Misurazione e controllo delle portate di perossido d’idrogeno: un esempio di applicazione reale.

Il perossido di idrogeno nell’industria.

Sebbene il perossido di idrogeno (H2O2) sia impiegato principalmente nello sbiancamento di tessuti, carta e polpa, questo composto chimico viene anche usato come agente disinfettante per rimuovere microrganismi (patologici) dalle superfici.

Nell’applicazione pratica, il perossido di idrogeno entra nella camera da decontaminare allo stato liquido, dopo di che viene vaporizzato su una superficie calda. Tramite la circolazione di un flusso d’aria viene diffuso il vapore disinfettante, facendo sì che entri in contatto con le pareti della camera.

La società svizzera SKAN, leader mondiale nel settore delle camere bianche e degli isolatori per l’industria farmaceutica e delle biotecnologie, ha chiesto l’aiuto di Bronkhorst per la misurazione di piccole quantità di perossido di idrogeno per la decontaminazione di isolatori per processi asettici. 

(Fonte:  SKAN Switzerland)

Richieste di applicazione

Si richiedeva di misurare in modo continuo piccole quantità di una soluzione di perossido di idrogeno. Per tale operazione erano necessarie elevata accuratezza e riproducibilità, nonché un sistema di misurazione facile da usare e completamente integrato (costruito in linea). La soluzione di misurazione doveva essere in grado di trasmettere il valore misurato al PLC tramite un protocollo Fieldbus o analogico.

  • Misurazione di portata di liquidi continua
  • Elevata accuratezza e riproducibilità

Soluzione di processo

La soluzione per il dosaggio accurato e la misurazione continua di piccole quantità di perossido di idrogeno concentrato al 35-50% è costituita da una pompa peristaltica in serie con un misuratore di portata massico Coriolis (serie mini CORI-FLOW ML120) Bronkhorst. I 15 rulli della pompa peristaltica consentono di avere una portata della soluzione di perossido di idrogeno priva di impulsi.

Il misuratore di portata Çoriolis di Bronkhorst misura la portata dei liquidi monitorandone congiuntamente temperatura e densità. Una portata tipica è compresa tra 50 e 100 microlitri al minuto. Per la misurazione era richiesta un’accuratezza inferiore al 10% e con il misuratore di portata massico scelto è possibile ottenere una precisione dell’1%. Il dispositivo è dotato di una valvola per il controllo della pompa peristaltica, nel caso in cui la richiesta di controllo della portata dovesse verificarsi in una fase successiva. La comunicazione con il PLC è possibile tramite un protocollo analogico da 4-20 mA o un protocollo Profinet digitale.

Il monitoraggio della densità del perossido di idrogeno è importante per individuare se avviene il degassamento. Oltre a essere un composto reattivo, H2O2 è piuttosto instabile e si decompone in acqua e gas ossigeno nei tempi previsti. La bassa densità è la misura della decomposizione, perciò può capitare che resti una quantità di perossido di idrogeno insufficiente ai fini della contaminazione.

Prima di questa soluzione, la quantità di perossido di idrogeno dosata veniva stabilita misurandone il peso su bilance apposite. Tuttavia, per le applicazioni industriali il metodo di pesatura non è adatto a causa della sensibilità a correnti d’aria e vibrazioni. Inoltre, questo metodo usa una modalità discontinua anziché continua, aspetto che ha spinto SKAN a cercare un’altra soluzione. La società intendeva fornire una soluzione di alta qualità e sicura in termini di processo per stabilità e resistenza a lungo termine. La combinazione di una pompa peristaltica in serie con il misuratore di portata massico ML120 Bronkhorst costituisce in effetti una soluzione semplice, affidabile e lungimirante per il trasferimento di preziose sostanze in modo sicuro, rapido ed efficiente.

Il design compatto e a ingombro ridotto, unito alle eccellenti prestazioni, hanno convinto il cliente a dotare gli isolatori in linea della tecnologia Bronkhorst. Nel 2016 SKAN ha conosciuto la tecnologia ML120 e da allora sono circa dieci i suoi isolatori ‘ML120 potenziati’ attualmente impiegati sul campo. I vantaggi riconosciuti sono la misurazione massica diretta, un ampio intervallo (riscalabile) e l’indicazione della densità. Inoltre, grazie alla stabilità dello zero, a un tempo di ciclo ottimizzato e all’assenza (virtuale) di volume morto, il dispositivo funziona con elevata precisione e ripetibilità. SKAN considera il misuratore di portata massico ML120 un componente essenziale indispensabile.

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