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Strumenti di monitoraggio che promettono efficienze nella lavorazione dei polimeri

Ricercatori finanziati dall’UE hanno permesso all’importantissimo settore chimico europeo di fare un passo avanti sviluppando nuovi strumenti di monitoraggio per migliorare la qualità della reazione di polimerizzazione e nuovi metodi di lavorazione continua.
Strumenti di monitoraggio che promettono efficienze nella lavorazione dei polimeri
Le industrie europee della lavorazione riconoscono sempre di più l’esigenza di adottare modelli più sostenibili di fabbricazione per assicurare una crescita continua e una competitività a livello globale. Questo significa identificare e mettere in atto tecnologie più verdi e sistemi di lavorazione più efficienti in grado di ridurre gli sprechi e le emissioni aumentando allo stesso tempo la produzione.

Per far fronte a questa difficile sfida, il progetto COOPOL, finanziato dall’UE, ha sviluppato nuovi metodi e strumenti che potrebbero mettere il settore dei polimeri dell’Europa in prima linea in termini di produzione intensiva, sostenibile e a basso impatto.

“Il centro di interesse di COOPOL era il settore dei polimeri, un campo di grande importanza per l’industria chimica europea,” spiega il coordinatore del progetto, il professor David Haddleton dell’Università di Warwick nel Regno Unito. “Riunendo partner industriali e accademici, il progetto ha potuto apportare miglioramenti significativi alla lavorazione dei polimeri e produrre benefici tangibili e sfruttabili per il settore.”

I polimeri sono parte integrante della nostra vita. Dalla plastica agli adesivi, la produzione di polimeri sta aumentando su base annuale e il settore è un importante datore di lavoro sia nell’UE che a livello globale.

Un problema centrale è però che questi prodotti polimerici sono fabbricati usando reattori batch e semi-batch, con parametri di processo – come temperatura e alimentazione – che seguono un preciso programma orario. Variazioni inattese delle condizioni di operazione, come un cambiamento della purezza dell’alimentazione, portano inevitabilmente a variazioni della struttura dei polimeri e a prodotti fuori norma.

Il progetto COOPOL ha cercato di risolvere questi limiti sviluppando un monitoraggio in tempo reale per i processi di polimerizzazione industriale, permettendo un controllo più da vicino delle proprietà del materiale al fine di migliorare le prestazioni e la costanza della lavorazione. Questo nuovo approccio al controllo di processo collega le informazioni a livello molecolare e le conoscenze della chimica della reazione alla rilevazione in tempo reale, il controllo predittivo di modello e gli strumenti di ottimizzazione economica.

Una lavorazione continua a sostituzione della tradizionale lavorazione a lotti è stata inoltre introdotta per migliorare il volume della produzione. Un altro importante risultato è stato lo sviluppo dell’integrazione dei sensori, che permette l’elaborazione di più dati contemporaneamente, come il flusso di calore, l’onda acustica di superficie, la temperatura e la conduttività.

Le aziende europee coinvolte nel progetto adesso potranno trarre vantaggio dai risultati. “Grandi aziende produttrici di polimeri, come BASF, DSM, Evonik, Arkema, Merck, oltre a produttori più piccoli, come Synthomer, Scott Bader e Cornelius Specialties, adesso hanno i mezzi per ottenere una migliore efficienza della loro produzione di polimerizzazione,” dice Haddleton.

“Anche le aziende che si occupano di sonde e misurazioni potranno trarre vantaggio da tali risultati, perché avranno a disposizione nuove tecnologie e applicazioni per i propri progetti già in corso, mentre PMI come Cybernetica hanno potuto sviluppare sistemi di controllo e misurazione fatti ad hoc. Riassumendo, questo progetto aiuterà i paesi dell’UE a competere a livello globale mantenendo i processi il più efficienti possibile.”

Il progetto, che si è concluso ufficialmente a febbraio 2015, è culminato con la dimostrazione di un processo industriale in un impianto pilota della BASF. “É andato benissimo,” ha detto Haddleton. “Molti dei nostri risultati sono stati pubblicati in pubblicazioni accademiche internazionali di primo piano e un progetto di follow-on, finanziato dall’UE, cercherà di implementare appieno i nostri risultati e di aumentare ulteriormente la complessità dei sistemi che abbiamo sperimentato.”

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Keywords

Efficienza energetica, qualità della reazione di polimerizzazione, lavorazione continua, modelli di fabbricazione sostenibili, settore dei polimeri