La concentrazione di ammoniaca in acqua (anche acqua ammoniacale, soluzione di ammoniaca, NH4OH) può essere determinata in continuo e in linea mediante ultrasuoni. LiquiSonic® misura la velocità del suono e la temperatura nel mezzo e converte entrambe le grandezze in tempo reale in NH3-concentrazione.
Come funziona la misurazione dell'ammoniaca con ultrasuoni?
Il sensore invia un impulso ultrasonico attraverso il mezzo e ne misura il tempo di percorrenza su una distanza nota. Da ciò si ricava la velocità del suono nel mezzo, che varia con il contenuto di ammoniaca nel liquido. Poiché la velocità del suono dipende anche dalla temperatura, il sensore rileva anche la temperatura. L'associazione tra velocità del suono, temperatura e concentrazione avviene tramite un set di dati di prodotto definito in precedenza. Per l'acqua ammoniacale questo copre l'intero intervallo da 0-35 wt% e da 95-100 wt%.
Perché non titolazione, conducibilità, densità o rifrattometria?
Ciascuno di questi metodi funziona in linea di principio, ma con l'acqua ammoniacale ognuno incontra un limite specifico. La titolazione come metodo di riferimento è insuperabile in termini di precisione, ma resta un campionamento. Poiché l'ammoniaca può degassare tra il prelievo e l'analisi, la gestione del campione determina il risultato. Inoltre, il fabbisogno di personale rimane. La conducibilità è insidiosa nel caso di una base debole. Il grado di dissociazione diminuisce con l'aumentare della concentrazione, la conducibilità raggiunge un massimo nel campo delle basse percentuali e poi diminuisce di nuovo. Un valore misurato può quindi corrispondere a due concentrazioni diverse; inoltre, i sali disciolti alterano ulteriormente il quadro.
Misure di densità e misure Coriolis sfruttano una correlazione di per sé utile. La densità diminuisce sensibilmente con l'aumentare del contenuto di ammoniaca, ma reagisce in modo sensibile alle bolle di gas in degassamento e alla situazione di installazione. Rifrattometri e i metodi ottici richiedono una finestra pulita. Depositi, torbidità e condensa influiscono direttamente sul valore misurato. Una misurazione del pH è troppo poco univoca nell'intervallo di concentrazione rilevante in questo caso.
La misurazione della velocità del suono è indipendente da colore, torbidità e conducibilità e funziona senza parti mobili, senza elettrodi e senza finestra ottica.
Problemi che un campione di laboratorio non risolve
Il risultato arriva troppo tardi
Il campione fornisce un valore preciso, ma relativo a un momento che, quando arriva il risultato, è già passato da tempo. Tra due campioni l'impianto procede alla cieca e le deviazioni vengono rilevate solo quando è troppo tardi.
L'ammoniaca evapora
NH3 ha una notevole pressione parziale all'interno di una soluzione acquosa e fuoriesce, favorita dal calore, dal tempo di permanenza e da ogni apertura o travaso. Chi imposta il dosaggio su un valore nominale (obsoleto) sottodoserà il prodotto invecchiato senza accorgersene.
Ogni campione è un tema di sicurezza sul lavoro
La soluzione di ammoniaca a questa concentrazione è corrosiva e i vapori irritano occhi e vie respiratorie. Il campionamento su una linea in esercizio comporta complesse misure di sicurezza sul lavoro, un processo di autorizzazione e un rischio residuo che si riduce con ogni campione evitato.
Valori misurati compensati in temperatura
Nel deposito serbatoi non riscaldato la temperatura del mezzo varia. I metodi senza un rilevamento preciso e integrato della temperatura forniscono quindi valori che non possono essere confrontati nel corso di mesi o anni.