ITUB20159623A1 - Stazione di degradazione per degradare una materia organica a catene molecolari lunghe e relativo apparato - Google Patents
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Description
STAZIONE DI DEGRADAZIONE PER DEGRADARE UNA MATERIA ORGANICA A CATENE MOLECOLARI LUNGHE E RELATIVO APPARATO
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si inserisce nel settore tecnico relativo alla degradazione di una materia organica a catene molecolari lunghe per ottenere una materia organica fluida a catene molecolari corte.
Risulta noto che i componenti fondamentali dei carburanti per l’alimentazione di veicoli, come ad esempio aerei ed automobili, sono materie organiche a catene molecolari corte (vale a dire, materie organiche a basso peso molecolare).
Gran parte dei materiali di scarto, come materiali plastici, materiali polimerici, legno e carta contengono materie organiche a catene molecolari lunghe e, se opportunamente trasformati, possono essere impiegati per produrre carburanti. Risulta altresì noto che per ottenere una materia organica fluida a catene molecolari corte, a partire da una materia organica a catene molecolari lunghe, risulta necessario sottoporre quest’ultima ad un processo detto “cracking". Detto processo prevede di riscaldare la materia organica a catene molecolari lunghe fino a quando il calore trasferito ad essa è tale da rompere i legami tra le catene molecolari lunghe.
A tale scopo risulta nota una stazione di degradazione comprendente una camera che comprende a sua volta una prima parete, una prima apertura ricavata nella prima parete per l’ingresso nella camera di una materia organica a catene molecolari lunghe, ed una seconda apertura per l’uscita dalla camera di una materia organica fluida a catene molecolari corte. Inoltre, detta stazione di degradazione nota comprende mezzi di riscaldamento (termici o magnetici) esterni 0 interni alla camera di degradazione.
Considerando che i materiali di scarto solitamente impiegati non sono buoni conduttori termici, risulta necessario molto tempo per degradare una materia organica a catene molecolari lunghe con la suddetta stazione di degradazione nota.
Alla luce di quanto sopra, lo scopo della presente invenzione consiste nel proporre una stazione di degradazione, ed un relativo apparato, che consenta una degradazione rapida di una materia organica a catene molecolari lunghe e che minimizzi il numero di componenti costituenti la stazione di degradazione.
1 suddetti scopi sono ottenuti mediante una stazione di degradazione in accordo con la rivendicazione 1 ed un relativo apparato in accordo con la rivendicazione 9. Vantaggiosamente, la stazione di degradazione proposta, cosi come il relativo apparato, consente la degradazione di una materia organica a catene molecolari lunghe sfruttando l’energia termica prodotta dalla materia organica stessa: ciò consente di non dover fornire energia termica dall’esterno e di rendere il processo di degradazione molto rapido.
Infatti, quando una materia organica a catene molecolari lunghe viene sottoposta a frizione si determina lo scorrimento delle catene molecolari lunghe le une sulle altre con una conseguente produzione di energia termica all’interno della materia organica stessa. Detta energia termica determina, a sua volta, la rottura dei legami delle catene molecolari lunghe e la degradazione della materia organica.
Tuttavia, con il procedere della fase di degradazione della materia organica diminuisce la viscosità della materia organica. Di conseguenza, a parità di condizioni esterne, la frizione a cui sarebbero sottoposte le catene della materia organica tenderebbe a diminuire e quindi potrebbe non completarsi il processo di degradazione.
Tuttavia, la stazione di degradazione proposta ovvia al suddetto inconveniente sfruttando un’opportuna e vantaggiosa conformazione e disposizione reciproca tra la prima parete, la seconda parete, la prima apertura e la seconda apertura: esse sono tali da assicurare che la velocità tangenziale perpendicolare al verso di avanzamento della materia organica, in corrispondenza della prima e/o seconda parete, sia crescente nel verso di avanzamento della materia organica.
Infatti, nel momento in cui la materia organica subisce una riduzione della viscosità a causa dell'incremento di temperatura (dovuto alla frizione fra le catene molecolari), essa sarà sottoposta ad una velocità tangenziale perpendicolare al suo verso di avanzamento crescente (grazie al particolare percorso che viene compiuto dalla materia organica) cosicché la frizione a cui sono sottoposte le catene molecolari è pressoché costante ed è tale da assicurare una produzione di energia termica pressoché costante.
In altre parola, la stazione di degradazione proposta consente di bilanciare la diminuzione della viscosità della materia organica con l’aumento della velocità tangenziale relativa della prima superficie e della seconda superficie determinando, pertanto, una produzione di energia termica interna alla materia organica pressoché costante ed assicurando il completamento rapido del processo di degradazione.
Un ulteriore vantaggio della proposta stazione di degradazione, oltre alla rapidità del processo di degradazione, è che non richiede mezzi di riscaldamento che forniscano energia termica alla materia organica. Di conseguenza, la stazione di degradazione ha un minor numero di componenti e ciò si traduce in una diminuzione di costi e di manutenzione.
Forme di realizzazione specifiche dell’invenzione saranno descritte nel seguito della presente trattazione, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l'ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali:
- la figura 1 illustra una vista frontale in sezione di una forma di realizzazione dell’apparato di degradazione oggetto della presente invenzione;
- le figure 2 e 3 illustrano la prima parete e la seconda parete di una stazione di degradazione, oggetto della presente invenzione, in due forme di realizzazione alternative tra loro ed alternative a quella di figura 1.
Con riferimento alle allegate tavole di disegno, è stato indicato con il riferimento (1) una stazione di degradazione oggetto della presente invenzione. Detta stazione di degradazione (1) è tale da degradare una materia organica a catene molecolari lunghe (ad esempio, una materia polimerica o plastica) ed ottenere una materia organica fluida (preferibilmente gassosa) a catene molecolari corte. Inoltre, è stato indicato con il riferimento (100) un apparato di degradazione anch’esso oggetto della presente invenzione.
Con riferimento alla figura 1, la stazione di degradazione (1) comprende una camera (2) che comprende, a sua volta, una prima parete (20), una prima apertura (21) ricavata nella prima parete (20) per l’ingresso nella camera (2) di una materia organica a catene molecolari lunghe, ed una seconda apertura (22) per l’uscita dalla camera (2) di una materia organica fluida a catene molecolari corte.
Inoltre, in maniera innovativa, la stazione di degradazione (1) proposta comprende una seconda parete (3) che è disposta all’interno della camera (2) e che è contraffacciata alla prima parete (20) in modo che tra la seconda parete (3) e la prima parete (20) sia definito uno spazio (4). Tale seconda parete (3) è dimensionata in modo da consentire la comunicazione (in particolare, la comunicazione fluida) tra la prima apertura (21) e la seconda apertura (22).
La prima parete (20) o/e la seconda parete (3) è/sono azionabile/i in rotazione attorno ad un rispettivo asse di rotazione (X) in modo che la materia organica in ingresso dalla prima apertura (21) attraversi lo spazio (4) in un verso di avanzamento (Y) che va dalla prima apertura (21) alla seconda apertura (22).
Inoltre, la prima parete (20), la seconda parete (3), la prima apertura (21) e la seconda apertura (22) sono reciprocamente disposte e conformate in maniera che, quando la prima parete (20) e/o la seconda parete (3) è azionata in rotazione, la velocità tangenziale perpendicolare al verso di avanzamento (Y) in corrispondenza della parete azionata in rotazione, prima e/o seconda, sia crescente nel verso di avanzamento (Y) cosicché, quando la materia organica è nel citato spazio (4), sia determinata una frizione tra le catene molecolari della materia organica che determina a sua volta una produzione di energia termica pressoché costante internamente alla materia organica stessa così da degradare la materia organica a catene molecolari lunghe ed ottenere la materia organica fluida a catene molecolari corte.
Vantaggiosamente, come già detto sopra, la proposta stazione di degradazione (1) consente la degradazione della materia organica a catene molecolari lunghe sfruttando l’energia termica prodotta dalla materia organica stessa al suo interno e ciò consente di rendere il processo di degradazione molto rapido (non è necessario fornire energia termica dall’esterno), anche nel caso in cui la materia organica a catene molecolari lunghe non sia un buon conduttore termico.
Infatti, nel momento in cui la materia organica subisce una riduzione della viscosità a causa dell’incremento di temperatura (dovuto alla frizione fra le catene molecolari), essa sarà sottoposta ad una velocità tangenziale perpendicolare al suo verso di avanzamento (Y) crescente cosicché la frizione a cui sono sottoposte le catene molecolari è pressoché costante ed è tale da assicurare una produzione di energia termica pressoché costante.
Si precisa, in particolare, che quando la materia organica fuoriesce dallo spazio (4) definito tra la prima parete (20) e la seconda parete (3) essa risulta completamente degradata.
In accordo con una prima forma di realizzazione, la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono conformate a disco (si veda figura 1).
Con particolare riferimento alla figura 1, in tale prima forma di realizzazione la prima apertura (21) è ricavata in corrispondenza del centro della prima parete (20): il verso di avanzamento (Y) della materia organica è radiale verso il bordo esterno della prima parete (20) a disco e della seconda parete (3) a disco.
In accordo con una seconda forma di realizzazione, alternativa rispetto alla suddetta prima forma di realizzazione, la prima parete (20) e la seconda parete (3) hanno uno sviluppo longitudinale lungo un relativo asse di sviluppo ed hanno una sezione trasversale ad area crescente nel verso di avanzamento (Y) (si vedano figure 2 e 3).
Con riferimento alla figura 2 la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono conformate a tronco di cono mentre, con riferimento alla figura 3 la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono conformate sostanzialmente a campana.
Sia con riferimento alla figura 2 che alla figura 3, in particolare, la prima parete (20) ha una sezione trasversale a corona circolare mentre la seconda parete (3) può avere una sezione trasversale a corona circolare o circolare.
Preferibilmente, la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono coassiali.
Inoltre, sempre preferibilmente, la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono parallele tra loro (si vedano figure 1-3).
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la prima parete (20) è fissa mentre la seconda parete (3) è azionabile in rotazione. In particolare, la stazione di degradazione (1) può comprendere un rotore per azionare in rotazione la seconda parete (3).
Con riferimento alla figura 1, la camera (2) può comprendere una terza parete (23) che si erge dalla prima parete (20) e nella quale è ricavata la seconda apertura (22).
Inoltre, la camera (2) può comprendere una terza apertura, ricavata a valle della prima apertura (21) rispetto al verso di avanzamento (Y), per l’uscita dalla camera (2) di scarti solidi che si ottengono dalla degradazione della materia organica a catene molecolari lunghe. Inoltre, la stazione di degradazione (1) può comprendere mezzi di trasporto (5) (ad esempio, una coclea) disposti nella camera (2) in prossimità della terza apertura per trasportare detti scarti solidi fuori dalla camera (2).
Si precisa che il processo di degradazione di una materia organica a catene molecolari lunghe determina la formazione della materia organica fluida a catene molecolari corte (prodotto desiderato) e di scarti solidi (prodotto non desiderato). Vantaggiosamente, la suddetta forma di realizzazione consente di mantenere sempre libera dallo scarto solito la camera (2).
Con riferimento alla figura 1, detti mezzi di trasporto (5) degli scarti solidi sono disposti in prossimità del bordo esterno della prima parete (20) e della seconda parete (3).
Risulta altresì oggetto della presente invenzione un apparato di degradazione (100) per degradare una materia organica a catene molecolari lunghe ed ottenere una materia organica fluida a catene molecolari corte.
Detto apparato (100) comprende una stazione di degradazione (1) in accordo con una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra descritte e mezzi di alimentazione (10) disposti per fornire la materia organica a catene molecolari lunghe alla camera (2) attraverso la prima apertura (21).
Con riferimento alla figura 1, i mezzi di alimentazione (10) possono comprendere un condotto (11) per collegare un serbatoio (non illustrato), per il contenimento di materia organica a catena molecolare lunga, e la prima apertura (21). Inoltre, all'interno del condotto (11) è disposta una coclea (12) per il trasporto della materia organica a catena molecolare lunga dal serbatoio alla prima apertura (21). Preferibilmente, la stazione di degradazione (1) è disposta in modo da avere l’asse di rotazione (X) verticale.
Inoltre, con riferimento alla figura 1, la prima apertura (21) è disposta più in basso rispetto alla seconda apertura (22) in modo che la materia organica fluida, una volta fuoriuscita dallo spazio (4) fluisca autonomamente versa la seconda apertura (22).
Inoltre, sempre in accordo con l’apparato di figura 1 , una quarta parete (33) si erge dalla seconda parete (3) e contraffaccia la terza parete (23). Detta quarta parete (33) è solidale con la seconda parete (3) è porta dei mezzi di agitazione (13) tali che, quando la seconda parete (3) è posta in rotazione, essi favoriscano la separazione della materia organica fluida a catene molecolari corte da eventuali ulteriori scarti solidi.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1) Stazione di degradazione (1) per degradare una materia organica a catene molecolari lunghe ed ottenere una materia organica fluida a catene molecolari corte, comprendente una camera (2) che comprende una prima parete (20), una prima apertura (21) ricavata nella prima parete (20) per l’ingresso nella camera (2) di una materia organica a catene molecolari lunghe, ed una seconda apertura (22) per l’uscita dalla camera (2) di una materia organica fluida a catene molecolari corte; la stazione di degradazione (1) essendo caratterizzata dal fatto che: comprende una seconda parete (3) che è disposta all’interno della camera (2) e che è contraffacciata alla prima parete (20) in modo che tra la seconda parete (3) e la prima parete (20) sia definito uno spazio (4); la seconda parete (3) è dimensionata in modo da consentire la comunicazione tra la prima apertura (21) e la seconda apertura (22); la prima parete (20) e/o la seconda parete (3) è azionabile in rotazione attorno ad un rispettivo asse di rotazione (X) in modo che la materia organica in ingresso dalla prima apertura (21) attraversi lo spazio (4) in un verso di avanzamento (Y) che va dalla prima apertura (21) alla seconda apertura (22); la prima parete (20), la seconda parete (3), la prima apertura (21) e la seconda apertura (22) sono reciprocamente disposte e conformate in maniera che, quando la prima parete (20) e/o la seconda parete (3) è azionata in rotazione, la velocità tangenziale perpendicolare al verso di avanzamento (Y) in corrispondenza della parete azionata in rotazione, prima e/o seconda, sia crescente nel verso di avanzamento (Y) cosicché, quando la materia organica è nel citato spazio (4), sia determinata una frizione tra le catene molecolari della materia organica che determina a sua volta una produzione di energia termica pressoché costante internamente alla materia organica stessa così da degradare la materia organica a catene molecolari lunghe ed ottenere la materia organica fluida a catene molecolari corte.
- 2) Stazione di degradazione (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono conformate a disco.
- 3) Stazione di degradazione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui la prima parete (20) e la seconda parete (3) hanno uno sviluppo longitudinale lungo un relativo asse di sviluppo ed hanno una sezione trasversale ad area crescente nel verso di avanzamento (Y).
- 4) Stazione di degradazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono coassiali.
- 5) Stazione di degradazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima parete (20) è fissa e la seconda parete (3) è azionabile in rotazione; la stazione di degradazione (1) comprendendo un rotore per azionare in rotazione la seconda parete (3).
- 6) Stazione di degradazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima parete (20) e la seconda parete (3) sono parallele tra loro.
- 7) Stazione di degradazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la camera (2) comprende una terza parete (23) che si erge dalla prima parete (20) e nella quale è ricavata la seconda apertura (22).
- 8) Stazione di degradazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la camera (2) comprende una terza apertura, ricavata a valle della prima apertura (21) rispetto al verso di avanzamento (Y), per l’uscita dalla camera (2) di scarti solidi che si otengono dalla degradazione della materia organica a catene molecolari lunghe; la stazione di degradazione (1) comprendendo mezzi di trasporto (5) disposti nella camera (2) in prossimità della terza apertura per trasportare deti scarti solidi fuori dalla camera (2).
- 9) Apparato di degradazione (100) per degradare una materia organica a catene molecolari lunghe ed ottenere una materia organica fluida a catene molecolari corte, comprendente una stazione di degradazione (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e mezzi di alimentazione (10) disposti per fornire la materia organica a catene molecolari lunghe alla camera (2) atraverso la prima apertura (21).
- 10) Apparato di degradazione (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui la stazione di degradazione (1) è disposta in modo da avere l’asse di rotazione (X) verticale.
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