La famiglia di rifrattometri da processo Vaisala Polaris trova un'ampia gamma di utilizzi nei processi in cui sono richieste misurazioni della concentrazione dei liquidi. È possibile utilizzare uno strumento Vaisala Polaris insieme all'indicatore portatile Vaisala Indigo80 per ottenere una serie di vantaggi aggiuntivi nei processi industriali. Questo blog esplora alcuni casi d'uso tipici in cui questi vantaggi fanno la differenza maggiore.

L'indicatore portatile compatto Indigo80 è uno strumento di misurazione portatile per il campionamento e la calibrazione sul campo, l'analisi dei dati e la diagnostica. Se abbinato agli strumenti compatibili Vaisala Indigo, offre misurazioni stabili e accurate di parametri quali umidità, temperatura, punto di rugiada, biossido di carbonio, vapore di perossido di idrogeno, tracce di acqua in olio, indice di rifrazione e concentrazione del liquido anche in caso di rapidi cambiamenti ambientali. Grazie alla straordinaria capacità della batteria, al display ad alta risoluzione e alla memoria in grado di contenere fino a 5,5 milioni di punti dati, Indigo80 rappresenta un modo pratico per visualizzare le misurazioni su un lungo periodo di tempo e per controllare le letture delle sonde installate per verificare se necessitano di calibrazione. Può essere utilizzato anche per la registrazione dei dati, il controllo a campione e la risoluzione dei problemi, con il display che fornisce la visualizzazione dei dati provenienti dalle apparecchiature installate. Con i rifrattometri da processo è possibile visualizzare l'immagine ottica e altre informazioni dello strumento per una diagnosi accurata sul posto. 

Indigo80 è compatibile con la gamma di rifrattometri da processo Vaisala Polaris, utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni dell'industria di processo, quali cristallizzazione, diluizione, distillazione, miscelazione e controllo qualità. In tutte queste applicazioni la misurazione della concentrazione del liquido è fondamentale per garantire condizioni di processo ottimali, qualità del prodotto, sicurezza del processo e conformità alle normative.

Vaisala Polaris utilizza il principio di misura dell'indice di rifrazione per misurare le concentrazioni dei liquidi, contribuendo a mantenere operazioni sicure nell'industria della carta e della cellulosa con la misurazione dei solidi totali del Black Liquor; garantisce la qualità di alimenti e bevande misurando il contenuto di zucchero e consente misurazioni accurate della concentrazione nei processi di produzione chimica, tra i tanti altri utilizzi. 

Diamo un'occhiata ad alcuni casi d'uso che illustrano i vantaggi dell'impiego di Indigo80 insieme ai rifrattometri da processo Polaris.

1. Configurazione e calibrazione: nessun tempo di inattività per la configurazione delle sonde

I rifrattometri da processo Polaris vengono consegnati preconfigurati, con coefficienti di concentrazione impostati per l'applicazione prevista. Con Indigo80 è possibile regolare i parametri in modo rapido e semplice, senza dover rimuovere la sonda dal processo per riconfigurarla tramite un computer portatile. Indigo80 può essere utilizzato anche per modificare i parametri di smorzamento del segnale senza compromettere il processo. Grazie a un dispositivo portatile dedicato non è necessario portare computer portatili o altri dispositivi nell'area di lavorazione, il che potrebbe rappresentare un problema di sicurezza o compromettere la configurazione della camera bianca. A fini di verifica, Indigo80 offre un modo semplice per confermare la lettura dal sistema di automazione per i processi di calibrazione.

2. Registrazione dei dati: scoprire i problemi di un processo

Molti dispositivi di campo non memorizzano dati storici, ma effettuano letture istantanee che vengono utilizzate nei controlli di processo o per generare allarmi se i parametri di processo superano i limiti impostati. Se si verifica una situazione imprevista e l'operatore non è sicuro della causa, è necessario uno strumento diagnostico. È qui che può rivelarsi utile l'impiego di Vaisala Polaris con Indigo80: poiché Indigo80 è alimentato a batteria, può essere collegato al dispositivo di campo durante la notte o per un periodo più lungo. Indigo80 consente il confronto dei dati con quelli del sistema per determinare le variazioni nel tempo, facilitando la diagnosi.

3. Manutenzione: identificazione del momento in cui i sensori necessitano di pulizia

Sebbene i rifrattometri da processo Polaris richiedano raramente manutenzione, a causa della loro struttura robusta e della mancanza di parti consumabili e mobili, la manutenzione potrebbe essere necessaria se il prisma ottico si ricopre di residui, causando una deriva del fattore di qualità. Il fattore di qualità è un parametro numerico che indica la pulizia del prisma ottico. In caso di deriva, l'unità dovrà essere rimossa e pulita. Indigo80 può aiutare a identificare le esigenze di manutenzione registrando il fattore di qualità nel tempo. Se il fattore di qualità diminuisce o si verificano variazioni significative, è un buon segno che potrebbe essere necessaria una pulizia. Indigo80 può essere utilizzato anche come display per rifrattometro da processo Vaisala Polaris e per altre sonde intelligenti che non dispongono di un proprio display, con la possibilità di scegliere tra due visualizzazioni: la misurazione corrente o una rappresentazione grafica delle letture storiche. 

Se utilizzate separatamente, le sonde Indigo80 e Vaisala Polaris sono strumenti potenti per raccogliere preziose informazioni sui processi e migliorare la qualità dei processi e del prodotto finale in una vasta gamma di applicazioni. Se utilizzati insieme, i vantaggi sono amplificati: Vaisala Polaris raccoglie dati accurati sulla concentrazione e Indigo80 fornisce un modo pratico per registrare, accedere e visualizzare questi dati senza il rischio di tempi di inattività del processo.

Il firmware aggiornato sarà disponibile entro la fine di Marzo 2025. Anche i clienti esistenti otterranno le nuove funzionalità aggiornando il firmware dei rifrattometri da processo Polaris e dei dispositivi portatili Indigo80. 

Scopri di più sui rifrattometri da processo Vaisala Indigo80 e Vaisala Polaris. 

Ti diamo il benvenuto al secondo di tre blog di domande e risposte in cui gli esperti del settore Kevin Green di Vaisala e Dave Lobach di Rocky Mountain Instrumentation rispondono alle domande del nostro webinar, "Come migliorare l'efficienza: approfondimenti sull'indice di rifrazione per applicazioni di misurazione della concentrazione nell'industria chimica". È disponibile anche il primo blog di domande e risposte: "Sistemi di lavaggio del prisma e rifrattometri nelle applicazioni chimiche."

Se non hai seguito il webinar live, è disponibile la registrazione.

In questo secondo blog, Kevin e Dave illustrano i dettagli della misurazione dell'indice di rifrazione nelle applicazioni con acido solforico. Di seguito trovi la nota applicativa completa. 

Domanda:  È possibile misurare gli oli solubili in acido (ASO) nell'alchilazione, oltre all'acido solforico (H₂SO₄)?  

Risposta:  I rifrattometri sono molto efficaci nei processi di alchilazione per la misurazione di acidi come l'H₂SO₄. Possono monitorare la concentrazione di acidi prima e dopo il reattore e non sono influenzati dagli oli solubili in acido (ASO). Ciò garantisce misurazioni accurate e un controllo efficiente del processo.

Domanda: Per le misurazioni in mezzi aggressivi come l'H₂SO₄, si verifica un degrado dello strumento o una riduzione della precisione con il tempo di esposizione? Se sì, quali sono le procedure di manutenzione consigliate?  

Risposta: Quando si impiegano mezzi aggressivi come l'acido solforico è opportuno considerare l'eventuale degrado. Sebbene il prisma sia resistente all'H₂SO₄, si consiglia di utilizzare 316SS in concentrazioni superiori al 90%. Per applicazioni più aggressive, consigliamo di prendere in considerazione le leghe avanzate, come Hastelloy o Alloy 20. La manutenzione costante e l'attenta selezione dei materiali sono essenziali per garantire la longevità e la precisione dello strumento.

Domanda: Per le concentrazioni di H₂SO₄ da 0 a 80% e da 85 a 100%, è necessario utilizzare due rifrattometri? E per le concentrazioni da 80% a 85%?  

Risposta: È preferibile utilizzare due rifrattometri per le concentrazioni di acido solforico da 0 a 80% e da 85 a 100% data la curva dell'indice di rifrazione non lineare, che diventa negativa tra 80% e 100%. Questo approccio consente di ottenere una precisione migliore, risolvendo le problematiche di misurazione tipiche di questi intervalli di concentrazione.

Per approfondire ulteriormente le informazioni fornite dagli esperti e saperne di più sulle applicazioni con acido solforico e indice di rifrazione nell'industria chimica, contatta Vaisala.
 

In questo blog, Kevin Green di Vaisala e Dave Lobach di Rocky Mountain Instrumentation rispondono a diverse domande poste durante il webinar "Come migliorare l'efficienza: approfondimenti sull'indice di rifrazione per applicazioni di misurazione della concentrazione nell'industria chimica".  Se non hai ancora visto il webinar, puoi guardarne la registrazione. 

Domanda: Per i rifrattometri è necessario un sistema di lavaggio del prisma?

Risposta: Una domanda frequente per diverse applicazioni chimiche impegnative è la necessità del sistema di lavaggio del prisma. Si tratta di un sistema spesso necessario in presenza di accumuli o depositi in tubazioni o recipienti che richiedono una manutenzione regolare. È fondamentale capire se un sistema di questo tipo è necessario per garantire l'efficienza e la durata dell'attrezzatura. Per valutare l'esigenza di un sistema di lavaggio del prisma per un rifrattometro nelle applicazioni chimiche occorre determinare se sono presenti accumuli o depositi.

Quando si decide di sostituire le misurazioni di pH o conduttività con l'indice di rifrazione, spesso si può capire se occorre un sistema di lavaggio del prisma considerando le condizioni del processo e i requisiti di manutenzione delle sonde esistenti.

Per ulteriori informazioni, consulta il blog su questo argomento: "Come il lavaggio del prisma dei rifrattometri nelle applicazioni più impegnative può costituire un vantaggio competitivo".

Domanda: L'angolo critico cambia con la concentrazione o è determinato dal prisma? 

Risposta:  L'angolo critico varia a seconda della concentrazione della soluzione. Inoltre, il numero di sfaccettature e i loro angoli di taglio nel prisma determinano l'intervallo dell'indice di rifrazione. Questa relazione è essenziale per misurazioni precise e prestazioni ottimali dei rifrattometri. Per saperne di più sulle specifiche meccaniche del prisma, consulta questa scheda tecnica. 

Domanda: Quanti rifrattometri è possibile collegare a un trasmettitore Indigo? 

Risposta: Quando si tratta di integrare i sensori di indice di rifrazione ai trasmettitori, è possibile collegare due sensori Polaris di Vaisala a un singolo trasmettitore Indigo520 Vaisala. Ogni unità Indigo è dotata di comunicazione digitale Modbus TCP/IP o quattro uscite analogiche utilizzabili per misurazioni sia dell'indice di rifrazione che della temperatura. Grazie a questa flessibilità si ha un monitoraggio e un controllo completi in vari processi industriali.

Domanda: È possibile monitorare la quantità di solidi non disciolti monitorando il lato buio del riflesso? (ossia il numero di punti o la luminosità) 

Risposta: I rifrattometri misurano la concentrazione totale di solidi disciolti, mentre i solidi non disciolti si misurano generalmente con uno strumento di densità. Questa misurazione può quindi essere utilizzata per determinare la quantità di prodotto insolubile presente nel processo.

Domanda: È possibile utilizzare la misurazione dell'indice di rifrazione nelle miscele di liquami di idrocarburi e polveri minerali? 

Risposta: La refrattometria è uno strumento utile per analizzare le miscele di liquami di idrocarburi e polveri minerali. Può valutare la viscosità degli idrocarburi ignorando i solidi nel processo. Fornendo informazioni dettagliate relative alla miscela di liquame chimico, i rifrattometri assicurano misurazioni precise e affidabili, essenziali per ottimizzare la produzione e garantire il controllo di qualità.

È disponibile una nota applicativa correlata: "Gas naturale liquefatto (GNL): identificazione degli idrocarburi liquidi"

Scopri di più sulla misurazione della concentrazione di liquidi per il controllo e l'ottimizzazione dei processi nelle applicazioni chimiche.

La gamma di rifrattometri da processo Polaris™ di Vaisala per la misurazione della concentrazione di liquidi seve un'ampia varietà di settori e applicazioni. Ma cosa succede se il tuo processo necessita di qualcosa di un po' speciale? Ad esempio, una dimensione del collegamento o un raccordo personalizzato oppure una dimensione della cella di flusso che la nostra offerta standard non dispone. Il servizio Engineer to Order di Vaisala può esserti di grande aiuto.

I rifrattometri da processo in linea ottici Polaris all'avanguardia di Vaisala ottimizzano i processi produttivi, migliorano la produttività e riducono il consumo di risorse, energia e tempo in vari settori e centinaia di applicazioni. La famiglia Polaris comprende prodotti per la misurazione della concentrazione dei liquidi nei settori alimentare, chimico e cartario, tutti processi altamente specializzati con requisiti specifici.

Prodotti su misura per le tue esigenze specifiche con Engineer to Order

"Sebbene l'offerta Polaris standard sia in grado di soddisfare un'ampia gamma di esigenze di misurazione dei liquidi, i clienti potrebbero avere richieste speciali che i nostri prodotti standard non soddisfano", afferma Niko Jaakkola, Project Engineer di Engineer to Order di Vaisala. "Ad esempio, potrebbero aver bisogno di collegamenti o raccordi di dimensioni diverse per adattarsi alle tubazioni di processo o richiedere un tipo specifico di materiale per motivi igienici o a causa dei fluidi di processo coinvolti".

Altre potenziali modifiche che possono essere apportate tramite il servizio Engineer to Order includono l'aggiunta di un alloggiamento certificato EX per l'utilizzo in ambienti esplosivi (un requisito comune nei settori chimico e petrolchimico) o il dimensionamento delle celle di flusso del cliente per consentire l'installazione dei rifrattometri sulle estremità libere delle tubazioni.

Engineer to Order è un servizio unico per i clienti che necessitano di personalizzare i rifrattometri da processo di Vaisala in base a esigenze specifiche. "Alcuni processi industriali, come la produzione di pasta di legno e carta o quella petrolchimica, si svolgono in ambienti ostili con temperature estreme e sostanze chimiche corrosive", afferma Kati Ikonen, Manager del servizio Engineer to Order in Vaisala. "La produzione di pasta di legno e carta, ad esempio, potrebbe richiedere l'installazione del rifrattometro con una bobina di una dimensione che non offriamo di serie oppure il cliente potrebbe avere esigenze estremamente specifiche in merito alla ruvidità della superficie dell'alloggiamento. Grazie a Engineer to Order possiamo soddisfare le loro esigenze e fornire una soluzione su misura".

Consulenza esperta per individuare la soluzione migliore 

Per i clienti che desiderano usufruire del servizio Engineer to Order, è fondamentale raccogliere quante più informazioni possibili sulle esigenze del processo, compresi collegamenti, pressioni, materiali utilizzati e mezzi di processo. La fase successiva consiste nel contattare il rappresentante di vendita locale di Vaisala.

"Collaboriamo con i team delle vendite per valutare le esigenze del cliente e sviluppare una soluzione. Più alto è il numero di informazioni fornite in anticipo, più facile e veloce sarà per noi personalizzare il rifrattometro da processo. Possiamo fornire tutto ciò di cui hanno bisogno: informazioni sui costi, esigenze di personalizzazione e una previsione del lead time", afferma Jaakkola. "Siamo sempre pronti ad agire come consulenti esperti per aiutare il cliente a mettere a punto le specifiche e determinare il risultato più efficace ed economico".

I rifrattometri da processo personalizzati tramite il servizio Engineer to Order sono coperti dalla stessa garanzia di tutti gli altri prodotti Vaisala. Tutto il lavoro di personalizzazione viene eseguito presso il nostro impianto di produzione a Vantaa in Finlandia. 

Food & Beverage, settore chimico e industria cartaria hanno qualcosa in comune. Per garantire la sicurezza e un'elevata qualità del prodotto finale, è fondamentale misurare la concentrazione delle principali sostanze nei processi liquidi.  

I rifrattometri da processo Vaisala consentono misurazioni ottiche di alta qualità per i processi liquidi. Grazie al design a gomito della cella di flusso, il flusso del liquido solitamente mantiene il prisma pulito: 9 volte su 10, infatti, non occorre fare nulla. Tuttavia, nelle applicazioni più complesse serve un sistema di lavaggio del prisma. Vediamolo insieme in questo articolo. 

Come faccio a sapere se per la mia applicazione serve un sistema di lavaggio del prisma?

È probabile che non serva. I rifrattometri da processo Vaisala utilizzano misurazioni ottiche per misurare la concentrazione di varie soluzioni, tra cui acidi, alcol, solventi, idrocarburi e saccarosio. Ciò può essere fatto per quasi tutti i liquidi: in linea di principio, se un liquido può essere pompato, il rifrattometro Vaisala è in grado di misurarlo. 

Tuttavia, affinché la misurazione sia precisa, il prisma del rifrattometro deve essere privo di residui. Di solito questo non è in problema, ma in alcune applicazioni la soluzione misurata potrebbe accumularsi sul prisma. Ciò avviene, ad esempio, nell'industria cartaria con la misurazione del liscivio nero o nel settore Food & Beverage con il blanching (scottatura) degli alimenti amidacei, come le patate. Man mano che l'accumulo sul prisma aumenta, i valori potrebbero scostarsi e portare a misurazioni poco precise. Nel peggiore dei casi, la misurazione non può essere effettuata finché il prisma non viene pulito. 

Quali sistemi di lavaggio del prisma sono disponibili?

È qui che entrano in gioco i sistemi di lavaggio del prisma. Vaisala offre vari tipi di sistemi, a seconda dell'applicazione e delle esigenze. Il più comune è il lavaggio a vapore. Funziona così: a intervalli regolari (ad esempio ogni 20 minuti), sul prisma viene spruzzato vapore per alcuni secondi. Il vapore aiuta a mantenere il prisma cristallino, anche negli ambienti più difficili. 

In caso di applicazioni sensibili al calore in cui non è possibile utilizzare il vapore, cosa che può accadere nell'industria chimica, nel settore minerario o nel Food & Beverage, è anche possibile effettuare il lavaggio con acqua ad alta pressione.   Analogamente alla prima opzione, il prisma viene pulito con brevi getti d'acqua a intervalli regolari. Il lavaggio può essere effettuato anche con un solvente idoneo, a seconda del fluido di processo.

I sistemi di lavaggio del prisma sono costosi o difficili da installare?

I sistemi di lavaggio del prisma sono convenienti e possono essere aggiunti ai rifrattometri Vaisala come retrofit. L'investimento iniziale per l'acquisto di questi sistemi è basso, così come i costi operativi poiché il lavaggio richiede solo piccole quantità di vapore, acqua o solvente. 

Scegliere il giusto sistema in base alla propria applicazione può sembrare complicato, ma in realtà non lo è. Vaisala vanta decenni di esperienza nella misurazione per processi liquidi in numerosi settori e le nostre soluzioni per il lavaggio del prisma sono non solo collaudate sul campo, ma anche facili da installare. I nostri esperti ti aiuteranno innanzitutto a stabilire se hai bisogno di un sistema di lavaggio del prisma e, in caso affermativo, ti consiglieranno il sistema migliore per la tua applicazione.

Nel caso in cui l'applicazione specifica sia troppo complessa per utilizzare un rifrattometro Vaisala così com'è, è disponibile una soluzione pronta all'uso per garantire che la misurazione del processo liquido sia quanto più accurata, stabile e ripetibile possibile. In questo modo il processo (e la tua attività) procederanno senza intoppi. 
 

I processi chimici liquidi che traggono vantaggio dalle misurazioni dell'indice di rifrazione riguardano un'ampia gamma di sali all'interno dell'industria chimica, come nei prodotti chimici a base di acqua e petrolio. In tutti i settori, l’IR è rilevante per i prodotti chimici a base acquosa come glicoli, resine e polimeri; prodotti chimici petroliferi come plastica e solventi; e negli additivi industriali del petrolio, lubrificanti, cere e simili. 

In questo blog rispondiamo alle domande a cui non abbiamo avuto tempo di rispondere durante il nostro webinar "Misurazioni di liquidi in applicazioni chimiche impegnative: densità vs. concentrazione". Se non hai ancora guardato il webinar, puoi visualizzare la registrazione in qualsiasi momento.  

Domanda: In futuro sarà possibile misurare quantità molto piccole di acqua (livello ppm) nei solventi organici? Ciò sarebbe molto utile per applicazioni di chimica organica come la distillazione o l'evaporazione di solventi organici per rimuovere quanta più acqua possibile.

Risposta: Sì. Il rifrattometro Vaisala è in grado di misurare piccole quantità di acqua nei solventi se questi sono disciolti nella soluzione. Attualmente, il limite di rilevamento è di circa 100 ppm, ma dipende da parametri di processo come la temperatura del mezzo stesso.

Domanda: Mescoliamo due prodotti all'istante tramite miscelatori statici e pressione. Un rifrattometro in linea può aiutarci a determinare la percentuale di ciascun materiale presente durante l'intero processo di miscelazione? Attualmente preleviamo campioni all'inizio, a metà e alla fine del processo di miscelazione. Attualmente utilizziamo la gascromatografia per determinare la concentrazione di ciascun materiale in questi punti di campionamento, ma ciò può richiedere 1-2 ore per campione. 

Risposta: Sì. Possiamo calcolare il rapporto di concentrazione se conosciamo la concentrazione dei prodotti della miscela. Ti invitiamo a inviarci ulteriori informazioni sui tuoi prodotti chimici specifici e potremo verificarne l'idoneità in dettaglio.

Domanda: Esiste una correlazione tra la concentrazione e il pH dell'acido solforico residuo?

Risposta: Sì. Ti invitiamo a contattarci per parlare con un ingegnere applicativo e saperne di più. 

Domanda: Questo sensore può inviare un segnale da 4-20 mA a un dispositivo?

Risposta: I rifrattometri Vaisala Polaris sono dotati di uscite 4...20 mA e Modbus RTU integrate. 

Domanda: Vedo molte installazioni a flusso continuo. I rifrattometri Vaisala possono essere installati in un'applicazione a immersione in un serbatoio o in un altro recipiente?

Risposta: Sì. È possibile installare il rifrattometro in linea Vaisala Polaris direttamente su un serbatoio o recipiente. Disponiamo di collegamenti flangiati per sensori standard. Per ulteriori informazioni, consulta la pagina del prodotto PR53 GP. 

Domanda: Ricevo spesso domande sulla precisione comparata tra Coriolis e rifrattometri. Potete affrontare questa questione? 

Risposta: Sì, nel nostro eBook abbiamo una tabella completa che confronta le caratteristiche principali dei comuni metodi di misurazione dei liquidi: Coriolis, microonde, ultrasuoni e nucleare. Di seguito è riportata una parte della tabella. Per visualizzare l'intera tabella, compresi i confronti tra opzioni di installazione, temperatura di esercizio massima, pressione operativa, precisione tipica, stabilità a lungo termine, verifica e altro, scarica il PDF. 

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Domanda: Le misurazioni dell'indice di rifrazione sono applicabili ai fluidi scuri?

Risposta: Sì. Poiché il rifrattometro misura la luce riflessa, il mezzo del processo può essere completamente scuro, trasparente o una via di mezzo. Questa è una delle proprietà uniche dei rifrattometri in linea e delle misurazioni dell'indice di rifrazione, che li rende flessibili nelle applicazioni di misurazione di prodotti chimici liquidi. 

Scopri di più sui rifrattometri Vaisala nei processi chimici liquidi.