificatore (a setacci molecolari) che utilizza un metodo per approssimazioni successive. Tale algoritmo (esemplificativo e non limitativo) prevede di verificare se la temperatura T della miscela è inferiore o uguale alla temperatura desiderata Tset (set point) e quindi, in caso affermativo, viene aumentato il flusso M2 (raffreddamento) di una prestabilita quantità Δ, in cui la quantità Δ può comprendere una quantità fissa predeterminata o una quantità che, ad esempio, può dipendere dalla differenza T – Tset. In caso negativo il flusso M2 rimane invariato (nullo). Dopodiché l’algoritmo prevede di verificare se il dewpoint D della miscela è inferiore o uguale al dewpoint desiderato Dset (set point) e quindi, in caso affermativo, viene aumentato il flusso M3 (bypass) di una prestabilita quantità Δ, in cui la quantità Δ può comprendere una quantità fissa predeterminata o una quantità che, ad esempio, può dipendere dalla differenza D – Dset. In caso negativo il flusso M3 rimane invariato (nullo). Come si vede, il metodo per approssimazioni successive è particolarmente semplice, non richiedendo la conoscenza dei valori misurati di temperatura e dewpoint T1, T2, T3, DP1, DP2, DP3.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di deumidificazione, comprendente le fasi di: a) provvedere un contenitore (2) per deumidificare materiale plastico incoerente mediante fluido di processo; b) prelevare fluido di processo umido da detto contenitore (2) e inviarlo a un primo deumidificatore (3) e poi ritornare il fluido di processo deumidificato da detto primo deumidificatore (3) a detto contenitore (2), detto primo deumidificatore (3) comprendendo mezzi a setaccio molecolare; c) dopo detta fase b), rigenerare detto primo deumidificatore (3) mediante riscaldamento con fluido di rigenerazione caldo; d) dopo detta fase c), prelevare fluido di processo umido da detto contenitore (2) e inviarne una prima parte a detto primo deumidificatore (3) per raffreddarlo e una seconda parte a un secondo deumidificatore (4), detto secondo deumidificatore (4) comprendendo mezzi a setaccio molecolare.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente, dopo detta fase b), una fase di prelevare fluido di processo umido da detto contenitore (2) e inviarlo a detto secondo deumidificatore (4) per poi ritornare il fluido di processo deumidificato da detto secondo deumidificatore (4) a detto contenitore (2).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui, durante almeno una parte di detta fase d), la prima parte di fluido di processo uscita da detto primo deumidificatore (3) viene miscelata con la seconda parte di fluido di processo uscita da detto secondo deumidificatore (4), per poi inviare la miscela a detto contenitore (2).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui il flusso (M1) della prima parte di fluido di processo e/o il flusso (M2) della seconda parte di fluido di processo viene regolato in base a un parametro chimico-fisico della miscela della prima e seconda parte di fluido di processo; detto parametro chimico-fisico comprendendo, in particolare, la temperatura e/o il dewpoint.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, durante almeno una parte di detta fase d), una terza parte di fluido di processo umido prelevata da detto contenitore (2) ritorna a detto contenitore (2) senza passare né attraverso detto primo deumidificatore (3), né attraverso detto secondo deumidificatore (4).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui la terza parte di fluido di processo, prima di ritornare a detto contenitore (2), viene miscelata con la prima e con la seconda parte di fluido di processo.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui il flusso (M3) della terza parte di fluido di processo umido viene regolato in base a un parametro chimico-fisico della miscela della prima, seconda e terza parte di fluido di processo; detto parametro chimicofisico comprendendo, in particolare, la temperatura e/o il dewpoint.
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette fasi da b) a d) vengono ripetute invertendo i flussi tra il primo e il secondo deumidificatore (3 e 4), per cui detto metodo comprende le fasi di: b’) prelevare fluido di processo umido da detto contenitore (2) e inviarlo a detto secondo deumidificatore (4) e poi ritornare il fluido di processo deumidificato da detto secondo deumidificatore (4) a detto contenitore (2); c’) dopo detta fase b’), rigenerare detto secondo deumidificatore (4) mediante riscaldamento con fluido di rigenerazione caldo; d’) dopo detta fase c’), prelevare fluido di processo umido da detto contenitore (2) e inviarne una parte a detto secondo deumidificatore (4) per raffreddarlo e un’altra parte a detto primo deumidificatore (3).
9. 9. Apparato di deumidificazione, in particolare per attuare un metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto apparato comprendendo: - almeno un contenitore (2) per la deumidificazione di materiale plastico incoerente, detto contenitore (2) comprendendo almeno un ingresso (2a) e almeno un’uscita (2b) per fluido di processo; - almeno un primo deumidificatore (3) a setaccio molecolare e almeno un secondo deumidificatore (4) a setaccio molecolare disposti in parallelo per deumidificare il fluido di processo; - mezzi circuitali per la circolazione del fluido di processo in detti primo e secondo deumidificatori (3 e 4) e di un fluido di rigenerazione per rigenerare detti primo e secondo deumidificatori (3 e 4); - mezzi di distribuzione flusso disposti in detti mezzi circuitali e controllati in maniera da assumere almeno le seguenti configurazioni: * una prima configurazione in cui il fluido di processo può passare per detto primo deumidificatore (3) e non per detto secondo deumidificatore (4) e il fluido di rigenerazione può passare per detto secondo deumidificatore (4) e non per detto primo deumidificatore (3); * una seconda configurazione in cui il fluido di processo può passare per detto secondo deumidificatore (4) e non per detto primo deumidificatore (3) e il fluido di rigenerazione può passare per detto primo deumidificatore (3) e non per detto secondo deumidificatore (4); e * una terza configurazione in cui il fluido di rigenerazione non può passare né per detto primo deumidificatore (3), né per detto secondo deumidificatore (4) e il fluido di processo può passare sia per detto primo deumidificatore (3), sia per detto secondo deumidificatore (4).
10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 9, comprendente: - mezzi sensori (T; D) per rilevare almeno un parametro chimico-fisico del fluido di processo che entra in detto contenitore (2); - mezzi di controllo configurati per controllare detti mezzi di distribuzione flusso in base al parametro rilevato da detti mezzi sensori (T; D) in maniera da variare il rapporto tra un flusso (M1) di fluido di processo che attraversa detto primo deumidificatore (3) e un flusso (M2) di fluido di processo che attraversa detto secondo deumidificatore (4); detti mezzi di controllo essendo, in particolare, configurati per eseguire le seguenti fasi: * una prima fase di rigenerazione del primo deumidificatore (3) in cui il fluido di rigenerazione caldo passa per il primo deumidificatore (3) e il fluido di processo passa per il secondo deumidificatore (4); * una seconda fase di rigenerazione del primo deumidificatore (3) in cui una parte del fluido di processo passa per il secondo deumidificatore (4) mentre un’altra parte del fluido di processo passa per il primo deumidificatore (3) in maniera da raffreddarlo, detti mezzi di distribuzione flusso essendo controllati in base al parametro rilevato da detti mezzi sensori (T; D) durante detta seconda fase di rigenerazione del primo deumidificatore (3).