Analisi dello scambio termico in un processo di cristallizzazione di acceleranti di presa per cementi

Questo lavoro di Tesi si occupa dello studio del processo di produzione del MasterRoc, un additivo per cemento prodotto dall’azienda Master Builders Solutions Italia spa di Treviso, e si focalizza sull’analisi dello scambio termico nella fase di raffreddamento del prodotto con uno scambiatore di calore esterno. Con lo scopo di valutare eventuali miglioramenti relativi al processo ed impiantistici, sono stati condotti diversi test sperimentali. In particolare, sono state svolte alcune prove per simulare il processo su scala di laboratorio e sono state effettuate delle misure di densità e di viscosità del MasterRoc. Sono stati condotti anche dei test in impianto utilizzando lo scambiatore esterno installato, che hanno fornito gli andamenti nel tempo delle temperature in ingresso/uscita dei fluidi in entrambi i lati dell’apparecchiatura. Inoltre, è stato sviluppato un modello matematico dello scambio termico che permette di stimare il tempo richiesto dallo scambiatore esterno per raffreddare tale additivo e di individuare le principali resistenze allo scambio termico in questa apparecchiatura. I risultati delle simulazioni numeriche mostrano che la viscosità del fluido varia in maniera molto significativa durante il raffreddamento, causando una drastica riduzione dell’efficienza dello scambio termico. Il modello ottenuto ha anche permesso di approfondire l’analisi dello sporcamento dovuto alla cristallizzazione del prodotto lungo le pareti dello scambiatore di calore chiarendo i meccanismi responsabili di tale fenomeno e stimandone l’impatto sullo scambio termico.