Applicazioni per i sensori di punto di rugiada industriali

Gas industriali e aria compressa

La misurazione dell'umidità tramite sensori o trasmettitori del punto di rugiada è uno dei parametri che vengono monitorati in una vasta gamma di applicazioni industriali; in particolare, la produzione di gas industriali e specializzati e l'uso di sistemi di aria compressa.

Il monitoraggio del contenuto di umidità dei gas di processo è fondamentale sia per mantenere una qualità costante del prodotto che per proteggere la distribuzione del gas e le attrezzature di produzione da eventuali danni. Tuttavia, sempre più spesso, la misurazione dell'umidità viene utilizzata anche come mezzo per migliorare l'efficienza energetica e ridurre i costi operativi, specialmente quando vengono impiegati sistemi di essiccazione del gas.

Misurazione dell'umidità nei sistemi ad aria compressa

Comunemente chiamata "la quarta utilità industriale", l'aria compressa fornisce l'energia che aziona molti processi e sistemi industriali diversi, dagli utensili pneumatici alle attrezzature per la movimentazione dei materiali, alla preparazione degli alimenti e alle unità di riciclaggio dei rifiuti.

Un tipico sistema utilizza un compressore che aspira e pressurizza l'aria atmosferica. Questa viene poi alimentata attraverso una combinazione di filtri per il trattamento dell'aria e un essiccatore prima di essere immagazzinata in un ricevitore, da dove viene distribuita su richiesta attraverso le tubazioni al punto (o ai punti) di utilizzo.

L'aria atmosferica contiene tipicamente contaminanti come particelle, umidità e, a seconda dell'ambiente, olio vaporizzato. In condizioni normali questi non sono generalmente percepiti come pericolosi, ma quando l'aria viene compressa e ridotta di volume, così la concentrazione di contaminanti - e il rischio associato di danni al sistema a valle - aumenta. e il rischio associato di danni alle attrezzature a valle o ai prodotti fabbricati con cui l'aria viene a contatto, aumenterà. L'umidità, per esempio, causerà la corrosione delle attrezzature interne e delle superfici delle tubature e porterà all'emulsione degli oli lubrificanti, mentre in applicazioni come la produzione alimentare può stimolare la crescita di microrganismi nocivi.

In condizioni atmosferiche e ambientali normali, un metro cubo d'aria a 35°C e al 60% di umidità relativa contiene circa 23 grammi di acqua sotto forma di vapore. Aumentando la pressione a 7 bar, la concentrazione di vapore aumenterà di un fattore otto; in questo esempio, ogni metro cubo di aria compressa conterrà quindi 184 grammi di vapore acqueo. Si noti che la temperatura dell'aria aumenta quando passa attraverso un compressore. Quando si raffredda, la capacità dell'aria di trattenere lo stesso volume d'acqua diminuisce, quindi il vapore si condensa in forma liquida.

Un tipico compressore da 90kW in funzione per otto ore al giorno produrrà 970m³ di aria compressa, più 140l di acqua. La British Compressed Air Society (BCAS) ha pubblicato una Guida alle migliori pratiche (BPG104) sulla filtrazione e l'essiccazione dell'aria compressa. Questo spiega che "dopo la compressione e il successivo raffreddamento, l'aria compressa esce dal post-raffreddatore satura al 100% di vapore acqueo".

Essiccatori ad aria compressa

Il ruolo degli essiccatori all'interno di ogni sistema di aria compressa è quindi fondamentale per ridurre al minimo o eliminare la presenza di umidità. Gli essiccatori utilizzano il refrigerante, a membrana o ad adsorbimento (essiccante) e sono generalmente specificati per soddisfare il carico massimo di vapore acqueo previsto per ogni applicazione

Il calcolo del ciclo di essiccazione ottimale è stato tradizionalmente basato sulla lunghezza del tempo richiesto per condizionare un volume noto di aria compressa, e la scelta dell'essiccatore viene spesso fatta semplicemente in base al livello di consumo energetico indicato da ciascun produttore. Anche se questo approccio può essere accettabile quando i costi dell'energia sono bassi, può essere difettoso quando i costi stanno aumentando e i margini operativi sono sotto crescente pressione, poiché può portare gli essiccatori a funzionare - e a consumare energia - per molto più tempo. e consumare energia - per molto più tempo del necessario.

Invece, ciò che è richiesto è un controllo preciso del processo di essiccazione, in modo che si fermi non appena il contenuto di umidità nell'aria compressa ha raggiunto il livello corretto. È qui che sensori e trasmettitori del punto di rugiada avanzati giocano un ruolo cruciale, in quanto possono eliminare lo spreco di energia mantenendo una qualità dell'aria ottimale.

È difficile generalizzare esattamente quanta energia può essere risparmiata aggiungendo sensori di umidità integrati, poiché ogni applicazione è diversa. Tuttavia, è giusto dire che laddove l'aria compressa viene generata per periodi prolungati, come nella produzione alimentare, ci sarà una riduzione significativa del consumo energetico, rispetto a un essiccatore senza un controllo efficace dell'umidità.

Misura dell'umidità nella produzione industriale di gas

Una situazione simile si verifica nella produzione di gas industriali, come l'ossigeno e l'azoto.

C'è stato un costante allontanamento dall'uso di gas in bottiglia e di grandi serbatoi di stoccaggio, a causa di fattori quali la manipolazione manuale e le preoccupazioni per la salute e la sicurezza, e i costi di trasporto e stoccaggio. Invece, un numero crescente di aziende sta utilizzando generatori di gas in loco.

Questi sistemi usano tipicamente l'assorbimento a pressione variabile (PSA) o le tecnologie a membrana per separare flussi di ossigeno e azoto ad alta purezza da fonti di aria compressa. Anche se l'adsorbente usato nei sistemi PSA e le membrane semipermeabili a fibra cava rimuovono l'umidità durante il processo di separazione dei gas, è comunque fondamentale dimostrare che ogni essiccatore produce una fornitura di aria secca secondo lo standard corretto.

Anche in questo caso, l'integrazione di sensori di misurazione dell'umidità o del punto di rugiada garantirà che i sistemi di essiccazione funzionino a livelli ottimali di efficienza, garantendo una qualità dell'aria ottimale e aiutando a ridurre sia il consumo energetico che i costi operativi.

Tracciabilità, sicurezza e tranquillità

Indipendentemente dall'applicazione, uno dei vantaggi chiave di poter monitorare accuratamente il contenuto di umidità nell'aria compressa o nei flussi di gas separati è la capacità di dimostrare che il gas è sicuro e adatto allo scopo. Questo è particolarmente vero in settori produttivi critici come la produzione alimentare e farmaceutica, dove la presenza di umidità può avere un effetto dannoso sui prodotti prodotti fabbricati. Lo standard ISO pertinente che regola la qualità dell'aria compressa è ISO 8573.1; questo specifica la concentrazione massima consentita di particolato, umidità e contaminazione da olio.

Capitolo: Norme di qualità dell'aria compressa

Un'ampia scelta di opzioni

L'utilizzo di sensori di umidità avanzati di ultima generazione o di trasmettitori del punto di rugiada, come la nostra gamma SF, giocherà un ruolo significativo nella riduzione del consumo energetico e nel miglioramento della qualità del prodotto o del processo. Questi strumenti sono in grado di misurare il punto di rugiada, il contenuto di umidità e l'umidità in tracce fino a concentrazioni estremamente basse. Offrono livelli eccezionali di ripetibilità, sono disponibili con una scelta di opzioni e sono progettati per essere adatti sia per installazioni OEM che per retrofit.

Per saperne di più sul controllo dell'umidità o sulla riduzione dell'energia utilizzando il rilevamento dell'umidità parlate oggi stesso con uno dei nostri esperti.

Altre informazioni

Il sito web BCAS può essere trovato qui: Bcas.org.uk

Più informazioni sui nostri sensori del punto di rugiada possono essere trovate qui