Nel mondo dell’analisi dei liquidi esistono numerosi parametri da tenere sotto controllo, a seconda del processo produttivo a cui ci riferiamo.
Un birrificio, ad esempio, avrà necessità di misurare dei parametri come la torbidità e il grado di fermentazione, mentre un impianto farmaceutico dovrà tenere sotto controllo processi come l’ossidoriduzione e il valore del pH. Allo stesso modo dei parametri, esistono diversi principi di misura, ciascuno con delle peculiarità che si adattano al parametro da misurare. In questo articolo parleremo di:
Accanto a ciascun parametro troverai la soluzione proposta da Endress+Hauser.
Buona lettura!
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Il monitoraggio del valore di pH garantisce un risultato di produzione ottimizzato in tutti i settori industriali. Inoltre, il valore di pH costituisce una variabile controllata critica che influenza l'efficienza dell'impianto. Un phmetro affidabile aiuta a proteggere le persone e l'ambiente, e garantisce un'elevata qualità.
Applicazioni principali:
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Il monitoraggio della conducibilità è importante nel trattamento delle acque reflue e per il controllo dei processi di pulizia (CIP) nelle industrie alimentare e farmaceutica. Nel settore chimico, la conducibilità viene tipicamente misurata da un conduttivimetro induttivo ed è utilizzata per determinare la concentrazione di acidi e basi.
Applicazioni principali:
Se stai cercando un conduttivimetro, ecco una guida per la misura della conducibilità a elevata precisione in tutti i settori industriali.
Per l'acqua potabile, il valore di torbidità rappresenta una misura importante della qualità. Nel campo del trattamento delle acque reflue, i solidi sospesi vengono misurati con il torbidimetro per controllare i processi di trattamento dei fanghi primari, l'ispessimento dei fanghi, e i processi nella vasca di ossidazione e nell'effluente finale.
Applicazioni principali:
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L'ossigeno è un indicatore chiave della qualità delle acque superficiali o nei sistemi di trattamento. Rappresenta inoltre un fattore decisivo nell'assicurare l’efficienza di una vasca di ossidazione e nel garantire condizioni ottimali per la coltura ittica.
Applicazioni principali:
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La disinfezione sistematica è una fase fondamentale del trattamento delle acque, e la misura di cloro e biossido di cloro è necessaria in tutti i settori della disinfezione per assicurare il trattamento acque sicuro ed efficiente. Tuttavia, elevati dosi di disinfettanti possono risultare tossiche, motivo per cui i sensori devono essere estremamente precisi e accurati nella misurazione.
Applicazioni principali:
Ecco una panoramica sui sensori e trasmettitori di cloro di Endress+Hauser: per assicurare una disinfezione a norma di legge in tutti i settori industriali.
Questo principio si basa su una membrana di vetro sensibile al pH, sulla quale si accumulano gli ioni di idrogeno, causando così l'accumulo di potenziale elettrico.
Nel cuore dell'elettrodo ionoselettivo (ISE dall'inglese “ion-selective electrode”) vi è una membrana selettiva per lo ione da misurare. Integrato all'interno della membrana è presente uno ionforo che facilita la "migrazione" selettiva di un tipo specifico di ione (ad es. ammonio o nitrati) all'elettrodo. In conseguenza della migrazione degli ioni, si verifica una variazione della carica che provoca la formazione di un potenziale, proporzionale al logaritmo della concentrazione di ioni. Il potenziale viene misurato rispetto a un elettrodo di riferimento a potenziale costante e convertito in concentrazione utilizzando l'equazione di Nernst.
La conducibilità dei liquidi è misurata con la seguente configurazione di misura:
due elettrodi sono immersi nel fluido. A questi elettrodi è applicata una tensione alternata, che genera una corrente nel fluido. La resistenza elettrica o il suo valore reciproco, la conduttanza G, è misurata in base alla legge di Ohm. La conducibilità specifica κ è determinata in base alla costante di cella k, che dipende dalla geometria del sensore.
Un circuito d'oscillazione genera nella bobina primaria un campo magnetico alternato, che induce una corrente nel fluido. La potenza della corrente prodotta dipende dalla conducibilità e quindi dalla concentrazione di ioni nel fluido. Il flusso di corrente nel fluido induce un altro campo magnetico nella resistenza secondaria. La corrente risultante prodotta nella resistenza è misurata da un ricevitore ed elaborata per stabilirne la conducibilità.
Per semplificare, un raggio di luce passa attraverso il fluido e viene deviato dalle particelle più dense dal punto di vista ottico.
Le molecole marcatrici vengono eccitate da una luce verde e rispondono con una luce rossa fluorescente. Le molecole di ossigeno adattano e riducono la fluorescenza.
Terminata la preparazione del campione, una parte del permeato è pompata nella camera di miscelazione/reazione. Lo specifico reagente colorato è misurato con precisione in un rapporto di miscelazione predefinito. La reazione chimica causa una modifica caratteristica del colore del campione. Il fotometro multispettrale determina il livello di assorbimento da parte del campione a lunghezze d'onda predefinite. Le lunghezze d'onda analizzate e il loro rapporto sono specifici del parametro.
Per quanto riguarda l'ossigeno, quando esso raggiunge l'elettrodo di misura attraverso una membrana viene convertito in corrente elettrica. Un contro-elettrodo mantiene in azione il sistema.
Se invece è presente il cloro, esso viene ridotto su un elettrodo in oro. Il grado di accettazione dell'elettrone è proporzionale alla concentrazione di cloro.
In conclusione, in questo articolo abbiamo elencato i principi di misura e i parametri più comunemente utilizzati per l’analisi dei liquidi nei processi produttivi. Ciascun settore industriale ha necessità specifiche: vi sono aziende, come Endress+Hauser, che sono in grado di fornire il sensore idoneo ad ogni singola applicazione. Scopri di più all'articolo "Analisi chimiche industriali: principi, strumenti e soluzioni".
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