Membrane, catalisi e processi innovativi ed ecosostenibili

Responsabile
Prof. Gustavo Capannelli
capannel@unige.it


Attività

L’UO opera nel campo delle membrane e dei processi a membrana. Il gruppo di ricerca, che opera nel settore da oltre 35 anni, ha maturato esperienze e competenza nella preparazione, caratterizzazione ed applicazione di membrane sintetiche.

Membrane e processi a membrana

Le competenze presenti all'interno del gruppo sono rilevanti, riuscendo, attraverso l'uso integrato dei diversi processi a membrana, a risolvere in modo ecosostenibile molte problematiche di carattere ambientale nella gestione e depurazione delle acque e nello sviluppo di nuovi prodotti e/o processi produttivi. L’attività sulla preparazione delle membrane è mirata allo sviluppo di prodotti con porosità e proprietà di trasporto controllate. L’applicazione è realizzata sviluppando processi innovativi ecosostenibili, nel settore della purificazione, separazione e concentrazione di acque reflue e di fluidi di processi industriali (particolare attenzione è rivolta all’industria alimentare).

L’UO affronta e studia problemi che vanno dalla realizzazione di membrane con proprietà mirate, progettazione di moduli ed unità pilota e allo studio di specifiche e nuove applicazioni come ad esempio:

  • Membrane “contactors” La membrana è usata per favorire il trasferimento di massa all’interfaccia gas–liquido;
  • Reattori catalitici a Membrana Reattori catalitici a membrana (CMR) dove la reazione ha luogo all’interno della matrice porosa della membrana;
  • Catalisi eterogenea La ricerca è mirata allo studio di nuovi processi o sistemi catalitici.

Informazioni più dettagliate sono disponibili sul sito


Ricercatori

Elenco del personale (ordine alfabetico) Tel. Aree di competenza Email
Bottino Aldo Ric. 8719 Membrane: preparazione, caratterizzazione e applicazione, catalisi eterogenea, sviluppo di processi. borzone@chimica.unige.it
Capannelli Gustavo P.A. 6197 Catalisi eterogenea, reattoristica, chimica ambientale e processi ecosostenibili membrane e processi a membrana. capannel@chimica.unige.it
Comite Antonio Ass. 8719 Catalisi, reattoristica, processi chimici fuel cell (MEA), membrane e processi a membrana. acomite@chimica.unige.it
Ferrari Fiorenza Tecnico C 8719 Laboratorio Analisi fio@chimica.unige.it

Risorse Strumentali

  • Microscopia Elettronica
    Microscopio elettronico a trasmissione ad alta risoluzione, HRTEM (JEOL, JEM-2010) con rivelatore EDS (OXFORD, LINK PENTAFET)
    Microscopio elettronico a scansione, SEM (LEO, STEREOSCAN 440) con rivelatore EDS (OXFORD, LINKGEM)
    Dispositivi di assottigliamento e taglio per la preparazione di campioni per l'analisi TEM e SEM
  • Porosimteria e Area Siperficiale
    Apparecchiatura per misure di area superficiale, porosimetria e chemiadsorbimento (MICROMERITICS, ASAP 2010)
    Il porosimetro a spostamento liquidi-liquido sviluppato dal Gruppo di Ricerca Membrane e Processi a Membrana. serve per valutare i pori aperti (cioè quelli che controllano il trasporto di massa attraverso la membrana). Viene usato anche per misure di permeabilità a liquidi puri
    Sono disponibili vari tipi di celle per prove con membrane piane, tubolari e fibre cave
  • Area Impianti e Membrane
    Parte dell'area degli impianti e delle unità a membrana
  • Osmosi Inversa e Nanofiltrazione
    Questo impianto di osmosi inversa versatile ed autonomo è stato appositamente progettato per operazioni continue e di lunga durata con fluidi acidi e basici particolarmente aggressivi, grazie all'impiego di materiali speciali. La parte inferiore dell'impianto, dove sono installati I principali componenti (tubazioni, valvole, modulo) è protetta da pareti in materiale plastico trasparente per garantire una completa sicurezza. Allarmi di pressione, temperatura, livello e un sensore ubicato nel pannello di fondo fermano l'impianto in caso di emergenza. Temperatura, pressione, portata di alimento e di permeato sono continuamente monitorate e trasmesse ad un PC
    Si tratta dell'impianto di nanofiltrazione gemello del precedente impianto di osmosi inversa
    Si tratta di due impianti versatili e compatti che possono montare moduli di diversa dimensione e configurazione per vari tipi di applicazioni
  • Microfiltrazione e Ultrafiltrazione
    L'impianto realizzato per operazioni tipo "feed and bleed" monta un modulo in acciaio inossidabile formato da sette elementi ceramici multicanale. E' provvisto anche di un sistema automatico di controflussaggio con aria compressa
    L'impianto può montare moduli di varia configurazione e dimensione ed è particolarmente indicato per prove con moduli a spirale avvolta o tubolari di lunghezza superione al metro
    L'impianto può montare moduli di varia configurazione dimensione. E' particolarmente indicato per il trattamento di fluidi con elevato contenuto di materiali in sospensione e/o viscosi
    Queste tre unità di laboratorio, appositamente progettate per operare con un limitato volume di alimento, sono particolarmente indicate per:
    • prove di caratterizzazione (ritenzione, permeabilità, taglio molecolare)
    • selezionare le membrane più idonee per nuove applicazioni
    • mettere a punto i sistemi ed i cicli di lavaggio più idonei per recuperare le prestazioni originali delle membrane.
    La prima e la terza unità sono usate per prove su membrane tubolari mentre la seconda unità monta delle celle piane. La terza unità è appositamente progettata per prove di MF e NF di fluidi altamente viscosi.
  • Permeabilità al Gas
    L'unità serve per misurare la permeabilità ai gas. Vengono usate celle di diversa dimensione e configurazione per prove con membrane piane e tubolari o fibre cave
  • Nuove operazioni a Membrana
    Unità e moduli sviluppati dal Gruppo di Ricerca Membrane e Processi a Membrane per nuove operazioni a membrana (membrane contactors)
    Il particolare disegno della testa del modulo assicura una eccellente sigillatura delle fibre capillari e rende estremamente affidabile il sistema anche per lunghi periodi di esercizio a elevata temperatura
  • Membrane e Catalisi
    Unità per prove di attività catalitica di membrane in reazioni trifasiche (gas-liquido-solido)
    Unità per prove di attività catalitica di membrane in reazioni bifasiche (gas-solido)
    Reattore per prove di attività catalitica in reazioni trifasiche (gas-liquido-solido)
  • Preparazione di Film e Membrane
    Apparecchiatura per la stesura di film sottili da emulsioni polimeriche
    Sistemi per stesura di film sottili da soluzioni polimeriche (MCS) a velocità controllata e per l'immersione dei film di soluzione nel bagno di coagulo (MSI). Il particolare disegno del sistema di immersione permette un efficace controllo della velocità di immersione ed evita la formazione di onde che possono causare la formazione di difetti nella membrana.
    Unità per la deposizione di film sottili inorganici e trattamento termico controllato
  • Strumentazione Analitica
    Assorbimento atomico
    Gascromatografi
    Cromatografi liquidi (HPLC e ionico)
    Spettrometri (UV-VIS, FT-IR)
  • Aree di Lavoro
    PC (sala hardware)
    Studio e riunioni