Metodo ed apparecchiatura per la misura della portata di un flusso gassoso

Data di pubblicazione

27-02-2014

Codice

DICA.13.029.A

Stato

Licenziato

Data di priorità

09-12-2013

Fase

Fasi nazionali (Europa e Stati Uniti); brevetto italiano di priorità concesso

Titolare

Politecnico di Milano

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE

Autori

Aronne Teli

Descrizione

La presente invenzione è relativa ad un metodo e ad un’apparecchiatura per la misura della portata o della produzione/consumo di un gas sulla base della metodologia “rate of rise”. Secondo questa metodologia la portata è calcolata utilizzando la legge dei gas ideali a partire dalla misura dei valori di pressione (P) di una camera di volume noto, a temperatura costante (T), in cui il gas è introdotto.
L’invenzione comprende una camera a tenuta, una cella di espulsione, mezzi per la regolazione della temperatura e per il monitoraggio della pressione.
Il gas è introdotto nella camera a tenuta e successivamente nella cella di espulsione, parzialmente riempita con un liquido (acqua), che agisce come valvola idraulica. La cella genera cicli in cui la pressione aumenta sino ad un massimo e successivamente ritorna al valore iniziale quando il gas è espulso. La camera può essere un reattore in cui il gas è prodotto/consumato. In quest’ultimo caso la seconda unità si configura come cella di richiamo, prelevando il gas da una gas-bag.

Campo di applicazione

L’invenzione è particolarmente utile nel campo delle piccole portate presentando elevata accuratezza e precisione, indipendentemente dalla composizione del gas. La misura di piccole portate è rilevante in diversi processi chimici/biologici alla scala di laboratorio. Un esempio sono i bioreattori o i dispositivi utilizzati per valutare la biodegradabilità di rifiuti/reflui, nonché la produzione di biogas da digestione anaerobica. Parametri quali il BOD (Biochemical Oxygen Demand), il BMP/BHP (Biochemical Methane/Hydrogen Potential) possono essere valutati in modo semplice ed economico. Altre applicazioni potenziali sono le fermentazioni anaerobiche nel campo dei bio-carburanti, dell’alimentazione umana ed animale (produzione di alcoli/etanolo/butanolo, stima dell’attività di lieviti e lievitazione di impasti, produzione di birra/vino e ruminazione). <br />La produzione di CO2 è, infatti, stechiometricamente accoppiata alla conversione di substrati carboniosi. Ne consegue che monitorando tale parametro si possono ricavare dati sul metabolismo microbico.

Vantaggi

Rispetto ai normali dispositivi “rate of rise” l’invenzione non presenta elettrovalvole riducendone complessità e costi, particolarmente per sistemi di misura multipli. Presenta inoltre una minore risoluzione se confrontata con apparati commerciali per piccole portate. Rispetto ai dispositivi manometrici di stima del BMP è caratterizzata da una minore pressione di lavoro, comparabile con i digestori a piena scala, un’inferiore pressione parziale della CO2 (la misura del carbonio inorganico non è così necessaria) ed un assorbimento della CO2 semplificato, se di interesse.

Stadio di sviluppo

Prototipo

Contatto

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