Introduzione

I contatori di particelle della Process Instruments (UK) Ltd. sono probabilmente tra i migliori esistenti al mondo ed i primi a consentire l’installazione di più sensori su di un singolo analizzatore. Il sistema CounterSense è un contatore di particelle in continuo sofisticato con la capacità di dimensionare e contare particelle nell’intervallo da 2-127 micron e di contare nell’intervallo da 2-750 micron.

Vi sono 5 tipi diversi di contatori di particelle elencati di seguito.

• ParticleSense: questo è lo strumento nella foto, un contatore di particelle a sé stante per installazione in linea, che permette di contare e dimensionare particelle nell'intervallo 2-125 micron e di contare nell'intervallo 2-750 micron. Il ParticleSense permette di definire fino a 8 cestelli (un cestello è un intervallo di dimensionamento che include, ad esempio, tutte le particelle che ricadono nell'intervallo da 2 micron a 10 micron).
• ppbSense: simile al ParticleSense ma con un software e dell'hardware addizionale che permette di fornire non solo una lettura del numero delle particelle ma anche una lettura in ppb (parte per miliardo).
• CounterSense: è il modulo sensore che viene interfacciato ad uno dei due analizzatori multiparametrici. Sempre per installazione in linea, permette di contare e dimensionare particelle nell'intervallo 2-125 micron e di contare nell'intervallo 2-750 micron. Inoltre, il CounterSense permette di definire fino a 6 cestelli (intervalli di dimensionamento) selezionabili e modificabili dall'utente.
• FilterSense: come il CounterSense ma limitato a 3 cestelli dimensionali non modificabili dopo l'ordine.
• ParticleSense Portabile: molto simile al ppbSense ma può essere installato in linea o utilizzato per campionamento estemporaneo. Ha varie opzioni tra cui anche una batteria per avere un contatore di particelle veramente portabile.

I sensori (FilterSense e CounterSense) sono interfacciabili a due analizzatori diversi, l’analizzatore base e l’analizzatore multiparametrico avanzato. I due sistemi si differenziano per opzioni di comunicazione, visualizzazione, controllo e numero di sensori/parametri gestibili.

Ogni sensore per il conteggio delle particelle è dotato di un sistema di notifica che indica quando la pulizia del sensore è necessaria. La pulizia del sensore è semplice e può essere eseguita con uno spazzolino fornito con lo strumento o attraverso una siringa per far passare acqua sotto pressione attraverso la cella di misura.

Per maggiori informazioni contattarci ai seguenti recapiti: Tel: +39 371 438 8849, E-mail: info@leafytechnologies.com.

Principio di funzionamento

Il sistema è composto da un laser e da un rilevatore posti all’interno di una cella di misura. L’acqua viene fatta passare attraverso di una cella di misura e quando le particelle presenti nell’acqua passano innanzi al laser, bloccano il raggio laser creando un’interruzione del segnale sul rilevatore.

Queste interruzioni, misurate dal rilevatore opposto al raggio laser, sono equivalenti (o quasi) al numero di particelle e la lunghezza dell’interruzione, creata quando la particella blocca il raggio, è proporzionale alla dimensione della particella. I contatori di particelle della linea Sense sono unici in quanto hanno le seguenti caratteristiche:

• calibrazione semplice effettuata dell'utente;
• configurazione diretta dallo strumento (nessun software/PC richiesto);
• capacità di sensori multipli (può essere combinato con altri sensori come UV254, torbidità);
• controllo con funzioni PID basate sul conteggio delle particelle;
• rilevamento in punti multipli.

Consultare la brochure per maggiori informazioni.

Vantaggi

Vantaggi

I vari contatori di particelle si differenziano per le opzioni ma offrono vantaggi simili. Un contatore di particelle della linea Sense infatti:

• conta e misura le particelle trasportate dall'acqua da 2 micron fino a 750 micron;
• ottimizza la rimozione di Cryptosporidium e Giardia;
• monitora le prestazioni dei filtri;
• monitora le prestazioni delle membrane;
• ottimizza la filtrazione;
• riporta sia il conteggio delle particelle che la distribuzione dimensionale;
• parte ottica in zaffiro per una maggiore durata;
• calibrazione effettuata dall’utente per un minore costo di proprietà.

Le caratteristiche sopraelencate sono comuni a tutte le versioni. D'altra parte i sistemi si differenziano per le seguenti caratteristiche.

CounterSense

• Conta particelle nell’intervallo da 2 a 750 micron
• Conteggia e dimensiona nell’intervallo 2-127 micron
• Fino a 6 intervalli dimensionali programmabili dall'utente
• Sensori multipli - costo ridotto

FilterSense

• Conta particelle nell’intervallo da 2 a 750 micron
• Conteggia e dimensiona nell’intervallo 2-127 micron
• Fino a 3 intervalli dimensionali selezionabili dall'utente (al momento dell'acquisto)
• Sensori multipli - costo ridotto

ParticleSense

• Conta particelle nell’intervallo da 2 a 750 micron
• Conteggia e dimensiona nell’intervallo 2-127 micron
• Fino a 8 intervalli dimensionali programmabili dall'utente
• Indipendente, autonomo

Un'analisi dei contatori di particelle

In passato i contatori di particelle erano associati all’idea di strumenti costosi, complessi da gestire, che fornivano troppe informazioni e dovevano essere inviati al produttore ogni anno o due per la ricalibrazione. Fortunatamente, negli ultimi anni, la tecnologia dei contatori di particelle ha fatto passi enormi quindi oggi:

• il prezzo per punto di misura può essere inferiore a quello della torbidità;
• la calibrazione di un contatore di particelle può essere effettuata sull’impianto dal cliente stesso;
• un contatore di particelle può fornire un’unica lettura in 'ppb' (oltre alle classiche informazioni su dimensioni e conteggio).

Ottimizzazione dei filtri

Quasi tutti i filtri utilizzati negli impianti di trattamento dell'acqua potabile hanno un misuratore di torbidità installato all'uscita. La torbidità è un ottimo strumento per misurare la nuvolosità dell'acqua, soprattutto quando vi sono moltissime particelle di piccolissime dimensioni (< 1 micrometro), d’altra parte, la misura della torbidità da sola ha delle limitazioni importanti.

Monitoraggio dei filtri per prevenire le epidemie di Cryptosporidium

In seguito ad epidemie di Cryptosporidium, gravi e ben pubblicizzate in tutto il mondo negli anni '90, i miglioramenti nel trattamento delle acque che ne sono seguiti hanno notevolmente ridotto il rischio del ripetersi di questi eventi.

Uno di questi miglioramenti fu dotare i filtri di turbidimetri, strumenti ideali per rilevare i problemi nella fase di coagulazione. In alcuni paesi, i banchi di filtri sono stati anche dotati di contatori di particelle in quanto hanno dimostrato essere strumenti più adatti a riconoscere le fasi iniziali dello sfondamento del filtro o il fenomeno della "canalizzazione", ossia quando l'acqua trova una via (canale) che la fa passare attraverso il filtro senza essere filtrata.

L'uso di turbidimetri associati ai contatori di particelle all'uscita di un filtro non solo fornisce un'indicazione su particelle di piccole dimensioni e diffuse (torbidità) ma anche su particelle di dimensioni più grandi ed in minor numero (centinaia, non decine di migliaia), ossia della grandezza e tipologia permettendo così di diagnosticare un'epidemia di Cryptosporidium.

Grazie ad un miglioramento generale della tecnologia un banco di filtri può ora essere dotato di contatori di particelle ad un prezzo simile a quello dei turbidimetri.

Ottimizzazione del processo utilizzando un contatore di particelle

Il controlavaggio dei filtri in genere si effettua guardando al tempo di utilizzo ed alla pressione differenziale

Il controlavaggio di un filtro comporta costi significativi, sia finanziari che ambientali. Quando i filtri iniziano a perdere la capacità di filtrazione, le particelle che passano per prime, spinte dalla pressione, sono quelle più grandi e queste non sono identificate dai turbidimetri. L'utilizzo di un contatore di particelle per controllare il controlavaggio del filtro può portare ad un notevole risparmio e una migliore qualità dell'acqua in uscita dall'impianto.

Questo accade perché la torbidità monitora la capacità delle particelle di bloccare/riflettere la luce quindi poche particelle di grosse dimensioni bloccano/riflettono meno luce rispetto a moltissime particelle di dimensioni maggiori.

Applicazioni

L'applicazione più comune per i contatori di particelle è nel trattamento delle acque potabili: ottimizzazione dei filtri e monitoraggio in continuo dell'effluente del filtro per rilevare problemi nei filtri o nel trattamento dell'acqua (Giardia e Cryptosporidium).

Il modulo sensore CounterSense può essere accompagnato da sensori di torbidità e pressione differenziale ed offre la possibilità di effettuare un’ottimizzazione automatica del processo di controlavaggio del filtro. Inoltre, ha anche le funzionalità di registro dati e, opzionalmente, di telegestione e telecontrollo via internet. I contatori di particelle uniti all’analizzatore multiparametrico avanzato sono probabilmente tra i migliori sistemi esistenti al mondo.

Il sistema FilterSense è progettato per il monitoraggio multipunto di banchi di filtri, riducendo il costo per punto di misura con un massimo di 16 sensori per il conteggio delle particelle per analizzatore.

Altre applicazioni per i contatori di particelle includono:

• monitoraggio prima dei sistemi ad osmosi inversa (RO);
• monitoraggio della qualità delle acque;
• monitoraggio del lavaggio di dispositivi medici ultrapuliti;
• monitoraggio della filtrazione a membrana.

Contatori di particelle nella prevenzione delle epidemie di Cryptosporidium

In tutto il mondo, fallimenti dei sistemi di coagulazione e di filtrazione hanno portato a focolai di cryptosporidiosis e altre malattie causate da organismi come Cryptosporidium e Giardia.

Il monitoraggio in continuo della torbidità all'uscita di un filtro è essenziale e persino un requisito legale in alcuni paesi. La torbidità è una buona misurazione per determinare la chiarezza dell'acqua , fornisce una lettura unica e comprensibile per gli operatori ed è più sensibile alle particelle più piccole (particelle di dimensioni < 1 μm).

I contatori di particelle invece si focalizzano su particelle più grandi (di solito più grandi di 2 μm) e forniscono ulteriori informazioni oltre a quelle fornite dai contatori di torbidità, in particolare informazioni riguardanti alla rottura di un filtro ed al passaggio di particelle di dimensioni dei batteri di Cryptosporidium, spesso non rilevabili da un turbidimetro tradizionale.

In passato molte aziende municipalizzate, aziende per il trattamento dell’acqua, aziende pubbliche e private hanno installato misuratori di torbidità su filtri, ma non hanno installato contatori di particelle soprattutto a causa del costo più elevato dei contatori di particelle.

Problemi di coagulazione VS sfondamento del filtro

Storicamente nella maggior parte delle epidemie di Cryptosporidium vi è stato sia un fallimento della coagulazione sia della filtrazione. Si vi è un fallimento della coagulazione, le particelle non coagulate possono passare direttamente attraverso il filtro ed, in questo caso, un misuratore di torbidità rileva questo fenomeno e lo mostra all'operatore, dando così la possibilità di intervenire.

Se invece il filtro inizia a:

• far passare particelle di dimensioni grandi, ad esempio, il Cryptosporidium ha una dimensione in media di 7 micrometri,
• mostrare segni di cedimento,
• canalizzarsi: un canale si apre dall'alto verso il basso e crea un percorso di facile attraversamento per l'acqua, allora

è improbabile che questo venga rilevato da un misuratore di torbidità, ma può essere chiaramente visto con un contatore di particelle.

Costi

In passato, monitorare un banco di 8 filtri con un contatore di particelle su ogni filtro avrebbe comportato un costo di circa €45,000 il che era un grosso ostacolo. Oggi invece con il sistema CounterSense/FilterSense si offre la stessa funzionalità a circa metà prezzo.

Cosa scegliere tra un contatore di particelle ed un turbidimetro?

I misuratori di torbidità sono più sensibili alle particelle di piccole dimensioni che sono presenti se la coagulazione fallisce. D’altra parte, i contatori di particelle sono più sensibili ai problemi correlati alla filtrazione.

Quindi cosa scegliere?

La risposta giusta è: entrambi.

Contattare un consulente Leafy per discutere della propria applicazione.

Documentazione

• Contatori di particelle - Linea Sense (Scheda prodotto)
• Analizzatore multiparametrico avanzato - CRIUS^® (Scheda prodotto)
• Analizzatore multiparametrico base - CRONOS^® (Scheda prodotto)
• Contatori di particelle (Presentazione PPT)
• Funzionalità di accesso remoto nell’analizzatore CRIUS^® (Scheda prodotto)
• Industria 4.0, Acqua 4.0, Internet delle Cose, SMART, DIGITAL (Nota tecnica)
• Le parole della misura (Nota tecnica)
• Pompe e relè (Nota tecnica)
• Configurazione di un analizzatore multiparametrico (Nota tecnica)
• Tipi di controllo negli analizzatori multiparametrici (Nota tecnica)

Approfondimenti

La sezione "Approfondimenti" include una serie di brevi articoli distribuiti via e-mail che forniscono informazioni tecniche relative alla strumentazione ed alla misurazione in acque potabili, di scarico, di processo e di piscina.

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