Determinazione del potere calorifico del pellet
Il pellet, e in generale i biocombustibili, sono soggetti ad un certo numero di controlli, come la determinazione di Carbonio e Zolfo o del potere calorifico, che consentono di stabilire le caratteristiche energetiche del prodotto.
Una delle analisi più diffuse quando si parla di biocombustibili è proprio la determinazione del potere calorifico, che permette di stabilire in modo semplice ed affidabile quanto un pellet sia energeticamente efficiente.
Una norma molto utilizzata è la ISO 18125, che indica tutta la procedura per una corretta determinazione del potere calorifico indicando tutti i passaggi e i calcoli che vengono richiesti.
Uso del calorimetro adiabatico
La ISO 18125 permette di lavorare sia con calorimetri adiabatici che con calorimetri isoperibolici: in generale un calorimetro è costituito da: una bomba, dove avviene la combustione, un agitatore, un sensore di temperatura e un sistema di innesco. Sia per sistemi adiabatici che isoperibolici è necessario eseguire una calibrazione con acido benzoico nelle stesse condizioni in cui viene eseguita l’analisi.
Nel caso di un sistema adiabatico è previsto lo scambio di calore tra il calorimetro e la camicia d’acqua (misurata con la termocoppia immersa). Raggiungere però delle condizioni realmente adiabatiche non è possibile, in particolare durante il rapido innalzamento della temperatura nel calorimetro, che coincide con l’innesco dei campioni, momento nel quale il sistema, un minimo, dissipa calore anche all’esterno.
Il calorimetro adiabatico della Serie 1341 di Parr permette di lavorare con un sistema affidabile e costruito in modo da agevolare al massimo le operazioni manuali legate all’analisi. Questo sistema, molto semplice, permette di eseguire la determinazione come previsto dalla norma ISO con tutti i limiti indicati dalla norma stessa.
Uso del calorimetro isoperibolico
Un sistema isoperibolico è caratterizzato da una camera esterna, all’interno della quale viene tenuta costante la temperatura durante tutta l’analisi. Durante l’analisi ci sarà uno scambio termico tra il calorimetro e la camicia esterna dovuta alla reazione in corso. L’obiettivo del sistema è limitare al massimo, se non annullare, la perdita incontrollata di calore verso l’esterno dello strumento, poiché lo scambio tra camera di reazione e camera esterna può essere calcolato e corretto sul valore finale dell’analisi; tutto quello che invece viene dissipato all’esterno rappresenta una sottostima del valore misurato.
Per valutare e correggere l’effettivo scambio termico, il calorimetro segue la legge di raffreddamento di Newton, secondo cui il flusso di calore tra camera di reazione e camera esterna deve essere direttamente proporzionale alla differenza di temperatura effettiva.
Un calorimetro isoperibolico permette di lavorare in modo molto affidabile e automatizzato. In particolare Parr propone due sistemi, un calorimetro semiautomatico e un calorimetro automatico. La differenza sostanziale tra i due sistemi è il livello di operazioni automatiche che il calorimetro è in grado di eseguire. Queste automazioni partono dalla parte preparativa del sistema analitico pre-analisi fino alla fase post-analitica di recupero dei gas di reazione.
Come preparare il campione di pellet
Per quanto riguarda il pellet, e più in generale i biocombustibili, la fase di preparazione del campione da mettere nel calorimetro è un aspetto da valutare, data la natura molto leggera del pellet macinato.
La ISO 18125 offre una descrizione accurata di come preparare il campione, consigliando di pressarlo in modo da avere un pezzo compatto di materiale che viene gestito in modo migliore durante la fase di combustione. All’interno della norma viene proposto anche un metodo alternativo per la preparazione del campione, sempre con l’obiettivo di rendere il materiale meno semplice da disperdere del sistema di combustione.
Parr ha progettato alcuni crogioli dotati di coperchio e con struttura piuttosto alta, che permettono di garantire una migliore gestione del campione e un’analisi più affidabile.
