Preparation and analysis of silica gel based compounds for air dehumidification

In the present thesis an investigation about the preparation and analysis of silica gel compounds for air dehumidification is done. First, a research about the conventional dehumidification procedures and the modern desiccant material techniques for air dehumidification is carried out. Once the analysis is accomplished, the objective of the thesis is settled, building a monolithic device with silica gel basis, in order to create a new technology for air dehumidification. Subsequently, the investigation is started with two possible solutions depending on the structural material, the options are foam-based samples and fibres-based samples. Once a suitable composition is found satisfying all the constrains settled at the beginning, a mould to produce the samples is designed, 3d-printed and tested with the samples. Then, with the testing conclusions of the suitable composition in the mould, the optimal compound will be found, and the elaboration procedure will be established. Successively, the optimal sample will be tested in a gravimetrical device to get a parametrical analysis of the final composition. Finally, as an ending of the thesis, a device with the optimal sample will be built, tested in laboratory conditions and compared with a MATLAB® dehumidification process model.

Nella presente tesi è condotto uno studio sulla preparazione e l'analisi di composti basati su silica gel per la deumidificazione dell'aria. In primo luogo, è stata condotta una ricerca sulle tecniche di deumidificazione convenzionali e su quelle innovative che utilizzano materiali adsorbenti. Successivamente, è stato costruito un dispositivo monolitico, basato su silica gel, per la deumidificazione dell'aria. Sono state valutate due possibili soluzioni con differenti materiale di supporto: campioni aventi come base schiuma in materiale plastico e campioni contenuti fibre plastiche. Una volta individuata la composizione ottimale, è stato progettato uno stampo per produrre i campioni, realizzato con stampante 3D. Successivamente, a valle dei risultati dei test dei campioni realizzati con lo stampo, è stata individuata la composizione più adatta. Le isoterme di adsorbimento del campione ottimale sono state misurate ed è stata effettuata un'analisi parametrica della composizione finale. Infine, a conclusione della tesi, è stato costruito un dispositivo con la composizione ottimale individuata nella tesi. Il dispositivo è stato testato sperimentalmente in laboratorio. I risultati sono stati confrontati con quelli di un modello disponibile del sistema implementato in MATLAB®.