Effetto della granulometria sulla permeabilità e tortuosità di letti granulari impaccati

Nella seguente relazione viene presentato il lavoro svolto durante il tirocinio curricolare, previsto dal corso di laurea in Ingegneria Chimica e dei Materiali. Il tirocinio, della durata di 225 ore, è stato svolto presso il laboratorio APTLab del Dipartimento di Ingegneria In- dustriale dell’Università di Padova. APTLab, acronimo di Advanced Particle Technology Laboratory, è un laboratorio di ricerca che si occupa di vari aspetti legati alla movimenta- zione e trasformazione dei solidi granulari. Le tecnologie per i materiali granulari rivestono un ruolo fondamentale in diversi settori, come la chimica, l’agroalimentare, la farmaceutica e la geotecnica, che si occupano della gestione e del trattamento delle polveri. Il principale obiettivo di questa ricerca è stato quello di caratterizzare le dimensioni delle particelle dei materiali granulari. Attraverso l’utilizzo di due approcci differenti, ovvero misurazioni di permeabilità di letti impaccati, grazie ad permeametro autocostruito, e di analisi d’immagine, grazie ad una fotocamera ad alta definizione e il software Java ImageJ, si è cercato di determinare una relazione tra le dimensioni delle particelle ottenute dall’a- nalisi d’immagine e le misurazioni di permeabilità, al variare della porosità. Sono state studiate diverse tipologie di materiali, sia per natura che per morfologia, come il Cous Cous, i ballottini di ferro, la cellulosa, la farina di mais, un atomizzato ceramico e il caffè solubile. Nella fase finale del tirocinio, sono stati determinati i valori di tortuosità di un letto granulare impaccato, correlandoli alla porosità. Il primo capitolo fornisce una panoramica teorica generale sulla caratterizzazione dei ma- teriali e sui concetti fondamentali dei metodi utilizzati per stimare le dimensioni delle particelle, concentrandosi sulle equazioni che caratterizzano la permeabilità, il diametro di Sauter e la tortuosità. I metodi considerati includono la setacciatura, le misurazioni di permeabilità, l’analisi d’immagine e le misurazioni di tortuosità utilizzando il metodo di diffusione. Nel secondo capitolo vengono descritti i metodi di preparazione, le misure e le analisi effettuate, con particolare attenzione agli strumenti utilizzati. Infine, nel terzo e ultimo capitolo, vengono presentati i dati ottenuti con una rielaborazione finalizzata alla determinazione di una relazione tra porosità e permeabilità. I risultati di questa ricerca potranno fornire un contributo significativo alla comprensione dei meccanismi che influenzano la permeabilità dei materiali granulari