Gestione dell'ozono in un impianto di irraggiamento

Case History

Il progetto ha riguardato la gestione della formazione di ozono gassoso (O3) durante l’irraggiamento dell’aria con elettroni accelerati in un impianto di sterilizzazione industriale. L’incarico ha incluso la captazione e l’abbattimento dell’ozono generato, per garantire la sicurezza e il rispetto delle normative ambientali.

L’impianto, basato su un acceleratore di elettroni con energia di 10 MeV e potenza massima di 100 kW, è progettato per sterilizzare dispositivi medici, diagnostici in vitro e consumabili da laboratorio. Con una dose nominale di 25 kGy, la capacità produttiva teorica dell’impianto è di 3,6 t/h.

Pensare fuori dagli schemi

L’approccio abituale nella progettazione dell’impianto di captazione ed aspirazione dell’ozono generato prevedeva il sovradimensionamento dei volumi di aria aspirata e l’emissione in camino verticale previo eventuale trattamento di abbattimento e conseguente modellizzazione della dispersione atmosferica e valutazione della successiva ricaduta al suolo. Le tecnologie disponibili per il trattamento di significativi volumi di miscela aria-ozono, in particolari condizioni, ambientali o normative, sono quelle riferibili all’utilizzo di impianti di tipo termocatalitico, costosi e poco aderenti al tipo di applicazione specifica e con significativi ed importanti consumi energetici di processo.

Abbiamo ragionato fuori dagli schemi, ripartendo dalla caratterizzazione analitica delle condizioni chimico fisiche del processo e della reale portata del gas (O3) generato a seguito irraggiamento elettronico. La disponibilità di un dato base sperimentale, ricavato su base scientifica, ha permesso di implementare una soluzione semplice, più efficace, che di fatto ha permesso, a seguito di trattamento dell’effluente O3 con impianti semplici, sfruttando altresì le sue caratteristiche chimico-fisiche nonché la sua instabilità e reattività termochimica, di azzerare l’emissione di ozono al camino, con un processo di captazione e trattamento efficiente sia in termini di costi di esercizio che di realizzazione.

Generazione di ozono durante il processo

Durante il normale funzionamento, il fascio di elettroni interagisce con l’ossigeno presente nell’aria, generando una portata di ozono pari a 44,5 l/h. L’irraggiamento avviene all’interno di una cella dedicata, con il materiale trattato al livello inferiore.

Consorzio Smartall Gestione Ozono
Consorzio Smartall

Soluzioni innovative per la captazione e l’abbattimento

Lo studio si è concentrato sull’individuazione di una soluzione diversa per la gestione dell’ozono:

Riduzione significativa delle portate d’aria da trattare, mediante modellizzazione termofluidodinamica del volume effettivo influenzato dall’irraggiamento, pur mantenendo elevati standard di sicurezza.

Un approccio ottimizzato

La combinazione di due presidi di trattamento in cascata, unitamente alla riduzione delle portate d’aria trattata e della velocità di efflusso nelle diverse sezioni di trattamento, costituisce l’elemento innovativo della proposta. Questo intervento ha permesso di abbattere drasticamente i consumi energetici rispetto alle soluzioni inizialmente previste, garantendo al contempo conformità alle linee di indirizzo, con impatto ambientale minimo se non azzerato.

Il progetto si distingue per l’efficacia tecnica e il rispetto degli standard ambientali, confermando l’impegno del consorzio nella progettazione di soluzioni sostenibili sia in ambito energetico che ambientale con significativa ottimizzazione dei costi di realizzazione e di gestione.

Abbiamo fatto emergere una soluzione innovativa attraverso la combinazione di soluzioni al contempo semplici e all’avanguardia.

Consorzio Smartall - caratteristiche principali reattori