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Il tirocinante sarà inserito nelle attività di ricerca del Gruppo di Ricerca Impianti e Processi del Dipartimento Tecnologie di Generazione e Materiali sul tema della metanazione biologica.

Tema di ricerca:

Per metanazione della CO2 si intende la sintesi di metano a partire da CO2 e H2. In particolare si intende fare riferimento ad un processo biologico di metanazione, particolarmente adatto all’upgrading del biogas.  La sintesi del metano è promossa da microorganismi del dominio Archaea, secondo una delle modalità con cui avviene all’interno dei digestori anaerobici e può avvenire o direttamente in situ, nel digestore anaerobico, mediante iniezione di idrogeno (la CO2 è quella del biogas) o in un reattore separato (ex-situ), alimentato da biogas e idrogeno. Sempre in presenza di acqua.

Tutta la letteratura evidenzia come il maggior ostacolo ad una metanazione efficiente, sia essa effettuata in situ o ex situ il trasferimento di massa gas/liquido, in particolare dell’idrogeno, caratterizzato da bassissima solubilità in acqua. All’interno del reattore di metanazione si ha sempre a che fare con un sistema trifase in cui il gas, per raggiungere i microorganismi, deve essere in grado di diffondersi nel liquido.

Le scelte tecnologiche per migliorare il trasferimento di massa sono indirizzate prevalentemente a:

• garantire una migliore distribuzione del gas nel liquido affidandosi, ad esempio, a sistemi efficienti di rimescolamento e a distributori efficienti (come nei reattori CSTR);
• aumentare i tempi e la superficie di contatto tra il gas ed il liquido realizzando, ad esempio, reattori sufficientemente sviluppati in altezza, con il gas iniettato dal fondo, dotati di ricircolo o di strutture di riempimento che rendano tortuoso il percorso del gas, perfezionando sistemi che producano bolle di piccole dimensioni, con il doppio vantaggio di ridurre anche le velocità di risalita;
• ridurre lo spessore di liquido che il gas deve attraversare per raggiungere i microorganismi, impiegando reattori a gocciolamento (trickle-bed), in cui il liquido di coltura dei microorganismi si riduce ad un film depositato su supporti, mantenuti opportunamente umidificati.

Attività:

L’attività che svolge RSE sul tema della biometanazione è focalizzata sullo lo studio di sistemi a gocciolamento (trickle bed). Si tratta di reattori contraddistinti tipicamente da un elevato rapporto altezza/diametro, al cui interno sono contenuti materiali plastici di riempimento caratterizzati da elevato rapporto superficie volume. L’acqua è inserita nella parte alta del reattore, attraverso uno o più ugelli in quantità e con portate sufficienti a garantire la formazione di un film liquido su tutte le superfici, allo scopo di promuovere la crescita di biofilm e assicurare adatte condizioni di vita ai microorganismi.

Nello specifico, il tirocinante in affiancamento a personale esperto sarà inserito nell’attività di modellazione numerica di reattori trickle bed: in particolare si occuperà di descrivere i complessi fenomeni idrodinamici, la diffusione dei gas nel liquido e le cinetiche delle reazioni biologiche, allo scopo di produrre uno strumento utile sia come integrazione alla sperimentazione (attraverso la quale, tra l’altro, verrà fatta la validazione) sia per la progettazione di nuove configurazioni reattoristiche e di processo.

Requisiti minimi (Conoscenze tecniche / Esami svolti / Capacità ed Attitudini)

Il tirocinante deve aver completato tutti gli esami prima dell’inizio del tirocinio in azienda.

Si richiede inoltre:

• una buona conoscenza di fluidodinamica e dei fenomeni di trasporto di massa e autonomia operativa nell’utilizzo dei mezzi di modellazione.
• una conoscenza avanzata della lingua italiana (scritta e orale).
• una media esami superiore al 26 (primo livello e magistrale).
• una buona predisposizione al lavoro di team e discreta autonomia nell’organizzazione e nella gestione del lavoro.

Titolo di studio (e eventuali specializzazioni / Master, ecc.)  

Laureando quinquennale in Ingegneria Energetica, Ingegneria Ambientale, Ingegneria Chimica, Ingegneria Meccanica, Ingegneria biomedica.

Luogo di lavoro: Milano

Rimborso spese /indennizzo di tirocinio: NO

Mensa aziendale: SI