Rocco 74

               COLONNE DI RIEMPIMENTO                  

Sono delle apparecchiature costituite da torri che invece di essere vuote,sono riempite con appositi materiali. Le colonne a riempimento furono progettate per le operazioni di distillazione ma poi sono state utilizzate,con buoni risultati, anche nelle operazioni di assorbimento-strippaggio e nella estrazione liquido-liquido. In quest'ultimo caso sono adatte per liquidi che non vanno a dare sporcamento in modo da evitare l'intasamento del materiale di riempimento.Il vantaggio di queste colonne sta nel fatto che si ha sia un contatto multiplo sia uno scambio in forma controcorrente. Le composizionidi liquido e vapore variano in maniera continua lungo la colonna di distillazione. I materiali di riempimento furono sviluppati in origine per le colonne di distillazione,la loro funzione consiste nell'aumentare l'area di contatto tra la fase liquida,che scendendo dall'alto va a formare un velo sul materiale di riempimento;e la fase vapore che va a passare negli spazi lasciati liberi dal materiale di riempimento.Visto però che questa tecnica viene usata anche nell'estrazione liquido-liquido è bene che il materiale utilizzato per il riempimento sia bagnabile solo dalla fase continua in modo che la fase dispersa,anche essa liquida,non vada a formare un velo liquido anche essa;bisogna invece che essa resti in goccioline in modo da avere un'alta superficie di contatto tra le due fasi e di conseguenza un'alta velocità di trasferimento. I materiali di riempimento utilizzati sono di forma e dimensioni varie,si usano cilindri cavi che hanno delle pareti sottili e un altezza che è pari al diametro,i cilindri possono essere anche forati sulle pareti o dotati nel foro centrale di una spirale o di setti divisori;possono essere messi alla rinfusa o in modo strutturato.Esistono anche dei riempimenti chiamati a sella di berl. I riempimenti sono o di metallo o plastici o ceramici. I riempimenti all'interno della colonna sono sostenuti da una griglia forata. La testa del distributore della fase liquida deve esere sistemata in modo opportuno rispetto al supporto del riempimento in modo da evitare che si creino difficoltà nel moto delle due fasi. La caratteristica importante del materiale di riempimento è che esso offre una superficie maggiore,rispetto al volume occupato, in modo da avere un maggiore trasferimento di materia a parità di altezza del riempimento. Nelle colonne a riempimento si realizza un contatto continuo tra il solvente e il gas,con un cambiamento continuo nella composizione delle due fasi. In questo modo non si raggiunge mai,in nessuna sezione della colonna,una condizione in cui le due fasi sono in equilibrio tra di loro;questo comunque è un bene visto che in condizioni di equilibrio non ci sarebbe trasferimento di soluto nelle operazioni di assorbimento. Il funzionamento delle colonne a riempimento dipende principalmente dall'estensione della superficie di contatto offerta dal riempimento e dalla suddivisione della fase dispersa. A proposito di quest'ultima(la fase dispersa),è preferibile che abbia la portata maggiore. La separazione delle due fasi avviene di continuo all'interno della colonna,in una zona che ha funzione di deposito e che è stata appositamente progettata ed è localizzata o sul fondo o alla sommità della colonna. Il liquido è introdotto al di sopra del materiale di riempimento attraverso un piatto distributore forato;il liquido va a scorrere sulla superficie del materiale di riempimento,andando a formare un velo sottile che scorre su di esso,conformandosi in questo modo va a offrire un'ampia superficie di contatto col liquido al vapore che sale dalla parte inferiore della colonna,attraverso la griglia che sostiene il materiale di riempimento.