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Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo Metodo ed apparato per la miscelazione di polveri costituite da particelle fini ed ultrafini. Rif. CNR 10401 Titolare (i): CNR Istituto: IRC Inventore di riferimento: Paola Ammendola Territori di vigenza: IT Data di priorità: 17/11/2015 Abstract L’invenzione riguarda un metodo miscelare polveri a carattere coesivo costituite da particelle fini ed ultrafini, ovvero micro- e nano-particelle (<30mm), basato sulla fluidizzazione assistita da campi acustici. Tali particelle sono sempre caratterizzate dalla presenza di aggregati, a causa delle elevate forze interparticellari (van der Waals, capillari, coulombiane), dunque ottenere una buona miscelazione necessita sempre di un primo stadio di disgregazione seguito da un’efficiente dispersione delle particelle di una specie nelle altre. L’applicazione di campi acustici di opportuna intensità (125-150dB) e frequenza (20-300Hz) promuove efficacemente il meccanismo di rottura degli aggregati e di dispersione e, quindi, la miscelazione delle polveri. In particolare, l’indice di miscelazione è sempre molto alto (circa 1) ed il tempo caratteristico di miscelazione relativamente basso (<40min). Background Le tecniche di miscelazione oggi disponibili, classificate in metodi a secco e ad umido, si riferiscono a particelle sferiche non coesive grossolane (>30μm) dove le forze interparticellari sono trascurabili rispetto alle forze di tipo gravitazionale; tutte presentano svantaggi che causano una scarsa qualità della miscelazione se applicate a polveri fini ed ultrafini, essendo queste sempre in forma di aggregati. Tecnologia La fluidizzazione assistita da campi acustici permette di miscelare in modo semplice ed efficiente polveri fini ed ultrafini. In particolare, durante la fluidizzazione gli aggregati inizialmente presenti nelle polveri sono soggetti a continue disgregazioni e ricombinazioni, grazie all’azione di forze inerziali e viscose dovute all’applicazione del campo acustico. Ciò determina la formazione di aggregati ibridi, costituiti, cioè, da polveri diverse, e, quindi, la miscelazione delle polveri. Vantaggi e Applicazioni La tecnologia proposta non richiede apparecchiature aggiuntive né additivi nel materiale da miscelare, non altera le proprietà delle particelle, è economica e di semplice utilizzo. Le polveri non necessitano di proprietà particolari. L’invenzione si applica alla produzione di cosmetici, farmaci, alimenti, plastiche, catalizzatori, biomateriali, schiume metalliche, miscele metalliche, MEMS e rivestimenti (coating). Stadio di Sviluppo L’efficacia della fluidizzazione assistita acusticamente nel promuovere la miscelazione di polveri coesive è stata dimostrata su scala da laboratorio mediante un reattore a letto fluido (40mm ID) dotato di un sistema per la generazione di campi acustici. La microscopia elettronica a scansione con microanalisi a raggi X (SEM/EDS) su campioni prelevati dal letto è stata utilizzata al fine di ottenere l’andamento temporale dell’indice di miscelazione e il tempo caratteristico di miscelazione. 70