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La encapsulación del metal optimiza reacciones químicas

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La industria química consume millones de toneladas de materiales de embalaje como catalítico sup- los medios portuarios o los adsorbentes en reactores y sistemas de lecho fijo del almacenaje del calor. Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado los medios de encapsular estas partículas del llenador en el metal que multiplica su conductividad termal por cinco.

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Los materiales de embalaje al azar se utilizan en muchos sistemas de los reactores químicos y del almacenaje del calor como medios catalíticos o adsorbentes de la ayuda. Vario millón de toneladas de estos materiales funcionales se consumen cada año en los procesos industriales para producir la materia de base química. Para asegurarse de que estos procesos produzcan los resultados deseados, los materiales de embalaje tienen que poder conducir calor eficientemente. Esto no es siempre fácil, porque los boquetes entre milímetro-escalan partículas evitan que el calor sea conducido óptimo a través de la cama llena. Las compañías químicas por lo tanto tienen que incorporarse las estructuras termoconductoras especiales a sus reactores. ¿? ¿Esto es desperdiciador de tiempo y costoso? dice Jörg Adler, investigador en el instituto de Fraunhofer para las tecnologías y los sistemas de cerámica IKTS en Dresden. Junto con colegas en los institutos de Fraunhofer para las máquinas de herramientas y la tecnología IWU de la formación en Chemnitz y para la ingeniería y la biotecnología diedras IGB en Stuttgart, Adler ha desarrollado un concepto que aumenta la capacidad del traspaso térmico del material de embalaje por cinco veces. Su concepto implica el encapsular de partículas cilíndricas del llenador en metal. Los puntos del contacto entre las partículas metal-encapsuladas forman un marco del metal que permita a calor ser conducido a través de la cama llena más rápidamente y más eficientemente.

Cinco veces más eficiente

Los científicos han conducido las pruebas en el laboratorio que prueban que este aumento de la eficacia es realizable, usando un sistema del almacenaje del calor que consiste en una cama llena del ocho-litro de la zeolita aluminio-encapsulada granulan. Adler enumera las ventajas: ¿? La cama llena se calienta incluso a una temperatura más rápidamente. Tarda perceptiblemente menos tiempo para cargar y para descargar el medio del almacenaje del calor. ¿Esto permite realzar la eficacia de reacciones químicas y por lo tanto aumentar calidad del producto.? Los investigadores cuentan con que sea posible obtener incluso mejores resultados usando un metal con una conductividad termal más alta, tal como cobre. Las partículas del material de embalaje usadas en los pruebas de laboratorio son cinco milímetros largos y encapsulados en una capa de aluminio con un grueso de 0.25 milímetros. Los científicos las producen usando un proceso especialmente desarrollado que se podría adaptar fácilmente a la producción en masa. El material de embalaje se vierte en los tubos largos, finos del metal, condensados para evitar que se derrame hacia fuera, y los tubos entonces se cortan en secciones para formar partículas cilíndricas no más que algunos milímetros en longitud.

¿? La industria química utiliza granes cantidades de materiales de embalaje que, se espere que idealmente permanezcan en los reactores durante muchos años. Uno de los problemas es que están conforme a la abrasión del polvo durante el envío y cuando son funcionando, causado por las partículas que frotan contra una otra. ¿Esto sucede no más cuando se encapsulan en metal, y así que el material de embalaje dura más de largo? dice Adler.

La aplicación de calor a las pelotillas de la zeolita que se saturan con agua hace las pelotillas secar y absorber calor. Cuando se rehidratan las pelotillas, se lanza el calor absorbente. Este efecto físico las hace convenientes para el uso en sistemas del almacenaje del calor. ¿En este uso también, dice Adler? la eficacia del proceso depende de la conductividad termal del material de la zeolita. Es a menudo necesario instalar las unidades muy complicadas del calor-cambiador, que son costosas y reducen el volumen disponible para el almacenaje del calor real. El material de embalaje metal-encapsulado podía ser una mejora valiosa aquí. ¿En el laboratorio, hemos podido acortar perceptiblemente la duración de ciclo del almacenaje del calor.?

Ahora que los investigadores han demostrado la viabilidad y la funcionalidad de la técnica de la encapsulación en el laboratorio, quieren trasladarse encendido al paso siguiente en la manera al uso industrial. ¿? ¿Necesitamos optimizar más lejos el material y el proceso de fabricación, y datos de frunce para determinar exactamente en qué medida las ventajas de una conductividad termal más alta compensan los costes adicionales de encapsulación del metal? dice Adler.

La industria química utiliza granes cantidades de materiales de embalaje como medios catalíticos y adsorbentes de la ayuda. Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química sin experimentar ningún cambio químico sí mismo. Un adsorbente quita y almacena productos específicos de una reacción química. Así como ser utilizado para optimizar reacciones químicas, los materiales de embalaje también desempeñan un papel en sistemas modernos del almacenaje del calor. En un reactor de la cama llena, un gas o un líquido atraviesa el material y acciona una reacción química en la superficie de las partículas minúsculas.