IT201900007458A1 - Supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici e sistema filtrante - Google Patents

Description

Domanda di breveto per invenzione industriale

TITOLO: "Metodo per la produzione di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici, supporto così ottenuto e sistema filtrante"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un metodo di produzione di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici, ad esempio per la purificazione di un fluido.

La presente invenzione riguarda inoltre un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalìtici.

La presente invenzione riguarda inoltre anche un sistema filtrante comprendente almeno un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici.

Con la parola fluido si intenderà nel prosieguo della presente descrizione aria oppure acqua oppure un qualsiasi gas o liquido che necessita di una purificazione, ovvero di un abbattimento al proprio interno di particelle ritenute non desiderate.

Con il termine supporto si intenderà invece un corpo avente al proprio interno almeno una porzione di attraversamento del suddetto fluido ed almeno una sede per l'accoglimento di un elemento catalizzatore.

I processi di fotocatalisi infatti, sono processi di catalisi applicati a reazioni fotochimiche, ovverosia reazioni che si conseguono mediante un catalizzatore che esplica la sua azione soltanto quando irradiato con luce di opportuna lunghezza d'onda.

Ad oggi sono noti molti elementi catalizzatori, nello specifico fotocatalizzatori, i quali comprendono composti metallici quali ad esempio TiO2, ZnO, CeO2, ZrO2, SnO2, CdS, ZnS nelle varie forme dimensionali (nanoparticellare, microparticellare...).

Allo state dell'arte sono noti supporti per elementi catalizzatori realizzati principalmente con materiali di tipo ceramico (spesso in cordielite o mullite). I supporti noti di tipo ceramico si comportano in modo adeguato allo scopo almeno per quanto riguarda la propria funzionalizzazione, ovverosia la capacità di accogliere sulle proprie superfici gli elementi catalizzatori.

Tuttavia il materiale ceramico utilizzato ad oggi per la realizzazione dì filtri fotocatalitici presenta dei forti limiti, dovuti principalmente alle proprie caratteristiche e proprietà intrinseche.

Ad esempio, il materiale ceramico utilizzato è sempre caratterizzato da una propria opacità che mal si adatta ad un processo di fotocatalisi nel quale, chiaramente, maggiore risulta la penetrazione della luce all'interno del supporto e maggiore è il rendimento complessivo del processo di fotocatalisi.

Inoltre, sempre legato strettamente alle caratteristiche intrinseche del materiale ceramico, i supporti noti non risultano idonei ad essere facilmente trasportabili e stoccabili in quanto sono molto fragili e soggetti a facili scheggiature o complete rotture.

Questo inconveniente è particolarmente rilevante, oltre che nella gestione ordinaria delle fasi di produzione, stoccaggio e trasporto, anche nelle applicazioni finali ad esempio di sistemi di filtrazione portatili di ridotte dimensioni.

E' inteso che un sistema di filtrazione portatile è molto probabile che durante la sua vita utile sia soggetto a imprevedibili colpi e urti.

Un ulteriore inconveniente dei supporti per processi di fotocatalisi realizzati in materiale ceramico è dovuto alla tipologia di processo produttivo utilizzato per la realizzazione dei filtri ceramici stessi, ovverosia processi di estrusione, i quali presentano forti limiti nelle geometrie ottenibili.

Scopo della presente invenzione è quella di mettere a disposizione un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici che superi e risolva gii inconvenienti dello stato deN'arte.

In particolare, è scopo del presente trovato mettere a disposizione un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici in modo da massimizzare il rendimento del processo di fotocatalisi nel suo complesso.

Altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici che sia più resistente agli eventuali urti rispetto ai supporti in materiale ceramico noti, in modo da non subire scheggiamenti o rotture durante la produzione, il trasporto o il normale utilizzo.

Altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo di produzione di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici mediante il quale sia possibile ottenere un elevato numero di geometrie realizzabili, superando i limiti dovuti ai processi di estrusione noti ed utilizzati per la realizzazione dei supporti ceramici.

Altro scopo del trovato è quello di mettere a disposizione un sistema filtrante stand-alone, ovvero che comprenda oltre al supporto per catalizzatore anche una fonte energetica ed almeno una sorgente luminosa.

Gli scopi sopra descritti vengono raggiunti da un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici che comprende le caratteristiche tecniche descritte in una o più delle rivendicazioni allegate alla presente descrizione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di forme di realizzazione preferite ma non esclusive di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici, come illustrato negli allegati disegni in cui;

- la figura 1 mostra una vista in prospettiva di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici secondo l'invenzione in una prima soluzione realizzativa, - la figura 2 mostra il supporto di figura 1 in una vista in prospettiva disassemblata,

- la figura 3 mostra una vista in sezione del supporto nella soluzione realizzativa di figura 1 e 2,

- la figura 4 mostra una soluzione di elemento terminale associabile ad un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici secondo l'invenzione, - la figura 5 mostra una vista in sezione di una prima soluzione realizzativa dell'elemento terminale di figura 4,

- la figura 6 mostra una vista in sezione di una seconda soluzione realizzativa dell'elemento terminale di figura 4,

- la figura 7 mostra una vista in prospettiva di un elemento di connessione per un supporto di un catalizzatore per processi foto caia litici secondo la presente invenzione,

- la figura 8 mostra una vista in sezione dell'elemento di connessione di figura 7 - la figura 9 mostra una vista in prospettiva di un gruppo di due supporti per processi fotocatalitici secondo la presente invenzione collegati fra loro,

- la figura 10 mostra una vista in esploso di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici secondo la presente invenzione in una soluzione realizzativa,

- la figura 11 mostra una vista in esploso di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici in una ulteriore soluzione realizzativa,

- la figura 12 mostra una vista superiore di una soluzione realizzativa nella quale le porzioni del supporto comprendono spessori di bordo laterale diverse,

- la figura 13 mostra una sezione di figura 12 in cui è mostrato il disallineamento dei condotti di successivi supporti sovrapposti,

- la figura 14 mostra una vista in sezione dove è visibile una soluzione di assemblaggio di una pluralità di supporti.

Con riferimento alle figure allegate 1 - 14, viene ora descritto un metodo di produzione di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici ed un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici così ottenuto.

Viene inoltre descritto un sistema filtrante comprendente almeno un supporto filtrante.

Un supporto per catalizzatore per processi fotocatalitici secondo la presente invenzione è realizzato mediante una iniezione di materiale plastico trasparente con una pressa ad iniezione.

Con materiale plastico trasparente si intende ad esempio: ABS (acrilonitrilebutadiene-stirene), PP (polipropilene), SAN (acrilonitrile-stirene), PA (poliammide), PC (policarbonato) o comunque un qualsiasi materiale plastico trasparente adatto ad essere stampato mediante una pressa ad iniezione.

Il supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici di purificazione di un fluido secondo la presente invenzione comprende un corpo principale 1 avente un bordo esterno 25 ed una porzione traforata 4 interna al bordo esterno 25 e configurata per essere attraversata dal fluido in trattamento.

Il supporto è quindi realizzato interamente in materiale plastico trasparente. Con riferimento alla figura 1 è mostrata una prima soluzione realizzativa di un supporto secondo la presente invenzione in cui il corpo principale 1 comprende due unità 2 e 3, una superiore 2 ed una inferiore 3, collegate fra loro mediante una linea di congiungimento 6 ottenuta per termosaldatura disposta almeno parzialmente sul bordo esterno.

In questo modo è possibile ottenere un vincolo inamovibile fra le due unità 2, 3. La porzione traforata 4 ha una forma che deve essere sformabile nelle operazioni di iniezione.

In figura 3 viene mostrata una possibile soluzione realizzativa in sezione nella quale la porzione traforata 4 presenta una pluralità di condotti 4a, 4b configurati per il passaggio in attraversamento del fluido in lavorazione nel processo di fotocatalisi.

Nel dettaglio, infatti, il catalizzatore è disposto, mediante tecniche di deposizione note e non oggetto della presente invenzione, almeno all'interno dei condotti delle porzioni 4a e 4b.

Al fine di ottenere un ottimo rendimento dell'intero processo di fotocatalisi è fondamentale che il fluido da trattare impati, nel suo attraversamento, sulle porzioni 4a, 4b del corpo principale 1 e che queste siano sempre ben illuminate. Per ottenere una maggiore complessità fluidodinamica è anche possibile prevedere che i condotti della porzione 4a non risultino perfettamente allineati con i rispettivi condotti della porzione 4b.

Una seconda soluzione realizzativa prevede che il corpo principale 1 del supporto presenti un bordo laterale 25 avente spessore diverso su due lati rispetto ai rispettivi due lati opposti, l'uno rispetto all'altro, come mostrato nella figura 12, 13.

Con riferimento alle figure 12-13 le porzioni di bordo 25a e 25c presentano uno spessore minore rispetto alle porzioni di bordo 25b e 25d.

Le porzioni 25a e 25c sono opposte fra loro così come lo sono le porzioni 25b e 25d.

In sostanza il corpo principale 1 comprende la rispettiva porzione traforata 4 con una forma la quale non è perfettamente concentrica rispetto al rispettivo bordo esterno 25, cosi facendo la porzione traforata 4 si trova leggermente spostata, ad esempio di 1-2 millimetri, verso le due porzioni di bordo 25a e 25 25c aventi minore spessore.

In questo modo è possibile ottenere un disallineamento dei rispettivi condotti senza dover modificare lo stampo della macchina ad iniezione.

Infatti, come mostrato in figura 13, semplicemente orientando nel montaggio un singolo corpo principale la rispetto al successivo Ib di 90 gradi reciproci è possibile ottenere il disallinenamento nei condotti di passaggio del fluido.

Con riferimento alla figura 114 è mostrata inoltre una possibile soluzione per l'impilaggio di una pluralità di corpi principali 1.

I corpi principali possono essere impilati in modo semplice ed affidabile mediante una serie, ad esempio 4, di sporgenze 35 e rispettive rientranze 36 ricavate direttamente in fase di stampaggio sul corpo principale 1 stesso.

Preferibilmente le sporgenze 35 e le rispettive rientranze 36 sono ricavate in corrispondenza del bordo esterno 25 del supporto.

Una ulteriore forma di realizzazione è mostrata in figura 11 nella quale le due unità 2 , 3, comprendono rispettivi mezzi magnetici 40, disposti vantaggiosamente in rispettive sedi (ricavate direttamente nell'operazione di stampaggio).

Questa soluzione permette di ottenere un accoppiamento fra le due unità 2, 3, rimovibile da parte di un utente.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 3 il corpo principale 1 comprende almeno su un lato del bordo esterno, vantaggiosamente su due lati opposti, un mezzo di collegamento 5 configurato per collegare al corpo principale 1 stesso un elemento terminale 10 (mostrato in figura 4, 9 e 11) oppure un elemento di connessione 20 (mostrato in figura 7 e 9).

L'elemento terminale 10 è quell'elemento che viene disposto all'inizio ed al termine di un singolo supporto (figura 10) oppure al termine di una fila di corpi principali 1 (figura 9).

L'elemento di connessione 20 è quell'elemento che viene disposto fra un copro principale 1 ed il successivo in una fila continua, come mostrato in figura 9.

Vantaggiosamente il mezzo di collegamento 5 comprende un incavo a forma di coda di rondine sul bordo esterno del corpo principale 1 ed una corrispondente sporgenza 15 a forma di coda di rondine sull'elemento terminale 10 e sull'elemento di connessione 20 una rispettiva sporgenza a forma di coda di rondine.

Vantaggiosamente sia l'elemento terminale 10 che l'elemento di connessione 20 comprendono un dispositivo di connessione elettrica 16, 26.

In questo modo nell'utilizzo è possibile collegare elettricamente i vari elementi terminali 10 e di connessione 20 ad esempio attraverso un collegamento elettrico 30.

Preferibilmente anche gli elementi terminali 10 e gli elementi di connessione 20 sono realizzati in materiale plastico trasparente.

Gli elementi terminali 10 e gli elementi di connessione 20 possono comprendere inoltre al loro interno almeno una batteria 12 e\o una pluralità di sorgenti luminose 11.

Le sorgenti luminose 11 sono scelte in funzione del catalizzatore utilizzato nel processo di fotocatalisi ovverosia al variare della tipologia di catalizzatore utilizzato deve essere scelta una lunghezza d'onda idonea nelle sorgenti luminose.

Vantaggiosamente anche gli elementi terminali 10 e quelli di connessione 20 comprendono due rispettive porzioni 10a, 10b in modo tale che il processo produttivo possa essere svolto mediante le medesime presse ad iniezione utilizzate per la produzione delle due unità 2, 3 del corpo principale.

Con riferimento alle figure 9, 10 e 11 è mostrato un sistema di filtrazione comprendente, nella sua forma base, almeno un supporto secondo la presente invenzione e almeno un elemento terminale 10.

Nel caso comprenda un solo elemento terminale 10 questo ultimo al proprio interno comprenderà sia la sorgente elettrica (che sia a batteria oppure da rete esterna) che la pluralità di sorgenti luminose.

Nell'esempio di figura 10 il sistema di filtrazione comprende un corpo principale e due elementi terminali 10 rispettivamente configurati per comprendere le batterie 12 uno e le sorgenti luminose 11 l'altro.

I due elementi terminali 10 sono collegati elettricamente fra loro mediante un collegamento 30 disposto fra i rispettivi dispositivi di connessione 16.

In figura 11 è mostrata una soluzione realizzativa di un sistema di filtrazione in cui le due unità 2, 3, del corpo principale 1 sono tenute collegate mediante i mezzi magnetici 40.

Vantaggiosamente i mezzi magnetici 40 possono svolgere anche la funzione di presa di corrente elettrica, ovvero assolvere la funzione del dispositivo di connessione 16, 26.

L'invenzione consegue importanti vantaggi superando i limiti e gli inconvenienti dello stato dell'arte.

Un primo importante vantaggio consiste nel fatto che il supporto secondo la presente invenzione, essendo in materiale trasparente, permette di massimizzare il rendimento complessivo del processo di fotocatalisi in quanto non vi è alcun ostacolo fra le sorgenti luminose 12 ed il catalizzatore supportato dalle porzioni 4a e 4b.

Inoltre, la trasparenza del corpo principale 1 assolve la funzione di guida-luce, limitando fortemente la dispersione della stessa al di fuori del corpo principale stesso 1.

Rispetto ai supporti ceramici, il supporto secondo la presente invenzione risulta inoltre essere più resistente ad eventuali urti, limitando se non escludendo completamente possibili rotture o scheggiamenti durante tutto il ciclo vita del supporto stesso.

Inoltre, un altro importante vantaggio consiste nel fatto che il processo produttivo con la pressa ad iniezione permette di ottenere un prodotto finito caratterizzato da tolleranze dimensionali minime, dando quindi la possibilità all'utilizzatore di progettare sistemi di filtrazione geometricamente più complessi e sofisticati.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la produzione di un supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici comprendente le fasi di: iniettare con una pressa ad iniezione una determinata quantità di materiale plastico trasparente all'interno di uno stampo.
2. 2. Supporto di un catalizzatore per processi fotocatalitici di purificazione di un fluido, realizzato mediante il metodo delle rivendicazione 1, il quale comprende: un corpo principale (1) avente un bordo esterno, almeno una porzione (4) interna a detto bordo esterno (25) di detto corpo principale (1) configurata per essere attraversata da detto fluido, caratterizzato dal fatto che detto supporto (1) è realizzato in materiale plastico trasparente.
3. 3. Supporto secondo la rivendicazione 2, in cui detto corpo principale (1) comprende almeno due unità (2) e (3) collegate fra loro mediante una linea di congiungimento (6) per termosaldatura disposta su detto bordo esterno (25) di detto corpo principale (1).
4. 4. Supporto secondo la rivendicazione 2, in cui detto corpo principale (1) comprende almeno due unità (2) e (3), dette almeno due unità (2) e (3) comprendendo mezzi magnetici (40) configurati per collegare detta unità (2) a detta unità (3) l'una sopra all'altra.
5. 5. Supporto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti 2-4, in cui detto corpo principale (1) comprende almeno su un lato di detto bordo esterno (25) un mezzo di collegamento (5) configurato per collegare a detto corpo principale (1) un elemento terminale (10) oppure un elemento di connessione (20).
6. 6. Supporto secondo la rivendicazione precedente, in cui detto mezzo di collegamento (5) comprende un incavo a forma di coda di rondine e in cui detto elemento terminale (10) e detto elemento di connessione (20) presentano una rispettiva sporgenza a forma di coda di rondine.
7. 7. Supporto secondo la rivendicazione precedente in cui detto elemento terminale (10) e\o di connessione (20) comprende un dispositivo di connessione elettrica (16, 26).
8. 8. Supporto secondo la rivendicazione 6, in cui detto elemento terminale (10) e\o di connessione (20) è realizzato in materiale plastico trasparente e comprende al suo interno almeno una batteria (12).
9. 9. Supporto secondo la rivendicazione 6, in cui detto elemento terminale (10) e\o di connessione (20) è realizzato in materiale plastico trasparente e comprende al suo interno una pluralità di sorgenti luminose (11).
10. 10. Sistema di filtrazione comprendente: - almeno un supporto come da rivendicazione 2-9, - almeno un elemento terminale (10), detto elemento terminale (10) comprendendo una batteria (12) e\o una pluralità di sorgenti luminose (11).