Analisi per la progettazione di trasporti pneumatici ad impulsi

Abstract

L’ elaborato ha l’obiettivo di analizzare il processo produttivo della lavorazione del caffè, ponendo particolare attenzione ai trasporti pneumatici ad “impulsi” e in fase densa con lo scopo di cercare nuove soluzioni per il dimensionamento d’impianti futuri e di ottimizzare i processi. Nella prima parte della tesi è stata fatta una panoramica del processo industriale in uno stabilimento tipico di torrefazione del caffè, sono state analizzate tutte le fasi: la pulitura del prodotto, la tostatura e la macinazione. Questa descrizione delle lavorazioni, oltre a far comprendere il processo, è servita per mettere in evidenza le criticità che si possono incontrare. In particolare, come già anticipato, è stato studiato il trasporto pneumatico per il caffè tostato. Successivamente è stato analizzato un caso studio che consiste in un impianto pneumatico già funzionante a Trieste presso Illy Caffè. Sono state descritte le parti e il layout dell’impianto e sono stati calcolati i fabbisogni energetici. Nel corso della ricerca, sono stati esplorati e approfonditi i modelli teorici utilizzati per la progettazione dell'impianto, con una particolare attenzione alla verifica delle perdite di carico attraverso diverse metodologie. In aggiunta, è stata effettuata un'analisi della digitalizzazione dell'impianto mediante l'impiego di sensori in tempo reale per la raccolta dati e il monitoraggio continuo delle operazioni. Questo studio si propone di contribuire al progresso nel settore, offrendo nuove prospettive per il miglioramento dell'efficienza e delle prestazioni degli impianti di lavorazione del caffè.

The thesis aims to analyze the production process of coffee processing, with particular attention to pneumatic conveying systems using "impulses" and in dense phase, in order to explore new solutions for sizing future plants and optimizing processes. In the first part of the thesis, an overview of the industrial process was given in a typical coffee roasting plant, all phases were analyzed: product cleaning, roasting and grinding. This description of the processes, in addition to making the process understood, served to highlight the critical issues that may be encountered. In particular, as already mentioned, pneumatic transport for roasted coffee was studied. Subsequently, a case study was analyzed which consists of a pneumatic system already operating in Trieste at Illy Caffè. The parts and layout of the system were described and the energy needs were calculated. The main objective is to identify innovative approaches for sizing future facilities and enhancing existing processes. Throughout the research, theoretical models employed in plant design have been explored and scrutinized, with a specific focus on verifying pressure losses through various methodologies. Additionally, a study on the digitization of the system has been conducted, utilizing real- time sensors for data collection and continuous monitoring of operations. This study aims to contribute to the advancement of the industry by providing new perspectives for improving the efficiency and performance of coffee processing plants.