Importanza della misurazione dell'umidità nelle camere ambientali

Perché il controllo dell'umidità all'interno delle camere ambientali è così importante e spesso così impegnativo?

Innanzitutto, che cos'è una camera ambientale? In questo blog intendiamo qualsiasi spazio chiuso e controllato utilizzato per varie forme di test sui prodotti, con particolare attenzione a quelli che richiedono il controllo dell'umidità.

Gli esempi includono

1. Camere ambientali o climatiche: Si tratta di sistemi chiusi, in genere un armadio o una cabina, che possono simulare varie condizioni ambientali controllando fattori quali temperatura, umidità, pressione e luce.
2. Camere di stabilità: Si tratta di un tipo di camera ambientale, ma vengono utilizzate a condizioni specifiche per un periodo prolungato.
3. Ambienti controllati: Si riferisce a qualsiasi spazio o struttura in cui le condizioni ambientali sono rigorosamente regolate e mantenute. Ad esempio, camere bianche o magazzini per prodotti sensibili.
4. Camere per nebbia salina, vibrazioni, altitudine, vuoto e shock termico. Sono tutti esempi specialistici di camere climatiche con condizioni controllate aggiuntive.
a. Le camere a nebbia salina simulano ambienti corrosivi incorporando una nebbia di soluzione altamente salina.
b. Le camere di vibrazione simulano diversi tipi di vibrazioni che possono influire sulla durata del prodotto.
c. Le camere d'altitudine controllano la pressione della camera simulando atmosfere basse o livelli ridotti di ossigeno.
d. Le camere a vuoto generano pressioni eccezionalmente basse per i test marittimi e aerospaziali
e. Le camere a shock termico provocano variazioni termiche molto rapide utilizzando un sistema a due camere, che creano uno stress termico sugli articoli in prova e simulano in modo specifico le condizioni sperimentate dai prodotti nello spazio.

Quali sono le principali applicazioni delle camere ambientali?

In senso generale, le camere ambientali di tutti i tipi sono utilizzate per il collaudo, la produzione o lo stoccaggio di prodotti. In particolare, vengono utilizzate per;

1. Simulazione delle condizioni ambientali: simulando accuratamente varie condizioni ambientali, come temperatura, umidità, pressione e luce. Ciò consente ai ricercatori di studiare gli effetti di questi fattori su prodotti, materiali e campioni biologici e di eseguire calibrazioni.
2. Test di stabilità:La conservazione a lungo termine dei prodotti in condizioni specifiche è essenziale in settori come quello farmaceutico, cosmetico e alimentare. Le camere ambientali aiutano a valutare la durata di conservazione, l'efficacia e la sicurezza dei prodotti sottoponendoli a diverse condizioni ambientali nel tempo, per garantire che mantengano la loro qualità ed efficacia.
3. Invecchiamento accelerato o test di durata accelerata: sottoponendo i prodotti a condizioni estreme, come temperature e umidità elevate, queste camere possono simulare gli effetti a lungo termine di un invecchiamento rapido. Ciò aiuta i produttori a valutare la durata e le prestazioni dei loro prodotti.

Tutti questi casi d'uso e altri ancora sono spesso utilizzati per ottenere la conformità alle normative, sviluppare nuovi prodotti o migliorare quelli esistenti e aumentare la qualità dei prodotti.

La conformità normativa è un fattore particolarmente importante per molti settori che devono rispettare standard e linee guida rigorosi, come quelli stabiliti dalla FDA (Food and Drug Administration), dall'ICH e dall'ISO. Le camere ambientali e le camere di stabilità consentono alle aziende di soddisfare questi requisiti fornendo condizioni di prova controllate che garantiscono la qualità e la sicurezza dei loro prodotti.

Per lo sviluppo e il miglioramento dei prodotti, le camere ambientali permettono di capire meglio come i prodotti e i materiali rispondono ai vari fattori ambientali, consentendo miglioramenti e ottimizzazioni più rapidi dei prodotti, dei processi produttivi e degli imballaggi.

Quali sono le sfide del controllo e del monitoraggio dell'umidità?

Il controllo e la misurazione dell'umidità nelle camere ambientali è un aspetto critico del mantenimento e del monitoraggio delle condizioni desiderate per le numerose applicazioni di cui abbiamo parlato. Nel tentativo di controllare e misurare l'umidità in queste camere possono sorgere diversi problemi fondamentali:

• Accuratezza e calibrazione del sensore: La misurazione accurata dell'umidità è essenziale per mantenere le condizioni desiderate all'interno della camera ambientale. Tuttavia, i sensori possono subire una deriva nel tempo o diventare meno precisi a causa della contaminazione o dell'invecchiamento. La calibrazione e la manutenzione regolare dei sensori di umidità sono necessarie per garantire misure accurate. L'esperienza è necessaria per capire come ridurre i tempi di inattività durante la calibrazione ed evitare gli effetti negativi della deriva del sensore.
• Condensa: Quando c'è una differenza significativa tra la temperatura interna ed esterna alla camera ambientale, può formarsi della condensa sulle superfici, compresi i sensori e altre apparecchiature. Questo può portare a misure imprecise e a potenziali danni alle apparecchiature. Il posizionamento della sonda, il flusso d'aria e le strategie di controllo della camera possono aiutare a evitare gli effetti negativi della condensa.
• Interazione temperatura-umidità: La temperatura e l'umidità sono variabili interdipendenti e le variazioni di temperatura possono influenzare i livelli di umidità. Il mantenimento di condizioni di temperatura stabili è fondamentale per un controllo e una misurazione accurati dell'umidità.

FATTO:

Sapevate che a 37°C e all'80%UR un gradiente di ±0,5°C nella temperatura della camera causerà una differenza di ±2,5%UR!

• Generazione e controllo dell'umidità: Generare e mantenere un livello di umidità specifico all'interno della camera può essere impegnativo. I diversi metodi di generazione dell'umidità, come l'iniezione di vapore, gli umidificatori a ultrasuoni o i sistemi a tampone bagnato, hanno i loro limiti e potrebbero non essere adatti a tutte le applicazioni.
• Flusso d'aria e distribuzione: un flusso d'aria non uniforme all'interno della camera può portare a una distribuzione non uniforme dell'umidità, causando variazioni nelle condizioni sperimentate dai diversi campioni e, nel peggiore dei casi, condensa. Un'adeguata progettazione e distribuzione del flusso d'aria è necessaria per garantire condizioni di umidità uniformi.
• Contaminazione: Contaminanti come polvere, sostanze chimiche o microrganismi possono interferire con le misure di umidità e i meccanismi di controllo, causando letture imprecise e condizioni instabili. Il mantenimento della pulizia e di un'adeguata filtrazione all'interno della camera è fondamentale per ridurre al minimo la contaminazione; altrettanto importante è la preparazione dei campioni, poiché i campioni di prova sono in genere la principale fonte di contaminazione e di sostanze volatili.
• Tempo di risposta: I sensori di umidità e i sistemi di controllo possono avere tempi di risposta variabili, che possono influire sulla capacità di regolare rapidamente e con precisione i livelli di umidità nella camera. La scelta del sensore e del sistema di controllo appropriati per l'applicazione specifica è importante per garantire regolazioni tempestive e accurate.
• Consumo energetico: Il mantenimento di specifici livelli di umidità all'interno delle camere ambientali può consumare quantità significative di energia, in particolare quando sono necessari sistemi di riscaldamento e raffreddamento per stabilizzare le condizioni di temperatura. Una progettazione efficiente, sensori di controllo accurati e misure di risparmio energetico possono contribuire a ridurre il consumo energetico e i costi associati.

Come può PST aiutarvi a trovare le soluzioni di misura perfette per le vostre camere ambientali?

Nell'ambito di Process Sensing Technologies disponiamo di un'ampia gamma di soluzioni di rilevamento e monitoraggio per camere ambientali. Ma soprattutto abbiamo un'esperienza di 60 anni di collaborazione con progettisti di camere, produttori, società di servizi e utenti finali. Come possiamo aiutarvi?

• Conoscenza: In primo luogo possiamo aiutare con la nostra conoscenza approfondita, per cui gran parte del supporto e dei miglioramenti che otteniamo con i nostri partner avviene attraverso la collaborazione e la condivisione di conoscenze che non possono essere racchiuse in un blog! Le posizioni di montaggio dei sensori, la gestione dei filtri, la calibrazione e la formazione degli utenti finali sono tutti aspetti in cui continuiamo a dare il nostro contributo. Siamo consapevoli della complessità dei problemi e della scienza della misura necessari per ottenere le migliori prestazioni dalle nostre tecnologie di misura in queste applicazioni diverse e impegnative.
• Sensori avanzati: I sensori e le sonde di umidità e temperatura Rotronic sono leader di categoria per le applicazioni industriali e offrono misure precise, prestazioni affidabili e soluzioni di calibrazione intelligenti per l'uso in vari ambienti. Queste sonde sono essenziali per mantenere un controllo accurato dei livelli di umidità all'interno delle camere ambientali.
• Trasmettitori: La gamma di trasmettitori di umidità e temperatura Rotronic garantisce una facile integrazione con sistemi di camere ambientali nuovi o esistenti. Con uscite digitali o analogiche, una gamma di opzioni di alimentazione, sonde digitali intercambiabili e un'ampia gamma di soluzioni alloggiate, OEM (Original Equipment Manufacturing), personalizzate o in kit, questi dispositivi possono garantire il controllo e il monitoraggio dei livelli di umidità senza soluzione di continuità, una manutenzione semplice e un basso costo di proprietà, assicurando che le condizioni della camera rimangano stabili e costanti per gli utenti finali.
• Software di registrazione e monitoraggio dei dati: Rotronic offre soluzioni software per la registrazione dei dati e il monitoraggio in tempo reale delle condizioni ambientali all'interno delle camere, conformi alla normativa FDA. Ciò consente di monitorare e analizzare i livelli di umidità, assicurando che gli esperimenti e i test siano condotti in condizioni ottimali.
• Strumenti, servizi e competenze per la calibrazione e la manutenzione: Una calibrazione e una manutenzione regolari sono essenziali per garantire l'accuratezza e l'affidabilità dei sensori di umidità e dei sistemi di controllo. Rotronic può fornire questi servizi, tra cui strumenti di calibrazione, formazione o assistenza locale sul campo, aiutando voi e i vostri utenti finali a ridurre i costi e ad aumentare le prestazioni della camera.
• Soluzioni personalizzate: In particolare per i produttori di camere possiamo fornire soluzioni e servizi per soddisfare i vostri requisiti specifici di controllo e monitoraggio dell'umidità. Soluzioni specifiche di imballaggio ed etichettatura, modifiche all'hardware e servizi di calibrazione possono farvi risparmiare tempo e costi.
• Oltre alla temperatura e all'umidità, Rotronic e PST offrono una gamma di prodotti e soluzioni supplementari, dalla CO2 all'ossigeno e all'umidità di traccia. Infine, la nostra gamma di sensori del punto di rugiada Michell è onnipresente nel controllo dei sistemi di essiccazione più grandi, spesso utilizzati nelle camere ambientali più grandi.

Nel prossimo blog di questa serie, esamineremo alcuni progetti di esempio che evidenziano le sfide e le soluzioni che siamo stati in grado di offrire.

Note applicative/blog correlati

Migliore controllo per il Biocontrol

Misura dell'umidità - Soluzione OEMs