Distruggere la schiuma con gli ultrasuoni

Durante la produzione tecnica di alimenti e bevande, nonché di prodotti chimici di alta qualità, si verifica frequentemente una formazione di schiuma indesiderata. Esempi tipici di tali processi sono l'estrazione di alcol dalla mosto nella produzione di liquori, la pastorizzazione del latte o la produzione di biodiesel. La schiuma può alterare così drasticamente i processi che gli impianti devono essere spenti. La formazione di schiuma indesiderata provoca elevate perdite di pressione e una riduzione della capacità degli impianti. Inoltre, ciò porta a una contaminazione dei prodotti – l'efficienza della separazione delle sostanze diminuisce. Le conseguenze finanziarie di questo fenomeno sono particolarmente gravi per le piccole e medie imprese. A seconda delle dimensioni dell'impianto e del settore, si possono prevedere perdite fino a 100.000 euro al giorno.

Un team di ricerca multidisciplinare, denominato «Gestione fisica delle schiume disturbanti nelle installazioni di produzione: prevenzione, inibizione e distruzione», si occupa di come si possa prevenire questa formazione di schiuma. Da parte della TU Berlin, partecipano il dipartimento di biotecnologia alimentare e tecnologia dei processi di Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh e il dipartimento di Dinamica e funzionamento degli impianti tecnici di Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke, ideatore del progetto. Il Ministero federale dell'economia e dell'energia (BMWi) finanzia il progetto con circa 2,8 milioni di euro fino al 2021. Di questi, un milione di euro vengono assegnati alla TU Berlin.

Lo scopo del progetto è sviluppare misure basate sulla fisica per prevenire, inibire e distruggere le schiume. Per «misure inibitorie» si intendono quelle che riducono, almeno, la formazione di schiuma quando non è possibile evitarla completamente. Uno strumento promettente è l'uso degli ultrasuoni, che permette di stimolare e distruggere le bolle di schiuma. Inoltre, si studia il luogo specifico della formazione della schiuma e la dipendenza di questa dai parametri come temperatura e materiale. I ricercatori si occupano anche di verificare se la formazione di schiuma possa essere rappresentata e simulata al computer in impianti reali e se i risultati possano essere trasferiti su larga scala.

Lo sviluppo di uno strumento di previsione per l'industria di processo aiuterà a valutare il rischio di formazione di schiuma indesiderata negli impianti di produzione. In caso di necessità, verranno proposte misure correttive appropriate. In questo modo, si potrebbe ridurre al minimo l'uso di agenti chimici antischiuma, attualmente impiegati per prevenire la formazione di schiuma. Tuttavia, anche questi presentano svantaggi. Oltre ai costi di acquisto degli antischiuma, possono ridurre il trasporto delle sostanze negli impianti. Inoltre, devono essere rimossi dai prodotti con procedure complesse, cosa particolarmente importante nell'industria alimentare.

Oltre alla TU Berlin, partecipano al progetto l'FAU Erlangen-Nürnberg (coordinamento del team di ricerca), la TU Braunschweig e l'Università di Hohenheim. Il progetto è inoltre supportato da più di 40 aziende del settore chimico, delle bevande e alimentare, nonché da rappresentanti della tecnologia di misurazione e controllo.

Per ulteriori informazioni, non esitate a contattarci:

Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh
TU Berlin
Dipartimento di biotecnologia alimentare e tecnologia dei processi
Tel.: 030/314-71250
Email: cornelia.rauh@tu-berlin.de

Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
TU Berlin
Dipartimento di Dinamica e funzionamento degli impianti tecnici
Tel.: 030/314-23893
Email: j.repke@tu-berlin.de