IL RIFRATTOMETRO DI PROCESSO



Documenti analoghi
Acidi e basi. HCl H + + Cl - (acido cloridrico) NaOH Na + + OH - (idrossido di sodio; soda caustica)

La propagazione delle onde luminose può essere studiata per mezzo delle equazioni di Maxwell. Tuttavia, nella maggior parte dei casi è possibile

LE SOLUZIONI 1.molarità

Università degli studi di Messina facoltà di Scienze mm ff nn. Progetto Lauree Scientifiche (FISICA) Prisma ottico

Fisica II - CdL Chimica. La natura della luce Ottica geometrica Velocità della luce Dispersione Fibre ottiche

Ottica fisiologica (2): sistemi ottici

VERIFICA DELLA LEGGE DI MALUS E MISURA DELLA CONCENTRAZIONE DI UNA SOLUZIONE CON DUE POLAROIDI

CAFFE` Il segreto è nel fisico

TECNICHE DI BASE PER LA SEPARAZIONE DEI COMPONENTI DI UNA MISCELA

Una soluzione è un sistema omogeneo (cioè costituito da una sola fase, che può essere liquida, solida o gassosa) a due o più componenti.

CHIMICA. Una teoria è scientifica solo se è falsificabile (cioè se è possibile sperimentalmente smentire le sue previsioni)

International Textil Education. Machinery Division. Manuale per la stampa a trasferimento termico

Prof. Gian Piero Pugliese Lezioni di Fisica

Capitolo 2 Caratteristiche delle sorgenti luminose In questo capitolo sono descritte alcune grandezze utili per caratterizzare le sorgenti luminose.

4 La Polarizzazione della Luce

2.1 CAPITOLO 2 I RAGGI E LE LORO PROPRIETÀ

Capitolo 7. Le soluzioni

Anno Rapporto ambientale

La raffinazione del petrolio

L evoluzione della pulizia a vapore. made in italy

Strutturazione logica dei dati: i file

Rapporto ambientale Anno 2012

TAVOLA DI PROGRAMMAZIONE PER GRUPPI DIDATTICI

Misura delle proprietà di trasmissione e assorbimento della luce da parte dei materiali mediante spettrofotometro

L ANALISI ABC PER LA GESTIONE DEL MAGAZZINO

Capacità di assorbire una deformazione plastica senza rompersi: alta=duttile (es. oro) bassa=fragile (es. vetro)

Alla seguente lettera è allegata la dichiarazione CE di conformità per i lavabi da bagno prodotti da GlassTek.

Spettrofotometria. Le onde luminose consistono in campi magnetici e campi elettrici oscillanti, fra loro perpendicolari.

Piano Lauree Scientifiche Area Chimica Università di Bologna Facoltà di Chimica Industriale. Laboratori didattici dei Corsi di Laurea

Il Process Engineering Manual: uno strumento di sussidio pratico alle attività dell ingegnere. Ing. Luigi Ciampitti Coordinatore GdL PEM, AIDIC

Fare scienza con il computer OTTICA - RIFRAZIONE IN MEZZI NON OMOGENEI. Giorgio Pastore (pastore@ts.infn.it) Maria Peressi (peressi@ts.infn.

ENERGY EFFICIENCY ENERGY SERVICE COMPANY ENERGY EFFICIENCY ENERGY SERVICE COMPANY ENERGY + EFFICIENCY

I collettori solari termici

Che cosa è un etichetta? Un etichetta è un pezzo di carta che ci dà delle informazioni.

Ke = ] = Kw = 10 = 10-7 moli/litro, ed in base a quanto avevamo affermato in precedenza: [H + ] = [OH - ] = 10-7 moli/litro.

INTERVENTO DI CLAUDIA RICCARDI PLASMAPROMETEO - Dipartimento di Fisica Università degli Studi di Milano - Bicocca

SOSTANZE PERICOLOSE. rispettate le dosi consigliate dal produttore. È utile quindi utilizzare dei sistemi di dosaggio.

CAPACITÀ DI PROCESSO (PROCESS CAPABILITY)

La percentuale massa/volume (%m/v) indica la quantità di soluto espressa in grammi presente in 100 ml di soluzione.

La propagazione della luce in una fibra ottica

LA MISURAZIONE DEL CARATTERE

FIRESHOP.NET. Gestione del taglia e colore.

Perché il logaritmo è così importante?

Presentazione acquisto nuova macchina Raggi -X. Chiusanico 03/03/15

GESTIONE DELLE TECNOLOGIE AMBIENTALI PER SCARICHI INDUSTRIALI ED EMISSIONI NOCIVE LEZIONE 10. Angelo Bonomi

Area Ricerca e Sviluppo

Programmazione individuale per competenze CLASSE 3^B LSA. Materia: CHIMICA

ADDITIVO SPECIFICO PER LA PROTEZIONE E LA PULIZIA DEL SISTEMA DI ALIMENTAZIONE GPL

SUPERLUMINESCENT DIODES (SLDs)

Sommario Ottica geometrica... 2 Principio di Huygens-Fresnel... 4 Oggetto e immagine... 6 Immagine reale... 7 Immagine virtuale...

Esercitazione di Laboratorio - Leve di genere TITOLO ESERCITAZIONE: VERIFICA DELLE LEGGI DELLE LEVE

Propagazione in fibra ottica

Ottimizazione vincolata

Metodi di conta microbica

INDICE. introduzione prodotti capacità produttiva macchina macchine commerciali. macchine per quotidiano gruppo alimentazione.

( x) ( x) 0. Equazioni irrazionali

Analisi. Analisi Esame organolettico, Analisi chimica, Analisi microbiologica

GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. Lo stato gassoso

Esecuzione: Ho indossato gli occhiali ( che funzionano come un prisma di vetro), quindi ho osservato una fonte di luce

SISTEMA BINARIO DI DUE LIQUIDI VOLATILI TOTALMENTE MISCIBILI che seguono Raoult

CONTROLLO INIZIALE E MANUTENZIONE DEI SISTEMI DI RIVELAZIONE INCENDI

REAZIONI ORGANICHE Variazioni di energia e velocità di reazione

DENSITA La densità è una grandezza fisica che indica la massa, di una sostanza o di un corpo, contenuta nell unità di volume; è data dal rapporto:

Banco Prova Caldaie. per generatori di energia termica avente una potenza nominale inferiore a 100kW

1)Quale tra i seguenti elementi è un gas nobile? a. Si b. Mo c. Ge d. He. 2) L'acqua è:

LA CORRENTE ELETTRICA

Alto livello igienico

Termodinamica: legge zero e temperatura

MODULO 3 - LA MATERIA: COMPOSIZIONE E TRASFORMAZIONI

Automazione Industriale (scheduling+mms) scheduling+mms.

Dissociazione elettrolitica

Laboratorio di Ottica, Spettroscopia, Astrofisica

Lampade per illuminazione esterna: Lampade a Induzione Lampade al Sodio Alta Pressione Lampade a Led

ACIDI E BASI IN CASA. Scheda studente n.1

1 a esperienza: il lievito produce anidride carbonica in presenza di zucchero

MISURARE IL COSTO DELLA VITA. Harcourt Brace & Company

IDENTIFICAZIONE DEI BISOGNI DEL CLIENTE

Cenni di Macrofotografia

REALTÀ E MODELLI SCHEDA DI LAVORO

Secondo Rapporto sulla Previdenza Privata I giovani. A cura del centro studi AdEPP

Le principali novità nell etichettatura del latte e dei derivati lattiero-caseari. Graziella Lasi. Bologna, 03 ottobre 2014

Il campionamento. La digitalizzazione. Teoria e pratica. La rappresentazione digitale delle immagini. La rappresentazione digitale delle immagini

VALORE DELLE MERCI SEQUESTRATE

RESISTENZA DEI MATERIALI TEST

Verifica sperimentale della legge di Proust delle proporzioni costanti

SISTEMA INNOVATIVO PROVE DI TENUTA SERBATOI PER ZONA LIQUIDI E ZONA VAPORI

Effetto reddito ed effetto sostituzione.

INTRODUZIONE: PERDITE IN FIBRA OTTICA

PINCH TECHNOLOGY. Il target può essere: minima area degli scambiatori minimo consumo di energia minimo costo annuo totale


Bolletta Energetica Comunale (BEC)

BILANCI DI ENERGIA. Capitolo 2 pag 70

Esperienza A: idrofilicità e idrofobicità

PROVE SU PISTA. Sensore pressione freno. Sensore pressione freno:


miscela di reazione miscela di reazione

LO STATO GASSOSO. Proprietà fisiche dei gas Leggi dei gas Legge dei gas ideali Teoria cinetico-molecolare dei gas Solubilità dei gas nei liquidi

Classificazione della materia: Sostanze pure e miscugli

SISTEMI DI NUMERAZIONE E CODICI

LA REVISIONE LEGALE DEI CONTI La comprensione

Transcript:

IL RIFRATTOMETRO DI PROCESSO per la Misura della Concentrazione in Fase Liquida GdS Analisi a Largo Spettro Milano, 20 Novembre 2008

PERCHÉ LA CONCENTRAZIONE La Misura della Concentrazione è una tipologia di analisi comune in tutti i Processi ed è eseguita in diversi punti dell impianto a seconda del suo scopo Verifica Concentrazione dei Reagenti Controllo Andamento Reazione Ottimizzazione uso fluidi No - Process Mantenimento margini di Sicurezza Conferma specifiche dei Prodotti Osservanza leggi Cogenti

COSA È LA CONCENTRAZIONE Definiamo Soluzione una dispersione omogenea di almeno 2 specie chimiche una nell altra, dette Solvente e Soluto [1] Definiamo Solvente il componente della soluzione che si presenta nello stesso stato di aggregazione di questa, soluto in uno stato diverso, come acqua e zucchero Definiamo Concentrazione la composizione quantitativa di una soluzione e possiamo esprimerla in diverse unità di misura basate sul Rapporto fra peso del soluto e peso del solvente ( o soluzione), come la % in peso, non dipendente dalla temperatura Rapporto fra peso del soluto e volume della soluzione, come la molarità (numero di moli di soluto contenute in 1 litro di soluzione), dipendente da T in quanto volume f(t)

MISURE DI CONCENTRAZIONE Vista la trasversalità della misura di concentrazione, presente in quasi tutti i processi, essa è stata declinata in diversi principi di misura, a seconda dell applicazione da risolversi. Tipo Principio Ottico Via ultrasonica Ad oscillazione Tipo Misura Indiretta (parametri correlabili) Diretta (concentrazione tal quale) Installazione In linea Bypass Campionamento

MISURE DI CONCENTRAZIONE Oggi, in particolare, ci dedichiamo al Rifrattometro di Processo, che presenta Tipo Principio Ottico Tipo Misura Diretta (concentrazione tal quale) Installazione In linea

ESPERIENZE QUOTIDIANE Il principio di misura del rifrattometro ha solide basi scientifiche ma fortunatamente lo possiamo apprezzare in piccole esperienze quotidiane.

ESPERIENZE QUOTIDIANE Il principio di misura del rifrattometro ha solide basi scientifiche ma fortunatamente lo possiamo apprezzare in piccole esperienze quotidiane.

INDICE DI RIFRAZIONE Intorno al 1621 lo scienziato olandese Willerbrod Snell concepì la spiegazione fisica del fenomeno della matita spezzata grazie al concetto di Indice di Rifrazione. L Indice di Rifrazione di un materiale è un parametro n che rappresenta il fattore numerico per cui la velocità di propagazione di una radiazione elettromagnetica, come la luce, viene rallentata. Cioè, in soldoni, è la capacità più o meno spiccata di un fluido di far piegare un raggio incidente.

INDICE DI RIFRAZIONE Consideriamo un raggio luminoso che attraversi due fluidi aventi Indici di Rifrazione diversi n 1 > n 2 Definiamo θ 1 angolo di incidenza mentre θ 2 angolo di rifrazione La Legge di Snell ci dice che sin (θ 1 ) / sin (θ 2 ) = n 2 / n 1 P Fluido 1 n 1 θ 1 = 0 θ 1 θ 1 θ C interfaccia θ 2 =90 θ 2 θ 2 Fluido 2 n 2

ANGOLO CRITICO La Legge di Snell ci dice che n 1 / n 2 = sin (θ 2 ) / sin (θ 1 ), quindi se n 1 > n 2 avremo n 1 / n 2 > 1 cioè sin (θ 2 ) / sin (θ 1 ) > 1 oppure sin (θ 2 ) > sin (θ 1 ) ed al massimo sin (θ 2 ) = 1 quando θ 2 = 90 e θ 1 sicuramente < 90 L angolo di incidenza tale per cui il raggio rifratto è tangente alla superficie è definito angolo critico θ c, se θ 1 > θ c il raggio è totalmente riflesso P Fluido 1 n 1 θ C interfaccia θ 2 =90 Fluido 2 n 2

ANGOLO CRITICO IN MISURA Sorgente luminosa b c a Immagine Ottica Prisma Fluido di Processo (a) raggi totalmente riflessi (b) - raggi totalmente rifratti (c) - angolo critico che definisce l Indice di Rifrazione del Fluido di Processo

ANGOLO CRITICO IN MISURA b Alta Concentrazione c b c a Bassa Concentrazione a Variando la Concentrazione, varia l Indice di Rifrazione Cioè varia l Angolo Critico. Come? Se la Concentrazione del soluto >>, i raggi rifratti >> mentre i raggi riflessi <<

DALL ANGOLO CRITICO A n D Immagine Ottica Sensore CCD digitale Studio di funzione Indice di Rifrazione

ANGOLO CRITICO SENZA COMPROMESSI Sorgente luminosa b c a Immagine Ottica Prisma Fluido di Processo Vantaggi: - Particolato - Bolle - Colore

ANGOLO CRITICO SENZA COMPROMESSI Sorgente luminosa b c a Immagine Ottica Prisma Fluido di Processo Vantaggi Svantaggi - Particolato - Torbidità - Colore

ANGOLO CRITICO PERCHÉ CRITICO? La qualità dell analisi dipende da almeno 2 fattori critici

ANGOLO CRITICO PERCHÉ CRITICO? Sorgente luminosa -Sodio D luce gialla a 580 nm : l indice di rifrazione lo indichiamo come n D -Stabile -Come da letteratura

ANGOLO CRITICO PERCHÉ CRITICO? Temperatura Fluido di Processo - La Temperatura influisce sulle proprietà del fluido come la densità - Tipicamente se la T aumenta diminuisce la densità e diminuisce n D - La relazione fra T e n D può non essere lineare

IL RIFRATTOMETRO Led Prisma Sensore CCD Sensore T Pt1000

SETTORE ALIMENTARE: BIRRA controllo qualità prodotto finale la birra è una soluzione di acqua e carboidrati (zucchero) vengono misurate le portate di acqua e birra ma ciò non tiene conto della tipologia di birra concentrata prodotta Il rifrattometro permette una corretta miscelazione per raggiungere e non superare il grado alcolico, ex 4% leggibile sull etichetta

SETTORE ALIMENTARE: POMODORO controllo qualità prodotto finale il concentrato di pomodoro viene ottenuto rimuovendo l acqua presente Il rifrattometro analizza l ingresso negli evaporatori calcolando il brix Il secondo rifrattometro permette il controllo del brix del prodotto variando la portata di vapore. Un grado Brix (simbolo Bx) corrisponde a 1 parte di sostanza solida (peso secco) in 100 parti di liquido.

SETTORE LAVORAZIONE METALLI: FONDERIA Recupero liquido distaccante nella produzione di pezzi metallici viene utilizzato un liquido distaccante per separare il pezzo dalla forma Il distaccante è estremamente costoso e poco non fa staccare il pezzo, troppo lo sporca Il rifrattometro ne controlla la concentrazione in continuo aprendo la valvola del make-up.

AUTOMOTIVE: LAVAGGIO PARTI METALLICHE Lavaggio parti metalliche Ottimizzazione detergente dopo la produzione di pezzi metallici per l automotive o per elettrodomestici questi vanno sgrassati in impianti di lavaggio. Il detergente è estremamente costoso e poco non sgrassa il pezzo, troppo lo sporca di nuovo Il rifrattometro ne controlla la concentrazione in continuo aprendo la valvola del make-up.

RAFFINERIA: CONTROLLO STOCCAGGIO Controllo tipologia distillati in raffineria tra i vari distillati spiccano Benzina, Jet Fuel, Gasolio Avviene il trasferimento dalle unità produttive al parco serbatoio Il rifrattometro controlla che ogni distillato vada nel serbatoio dedicato senza il rischio di costose ri-lavorazioni, grazie ai differenti brix

CHIMICO: ACIDI E BASI Concentrazione Acido L acido Cloridrico viene recuperato come sottoprodotto e rivenduto. Occorre però mantenere una concentrazione specifica, 32% La misura diretta della concentrazione con materiali appositi per ambiente aggressivo è la preferita dai clienti che hanno provato altre soluzioni, anche non intrusive. La sicurezza è aumentata perché sono stati eliminati i campionamenti manuali.

QUESTION TIME

BIBLIOGRAFIA [1] Fondamenti di Chimica P. Silvestroni Veschi Editore Roma [2] Abbe's Refractometers Carl Zeiss Co. - Jena [2] Refractive Index Analysers in-line concentration S. Kilpinen Abstract [3] In-Situ Chemical Monitoring in Semiconductor Fabrication Chemical Supplies T. J. Moseman - NXP Semiconductors, Fishkill, New York