Titolo del progetto: “ STERILIZZATORE ULTRA-FLASH” Proponente: GIOSUE’ FEOLA TEL. 3401014152 E-Mail: [email protected] GENERALITA’ L’idea è quella di realizzare uno sterilizzatore per latte, di nuova concezione, adottando cioè un nuovo procedimento che si discosta dalle tecnologie fin ora utilizzate. Nella maggior parte dei casi i processi di riscaldamento avvengono attraverso scambiatori di calore indiretti a superficie, si tratta di sistemi statici in cui il fluido alimentare viene riscaldato alla temperatura di sterilizzazione a spese di un fluido termovettore: non è certo la soluzione più efficiente, in quanto richiede un costo di esercizio elevato e un investimento sull’impianto notevole, oltre alla grande estensione spaziale dell’impianto . Se lo scambiatore a superficie di scambio termico resta l’unica soluzione disponibile, cercherò di realizzare una macchina dinamica di alta tecnologia , che realizza il medesimo effetto utile di sterilizzazione del latte ma differisce nel funzionamento e dai consumi energetici vantaggiosi, rendendo possibile la diffusione e l’utilizzo dell’apparecchio nei piccoli produttori locali. DESCRIZIONE Il metodo che viene proposto in questo progetto riguarda l’attrito viscoso del fluido. Questo procedimento risulterà interessante per la brevità del trattamento termico e la compattezza dell’apparecchio. Inoltre è anche un tentativo esemplare di innovazione nel campo dei processi di riscaldamento dei fluidi: il riscaldamento viene ottenuto per lo sviluppo di calore che si produce in un fluido Newtoniano (il latte può essere considerato come tale) , che scorre tra due superfici molto ravvicinate, di cui una è in movimento rapido. Lo sterilizzatore Ultra-Flash è essenzialmente composto da dichi che ruotano a 50Hz (3000 Rpm) tra elementi fissi. Lo spazio tra questi elementi è di qualche decimo di mm (variabile con un meccanismo di regolazione) : il fluido entra dal centro e segue una traiettoria radiale verso la periferia. La sola fonte di energia è un motore elettrico, e la quasi totalità della potenza viene trasformata in calore. Il rendimento dell’apparecchio è unicamente funzione della potenza del motore e della differenza di temperatura . VANTAGGI: -Dimensioni ultra compatte: le ridotte dimensioni ne consentono l’installazione anche in locali con spazi limitati. -Ottimo controllo di temperatura: variando lo spazio tra i dischi si regola la temperatura nel collettore di uscita. -Regolazione automatica: disponendo di una sonda termometrica (di tipo PTC) sulla linea di uscita e di un controllore PID con una modulante sul flusso di ingresso si regola la temperatura al valore impostato. -Produzione di fluido sterilizzato in maniera istantanea. -Transitori termici molto contenuti: l’impianto va a regime rapidamente . RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CON INDICAZIONE DELLE PARTI ESSENZIALI DELL’IMPIANTO Come si può notare molti componenti dell’impianto sono facilmente reperibili in commercio (Motore elettrico, cinghia di trasmissione del moto, puleggia, valvole modulanti della portata, sonde termometriche) , la parte che sarà oggetto di dimensionamento e realizzazione con gli strumenti del Fab Lab sarà il convertitore di attrito viscoso in calore, costituito da dischi dalle superfici corrugate, alcuni dei quali sono vincolati solidamente all’albero. Il MOTORE E LA TRASMISSIONE E’ un motore elettrico in corrente alternata, a tre fasi con una coppia di poli per fase, alimentato a 50Hz avrà una velocità angolare di sincronismo di 3000 giri al minuto, funzionerà con una potenza minore di 3 Kw . Al motore verrà collegato un sistema di trasmissione a cinghia multi V, che permetterà di trasmettere il moto di rotazione all’albero utilizzatore. L’ALBERO CONDOTTO E L’EQUIPAGGIAMENTO L’albero condotto verrà realizzato al tornio parallelo partendo da una barra di ferro, le dimensioni saranno oggetto di dimensionamento agli sforzi alla quale sarà sottoposto durante il funzionamento (flessotorsione). LA REGOLAZIONE PID E LA MODULANTE Il sistema di regolazione è di vitale importanza per l’utilità nel suo impiego , per la conservazione di un equilibrio esistente nel processo e/o il ripristino dello stesso quando, per una qualsiasi ragione, esso viene turbato (regolazione di temperatura). La variabile controllata è la temperatura del latte in uscita, mentre l’agente di controllo è la portata in ingresso. Dal trasmettitore la variazione di temperatura giunge al controllore/regolatore (PID) all’interno del quale avviene l’elaborazione della misura. Il risultato di tale elaborazione viene inviato come segnale di potenza all’elemento finale di controllo ( la valvola servomotore). Il tipo di regolatore PID, produce una variazione nella posizione dell’elemento finale di controllo che è proporzionale a: - Scostamento della variabile temperatura dal set point (azione P) Durata della scostamento (azione I) Rapidità dello scostamento della variabile (azione D) LA MODULANTE