Cassava mash dewatering in filtration - compression: experimental study and modelling.

Le radici di manioca sono alla base di molte diete subtropicali. Per prolungare la loro conservazione, vengono spesso trasformate in un prodotto fermentato e/o essiccato. Poiché la disidratazione termica, e.g. l'essiccazione, è un'operazione che richiede molta energia, la polpa grattugiata viene spesso precedentemente disidratata meccanicamente. Ottimizzare il processo di disidratazione della polpa è un modo efficiente per minimizzare i costi e il consumo di energia. Ciò richiede una buona conoscenza di entrambe le operazioni di disidratazione ed essiccazione. Questo progetto di ricerca è stato condotto in quanto in letteratura risultano mancare i dati relativi al comportamento sotto filtrazione - compressione della polpa di manioca. Si è quindi proposto di studiare la filtrazione - compressione di manioca in un prototipo di cellula di filtrazione - compressione. Diversi test sono stati svolti applicando una pressione compresa tra 3 e 20 bar. Un’ unica varietà di radici di manioca con stadio di maturazione omogeneo è stata grattugiata e divisa in due lotti. Entrambi avevano un'umidità iniziale del 60% (base umida). Un lotto presentava un d_50 compreso tra 614 µm e 710 µm e l'altro lotto tra 910 µm e 1100 µm. I modelli di Hermia e di Shirato sono stati usati per descrivere, con il primo, la fase iniziale della filtrazione e con il secondo la successiva consolidazione della polpa. In questo modo, è stato proposto un unico modello matematico applicando contemporaneamente i modelli di Hermia e di Shirato. Il modello ha l’obiettivo di prevedere il contenuto di umidità finale del prodotto in funzione di: contenuto di umidità iniziale e massa della polpa, area di filtrazione e pressione applicata. Lo scopo finale è di ottimizzare il design e le condizioni operative di altre filtropresse presenti nelle unità di trasformazione. In un intervallo di pressione tra 3 e 20 bar il contenuto di umidità della manioca a fine consolidazione diminuisce dal 60% al 44% (base umida, esercitando 3 bar) fino al 33% (base umida, esercitando 20 bar). A causa di questo limitato intervallo di pressione applicata, il limite di essiccazione (‘dryness limit’) è stato parzialmente raggiunto. Poiché la frazione volumetrica del solido nel prodotto al termine del consolidamento e il coefficiente di consolidamento aumentano con la pressione, anche il tempo di residenza aumenta. Infine, si osserva che le distribuzioni granulometriche dei due lotti di polpa non sembrano influenzare diversamente il comportamento di filtrazione - compressione nella cellula di filtrazione - compressione. Per questo motivo, sono stati considerati gli stessi valori dei coefficienti al fine di calcolare il modello per le due granulometrie.