Processi a membrana per sistemi in fase liquida
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Processi a membrana per sistemi in fase liquida
DIFFUSIONE IN POLIMERI E SEPARAZIONI A MEMBRANA – SEPARAZIONE DI LIQUIDI CON MEMBRANE 1 PROCESSI A MEMBRANA PER SISTEMI IN FASE LIQUIDA GRUPPO DI RICERCA: Serena Bandini, Carlo Gostoli, Valentina Morelli PAROLE CHIAVE: processi a membrane, frazionamento di miscele liquide, sviluppo di processo, Nanofiltrazione, industria alimentare L’attività consiste nello studio di processi a membrana per miscele liquide (Microfiltrazione (MF), Ultrafiltrazione (UF), Nanofiltrazione (NF), Osmosi Inversa (OI), Osmosi Diretta (OD), Elettrodialisi (ED)). L’interesse è rivolto a separazioni innovative e a nuove tecniche di reazione con membrane polimeriche, inorganiche o composite per applicazioni nel campo alimentare, dell’energia e dell’industria di processo. L’attività si articola in: i) caratterizzazione dei materiali di membrana e delle prestazioni; ii) modellazione del trasporto e della partizione; iii) misura delle prestazioni dei moduli; iv) scale-up del processo. Le attività sono svolte in collaborazione con università straniere e industrie. Modellazione del processo di Nanofiltrazione. E’ stato messo a punto un modello di partizionetrasporto per miscele contenenti elettroliti e soluti neutri attraverso membrane da NF, che considera fenomeni quali l’equilibrio di Donnan, l’Esclusione Dielettrica e tiene conto degli ostacoli al trasporto in pori di dimensioni paragonabili a quelle dei soluti. La modellazione è supportata dalla misura delle prestazioni delle membrane e dalla caratterizzazione elettrochimica dei materiali. Applicazioni di Nanofiltrazione nell’industria alimentare: La NF può essere alternativa a OI e UF nei processi di concentrazione. Fra le applicazioni studiate: i) la concentrazione del latte e del siero di latte con eventuale produzione di formaggi con basso contenuto di sodio, ii) la separazione di zuccheri semplici da miscele complesse (su tale argomento è stato sviluppato un brevetto in collaborazione con un’azienda del settore). Nuove frontiere nell’ingegneria delle membrane. Le sfide future riguardano l’applicazione delle membrane alla produzione di energia, lo sviluppo di apparati, in cui si realizza sia la reazione che la separazione, e di sistemi compatti per processi di separazione di fase. Sono ora allo studio l’applicazione di membrane alla produzione di energia attraverso l’OD con gradienti salini e attraverso la ED inversa di soluzioni saline. Un impianto pilota per la Nanofiltrazione del latte PROGETTI ED ATTIVITA’ DI RICERCA 2013 2 PRINCIPALI PUBLICAZIONI G. Mucchetti, G. Zardi, F. Orlandini, C. Gostoli, The pre-concentration of milk by Nanofiltration in the production of fresh cheese Quarg type. 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L.Bruni, S.Bandini, The role of the electrolyte on the mechanism of charge formation in polyamide nanofiltration membranes, J. Membrane Sci. 308 (2008)136-151. CONTATTI [email protected] [email protected]