Misura della concentrazione in miscele bi-componenti

Il problema della misura della concentrazione in impianti industriali è un problema con cui ci si confronta quotidianamente. Parlando di miscele bi-componenti di liquidi anche non miscibili, al momento si hanno a disposizione diversi tipi di misure: da quella più scontata (prelievo campione ed analisi in laboratorio), si può risalire alla concentrazione misurando per esempio la densità, l'indice di rifrazione, l'assorbimento ottico fino ad arrivare agli analizzatori on-line con metodo di analisi specifico a seconda della sostanza da titolare.

Grazie alla ricerca Krohne è oggi disponibile un altro tipo di misura che è quello della costante dielettrica; misurando infatti la costante dielettrica di miscele bi-componenti si può facilmente risalire alle quantità dei due componenti.

Perché è nata l'esigenza di introdurre un nuovo tipo di misura? La motivazione è essenzialmente economica; questo tipo di strumento ha costi nettamente inferiori (paragonato agli analizzatori on-line anche di 10 volte) non necessita di manutenzione, non ha parti in movimento e funziona bene anche con miscele di liquidi immiscibili (sospensioni) come ad esempio xilene e acqua. In quest?ultimo caso lavora bene anche come segnalatore di separazione di fase ad esempio in separazioni in processi batch.

E? stato condotto con successo il test di un prototipo in uscita di un impianto di distillazione in continuo di xilene. Precedentemente alla colonna di distillazione vi è una colonna di lavaggio con acqua, quindi nello xilene che distilla vi è presenza di acqua. Fino ad oggi veniva prelevato un campione ogni turno (8 h) e veniva effettuata in laboratorio la titolazione dell'acqua con il metodo Karl-Fischer; volendo eliminare questo costo ed avere un?analisi continua puntuale ed immediata è stato verificato cosa offriva il mercato ed a fronte della situazione citata sopra si è deciso di procedere con la misura della costante dielettrica. Innanzitutto è stato realizzato un piccolo impianto di taratura (foto 1) per costruire una curva di taratura appunto. L?impianto consiste di una pompa centrifuga che fa ricircolare la massa con un?apertura della tubazione in alto che permette l'aggiunta di quantità note del componente del quale si vuole costruire la curva di concentrazione. Una volta ottenuta la curva di concentrazione di acqua in xilene è stato installato lo strumento sull'impianto (foto 2).

Con una spesa di qualche migliaio di Euro sono state eliminate presa campione ed analisi di laboratorio ad ogni turno e si è avuta la misura istantanea in continuo con indubbi vantaggi anche per la conduzione del processo.