Tomografia a resistenza elettrica per il monitoraggio di un sistema liquido-liquido immiscibile in un reattore agitato

Il lavoro di tesi riguarda l’applicazione della Tomografia a Resistenza Elettrica (ERT) al monitoraggio di un sistema liquido-liquido immiscibile acqua–olio siliconico, in un reattore agitato equipaggiato con turbina Rushton e array di elettrodi. L’obiettivo è lo studio di distribuzione della fase dispersa, l’identificazione dei regimi di transizione della dispersione e la valutazione dell’efficienza di miscelazione attraverso il mixing time. L’interesse del lavoro nasce dalla necessità di utilizzare una tecnica capace di osservare in modo non intrusivo ciò che avviene all’interno di sistemi opachi, dove le misure puntuali o l’osservazione visiva non permettono di descrivere in modo affidabile l’evoluzione spaziale della dispersione e dell’omogeneità del sistema. L’ERT è stata impiegata per ricostruire la distribuzione di conducibilità nel reattore, stimare l’hold-up locale di olio e tracciare l’evoluzione della dispersione del sistema, distinguendo i regimi di initial drawdown, just dispersed e completely dispersed. L’attività sperimentale è stata condotta variando la velocità di agitazione, la frazione volumetrica della fase oleosa e la viscosità dell’olio. È stato appurato che l’aumento della frazione volumetrica di olio favorisce l’anticipo del drawdown iniziale, mentre l’effetto della viscosità, nel range investigato, non influenza il sistema. Dal punto di vista dell’efficienza di miscelazione, il sistema bifasico mostra tempi di miscelazione maggiori rispetto al monofasico, per bassi valori di N, mentre per alti valori di N il sistema tende verso un comportamento pseudo-monofasico. Il lavoro conferma il potenziale dell’ERT come strumento per lo studio di miscelazione liquido-liquido e per una descrizione dei fenomeni fluidodinamici in reattori agitati. La tecnica presenta dei limiti, legati alla scelta del riferimento, fringe effect, sensibilità ridotta in alcune zone del reattore e alla difficoltà di ottenere misure quantitative.