Il torbidimetro di processo Optek è un analizzatore in continuo che sfrutta le proprietà e il comportamento di un fascio di luce diretto all’interno del processo. Mantiene diversi punti in comune con il “cugino” fotometro di processo, ma presenta caratteristiche peculiari che lo rendono specifico per la misura della torbidità.

Mentre per la concentrazione o la gradazione di colore è spesso possibile fare riferimento anche a valutazioni empiriche, per la torbidità il discorso è più complesso: essa è definita come una caratteristica ottica di un liquido che ne descrive il grado di limpidezza o torbidità.

Questa proprietà non è legata al colore, bensì alla perdita di trasparenza del liquido, ed è misurabile in diversi modi a seconda dell’applicazione. Un esempio storico è rappresentato dalla misura della torbidità in uno specchio lacustre tramite il Disco di Secchi (Padre Angelo Secchi, 1865), caratterizzato da settori bianchi e neri.

Nel processo, o a bordo macchina, gli strumenti utilizzati sono differenti e si suddividono principalmente in due macrocategorie, in base al principio di misura:

• assorbanza della luce
• dispersione della luce

Principi ottici del torbidimetro di processo 

Il primo ad assorbanza ricorda uno spettrofotometro da laboratorio, cioè un raggio di luce attraversa il processo e attraverso dei filtri ottici si seleziona la lunghezza d’onda necessaria nel range 700-1100 nm battezzato di Herschel (Sir William Frederick Herschel): in generale i fotometri basati sull’assorbanza sono usati per concentrazioni di torbidità > 0.5 grammi/litro.

I fotometri a Dispersione di luce includono sia la dispersione della luce sia la riflessione della medesima a causa delle particelle nel Processo e a seconda della modalità si suddividono in altre sotto-famiglie:

• Back Scattering, Retrodiffusione – con angolo < 90°
• Side Scattering Diffusione laterale – con angolo a 90°
• Forward Scattering, Diffusione Frontale – con angolo > 90°, anche a 180° preciso.

Il backscattering, teoricamente idoneo all’analisi, necessita una elettronica sofisticata perché interagisce solo con la luce a bassissima intensità. L’analisi a 90° è quella più conosciuta ed applicata ma occorre sempre eliminare raggi di luce spuri che comprometterebbero il risultato.

Per le applicazioni come filtrazione e separazione, la diffusione frontale dà i risultati migliori anche nella sensibilità per il sizing del particolato. A differenza della rifrazione e della riflessione dove la luce è semplicemente ridiretta, nella diffusione essa viene re-distribuita in più direzioni. In definitiva, il fotometro a dispersione è l’ideale per Torbidità basse < 0.5 grammi/litro.

unità di misura e standard industriali

Anche le unità di misura della torbidità riflettono le diverse interpretazioni del concetto stesso di torbidità. In origine, lo standard di riferimento era la formazina e la misura veniva espressa in FTU (Formazin Turbidity Unit), indipendentemente dall’angolo di rilevazione, sebbene enti come EPA e ASTM suggerissero un angolo di 90°.

Successivamente, con l’introduzione delle NTU (Nephelometric Turbidity Units), è stato definito in modo preciso l’angolo di misura a 90°, mentre la formazina è stata progressivamente abbandonata in favore di polimeri più sicuri e stabili.

Per mercati specifici e relativi standard di settore, come quelli definiti dall’European Brewing Convention (EBC) e dall’American Society of Brewing Chemists (ASBC-FTU), le unità di misura sono state sviluppate in modo autonomo. In particolare, il metodo EBC utilizza tecniche di side scattering e forward scattering, mentre lo standard ASBC-FTU si basa esclusivamente sul side scattering a 90°.

I sensori di torbidità, sia in linea sia da laboratorio, insieme alle sonde di densità ottica, risultano ideali per la misura di torbidità, haze, limpidezza e densità ottica, utilizzando le principali unità di riferimento: FTU, NTU, EBC, OD, ppm e percentuale.

Le applicazioni sono estremamente ampie e coprono tutti i principali settori industriali, sia in ambito di processo sia OEM. Tra queste rientrano:

• monitoraggio delle performance dei filtri e rilevazione di eventuali rotture
• individuazione di bolle e particelle
• controllo dei solidi sospesi
• monitoraggio delle interfacce di processo
• verifica di eventuali perdite negli scambiatori

Applicazioni più di nicchia, come fermentatori, colture biologiche, biomasse e cristallizzatori, dispongono di sonde dedicate, progettate specificamente da Optek per garantire misure affidabili e precise anche nei contesti più complessi.

Applicazioni avanzate del torbidimetro di processo nei settori industriali

Il torbidimetro di processo rappresenta quindi un elemento chiave per il controllo continuo e affidabile della qualità nei fluidi industriali. In questo contesto garantisce precisione e stabilità anche in condizioni operative complesse. Inoltre è fondamentale per la standardizzazione delle misure in ambienti regolamentati.

Le applicazioni industriali principali includono:

• monitoraggio della qualità dei liquidi
• controllo solidi sospesi
• verifica performance dei filtri
• rilevamento bolle e particelle
• monitoraggio interfacce di processo

Ulteriori applicazioni tipiche del torbidimetro di processo:

• fermentazione industriale
• biotecnologie e colture cellulari
• cristallizzazione e separazioni avanzate
• processi chimici e petrolchimici

Il torbidimetro di processo diventa quindi uno strumento strategico per migliorare efficienza, sicurezza e qualità nei processi industriali moderni.

Prestazioni, affidabilità e ruolo del torbidimetro 

Il torbidimetro di processo Optek si distingue per la capacità di operare in continuo e in ambienti complessi, mantenendo alta precisione anche in presenza di variabilità del fluido. La sua integrazione nel processo consente un controllo avanzato e una riduzione significativa degli scarti produttivi.

Il torbidimetro di processo è oggi una tecnologia essenziale per impianti che richiedono:

• alta affidabilità di misura
• stabilità nel lungo periodo
• adattabilità a diversi settori industriali
• compatibilità con sistemi OEM

In conclusione, il torbidimetro di processo rappresenta una delle soluzioni più avanzate per il monitoraggio ottico nei processi industriali, unendo precisione, robustezza e versatilità applicativa.