La caratterizzazione dei combustibili è fondamentale per fornire indicazioni sulla qualità del materiale considerato, sia esso un carbone o una biomassa, in riferimento all’utilizzo e all’applicazione a cui il combustibile è destinato.

Le determinazioni di proprietà quali il contenuto in carbonio, in ceneri, in umidità o la valutazione del potere calorifico sono necessarie per conoscere o prevedere come un determinato campione di combustibile reagirà ai processi chimico-fisici per i quali verrà utilizzato.

Al fine di poter ottenere dei risultati analitici ripetibili e riproducibili, è necessaria, ancor prima dell’analisi vera e propria, una corretta preparazione del materiale di interesse, con lo scopo di ottenere un campione omogeneo e ben rappresentativo.

Specie quando si tratta di biomasse si ha a che fare con materiali molto diversi tra loro a seconda dell’origine, della tecnica di approvvigionamento, della presenza di impurezze o dell’eterogeneità intrinseca del materiale.

Si pensi, ad esempio, al fatto che le biomasse possono essere raggruppate in due tipologie principali: residuali (scarti forestali, agro-industriali, ecc.) o derivanti da colture energetiche (legnose, erbacee, ecc.).

Partendo da queste considerazioni e tenendo conto che le apparecchiature per l’analisi di caratterizzazione dei combustibili richiedono che il campione da analizzare sia ridotto in polvere (dimensione inferiore ai 250 µm), risulta fondamentale la fase di preparazione del campione a partire da quando questo viene prelevato.

Nella prima fase viene selezionata in modo opportuno la porzione del campione rappresentativo, in funzione della quantità di materiale a disposizione: nella maggior parte dei casi questo avviene attraverso una progressiva quartatura del campione fino all’ottenimento della quantità significativa che poi dovrà essere trattata per essere ridotta alle dimensioni necessarie per l’analisi da effettuare.

È fondamentale, in questa procedura, mescolare accuratamente il campione per fare in modo che la porzione che sarà utilizzata per l’analisi sia effettivamente rappresentativa della totalità del campione e che non venga “trascurata” alcuna parte.

Individuata la porzione di campione significativa, questa potrà essere trattata nei frantumatori o mulini disponibili presso i laboratori Sotacarbo, a seconda della natura del campione.

Il frantumatore a mascelle è idoneo alla frantumazione di sostanze di durezza variabile tra media ed estrema, oltre che per materiali friabili o di tipo plastico-duro.

La finezza conseguibile in uscita può essere fino a 2 mm o anche inferiore, in funzione della tipologia di materiale alimentato.

Lo strumento è utilizzabile per materiali quali carbone, coke, ghiaia, calcestruzzo, bauxite, quarzo ecc.

Il mulino a croce viene utilizzato invece per la frantumazione di materiali di durezza da media ad alta (massimo grado della scala Mohs fino a 6).

Rispetto al frantumatore a mascelle è possibile arrivare ad una dimensione in uscita inferiore al millimetro tramite l’utilizzo di vagli con opportuna dimensione dei fori.

Può essere utilizzato per la frantumazione di ceneri, rocce, calcare, carbone, vetro, resine, sali ecc.

Il mulino a taglienti, invece, è maggiormente adatto per la frantumazione di materiali di durezza modesta e per questo motivo si usa per trattare buona parte delle biomasse.

Legno di varia tipologia, pellet, alghe, paglia, fieno, residui di frantoi oleari ecc. sono solo alcuni dei materiali trattati e successivamente analizzati nei nostri laboratori.

Anche in questo caso la dimensione del materiale in uscita dal mulino è funzione del vaglio utilizzato: nella maggior parte dei casi la frantumazione può avvenire per più passaggi, utilizzando vagli con dimensioni dei fori via via decrescenti.

Per la preparazione di un campione omogeneo e perfettamente rappresentativo, è utile fare un ulteriore separazione del materiale frantumato.

Questo può essere operato tramite vagliatura con opportuni setacci (per esempio con dimensione dei fori pari a 250 µm).

Il campione così ottenuto è pronto per essere caratterizzato: nella maggior parte dei casi viene immediatamente sottoposto all’analisi immediata (per la determinazione, tra gli altri, dell’umidità) o, quando necessario, posto in stufa a essiccare.