Come funziona l’analizzatore Olio in Acqua di Inov8 basato sulla fluorescenza spettrofotometrica via laser e la pulizia ultrasonica?

Come funziona l’analizzatore Olio in Acqua di Inov8 basato sulla fluorescenza spettrofotometrica via laser e la pulizia ultrasonica?

La nuova serie di analizzatori basati sulla fluorescenza spettrofotometrica di Inov8 è stata ingegnerizzata appositamente per le applicazioni più severe dove l’accuratezza dell’analisi o il raggiungimento di una soglia di allarme per presenza in ppm di idrocarburi non è uno scherzo così come la ripetibilità della misura stessa che deve essere assolutamente garantita nel tempo.

Abbiamo definito la Fluorescenza come Spettrofotometrica in quanto i modelli dedicati di Inov8 offrono una analisi spettrale completa con questi benefici effetti:

  • Vengono soppesate e indi eliminate tutte le interferenze chimiche che sono presenti nel 99% dei casi reali
  • Viene scelta, a seconda del tipo di miscela di idrocarburi, in modo autonomo dall’analizzatore, la curva di calibrazione più appropriata
  • Si controlla senza soluzione di continuità la bontà dell’analisi in corso anche ben dopo il commissioning con condizioni di processo estremamente variabili

Ma in dettaglio come funziona il principio di misura a Fluorescenza spettrofotometrica?

Gli idrocarburi sono solitamente una miscela di diverse tipologie di molecole che presentano un legame C-H: questo principio di misura si basa sul fatto che qualcuna di queste molecole, quando eccitata, emette una luce su una lunghezza d’onda ben specifica.

Quindi una luce proveniente da una sorgente apposita viene diretta all’interno del flusso di acqua che potrebbe contenere gli idrocarburi: essi sono eccitati dall’assorbimento della luce e quindi rilasciano energia ad uno stato inferiore emettendo luce fluorescente.  La figura seguente spiega bene questa fase continua:

  1. le molecole sono eccitate dall’assorbimento della luce
  2. esse raggiungono uno stato energetico superiore
  3. rilasciano energia in pochi nanosecondi tornando uno stato energetico inferiore
  4. questa energia è vista come una luce fluorescente ad una lunghezza d’onda maggiore

Inov8 olio in acqua schema fluorescenza

Guarda caso l’intensità della luce fluorescente può essere proporzionale, ma non sempre, alla concentrazione dell’Olio in acqua e in questo caso una misura accurata è possibile. Il principio analitico basato sulla fluorescenza può utilizzare diverse sorgenti di luce con diverse eccitazioni delle molecole per osservare diverse composizioni idrocarburiche. Inov8 utilizza lunghezze d’onda a 405 nanometri della luce immessa nel processo mentre raccoglie la fluorescenza indotta a 500 – 650 nm, a seconda degli idrocarburi presenti. In particolare la lunghezza d’onda dei 405 nm è fatta per relazionarsi al meglio con i PAH Polycyclic Aromatic Hydrocarbons esempio il Naftalene

Inov8 olio in acqua naftaleneperchè

  1. Solitamente sono presenti negli idrocarburi oggetto dell’analisi
  2. C’è una relazione diretta fra la concentrazione dei PAH e dell’olio in acqua

Quindi ad esempio per un grezzo queste supposizioni sono state pluriverificate e l’analizzatore è in grado di offrire agevolmente una analisi accurata e soprattutto ripetibile. Ma quando non è così le misure non sono affidabili e questo può anche dipendere dalla presenza di composti chimici nella miscela. Ecco il vantaggio della Spettrofotometria integrata: osservando bene tutta la luce emessa si può costruirsi una immagine spettrale completa dell’inquinante idrocarburico come da grafico sottostante:

Inov8 olio in acqua immagine spettrale

Lo spettro della miscela (o delle miscele di idrocarburi) di interesse per l’Operatore è salvato durante la calibrazione all’interno della memoria del sensore ed è utilizzato con il metodo del raffronto: se i valori istantanei sono corretti la curva di calibrazione è praticamente sovrapposta con quella analitica in tempo reale. Nel caso di interferenze chimiche invece lo spettro sarà diverso e quindi con l’analizzatore Inov8 si possono intraprendere 2 strade:

  1. Scegliere una lunghezza d’onda diversa dove non ci siano interferenze
  2. Settare un offset con la fluorescenza di fondo causata dalle sostanze chimiche riottenendo il valore corretto di olio in acqua

In entrambi i casi diverse composizioni della miscela di inquinanti idrocarburi che si alternano fra di loro grazie alla spettrofotometria compensano dinamicamente il valore assoluto per fluorescenza restituendo quindi un’analisi accurata.

Nel caso in cui con l’invecchiamento del pozzo petrolifero, con il mutare delle condizioni di processo o con la lavorazione di diverse frazioni idrocarburiche o ancora con interferenze chimiche cangianti, la fluorescenza cambia di intensità allora cambierà anche di sicuro l’immagine spettrale analizzata…Come si comporta l’analizzatore Inov8?

  1. Può scegliersi autonomamente la curva di calibrazione pre-settata più confacente rispetto a quella analizzata al momento, riscalando efficacemente i ppm analizzati in fluorescenza
  2. Può ricevere un input esterno per scegliere in anticipo la curva che rispecchia la produzione o le fasi del processo in atto
  3. Può mandare un segnale di allarme per indicare un upset o comunque una situazione meritevole di attenzione da parte dell’Operatore più vicino.

Ma qual è l’anello debole di tutta questa catena di misura altamente tecnologica? Ovviamente è la sorgente stessa della luce: invecchiando o diventando instabile produrrà della fluorescenza in un modo sempre meno ripetibile portando alla luce il solito classico problema di tutti gli analizzatori obsoleti: la deriva continua e progressiva che richiede parimenti una attività manutentiva in campo per ricalibrare in modo routinario l’analizzatore. Inov8 è andata oltre: grazie alla tecnologia LIF Laser Induced Fluorescence è riuscita nell’intento di garantire una qualità della luce assolutamente costante per tutta la vita utile dello strumento. Nessuna deriva e quindi nessuna necessità di costosi interventi on-site magari su piattaforme non presenziate.

Inov8 grazie alla fluorescenza spettrofotometrica via laser ha totalmente ridefinito il concetto dell’analizzatore “Olio in Acqua” sia in termini analitici che installativi.

A tutto ciò Inov8 ha anche aggiunto l’ultima evoluzione della tecnologia di Autopulizia via ultrasuoni: RapidWave® Ultrasonics.

Questa nuovo sviluppo permette di mantenere la finestra ottica a contatto del processo sporco per un tempo indefinito potendo essere sicuri della potenza controllata di questi ultrasuoni: difatti le tecnologie tradizionali possono realmente pulire le finestre bagnate ma sono un compromesso fra la qualità della pulizia vs danni causati dall’erosione ultrasonica dell’ottica stessa.

Invece la pulizia con RapidWave® Ultrasonics può essere temporizzata in millisecondi contro invece i secondi delle vecchie tecnologie…. Inov8 grazie al suo know-how è consapevole che la vera pulizia funziona già nei primi millisecondi mentre mantenendola attiva per secondi in più viene rovinata la finestra. Quindi più frequenza, meno tempo e meno danni, come da tabella esplicativa qui sotto:

RapidWave® Conventional
Cycle 20 times / second 20 times / minute
Cleaning time per minute 1 second 20 seconds
Cycle frequency 1 per minute 1 per minute

Ma vediamo in pratica cosa vuol dire per un analizzatore olio in acqua avere questa nuova autopulizia ultrasonica, ecco il video con il sonoro:

 

Inov8: perchè come al solito le nuove soluzioni esistono, basta cercarle nei posti giusti…

 

Inov8 olio in acqua Operatore

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