Idee rivoluzionarie low cost – Stufa pirolitica fai da te (2° Prototipo)


Primo test:

Ecco il video del 2° prototipo perfezionato e sul principio di funzionamento:

La piròlisi (o piroscissione) è un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante l’applicazione di calore e in completa assenza di un agente ossidante (normalmente ossigeno). In pratica, se si riscalda il materiale in presenza di ossigeno avviene una combustione che genera calore e produce composti gassosi ossidati; effettuando invece lo stesso riscaldamento in condizioni anossiche (totale assenza di ossigeno), il materiale subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole più semplici. Il calore fornito nel processo di pirolisi viene quindi utilizzato per scindere i legami chimici, attuando quella che viene definita omolisi termicamente indotta.

Il principio scientifico è elementare: se metto della legna dentro un cilindro, aspiro l’aria e poi porto il cilindro a 400° C, succede che il legno si scinde in gas e cenere (una carbonella utilizzabile come fertilizzante per il terreno). Con la pirolisi si può trasformare qualunque sostanza organica secca (secca per evitare il processo di essiccamento che elimina tutte le particelle di acqua aumentando la resa) in gas. Questa caldaia sfrutta il movimento vorticoso della fiamma grazie a un’intercapedine nella quale si forma una forte corrente d’aria.
Il procedimento è semplice, si mette del triturato organico o del semplice pellet in un barattolo bucherellato, si accende ad esempio con del combustibile infiammabile liquido e quasi subito si forma la fiamma che ricopre il combustibile secco impedendo così che l’ossigeno lo raggiunga. Ora vi starete domandando: “Come può avvenire una combustione senza ossigeno??” La spiegazione è che in realtà il legno non brucia, si decompone a causa del calore prodotto dalla fiamma iniziale indotta!! Tale processo di decomposizione produce un gas che esce dal legno e brucia. Quindi il legno si decompone mentre il gas brucia, e questo processo prende il nome di pirolisi.

Andiamo sulla teoria: il processo di gassificazione

La pirolisi è uno dei processi di gassificazione, che si compongono principalmente di 3 fasi:

  • Il processo di essiccazione elimina l’acqua residua utilizzando temperature di 100-150°C. Nel caso della stufa è chiaro che l’efficienza è maggiore quanto maggiore è il prodotto essiccato inserito come combustibile.
  • La decomposizione pirolitica (pirolisi) che produce la vaporizzazione dei composti più volatili della sostanza organica con formazione di gas di pirolisi (250-550°C): composti volatili leggeri (CO, H2, CO2), idrocarburi pesanti (TAR) e residuo solido (CHAR).
  • L’ossidazione parziale (gassificazione) del TAR e del CHAR con il mezzo di gassificazione (aria, ossigeno o vapore d’acqua) a temperature di 700-1200°C. In questa fase si producono i componenti del gas di sintesi denominato syngas.

Gas combustibile

Approfondimenti: link

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I pesci hanno sete?


Per rispondere a questa domanda è necessario distinguere tra pesci d’acqua salata e pesci d’acqua dolce. Tutti i pesci ricevono acqua dalla bocca, trattenendone l’ossigeno grazie alle branchie e per poi espellerla di nuovo. Come si idratano?

  • I pesci d’acqua salata hanno liquidi corporei meno salini dell’acqua in cui vivono e corrono il rischio di disidratarsi se non bevono, quindi ingeriscono l’acqua di mare, espellendo il sale in eccesso tramite speciali aperture nelle branchie o attraverso la digestione e trattengono l’acqua di cui hanno bisogno.
  • I pesci d’acqua dolce invece hanno liquidi corporei più salati rispetto all’acqua che li circonda e il loro corpo tende a trattenere tali liquidi che invece vanno espulsi. L’acqua ingerita viene portata ai reni che la trasformano in urina e la eliminano.

Alla base di tutto c’è il concetto dell’osmosi. L’osmosi afferma che “due liquidi con differente densità divisi da una membrana semipermeabile tendono a modificare la densità trasferendo il solvente (ad esempio acqua) dalla soluzione più densa a quella meno densa sino ad arrivare all’equilibrio (stessa densità nelle due soluzioni)”. Un esempio lo possiamo osservare con l’osmosi della patata scavata in cui viene messo del sale da cucina (cloruro di sodio). Si può vedere come la patata espelle acqua per tentare di raggiungere l’equilibrio della soluzione. Tutti i sistemi (di qualsiasi natura) tendono a spostarsi in una situazione di equilibrio (soluzione a minor energia).

Tornando ai pesci, la loro pelle agisce come la membrana della patata semipermeabile fra il mezzo esterno (acqua) e il mezzo interno (fluidi corporei). Che cosa accadrà quindi ad un pesce immerso in acqua salata? Una cosa del tutto simile a quella vista nel video. Il suo organismo, meno ricco di sali del mezzo esterno, sarà soggetto a una perdita d’acqua costante. L’acqua, infatti, passerà dal corpo del pesce (meno ricco di sali) verso l’esterno per via della differente densità. Il pesce per compensare la perdita ingerisce acqua che poi sarà filtrata e desalinizzata dall’apparato escretore (reni). Il sale in eccesso, introdotto nel corpo bevendo acqua ad alta concentrazione salina, sarà quindi espulso nelle urine, che si presenteranno perciò molto dense e poco ricche di acqua, e dalle branchie, che nei pesci d’acqua salata sono in grado di espellere parte dei sali in eccesso. Quindi la risposta è sì, i pesci marini hanno sete e bevono. Per i pesci d’acqua dolce succede esattamente l’opposto.

I pesci bevono

Ecco quindi spiegato il motivo per cui nella maggior parte dei casi (=maggior parte delle razze tranne le specie osmoregolatrici) un pesce d’acqua dolce in acqua salata muore e viceversa:

  •  Un pesce d’acqua salata immerso in acqua dolce si ritroverebbe improvvisamente ad assumere acqua attraverso la pelle e, per istinto, continuerebbe anche a bere provocando l’ingresso nel suo corpo di una quantità d’acqua non tollerabile (shock o stress osmotico), inoltre le sue cellule si riempirebbero in breve tempo di una quantità d’acqua eccessiva e, non essendo predisposte alla sua espulsione, scoppierebbero provocandone la morte.
  • Un pesce d’acqua dolce immerso in acqua salata non avrebbe più l’apporto continuo di acqua attraverso la pelle cui era abituato, anzi, si ritroverebbe a perderla, e, per istinto, continuerebbe a non assumere acqua dalla bocca e ad espellerne molta attraverso le urine. Questo lo porterebbe, nel giro di pochi minuti, ad avere una concentrazione salina elevatissima all’interno del corpo, combinata ad una quantità d’acqua bassissima, condizione che lo condurrebbe, a lungo andare, ad una “implosione” o “raggrinzimento cellulare” e ad uno shock osmotico da mancanza d’acqua.