Background & Challenge

Un cliente in Nuova Zelanda voleva utilizzare un Sensore di metano pompato TDLAS200A come un monitor online a flusso continuo per il gas di scarico di un bioreattore. Il reattore funziona a temperatura e pressione ambiente; la portata del gas di scarico è di circa 1 L/min, e la composizione del gas varia nel corso di un ciclo: inizialmente è metano, per poi evolversi in CO₂. Il cliente desiderava quindi conoscere il campo di misura del sensore per il CO₂ e la sua tolleranza all’umidità, e intendeva acquistare un campione per effettuare dei test di laboratorio prima di procedere con ulteriori acquisti.

Perché scegliere il TDLAS200A

Il TDLAS200A è un sensore di metano a laser pompato: una pompa interna aspira il gas campione attraverso la cella di misura, il che rende semplice predisporre un a flusso continuo collegamento alla linea di scarico dei gas di un bioreattore, anziché affidarsi alla diffusione. Il sensore è progettato per un intervallo di misurazione del metano compreso tra 0 e 5.000 ppm, che corrisponde alle basse concentrazioni di metano presenti nei gas di scarico di un bioreattore.

Soluzione e installazione

In un sistema a flusso continuo, il gas di scarico viene convogliato dallo spazio di testa del reattore all’ingresso del sensore alla portata propria del reattore, pertanto è la pompa a provvedere al campionamento piuttosto che il processo stesso. Sono stati sollevati due aspetti pratici, che sono stati confermati dal cliente:

  • Poiché nel corso del ciclo il gas passa dal metano al CO₂, il sensore viene utilizzato per la misurazione del metano, mentre l'intervallo di misurazione del CO₂ previsto dall'applicazione viene verificato separatamente.
  • L'umidità nel gas di scarico deve essere controllata all'ingresso del campione, come in qualsiasi misurazione con gas pompato, in modo che la condensa non raggiunga la cella di misura.

Risultati

Il cliente ha prelevato un singolo campione per effettuare test di laboratorio sul sistema a flusso continuo e sul campo di misura prima di integrarlo nel proprio impianto; ne è seguito un ordine ripetuto, a conferma del fatto che la configurazione adottata era adatta all'applicazione relativa ai gas di scarico del bioreattore.

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Domande frequenti

D: È possibile utilizzare un sensore di metano a pompaggio per il monitoraggio in flusso continuo?

A: Sì. Uno strumento dotato di pompa aspira il campione attraverso la propria cella di misura, quindi il collegamento di una linea di campionamento dal processo lo trasforma in un analizzatore a flusso continuo. La portata, la pressione e l'umidità del campione devono essere adeguate alle specifiche dello strumento.

D: Cosa occorre verificare se il gas misurato passa dal metano all'anidride carbonica?

A: Il campo di misura e la configurazione ottica dello strumento devono essere compatibili con il nuovo gas e con le concentrazioni in questione. È necessario verificare la conformità alle specifiche prima di effettuare l'ordine, poiché il rilevamento è calibrato su una linea di assorbimento specifica.

D: L'umidità influisce sulla misurazione?

A: Il vapore acqueo assorbe la luce infrarossa, pertanto un campione saturo può influenzare una misurazione ottica dei gas. L'approccio usuale consiste nel condizionare il campione, mantenere la linea al di sopra del punto di rugiada e verificare che i limiti di umidità indicati dallo strumento siano adeguati all'applicazione.

D: È sufficiente un solo campione per un’analisi di laboratorio?

A: Per una valutazione in laboratorio di un sistema a flusso continuo, sì. Un’unica unità con pompa collegata alla linea dei gas di scarico può dimostrare se la misurazione è stabile prima di procedere alla progettazione di un’installazione definitiva.

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