L'unità produttiva di Bormioli Pharma dislocata a San Vito al Tagliamento, in Friuli Venezia Giulia, si occupa della produzione di vetro per applicazioni biomedicali e farmaceutiche. L'impianto dispone di 3 forni di fusione e di 5 linee di distribuzione del vetro. Per la maggior parte, il vetro prodotto viene formato in tubi di vetro per fiale. Tuttavia, negli ultimi anni la produzione è stata estesa a diversi contenitori per uso farmaceutico.
All'interno del bagno fuso, nel corso progressiva fusione delle materie prime, queste ultime rilasciano una certa quantità di anidride carbonica in fase gassosa. Questa CO2 , insieme ad una quantità di aria inglobata nel processo di fusione e altre componenti gassose con solubilità variabile nel vetro determina dunque la presenza di bolle in fase gassosa all'interno del vetro fuso, che può costituire una sorgente di difetti nel prodotto finito e vanno dunque eliminate prima che il vetro venga estratto dal bacino per passare alla successiva fase di raffreddamento. Questo problema è in particolare sentito nella produzione dello stabilimento di San Vito al Tagliamento, che essendo destinata a vetri di tipo biomedicale deve garantire standard di qualità particolarmente elevati. L'eliminazione dei gas avviene tipicamente quando le bolle di anidride carbonica risalgono verso la superficie del bacino a causa della pressione idrostatica (o più propriamente vetrostatica). È dunque necessario che il bacino sia progettato in modo da mantenere il vetro fuso al proprio interno per un tempo sufficiente a fare risalire in superficie il gas contenuto nel vetro. Questo tempo può essere ridotto sfruttando la minore viscosità del vetro fuso alle alte temperature, che consente un più rapido scorrimento delle bolle di gas verso la superficie. È dunque importante fare in modo che il vetro fuso rimanga per il maggior tempo possibile in corrispondenza delle zone del bacino a più alta temperatura, evitando al contempo il contratto troppo ravvicinato tra strati vetrosi a diversa temperatura.
Il progetto si pone l'obiettivo di sviluppare una metodologia per la simulazione dei flussi di vetro all'interno del bagno fuso, che possa migliorare la comprensione dell'influenza dei parametri di funzionamento dell'impianto sulla qualità del prodotto finito. Tale comprensione potrebbe dunque contribuire ad ottimizzare le condizioni di funzionamento dell'impianto, al fine di massimizzare la qualità del vetro prodotto. La metodologia di simulazione sarà basata su un'adeguata modellazione fisico-matematica del fenomeno in esame, in grado di tenere conto di tutti gli aspetti dello salienti stesso.
The Bormioli Pharma unit located at San Vito al Tagliamento, in Friuli Venezia Giulia, is producing glass for biomedical and pharmaceutical applications. The plant is composed of 3 melting furnaces and 5 glass distribution lines. For the most part, the glass is shaped into small pipes for phials. In the last years though, the production has been extended to other containers for pharmaceutical use.
Within the molten glass basin, during their progressive fusion, the prime materials release a certain amount of carbon dioxide in gas phase. Such CO2, along with some air trapped in the melting materials and other gas components involved in the melting process, determines the presence of gas bubbles within the molten glass. Such bubbles might represent a source of flaws in the finished product, and must be therefore eliminated before the glass is extracted from the furnace. Such problem is particularly relevant for the San Vito al Tagliamento production site, as biomedical glass must grant high quality standards. The gas elimination of is typically occurring when the carbon dioxide bubbles rise to the surface of the basin due to hydro static (or glass static) pressure. The gas release time can be reduced in high temperature regions, as the corresponding reduced viscosity allows bubble to flow faster towards he furnace surface. It is therefore very important that the furnace is designed and operated in a way that allows the molten glass to remain at high temperature for the highest possible time, and that at the same avoids intense temperature gradients.
The project aims at developing a methodology for the simulation of the glass flow within the melting basin. Such simulations would consistently improve the comprehension of the influence that each functional parameters of the furnace have on the quality of the produced glass. Such a comprehension could then be used to optimize the furnace operational conditions, so as to maximize glass quality. The methodology studied will be based on a suitable physical and mathematical model of the phenomenon under study, which will account for all its most relevant aspects.
DURATA PROGETTO: 24 mesi
PARTNERS: Bormioli Pharma , Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati-SISSA
PERSONE COINVOLTE: Enrique Delgado, Gianluigi Rozza (P.I.)
COLLABORATORI: Andrea Mola
